Способ определения селена в сталях Советский патент 1980 года по МПК C01B19/00 G01N27/48 

1

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении малых количеств селена в сталях и сплавах.

Известны способы определения содержания селена в различных материгшах: фотометрические с применением органических реагентов, гравимет ические, титриметрические и т.д. И и 12.

Недостатками этих способов является то, что большинство органических реагентов характеризуются малой избирательностью по отношению к селену и требуют предварительного отделения его от мешающих компонентов вьщелением селена в виде элементного, с карбидами метгшлов или экстракцнеЯ; титриметрический метод так же тр ебует отделение селена от мешакяцих компонентов и, кроме того, не обеспечивает достаточной точности при определении малых содержаний (менее 0,2%).

Недостатком гравиметрического метода определения содержания селена является продолжительность анализа (продувка в течение 1 ч током газообразного сернистого ангидрида, выстаивание осадка в течение 12 ч и

недостаточная точность при определении Мсшых содержаний.

Кроме того, проведение дополнительных операций при отделении селена от мешающих компонентов (растворюние выделенных осадков, упаривание растворов) приводит к потере селена, связанной с летучестью его соединений.

10 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения селена.и теллура в меди высокой частоты методом инверсионной

5 вольтамперометрии путем электрохимического осаждення его с медью на поверхности графитового электрода на фоне 2 н.раствора соляной кислоты после отделения микропримесей селена

20 от меди соосаждением с гидроокисью железа ЗТ.

Недостатком способа является то, что при использовании в качестве фона 2 и.раствора соляной кислоты

25 чувствительность определения уменьшается почти в 3 раза.

Кроме того., для выделения селена .используется соосаждение с гидроокисью {железа (И1) в аммиачной среде (рН 9 )

30 F тройным переосаждением осадка, что

IB.3-4 раза увеличивает время проведения анализа и создает условия для потери селена, связанной с лету|честью его соединений. Цель изобретения - осуществление избирательного определения малых содержаний селена без предварительного его отделения, повышение чувствительности, надежности и сокращение времени анализа.

Поставленная цель достигается применением способа инверсионной вольтамперометрии, основанного на концентрировании селена на поверхности графитового электрода при совместном электроосаждёнии с медью с образованием прочного химического соединения, величина тока электрорастворения которого может быть использована для определения содержания селена Электроосаждение ведут в 0,1-0,5 н. растворе соляной кислоты при соотношении селена и меди 1:6-20.

Зависимость тока злектрорастворения осадков селенида меди от концентрации соляной кислоты приведена в табл.1.

Т а б л и ц. а 1

Из приведенных данных видно, что ри использовании в качестве фона

0,1-0,5 М соляной кислоты чувствительность возрастет почти в 3 раза, то особенно важно при определении малых концентраций, и, кроме того, значительно улучшается ход кривой электрорастворения.

При исследовании мешающего влияния компонентов стали установлено, что ионы хрома, железа, никеля, марганца и др. не мешают определению селена методом инверсионной вольтгиутерометрии. Исключение составляет медь. Использование данного метода без отделения селена от мешающих компонентов возможно при отношении селена к меди 1:6-20. При меньшем содержании меди ее вводят в пробы

перед электролизом растворов.

Зависимость тока, мкА, электрорастворения осадков селенида меди от ее концентрации, г-ион/л, составляет соответственно:

0,0 1:0 1,40 1:12 ,0,65 1:1 1,40 1:14

0,90 1:2 1,40 1:16 1,05 1:3 1,40 -1:18 1,20 1:4 1,40 1:20 1,40 1:6 Невоспро- 1:25 1,40 1:8 изводимые 1:30 1,40 1:10 результа- 1:35

ты

При этом возрастает надежность определения, и в 3-4 раза сокращается время проведения анализа.

Пример . Определение селена в стандартном образце высоколегированной стали С 39 (состава Сг18,37%,Ni - 9,94%;Мп - 1,39%, Си - 0,16%, Р - 0,034%), основой которого явлйется железо.

Навеску стандартного образца помещают в стакан вместительностью 100 мл, приливают 20 мл смеси соляной и азотной кислот в отношении 3:1,5 мл серной кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при слабом нагревании.

После растворения навески, раствор выпаривают до начала выделения паров серной кислоты, соли растворяют в 20-25 мл воды, раств.ор охлаждают , переливают в мерную колбу вместимостью 10.0 мл, доливают до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть 2 мл, содержащу 1-2 мкг селена помешают в электролитическую ячейку, приливают 10 мл 0,2 н.соляной кислоты, 0,2 мл раствора меди (0,1 г/л1 и проводят концентрирование при потенциале Од -о;бО В (нас.к.э.) в течение 1-2 мин. Дают раствору устояться в течение 10 с и снимают анодную поляризационную кривую, регистрируя пик электроокисления селенида меди при +0,22 В.

Определение содержания селена проводят методом сравнения со стан- дартным раствором.

Результаты определения содержания селена в высоколегированной /стали 1с 3 методом инверсионной вольтамперометрии (установленное содержание 0,127%) даны в табл.2. Т.а б л и ц а 2

0,129 0,40-10 1,6

.-i

0,128 0,40. 0,8

0,134 0,130

0,127 0,130 0, 2,3 0,127

0,133 0,123

0,121

0,125 0,3210 1,6

0,125 0,127

-0,129 0,130

0,132

0,128 0,129 0,20«10 1,6

0,127

0,129

римечание. 5- значение среднего квгщратического отклонения, характеризупщего воспроизводимость результатов.

Как следует из табл.2, использование данного способа дает достаточно точные и воспроизводимые результаты.

Использование предлагаемого способа в аналитических лабораториях значительно сокращает время проведения анализа, повышает надежность и чувствительность определения.

0

Формула изобретения

Способ определения селена в сталях путем электроосаждения его с медью на поверхности графитового

15 электрода в соляно-кислой среде с последунвдим измерением тока злектрорастворения осадка селенида меди, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,

0 надежности и сокращения времени анализа, электроосаждение ведут в 0,1-0,5 н растворе соляной кислоты при соотношении селена и меди 1:6-20.

25 Источники информации,

принятие во внимание при экспертизе

1. Аналитическая химия селена и теллура. М., Наука, 1971, с.58,65, 72.0 2.Заводская лаборатория, т.41, 1975, 5.

3. Нейман Е.А. и др. Определение селена и теллура в меди высокой чистоты методом инверсионной вольтам5 перометрии (прототип).