Способ кулонометрического амперостатического определения ванадия Советский патент 1981 года по МПК C01G31/00 G01N27/02 

(54) СПОСОБ Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при определении ванадия в присутствии вольфрама в, анализируемых средах. Известен способ кулонометрическо- го амперостатического определения ва надия, включающий кислотное разложение проб, окисление ванадия до пятивалентного состояния и титрование ванадия (V) электрогенерированным железом (.11) с биамперометрйческим фиксированием окончания химической реакции восстановления ванадия (V) L Однако известный способ определения ванадия не учитьгеает влияния вольфрама, который вьтадает в осадок в виде вольфрамовой кислоты, с которой частично осаждается и ванадий. Обычно, влияние вольфрама устраняют добавлением фосфорной кислоты, но в сталях и жаропрочных сплавах, . содержащих значительные количества хрома (более 3%), хром частично окис КУЛОНОМЕТРИЧЕСКОГО АМПЕРОСТАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ ляется особенно в фосфорнокислой среде и завышает результаты определения ванадия. Цель изобретения - повьяненке селективности, а также сокращение времени приведения анализа материалов, содержащих вольфрам. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения ванадия, включающему кислотное разло- . жение проб и аютеростатыеское кулонометрическое титрование ванадия (V) электрогенернрюванным железом (I) с биамперометрнческим фиксированием окончания химической реакции восстаг новления ванадия (V), титрование проводят в среде 2,5-5,0 М и серной н 0,12-0,24 М фосфорной кислот, которая является -средой и одно;временно маскирукяоом агентам для вольфрама, устраняющим его агшяние при определенин ванадия. Из табл. I следует, что при крнг ентрацни фосфорной кислоты в npejte. 38569934

лак 0,),24 М и серной менее 2 М, . разование гетерополикислот (ГПК), паблядаются заниженные результаты. - в состав которых входит ванаПо идимому, в этих условиях идет об- ;йий. ЧхиБл. 2,78, при Р - 0,95, п- 5)

.Т а б л и ц а

Увеличение концентрации фосфорной .23 кислоты затрудняет фиксирование ко-. .-кечной точки Титрования (КТТ). В свою (Цд15,, , 2,78, при Р - 0,95, п 5)

Из табл. 2 следует, что изменения концентрации серной кислоты в интервале концентраций 2,5-5,0 М не влияет на результаты определения ванадия.

Таблица 2

При концентрации серной кислоты :более 5,0 М наблюдается плохая воспроизводимость результатов табл. 3 очередь з еличение концентрации серной кислоты свшае 2,0 М позволяет голучигь надежные результаты (табл.2). Ка8.2.78, при Р

Это можно объяснить увеличением вязкости растворов, медленным процессом окисления ванадия в сильнокислых средах, кроме того, работать в концеитрироваиных растворах серной кислоты Практически неудобно.

На оомоваиии проведейных исследований определения ванадия кулонометрическим амперостатическим способом в присутствии вольфрама выбрана оптимальная концентрация фосфорной 0,12-0,24 М и серной - 2,5-5,0 М кислот.

Из табл; 4 следует, что 0,120,24 М , маскирует 0,05 г вольфрама (в аликвотной части) и что расхояодение между результатами на основании t-статкстик оказалось не значимым при доверительной вероятности Р 0,95 и п - 5 (tfrjgj 2,78).

Т а б л иц а 4

Пример. Проводят определение ванадия в жаропрочных сплавах состава, Z: Si 0,4-1,5; Се 5-12; Мо Си 0,3; W 2,5-18.

Таблица 0, п 5)

Нааеску сплава 0,1 г растворяют в 1-2 мя фосфорной кислоты и в 20 мл 20 смеси НС1 и HNO при соотношении 3:1. После растворения навески к раст-- вору прибавляют 50 мл серной кислоты (it). Растворы выпаривают до начала вцделеаия паров серной кислоты.

5 Соли растворяют в 100 мл вЬ|1: при нагревании раствор кипятят. Кислотность раствора по серной кислоте 4,5 М; по фосфорной - 0,12-0,24 М. К охлажден«ому раствору прибавляют 10 мл 0,5 М раствора железоаммонийных квасцов .

0 (ЖАК), по каплям 3%-ный р аствор марганцевокислого калия, до устойчивой розовой окраски не исчезающей в течение J-2 , J%-Hb раствор азотнс5токислого натрия, до обесцвечивания раствора и сразу мочевины (1 г).

Далее проводят кулонометрическое титрование на потенциостате П-5827М, генерируя Fe (И) на вольфрамовом катоде при постоянной силе тока 1-10 мА в зависимости от содержания ванадия. Фиксирование конечной точки титрования - биамперометрическое с платиновыми электродами при 0,1 В. Реакцию ведут до отклон- ния стрелки гальванометра от нуля.

Содержание ванадия вычисляется по формуле

, bt-50,95-100 i-t

„ 096500.10 Q0000526

где I - сила тока, мА; 6 - навеска, j; ,50,95 - атомный вес ванадия;96500 - постоянная Фарадея,

кул. г-экв.

Результаты определения содержания ванадия в жаропрочных сплавах сведены в табл. 5.

Таблица 5 Способ кулонометрического амперостатического определения ванадия име ef ряд преимуществ перед другими спо собами; все расчеты ведутся по закону Фарадея при 100%-ном выходе по то ку генерированного титранта, поэтому нет н€:обходимости использовать титро ванные стандартные растворы не сказывается влияние и т.д. Способ чувствителен, нет индикаторных и субъективных ошибок. Определяемый интервал содержаний ванадия от 10

до 10%. Анализ одной пробы осуществим в течение одного часа.

Использование способа в аналитических лабораториях позволяет проводить определение ванадия, например в сталях и жаропрочных сплавахj в присутствии вольфрама, кроме того, предлагаемый способ позволяет значительно сократить время проведения анализа. Формула изобретения Способ кулонометрического амперостатического определения ванадия в растворах, включающий кислотное разложение проб и титрование ванадия (V) электрогенерированным железом (II) с бианперометрическим фиксированием окончания химической реакции восстановления ванадия (V), о т личающийся тем, что, с целью повышения селективности и сокращения времени анализа материалов, .содержащих вольфрам, титрование проб проводят в 2,5-5,0 М серной и 0,120,24 М фосфорной кислот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г.Степин В.В., Силаева Е.В., Курбатова В.И. Анализ черных металлов, сплавов и марганцевокислых руд. Металлургия, 1971,с. 75-76.