Способ потенциометрического определения вольфрама и фосфора при совместном присутствии Советский патент 1980 года по МПК G01N27/52 

Изобретение относится к аналитической , в частности, к способам определения веществ с помощью ионоселективны.х электродов.

Специальные стекла, содержащие 50- 70% вольфрама ,и 20-30% фосфора, обладают электрохромным эффектом, т. е. обратимым процессом светопропускания под действием электрического поля. Электрохромнььм эффектом стекла обязаны присутствию вольфрама, а не фосфора, но в стекло ввести большие количества вольфрама можно лишь с помощью фосфора. Поэтому так актуальна задача определения вольфрама на фоне больщих количеств фосфора и совместного определения вольфрама и фосфора.

Известен способ потенциометрического титрования вольфрама раствором нитрата свинца с использованием в качестве индикаторного электрода металлического вольфрама. Для получения скачка потенциала в конечной точке титрование проводят при 50° С на фоне буферного раствора при рН 3-4,6. Введение 10-30 об. % этанола и изменение рН до 6,5-7,5 снижает ошибку определения лишь до 1 -1,5%{1. Недостатками способа является большая ошибка определения, ненадежность получаемых результатов, связанная с использованием вольфрамного э.гектрода при титровании в системе металл/металланион, перед каждым определением необходИ)Мо проводить длительную обработку электрода, значитель° ный разброс результатов титррвания за счет образования осадка переменного состава общей формулы, неприменимость метода для определения вольфрама в присутствии фосфора.

10 Известен весовой метод совместного определения вольфрама и фосфора. Метод основан на выделении вольфрамовой кислоты кислотным гидролизом с последующим ее прокаливанием и взвешиванием трех16 окиси вольфрама. К раствору после отделения вольфрама добавляют соль магния и аммиак до рН 9 для осаждения фосфора в виде магнийа:ммонийфосфата, определения заканч.ивают весовым иметодом 2.

20 Этот метод длителен и трудоемок, так как для более полного разделения фосфора и вольфрама применяют многократное переосаждение вольфрамовой кислоты.

Известен способ потенпиометрического

25 определения фосфатов с применением индикаторного фторидселективного электрода. Способ основан на добавлении к анализируемому раствору фторида натрия или аммония в соотношении F : РО,- 1 : 5.-10,

30 диметилформамида в соотношении ДМФ: : 3,5-1 и титровании раствором соли кальция с использованием в качестве индикаторно/о электрода фторидного И;0носелективного электрода. Ошибка определения фосфатов 0,4% 3. Однако способ обладает низкой точностью проведения определения фасфатов в присутствии вольфрама. Целью изобретения является упрощение анализа, повышение его экспрессности и точности. Поставленная цель достигается тем, что к испытуемому щелочному раствору, содержащему 15-75 мг вольфрама и 10-60 мг фосфора, добавляют избыточное количество соли бария для осаждения вольфрамата ;и фосфата бария, осадок .отделяют и полученным фильтратом титруют известное кличество сульфата натрия в 80-90%-ном спиртовом растворе в присутствии индикаторных количеств фторида аммония с использованием в качестве индикаторного электрода фтор.идного ионоселективного электрода. При определении вольфрама в растворах, содержащих фосфор, расчет результатон титрования проводят по формуле Wjv S .1 S 0 /MeW-V, -где Мва и 1/ва- молярность И объем раствора бария, используемого для осаждения вольфрама; II l Na:SO, - МОЛЯрНОСТЬ И объеМ сульфата натрия, иомещенного в ячейку для титрования; V - объем раствора после добавления к испытуемому раствору соли бария и доведению его до метки; УХ - объем раствора, пошедший на титрование сульфата натрия; MBW - молекулярный вес вольфрама. При выведении формул для расчета содержания вольфрама и фосфора при совместном определении из результатов одного титрования (ИСХОДЯТ из следующих реакций, протекающих при введении в раствор, содержащий ионы WO,- и РО, и.онов . ЗВа2+ + 2РОГ - Ва,(РО.)2, + VOr- BaWO4. Учитывая эти реакции и пересчитывая стехнометрические коэффициенты на WOs и Р2О5, можно написать следующие уравнения: . Fwo. AfBn-V ЗЛГр.о,-КР.О.-МВ.-П,, MWO, AfB,vo, wo. Н Af;, X Л4р,о, V4o. Vna -Ь -- VBa, де ,,, ИР.ОЗ - молярные концентрации растворов вольфрама, фосфора и бария;VWG,, Vp,o, объемырастворов вольфрама и фосфора; p,oj, - объемы раствора ба-. Ува, . VK-J рия, пошсдшие На титрование вольфрама, фосфора и их суммы; а - навеска преиарата, мг; .W03 P, j - молекулярные веса WOs и PsOs. Решая эти четыре уравнения с четырьмя неизвестными относительно содержания Р2О,-, и WOs в навеске, находим WOs, г /Иа„,о /::с.;.,.р:, зуиз,,о -ж„р;„ Р.,О,, мг .O -.wo .-. ЗУИ„,,.И Объем |И молярную -концентрацию бария находят из результатов титрования и подставляют в полученные формулы. Длительность анализа 15-20 мин с учетом растворения препарата, ошибка определения 15-75 мг WOs И 10-60 мг PzOs составляет 0,4-1,8% относительных. За счет того, что способ не требует предварительного разделения вольфрама и фосфора и содержание каждого компонента находят из результатов одного только титрования, способ прост, экспрессен и точен. Пример 1. Определение вольфрама. 1 мл раствора, содержащего 15-50 мг вольфрама, (рН раствора 7-11) помещают в колбу на 25 мл, прибавляют 5 мл М раствора хлорида бария и доводят раствор с осадком до метки водой (раствора). На дно «олбы выпадает плотный кристаллический осадок, который можно не отфильтровывать. В ячейку для титрования помещают 1 мл раствора сульфата натрия, 0,2 мл 0 М раствора фторида аммония 18 мл этилового спирта. В этот раствор помещают фторидный ионоселективный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения, подключенный к рН-метру марки рН-340 или рН-121, использующемуся в качестве высокоомного вольтметра, раствор

перемешивают с помощью магнитной мешалки. Титрование ведут раствором Л, измеряя показания прибора после добавления очередной порции хитранта. По полученным данным строят график в координатах

Д 7

максимум на кривой соответствует точке эквивалентности. Расчет содержания вольфрама в 1 мл анализируемого раствора проводят по

45,vHiT

91,93 V.

W -- 1000

Результаты определения

представлены в таблице.

Пример 2. Определение вольфрама и фосфора в вольфрамовых стеклах.

Навеску стекла 0,100 г сплавляют с 2 г NaOH в платиновом тигле в муфеле пр,и С или на газовой горелке. Выщелачивают плав вюдой, перенеся раствор

В мерную колбу на 50 мл. Раствор нейтрализуют до рН 10-11 раствором соляной кислоты, добавляют туда же 15,0 мл. 10 М раствора хлорида бария и доводят раствор с осадком до метки дистиллированной водой (раствор А), Далее поступают по примеру 1. Содержание WOs и PgOs в анализируемой навеске рассчитывают по формулам

WOs, .«г 0.4188 за-7097,5 0,03- 0.01

0,03-«fV

PjOs, .,2564

11593

- I

где Уд. - объем раствора Л, пошедший на

титрование;

а - навеска препарата минус содержание в ней Na2O.

Результаты титрования представлены в таблице.

Таблица