Способ определения водорода в металлах и сплавах Советский патент 1981 года по МПК C01B3/00 G01N31/22 G01N27/46 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛАХ

И СПЛАВАХ

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использова но для количественного определения атомарного и молекулйрного водорода в металлах и сплавах. Известен способ определения газов в металлах путем восстановительного плавления металлов в вакууме Однако этот способ является недос таточно точным из-за неполной экстракции газов при плавлении металла и сорбции водорода на сорбционно-активных возгонах. Кроме того, указанный способ не позволяет дифференциал но определять содержание в металлах атомарной и молекулярной форм Бодоро да. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является спо соб определения водорода в металлах и сплавах, заключающийся в анодном растворении анализируемого образца в электролите в присутствии органического реагента-сафранита Т. Количественное содержание водорода в этом способе рассчитывают по изменению концентрации (оптической плотности) сафранита Т, обусловленному восстановлением кислорода, растворенного в электролите, водородом, выделяющимся при электрохимическом растворении металла 2 . Недостатки этого способа состоят в невысокой точности определения водорода, особенно малых его количеств, а также в невозможности дифференциального определения различных форм нахождения водорода. Цель изобретения - избирательное определение атомарного водорода. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения водорода в металлах и сплавах, включающему анодное растворение анализируемого образца в электролите в присутствии органического реагента и последующей количественной регистрацией изменения его концентрации, в качестве органического реагента используют стабильный свободный ргщикал R-1 танол (2,2,6,6-тетраметил-4оксипнперидин-1-оксил). IQpOMe того, для перевода молекулярного водорода в атомарный повторно.е анодное растворение осуществляют в присутствии катализатора, а изменение концентрации органического реагента регистрируют, амперометрическим титрованием. Способ осуществляется следующим образом. Используемый в качестве органиче кого реагента свободный радикал R-1 ,танол избирательно реагирует с ато 4арным водородом, что позволяет ceл тивно и точно определять его в прис ствии молекулярного водорода. Молек 1ЯрныЛ бодород превращают в атомарный С покющью катализатора, напри- мер платины, и расчитывают по pi3ности между суммарно определенным водородом и атомарнь&4 водородом. Ко личество водорода рассчитывают по изменению концентрации R-1 танола, которую Определяют амперометрическим титрованием раствором сульфата церия ( (V ) . И р и м е р 1. Исследуемый образец стали обезжиривают четыреххло ристым водородом, удаляют растворитеяь, взвешивают на аналитических. весах и помещают в стакан выполненный из специальной пористой керамик с тал1Вд ной стенок 3 мм. Исследуемый образец служит анодом, катодом явля ется полый медный цилиндр. В качест ве анашита используют электролит состава: 1 л раствора . (концентрация 120 г/л), 40 мл 0,01 и.ра твора R«l таиола. Католитом является pacTisop HanSOx. с концентрацией 120 г/л. Анодное растворение проводят в течение 30 мин при плотности тока 0,2 А/см. По окончании электролиза анод промывают, сушат и взвешивают. Анолйт перемешивают и отбиргиот пробу 10 мл на ансшиз. Мешающие титрованию ионы железа (у) отделяют, добавляют к пробе 1 мл 0,1 н.раствора NaOH и отфильтровывая выделившийся осадок. В качестве холостой пробы для титрования используют 10 мл рас твора а;нолита до растворения образца металла. По разнице объемов титранта, израсходованных нд титрование холостой и анализируемой проб рассчитывают количество прореаги1ровавшего R-1 танола. Количество атомарного водорода рассчитывают по формуле tflj 39,2--|. (мп/1бо г), где н - содержание водорода, ми/100 Г| Я - нормальность раствора суль фата церия 1&) } uV - разность объемов титранта, пошедших на титрование аналита до и после растворения образца, мл m - масса растворенного образца, г. Для определения суммарного содержания атомарного и молекулярного водорода анод помещают внутри платиновой сетки. Подготовку анода и проведение электролиза осуществляют также, как описано вьвие. Суь 1арное содержание атомарного и молекулярного водорода рассчитывают по формуле. Содержание молекулярного водорода рассчи тывают по разности между суммарно определенным водородом и атомарным. По сравнению с известными способами определения водорода предлагаемый способ позволяет повысить воспроизводимость определения до 1-2% и количественно определять содержание в металлах как атомарного, так и молекулярного водорода. Нижний предел определения составляет 10 М. Формула изобретения 1.Способ определения водорода в металлах и сплавгис, включающий анодное растворение анализируемого образца в электролите в присутствии органического реагента с последующей количественной регистрацией изменения его концентрации, отличающийся тем, что, с целью . избирательного определения атомарного водорода в качестве органического реагента используют стабильный свободный радикап R-1 танол (2,2,6,6тетраметил-4-оксипиперидин-1-оксил.) 2.Способ по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что, с целью определения полного содержания водорода, осуществляют перевод молекулярного водорода в атомарный путем анодного растворения в присутствии катализатора. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что изменение концентрации органического реагента , регистрируют г1мперометрическим титрованием. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Туровцева З.М. и Кунин Л.Л. Анализ газов в металлах. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1959, с. 363-366. 2.Сборник. Методы определения н исследования газов в легких и цветных сплавах. М., 1974, с. 64.