Способ определения фтора Советский патент 1981 года по МПК G01N31/16 C01B7/20 

1

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способам определения фтора при анализе основного вещества во фторидах и кремнефторидах щелочных металлов и аммония, а также после отделения фтора дистилляцией в солях с другими катионами металлов.

Известен метод определения фтора в криолите и фтористом алюминии, основанный на отделении алюминия в виде алюмосиликата калия, осаждении фтора в виде PbFCl, выстаивании осадка не менее 10 ч, его отделении фильтрованием, промывании, растворении и титровании раствором азотнокислой ртути 1, 2. Недостатком метода является трудоемкость: после отделения от алюминия требуется еще 14 ч для завершения, анализа.

Известен способ потенпиометрического определения фтора (10%) при рН 5-7 в присутствии раствора трилона Б.

Избыток комплексона III вводится для количественного разрушения фторидов кальция, бария и магния. Фториды алюминия разрушают переведением алюминия в алюминат - ион при рН 11 3.

Однако этот метод непригоден для определения больших количеств фтора (10°о) из-за высокой ошибки (коэффициент вариации равен 4). Коэффициент

вариации при определении фтора Б таких продуктах, как фтористый натрий, кремнефторид аммония и т. п. должен быть не более 0,8, т. е. прямая потенциометрия на современном уровне ее развития, в принципе, не пригодна для определения ОСЕЮВного вещества.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является

способ определения фтора титрованием раствором соли алюминия в среде 6,0- 6,5 моль/л сульфата аммония при рН раствора 2,5-3,5 по реакции р- + + + A13+- A1FSO4 4.

Недостатком этого споеоба является неосушествимость титрования более 16 мг/100 мл фтора с приемлемой точностью, что не позволяет распространить этот метод для определения основного вещества во

фторидах и кремнефторидах металлов.

Другой недостаток способа - необходимость предварительного отделения фтора от малых количеств Са, Mg2+ и более, чем десятикратного весового количества

и Na+.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности определения высоких концентраций фтора (50 мг в титру емом объеме).

Поставленная цель достигается онисы1шемым способом определения фтора титрованием растворами комплексонатов , (, , II др. при избытке комилсксоиа 10-100% от стехиометрии в )астнорах с рН 5-7. Установлено, что инертные комплексы ,Q С комплексоном III реагируют ео фтором в отношении 1:1. Комнлексонаты , полученные из сульфатных солей . |)еагнруют со фтором в отношении 1:1, а 113 хлоридов Ме+ - в отноншнин 1 : 2. Для ионов Ме (п 3), даюших лабильные комнлексы с комплексоном III, (например, для Fe III) характерно образование разполигандных фторсодержащих комплексов переменного состава. Титрование фтора раствором соли Me или Ме с введением комплексона 111 в титруемый раствор приводит к нротекапто побочных реакций с образованием , искажаюш их результаты. Если избыток комплексона по отношению к концентрации инертното комплекеопата (раствора титранта) меньн:е 10%, то увеличивается ногренпюсть титрования за гчет частичной диссоциации 1х еЭДТА или |МеЭДТА 2+ до и образования последним со фтором . 11збыток комплексона III CBHHJC 100% не позволяет приготовить растворы титрантов доетаточпо высокой коицентрацпи из-за уменьшения растворимости комнлексонатов металлов. При рН 5 разнолигандиые комплексы либо пе образуются, либо нарушается отношение МеЭДТА к F-. Аналогичная картина имеет место при . В выбранных условиях форма кривых титрования с потенциометрической и биамперометрической индикацией конечной точки титрования (к.т.т.) не отличалась от ()ормы соответствующих кривых, полученных по прототипу. Результаты приведены в таблице (V - - 200 мл, п 2).

Из приведенной таблицы видно, что путем обратного титрования комплексоната , содержащего 100% избыток комплексона III, раствором NaF могут быть определены большие количества фтора (до 190мг/200мл) в присутствии Mg, , Fe3+, .

Пример 1. Оиределение фтора с поПредлагаемым способом можно определять 16-200 мг F в объеме 100-200 мл (8.10- - 5.10-2 моль/л). Тем самым, открывается возможность упрощения определения основного вещества в технических фтористом натрии и кремнефториде аммония за счет исключения внесения поправок тепциометрической индикацией к.т.т. 0,2 г фтористого натрия с содержанием 99.8% NaF помещают в полиэтиленовую ячейку, растворяют в 50 мл воды, добавляют 5 г уротропина, 3,7 г трилона Б, доводят рП раствора до 5 с помощью соляной кислоты, добавляют воды до 100 мл и титруют 0,18 М раствором трилоната алюминия, содержащего 100%-ный избыток трилона Б с потенциометрической индикацией к.т.т. (2 алюминиевых электрода). Пайтено 99,9% NaF. Пример 2. Определение фтора с потенциометрической индикацией к.т.т. 0,3 г кремнефтористого аммония, содержащего 92,0% основного вещества, взвешивают е погрешностью не более 0,0002 г, помещают в полиэтиленовую ячейку, растворяют в 50 мл воды, добавляют 5 г уротропина, доводят рН раствора до 5, прибавляют 50 мл 0,1 М раствора трилоната циркония, содержащего 10%-пый избыток трилопа Б, и титруют 0,1 М раствором фтористого натрия с потенциометрической индикацией к.т.т. (2 алюминиевых электрода) Определено 92,4% (NH4)2SiFc. Пример 3. 0,5 г кремнефтористого натрия, содерл ащего 42,0% F и 7% Са, взве1нивают с ногрещностью не более 0,0002 г, помеп1ают в стакан емкостью 250 мл и приливают 50 мл воды. К раствору добавляют 2 г трилона Б и аммиак до рН 9-9,5, нагревают раствор до кипения и кипятят до полного растворения осадка, охлаждают, прибавляют 5 г уротропина, доводят рН раствора до 6 с помощью соляиой кислоты, .добавляют 60 мл 0,18 М раствора трилоната алюминия, содержащего 10%-ный избыток трилона Б, доводят рН раствора до 7 и титруют 0,1 М раствором фтористого натрия с потенциометрической индикацией к.т.т. (два алюминиевых электрода). Определено 41,9%Р. Преимуществами предлагаемого спосоGa являются: уточнение .определения фтора в его солях за счет исключения операции десяти- тринадцати-кратного точного разбавления анализируемого раствора, так как по прототипу точно можно оттитровать пе более 16 мг в 100 мл раствора; упрощение условий определения, позволяющих проводить титрование, без предварительного отделения от 20 мг Са (2,5.10-Н10ль), 12мг Mg2+ (2,5.IQ-моль), 10мг (), 3400мг (0,75 моль) или К+ и 4600 мг СО|- (0,35 моль).

соответственно на содержание соды н «свободной кислоты.

Формула изобретения

1.Способ определения фтора путем его титрования раствором соли металла Me (), отличающийся тем, что, с целью упрощения и повыщения точности определения высоких концентрацмн фтора ( 50 мг в титруемом объеме), титрование проводят комплексонатом металла (п 3), образующим инертные комплексы с комплексоном 1П.

2.Способ по п. 1, отличающийся

тем, что титрование ведут при избытке комплексона III 10-100% при рН 5-7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Криолит искусственный технический. ГОСТ 10561-73.

2.Алюминий фтористый технический. ГОСТ 19181-73.

3.Труды Уральского науч. исслед. хим. шгта. 1973, вып. 30, с. 82-87.

4.Авторское свидетельство СССР но заявке Л 2498463/23-26 (082233), кл.

G 01 N 27/46 от 21.06.1977.