Способ определения ниобия и тантала Советский патент 1979 года по МПК C01G33/00 C01G35/00 G01N21/24 

: 1 Изобретение относится к аналитической химии, оно может быть испоЯьэовано в практике заводских, производственных и научно-йсследоватёльских лабораторий различных отраслей народного хозяйства для опрвд;ёленйя количеств ниобия и тантала, измеряющихся в микрограммах, различных растворах, для анализа смесей окислов, для определения элементов в спл вах и других объектах. Известные способы определения мик роколичеств ниобия и тантала предста ляет собой различные варианты спектр фотометрических и экстракиионно-спек трофотометрических методов. Наиболее эффективно использование для экстрак ции тантала в виде асоциатов катионов триарилметановых, ксантеновых, оксазиновых, тиазиновых красителей со фторидным комплексом тантала 1. Наиболее близким к предлагаемому способу определения микроколичеств ниобия и тантал а по химико-аналитической сущности и достигаемьл 1 р ё уль татем является способ фотометрического определения ниобия и тантала, основанный на экстракции окрашенного ассодиата аниона фторидного комплекса тантала с катионом триарилметанового красителя бриллиантового зеленого, обеспечивающего наибольшую избирательность и чувствительность определения 2. По этому способу тантал, содержащийся в объекте анализа, переводят в растворимый в воде аНи.онный фторйдный комплекс, экстрагируемый затем в виде ионного ассоциата с катионом бриллиантового зеленого бензолом. При необходимости мещающие элементы маскируют тартратом натрия. При определении 1,00,1 10 % тантала коэффициент вариации составляет 5-20%. Особенности экстракционно-Фо ометрического способа определения микроколичеств тантала состоят в невозможности определения ниобия при совместном присутствии его с танталом, в невысокой точности. Целью изобретения является повышение избирательности и точности определения ниобия и тантала. Поставленная цель достигается тем, что определение выполняют методом спектрофотометрического титрования устойчивых анионных фторидных ком- плексов ниобия, и тантала растворами солей калия в среде бинарного смешанного водно-органического растворите-, ля в присутствии металлиндикатора на ионы калия с о-окси-о-сульфоазогруппировкой. Предпочтительно использовать в качестве сорастворителя диметилсульфоксид; и в качестве металлиндикатора ,. нитхромазо, При титровании растворов, содержащих один определяемый элемент, на кривой титрования в точке эквивален-. тности фиксируются один четкий излом соответствующий количеству оттитрован ного металла. При наличии в растворе тантала и ниобия полулается, кривая титрования с двумя изломами,соответствующими поочередно оттитровываемым танталу и ниобию. Прим е р 1. Определение ниобия (и тантала) в растворах. В кювету для титрования переносят слабокислый раствор,содержащий 3 мкг ниобия . Затем, строго соблюдая указан ную ниже последовательность и перемешивая содержимое кюветы после добавления каждого реактива, добавляют 0,5 мл раствора фторида натрия с концентрацией моль/л,.. I мл буфер-. його раствора с рй б, 0,15 мл 0,1%-.. ного раствора метиллиндикатора и 13,5 мл сорастворителя (в этом примере металлиндикатор-нитхромазо, сорастворитель - дИметилсульфоксид). Через 10 мин приготовленный раствор титруют на установкедля спектрофотометричес кого титрования без кюветы сравнения раствором хлорида калия с концентрацией ЮЗ моль/л при длине волны 626 нм. Ошибка определения 2%. П р и м е р 2. Титрование 3 мкг ниобия. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлиндикатор ортани ловый С. Ошибка определения 6%. Пример 3. Титрование 3 мкг ниобия. Сорастворитель - ацетонитрил (диметилформамид) , металлинДйКатор нитйромазо. Относительная опшбка определения 4 %. П р-и мер 4, Титрование 95 мк ниобия.. Сорастворитель - диметилсуль фоксид, металлиндикатор - нитхромазо Относительная ошибка 2%. Пример 5. Титрование 600 м ниобия. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлйндикатор - нитхр мазо. Относительная ошибка определения 1%. Примере. Титрование 5 мкг тантала. Сорастворитель - диметил- . сульфоксид, металлиндикатор нитхро мазо. Относительная ошибка 2 %. Пример 7. Титрование 5 мкг тантала. Сорастворитель - диметил- сульфоксид, металлиндикатор - ортани ловый С. Относительная ошибка опреде ления 4%. Пример 8. Титрование 5 мкг тантала. Сорастворитель - ацетон (изопропанол), металлиндикаторнитхромазо. Относительная ошибка определения 6%. Пример 9. Титрование 530 мкг тантала. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Относительная ошибка определения 2% .: Пример 10. Титрование смеси 700 мкг тантала и 300 мкг ниобия. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Относительная ошибка определения 1% для тантала, 2% для ниобия. Пример 11. Титрование смеси 500 мкг тантала и 500 мкг ниобия. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Оносительная ошибка определения тантала 2%, ниобия 2%. Пример 12. Титрование 10 мкг тантала в присутствии 1000 мкг ниобия. Сорастворитель -диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Относительная ошибка определения 6%. Пример 13. Анализ смеси окислов ниобия и тантала. Навеску смеси окислов ниобия и тантала, равную 0,13 г, растворяют в 3 мл концентрированной фтористоводородной кислоты в тёфлоновом стакане при слабом нагревании. Полученный раствор переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой. 1,0 мл приготовленного раствора переносят в кювету для. титрования и действуют способом, описанным в примере 1. Титрант-хлорид калия с .концентрацией моль/л. Сорастворитель - диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Относительная ошибка определения тантала 1%, ниобия-2%. Пример 14. Анализ двухкомпонентных сплавов тантала и ниобия. Йавеску сплава тантала с ниобием, содержащего 79% таНтала и 21% ниобия, равную 0,05 г, растворяют в смеси концентрированных 3 мл фтористоводородной и 2 мл азотной кислот в тёфлоновом стакане при слабом нагревании. Полученный раствор перенос-ят в мерную колбу емкостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой. 1,0 мл приготовленного раствора переносят в -кювету лля .титрования и действуют способом, описанньм в примере 1. Титрант - хлорид калия с концентрацией 10 моль/л. Сорастворитель - даиМетилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромазо. Относительная ошибка определения тантала 0,5%, ниобия 0,2%. Пример 15. Определение тантала в сплавах ° с вольфрамом. Навеску сплава тантала с вольфрамом, содержащего не менее 10% тантала, например 40%, равную 0,13 г.

растворяют в смеси концентрированных 3 мл фтористоводородной и 2 мл азотной кислот в тефлоновом стакане при слабом нагревании. Полученный раствор переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, добавляют 1 мл 5%-ного раствора перекиси водорода и доводят до метки дистиллированной водой. 1,0 мл приготовленного раствора переносят в кювету для титрования и действуют способом описанным в примере 1. Титрант-хлорид калия с концентрацией моль/л. Сорастворитель-диметилсульфоксид, металлиндикатор - нитхромаэо.1, Относит«льная ошибка определения тантала 1%. Предлагаеьфзй способ определения ниобия и тантала имеет улучшенный по сравнению со способом, принятым прототипом, избирательность и точность получаемых результатов. Способ надежен и непродолжителен, высоких показателей достигают при простот-е работы. Метод позволяет определеять тантал и ниобий прк совместном присутствии их в соотнесениях 3:1-1:3 с ошибкой 0,5-2,0%. Кроме того, способ позволяет определять тантал на фоне 100-кратных количеств ниобия с ошибкой 5%. С погрешностью 0,52,0% указанные элементы определяют в присутствии 10-кратных количеств РЗЭ, железа, никеля, марганца, хрома, молибдена, ванадия, кремния. В присутствии 0,1-кратных количеств циркония и татана ошибка определения составляет 8-10%. В присутствии равных количеств вольфрама ошибка определения 2%. Влияние больших количеств вольфрама устраняют маскированием его перекисью водорода. Способ допускает выполнение титрования в стеклянных кюветах без ухудшения точности и избирательности определений.

Формула изобретения

1.Способ определения ниобия и тантала в растворах, включающий

0 переведение определяемых элементов во фторидные комплексные соединения с применением спектрофотометрического метода анализа, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьтс;sния избирательности и точности определения, фторидные комплексные соединения титруют растворами солей калия в водно-органической среде в присутствии металлиндикатора на ионы

0 кгшия с о-окси-О-сульфоазогруппировкой.

2.Способ ПОП.1, отличающий с я тем, что в качестве органического растворителя используют

5 диметилсуфоксид.

3.Способ по ПП.1 и 2, о т л ича ю щи и с я тем, что в качестве металлиндикатора используют ни+хромазо.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Елинсон С.В. Спектрофотометрия ниобия и тантала. - М.:Атомиздат, 1973, с.288.

2.Успехи химии, т.XIV, 1975, 9, с.1547-1552 (прототип).