Способ раздельного определения трех- и четырехвалентного ванадия Советский патент 1980 года по МПК C01G31/00 G01N27/46 

Изобретение относится к области аналитической химии ванадия и может быть использовано для раздельного определения Y(III) и У(1У) в катали-г заторах, минералах, металлургических продуктах и химических реактивах.

Известен способ определения ванадия, включающий обработку исходного образца концентрированной ортофосфорной кислотой при 60-85 С с последующим потенциометрическим титрованием раствором восстановителя 1,

Однако известный способ пригоден для определения только V(IY) и V(Y) и неприменим для определения ванадия трехвалентного, так как при этом не происходит количественное извлечение V(III) в раствор.

Известен способ определения ванадия, включающий обработку исходного образца при нагревании смесью концентрированной ортофосфорной кислоты и перекиси водорода с последующим титрованием V(IY) раствором соли закисного железа 2.

Однако данный способ пригоден для определения только общего (суммарного) содержания ванадия и не может

быть применим для раздельного определения V(III) и V(IY).

Наиболее близким по технической

сущности и достигаемому результату является способ определения V(III)H V(IY) в ванадиевых катализаторах и металлургических продуктах путем растворения образца в ортофосфЬрной

Q кислоте, разбавленной водой в отношении (1:1), при нагревании до температуры кипения раствора в токе инертного ;газа с последующим амперометрическим титрованием: V(III) бихроматом калия в присутствии 1 н

5 серной кислоты при Е 0,3 В; V(IY) сульфатом хрома (II) в присутствии 6 н серной кислоты при Е 0,4 В в атмосфере инертного газа 3.

Способ сложен из-за необходимости

0 проведения анализа в инертной атмосфере (азот, углекислый газ) и применения специальных устройств, предотвращающих окисление V(III) и

5 V(IY) кислородом воздуха как в процессе растворения, так и при титровании. В отсутствие инертного газа наблюдается значительное окисление V(III) (до 63%) и V(IY) (до 39%) кислородом воздуха до V(Y).

Цель.изобретения - упрощение способа.

Цель достигается обработкой исходного образца конденсированной фосфорной кислотой (КФК) плотностью 1,85-1,94 г/см

Выбор конденсированной фосфорной кислоты обусловлен тем, что ее растворяющая способность значительно выше чем концентрированной ортофосфорной кислоты. Кроме того, в присутствии конденсированной фосфорной кислоты резко возрастает устойчивость У(111)и V(IY) к действию кислорода воздуха за счет подъема величины окислительно-восстановительного потенциала пары V(III)/V(IY). Нормальный окислительно-восстановительный потенциал этой пары равен +0,337 В, что свидетельствует о легкой окисляемости кислородом.

Измеренные в обычных условиях значения окислительно-восстановительных потенциалов пары V(IY)/V(III) в среде КФК значительно увеличиваются и равны 950 и 980 мВ в КФК с плотностью 1,88 и 1,92 г/см соответственно. При измерении в герметической ячейке в атмосфере аргона марки А, не содержащего кислорода, значения потенциалов такие же.

Конденсированная фосфорная кислота представляет собой смесь пирофосфорной, триполйфосфорной, тетраполифосфорной и ортофосфорной кислот.

в связи с отсутствием литературных данных, изучено поведение V(III) и V(IY) в среде конденсированной фосфорной кислоты.

Растворы V(III) готовят обработкой 0,1 г металлического ванадия, содержащего 99,9% ванадия марки ВЭЛ-2, в среде КФК при нагревании на плитке (раствор 1).

Растворы V(IY) готовят обработко 0,1 г металлического ванадия марки ВЭЛ-2 перекисью водорода, в среде конденсированной фосфорной кислоты при, нагревании с последующим разрушением избытка перекиси кипячением (раствор 2). Растворы 1 и 2 охлаждают, переводят в мерные колбы ем. костью 100 мл и разбавляют до метки

конденсированной фосфорной кислотой. 1 мл каждого раствора содержит 1 мг ванадия.

Так как V(III) и V(IY) могут перейти в V(Y) при окислении кислородом воздуха, в каждом растворе определяют титрованием солью Мора и бихроматоя калия по известным методикам содержание V(Y), V(IY) и V(III). Параллельно ведут холостой опыт.

Результаты анализа показывают, что исходный раствор V(IlI) не содержит V(IY) и V(Y), а раствор V(IY) не содержит V(III) и V(Y). Таким образом, в процессе нагревания V(III) .в среде КФК до температуры кипения не происходит его окисление кислородом. Не подвергается изменению и V(IY) .

Пример. Для определения V(III) и VdY) в катализаторе, 0 не содержащем V(Y), берут .две навески по 0,2 г растворимого катализатора и помешают в стакан, добавляют 30 мл конденсированной фосфорной кислоты, нагревают до растворения. 5 По охлаждении один раствор титруют л/О ,05 и . раствором соли Мора потенциометрическим методом с системой электродов платиновый-хлорсеребряный. Раствор соли Мора стандартизируют D в аналогичных условиях по бихромату калия и рассчитывают содержание V(IY). Второй раствор титруют 0,05 н раствором бихромата калия и рассчитывают содержание V(III).

Найдено V(III) 0,53% и V(IY) 2,94%. Результаты определения ванадия (III) и ванадия (IY) представлены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет увеличить устойчивость V(III) к действию кислорода воздуха и упростить определение за счет проведения его в обычных условиях, не прибегая к защите от кислорода воздуха.

5 Метод может быть применим для анализа, содержащих Vflll), катализаторов на силикатной основе, работающих в условиях температур выше в восстановительной атмосфере, обладающих пониженной растворимостью.

0,44

-0,06 0,50

О + 0,02 0,52

+ 0,09

1,09

2,74

2,69

-0,05

Формула изобретения

Способ раздельного определения трех- и четырехвалентного ванадия в катализаторах и металлургических продуктах, включаю11ий обработку образца ортокислотой при нагревании с последующим окислительно-восстановительным титрованием ванадия (III) и (IY), отличающийся тем что, с целью упрощения анализа, обработку образца проводят конденсированной фосфорной кислотой плотностью 1,85-1,94 г/см

Продолжение таблицы

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

С 01 G 31/00, 09.06.75.

фосфорсодержащих материалах. Заводская лаб. 6, 1976, с. 660 (прототип)