Способ определения титана Советский патент 1981 года по МПК C01G23/00 G01N21/64 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения титана.

Известен косвенный метод определения титана f1У) по ингибиторному действию на каталитическую хемилюминесцентную реакцию люминола с перекисью водорода. Суть определения 34ключается в том, что при добавлении к щелочным растворам люминола, и сульфата меди растворов, содержащих титан, в присутствии перекиси водорода наблюдается уменьшение свечения, пропорциональное концентрации титана. Чувствительность определения - 0,03 мкг/ 2,5 мл Ij.

Недостатком является неселективность этого способа, так как определению мешают кобальт, марганец, ртуть, железо, ванадий, цирконий, гафний, торий, церий, хлорид, сульфат, нитрат, ацетат, а также ионыц образующие нерастворимые гидроокиси

Наиболее близок к предложенному косвенный метод определения титана

Uv) С23.,

Этот метод основан на экстракции хлороформом титана в виде разнолигандного комплекса с перекисью водо.рода и 8-оксихинолином, удалении избытка оксихинолина из экстракта разбавленной кислотой, реакции комплекса с тетрафенилборатом натрия в кислой среде с образованием люминесцирующего в хлороформе оксихинолината дифенилборила и измерении люминесценции хлороформенных экстрактов. К кислому раствору, содержащему титан, добавляют пергидроль, раствор 8-оксихйнолина в уксусной кислоте и раствором аммиака доводят рН .

Экстрагируют 5 мл. хлороформа, экстракт дважды промывают раствором серной кислоты, к отмытому экстракту

5 добавляют раствор тетрафенилбората .: натрия и несколько миллилитров разбавленной серной кислоты. Взбалтывают 1 мин, экстракт отделяют, фильтруют от влаги через сухой фильтр, добавляют несколько капель мбтанола для устранения мутности и измеряют интенсивность флуоресценции.Чувствительность определения - 0,1 мкг/ 5 мл экстракта.

Недостатками этого способа являются недостаточно высокая чувствительность, длительность процесса за счет многократных промывок, которые приводят также к потерям титана.

Цель изобретения - ловьачение чувтвительности и ускорение анализа.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом определения титана, включающим введение органического реагента и измерение люминесценции комплексного соединения в кислой среде, в качестве органического реагента используют раствор 3-метил-1Н-пиразоло-(З-азо-1 } -2 оксинафтол-3,б-дисульфокислоты в этаноле и ведут процесс в среде органического растворителя.

//

Диазораствор, приготовленный из 2,83 г (0,029 моль) Т в 20 мл воды, 6 мл концентрированной HCf и 2,10 г (о,03 моль) нитрита натрия в 10 мп воды, прикапывают при перемешивании при в течение 15 мин к раствору, содержащему 13,45 г (о,039 моль) и и 8,0 г поташа в 400 мп воды. Перемешивают реакционную смесь 2 ч при комнатной температуре, отфильтровывают выпавший осадок. К сырому осадк приливают 100 мл дистиллированной воды и затем 20 мл концентрированной НС, осадок отфильтровывают, приливают к нему 150 мл горячей Щ1стиллированной воды и высаживают 1L 15 мл концентрированной HCf, раствор с осадком охла;кдают, отфильтровывают осадок, промывают 1,5 мл концентрированной HCf в 25 мл дистиллированной воды, сушат, перекристаллизовывают из дистиллированной воды, получают 2,8 г yj «оранжевого, мелко кристаллического вещества.

Соединение с титаном устойчиво в растворе в течение нескольких суток. Люминесценция появляется сразу и достигает максимальной интенсивности через 30 мин. Оптимальное количество реагента - 0,2 мл 0,01% раствора в этаноле на 5 мл раствора, оптимсшьная кислотность - 0,02 н. по серной кислоте, чувствительность определения - 0,01 мкг/.мл.

Равные количества меди, кобальта, , марганца (И) , молибдена (if) , циркония, гафния, ванадия () и 10-кратные количества кобальта, никеля, марганца (U). , ванадия (у) не мешают определению. Равные количества хрома (К) , хрома (Р), желеПри этом определение проводят в среде 0,01-0,03 н серной кислоты.

В этих условиях титан образует с 3-метил-1Н-пиразоло-(5-азо-1) -2 оксинафтол-З,6 -дисульфокислотой соединение, обладающее яркой люминесценцией в среде диме илформамида ДМФЛ, ацетона, этанола и циклогексанола при возбуждении видимым или ультрафиолетовым светом.

Реагент получают диазотированием 5-аминопиразола и сочетанием с дисульфопроизводным нафталина в щелочной среде по следующей схеме:

0,И

за, 10-кратные - циркония и гафния гасят люминесценцию титана.

Спектр поглощения соединения реагента с титаном представляет собой ряд полос, расположенных в УФ- и видимой областях спектра, из которых наиболее длинноволновой является полоса с максимумом 560 нм. Спектр люминесценции представляет собой полосу с максимумом 600 нм. Для возбуждения люминесценции можно использовать ртутно-кварцевую лампу СВД-12О Л со светофильтром УФС. Для регистрации лминесценции можно использовать установку на основе спектрографа ИСП-51 с фотоэлектрической приставкой ФЭП-1 и самопишущим потенциометром ПС-1. Кроме того, может быть использована установка на основе монохроматора УМ-2, а также флуориметр КФЛ-2-1 со скрещенными светофильтрами: первИчные - СЗС-22(4), вторичные - ЖС-4+ ОС-13.

П р и м е f 1. Определение титана

в ДМФА.

В три чаинки из фторопласта помещают по 10 г ДМФЛ . В первую чашку добавляют 0,1 мл 1 н,. раствора серной кислоты, во вторую - 0,3 мкг титана в виде аствора в 1 н. серной кислоте, в третью - 0,5 мкг титана и выпаривают содержимое чгииек до . появления паров серной кислоты. Остатки после выпаривания смывают 0,1 МП 1 н. серной кислоты и 0,8 мл этанола и переносят в кварцевые пробирки. Добавляют 0,2 мл 0,01%-раствора 3-метил-1Н-пираэоло-15-азо-1 2 -оксийафтол-з ,6 -дисульфокислоты в этаноле и через 30 мин измеряют интенсивность флуоресценции всех растворов . Содержание титана рассчитывают по формулеУт--1 1 2.с /о// (,)-У относительная интенсив ность люминесценции анализируемого раствор без добавки титана и раствора с добавкой ти тана соответственно; /1 С - добавка Читана, мкг; J - навеска образца, г. Содержание титана рассчитыва ют два. раза, исходя из двух добавок, и берут среднее значение. Пример 2, Определение титана в этаноле. В три кварцевые чашки помещают по 10 г этанола. В первую чашку добавля ют 0,1 мл 1н. раствора серной кислоты, во вторую - 0,3 Мкг титана в ви де раствора в 1н. серной кислоте, в третью - 0,5 мкг титана и выпариBcUOT содержимое чашек под ИК-лампой Остаток после выпаривания смывают 0,8 мл ДМФА и переносят в кварцевые пробирки. Добавляют 0,2 мл 0,01% раствора з-метил-1Н-пиразоло-(3-азо1 ) -2 -оксинафтол-з , 6-дисульфокис лоты в ДМФА и через 30 мин измеряют интенсивность люминесценции всех растворов. Содержание титана рассчитывают по формуле, приведеннойв примере 1. .Пример 3.Определение титан в ацетоне. В три кварцевых чашки помещают по 10 г ацетона. В первую чашку добавляют 0,1 мл 1н., раствора серной кислоты, во вторую - 0,5 мкг титана в виде раствора в 1н. серной кислот и выпаривают содержимое чашек. Оста ток 0,8 мл ДФМА и переносят кварцевые пробирки. Добавляют 0,2 мл 0,01% раствора 3-метил-1н-пиразоло- , (5-азо-1 -2 -оксинафтол-з,б-дисульфокислоты в ДМФА и через 30 мин измеряют интенсивность люминесценции всех растворов. Содержание титана, рассчитывают по формуле, приведенной в примере 1. Таким образом, предложенным способом возможно определение 1. титана в веществах особой чистоты без предварительного концентрирования ;и отделения основы, что невозможно другими люминесцентными методами. Формула изобретения 1.Способ определения титана, включающий введние органического реагента и измерение люминесценции комплексного соединения в кислой среде, о т-, личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и ускорения анализа, в качестве органического реагента используют раствор .3-метил-1Н-пиразоло-(5-азо-1 -2оксинафтол-3 ,6 -дисульфокислоты в этаноле и процесс ведут в среде органического растворителя. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение проводят в среде 0,01-0,03 н серной кислоты. Источники информации, принятые bo внимание при экспертизе 1.Дубовенко А. И., Биличенко . Косвенный -метод определения титана. Укр.хим. журнал, 1974, т. 40, №.4, с. 425-427. 2.Титков 10. В. Люминесцентный метод определения.титана с оксихинолином и тетрафенил-боратом натрия. Укр.хим. журнал. 1969, т. 35, 8с. 837-389.