Способ определения ванадия(ш) и ванадия (1у) Советский патент 1979 года по МПК G01N27/04 C01G31/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ (Ш) И ВАНАДИЯ ( IV ) 3 пробах только ванадий () и ванади (1У) , не содержащий титан (HI) , Цель изобретения - разработка такого аналитического способа, который позволил бы в отлельности ко личественно определять содержание ванадия (1М) , ванадия (1У) и титана {() с помощью одного реагента при одновременном их совместном присутствии для содержаний этих элементов ниже 0,5%. Поставленная цель достигается применением нового органического реагента класса оксаэиновых - галл цианина (ГЦ) - и физико-химическог (инструмента; ьного) метода определения - амперометрического титрова ния на вращающемся дисковом платиновом электрода. Титрование титана (HI), ванадия (Itt) и ванадия (1У) ос ществляют при с-чедуклпих значениях р/(: образование комплекса титана (/(/) с гал.юцианином происходит при знач- иичх гИ от 0,5 до 2,5, Однако мпксимальная прочность комплекса достигается гфи оптимальном диапазоне рН, равном 1,0-2,П. Образование комппекса ванадия (III)с галлопианниом происходит при значениях рН от 1,5 до 3,0. Оптима ный диапазон р/{ рапен 2,2-2,8. Образование комплекса ванадия (IV)с галлоцИТиииом происходит пр значениях рН 2,5-5,5. Оптимальный диапазон рН равен 3,0-5,0. Выбор концентрации реагента галл цианина дшя амперметрического титр вания yKaaaHHfJx элементов определя ется составом о6разовави1ихся комплексов, которыП находят из кривых титрования. Предварительными иссле .дованиями было установлено, что концентрапия галлопианина должка находиться в пределах, от 0,001 д(5 Ьо 0,5 М. Верхний предел (больше 0 концентрации галлоцианина обусловл его предельной растворимостью, т.е при концентрации галлоцианина выше 0,5 М выпадает осадок реагента, что недопустимо. Нижний предел (меньше 0,001 М) концентрации галлоцианина обусловлен нечеткостью получаемых кривых титрования, т.е. при концентрациях галлоцианина меньших 0,001 М затруднительно определить точку эквивалентности на кривых. Сущность изобретения заключается в следующем. Элементы различной степени окисления ванадий (И) , ванадий (1У) и титан (III) образуют с Гс1ллоцианином в оптимальных условия комплексные соединения, о т л ичающиес я составом комплекса, устойчивостью комплекса (характери зующейся так называемой констан ной нестойкости) и условиями их образования. Пример. Для амперметрического титрования используется известная установка с вращающимся платиновым электродом-диском с визуальным отсчетом силы тока (гальванометром типа М 91/А) и напряжения. В качестве электрода сравнения используют насьаценный каломельный электрод. Стандартное состояние поверхности платинового электрода обеспечивают следующим образом; перед снятием каждой полярограммы электрод обрабатывают концентрированной азотной кислотой, тщательно промывают дистиллированной водой и трехкратно анодно поляризуют в -анализируемом растворе в интервале 0-1,5 В в течение трех минут.Скорость вращения электрода составляет 800-900 об/мин. Исходным сырьем для анализа служили пром1Д11ленные образцы, полученные в технологических условиях получения электровосстановлением чистых металлов ванадия и титана. Навеску 0,2-0,5 г хлоридов ванадия и титана, взятую с точностью до 0,0002 г, переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, в которой находится 0,2-0,5 Н раствор соляной кислоты, насыщенный инертным газом (азотом). Объем раствора доводят той же кислотой до метки и тщательно перемешивают. Берут 2 мл раствора фона (2 М раствор хлористого калия) и помещают в электролизер (ячейку для титрования). Требуемое значение рИ среды, например, для ванадия (in) от 2,2 до 2,8, оптимальное -,2,4; для титана (1П) от 1,0 до 2,0, оптимальное - 1,4; а для ванадия (1У) от 2,5 до 5,5, оптимальное - 3,0 создают г ведением в электролизер обшеизвестного ап.етатного буферного раствора (уксусная кислота -t- уксуснокислый натрий),в который предварительно пропускают азот в течение 1015 мин для удаления растворенного кислорода.Затем сюда же вводят пипеткой 1-5 мл анализируемого раствора из мерной колбы с неизвестным содержанием ванадия и титана.Общий объем электролизера составляет 10-20 мл. Далее титруют из микробюретки при перемешивании раствором галлоцианина точной концентрации (в пределах 0,0010,5 М), например 0,001 М, выжидая каждый раз после прибавления рабочего раствора (галлоцианина), пока не устанавливается постоянный ток (в течение 30 с). Потенциал наложения равен 0,6-0,8В. Строят графикв координатах: сила тока (деление шкалы гальванометра, в мА) -объем раствора реагента, мл. Из графика по точке перегиба определяет объем раствора реагента, израсходованного на титрование, и

рассчитывают содержание ванадия ((И), ванадия (IV), титан;. (О по формуле:

50,956 VK 100

а

V(;H

а

V()

V о

ilti i JL -Xi-H2

riOi.T

и Vn 1000

4,79 Ь

V-г

где Vn - объем мерной колбы, ил; VM - объем аликвотной части

(пипетки), мл; Н - навеска образца, г; Ь- объем реагента в точке эквивалентности, мл; умноженный на концентрацию гал-иоцианина , М; 50,95 - атомный вес ванадия; 47,9 - атомный вес титана;

а - процентное содержание элемента в данной форме о к и ел е и и я ,

Объем реагента, расходуемый в процессе титрования анилиэируемой смеси, во второй точке эквивалентноти (для титана (О и в третьей точк эквивалентности (для ванадия (м)

Однозременное определение содержания ванадия (ш) и ванадия (1У) с галлоцианином в образцах при совместном их присутствии

будет соответственно в 2 и 3 раза больше, чем в первой точке эквивалентности для ванадия (ГУ) на основании состава комплексных соединений этих форм окисления титана и ванадия,

Раэравотанный способ проверялся на промьзшленных образцах, полученных в технологических условиях электролитического производства чистых металлов ванадия и титана, в состав

0 которых входили хлориды титана (III) и титана (1У) , ванадия (НО и ванадия (IV , а также хлориды гаелочных металлов (Na, К, R5, с г и др.). Результаты определения титана (Ш, ванадия ( и ) и ванадия (IV) прннрдр5ны в табл. 1-3.

Из приведенных в таблицах jjeэультатов видно, что ра рп5отднний способ обладает высокой ичбирате.чьностью. Это обстоятельство нперяче

0

позволяет из суммы ОДНСтврСг-МРИНО nt-Hсутствуюсаих элементов различной степени окисления: ванад11й (i) и ванадий (1У), ванадий (НО и титан (О, титан (II) и ваналий (1У) с вы5сокой точностью рлзде.1ьно опрсилелять содержание каждой из указанных форм в присутствии других, а также все три формы окисления ванчдия и титана без предварительного

0 разделения на элементы из олн(Г1 навести.

Кроме того, предлагаокв й егк :об имеет высокую точность анализа: О111ибка определения д.пя ма.мых (до О,)

содержаний ванадия (in и 1У) и титана (II) составляет в сродном рсето 0,05-0,14%%, для бо.пыпих сол-.п аии1й (свыше 6 Я) оюибка определения либо меньше, либо такая же, как н в известном метоле - 0,2П.

0

Таблица 1

0,,05 0,,05 0,30-0,05 0,42:0,18

0,,06 0,,05 0,59-0,07 0,,21

0,,07 0,63-0,07 1,15-0,10 1,,40

0,84--0,06 1,,12 2,07-0,12 2,02tO,35 2,,10 4,,14 6,,14 6,35ГО,38

Одновременное определение содержания ванадия (ш) и титана (ш) в образцах и искусственньлх смесях при совместном их присутствии

Одновременное определение содержания ванадия (И1) , ванадия (1У), титана (Ш) в пробах при совместном их присутствии

Таблица 2

Таблица 3