Способ фотометрического определения титана Советский патент 1982 года по МПК C01G23/00 G01N21/27 

(54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА

Изобретение относится к области ана- питической химии, в частности, к фотометрическим методам определения титана, например, в сложных высокопегирован нь1Х сталях и сплавах. Известные фотометрические методы, применяемые в промышленных лабораториях для определения титана с перекисью водорода, хромотроповой кислотой, диантипирилметаном, его производными и другими реагентами, используются только с предварительным отделением титана от мешающих элементов - ванадия, вольфрама, хрома, ниобия, молибдена и железа (III). Низкая селективность вызывает необходимость отделения экстракционным, хроматографическим путем или осаждением с органическими реагентами (например, купфероном), что значительно услож няет и удлиняет анализ сложных сллаВОВ . . Известен способ экстракиионно-фотометрического определения титана с ppfa- ническим реагентом: N -бензоил- N- eнилгидроксипамином (БФГА) и его производными 2. Метод связан с экстракцией соединения Ti -R хлороформом из солянокислого раствора (С| 1,О-1О г-ион/л), содержащего маскируюпщ вещества (6viCE2 комплексен 111 и др.). Мешают определению: ниобий, цирконий, ванадийрМолибден. Недостатками этого экстракционно отометрического метода являются необходимость дополнительной операции - экст- ракдии органическим растворителем, ток- сирость органических экстрагентов, недостаточная селективность - необходимость предварительного маскирования или восстановления Fe (Ш), V(V) и других элементов. Влияние ниобия и дирконня почти не устраняется. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ переведения титана в водорастворимое комплексное соединение с Н-бензоил-2-ватрийсульфонат-м-фени-лгидроксиламином ССБФГДЗ tSJi 391 Указанный способ состоит в спедуюшем: к водному раствору титана (25-250 мкг) добавпяют 10%-ные растворы соляной кислоты и ацетата натрия, устанавливают рН 1:5-2,5, затем добавляют 5 мп 5%ного водного раствора реагента СБФГА, разбавляют до 25 мп водой и измеряют оптическую плотность раствора при Я 410 нм. Влияние вольфрама и железа (111) устраняют соответственно винной кислотой и дитионатом натрия. Недостатки этого способа: недостаточная селективность способа: мешают оп-Аскорбиновую кислоту добавлякхг в

ред лению титана ванадий (V), молибденизбытке к ожидаемому содержанию жепе(VI), золото (ill), серебро ( ( ), невоз- 15за. , Дитионат натрия, маскирующий жеможность использования способа для опре-лезо в извес-щом способе, в предпагае- деления титана в сложных высоколегированных сталях, содержащих ванадий, молибден, ниобий, хром, никель, медь. Целью изобретения является ловыще- ние селективности определения титана. Цель достигается тем, что к солянокислому водному раствору титана добавляют Н-бе нзоил-2-натри йсупьфонат-N-4 енипгидроксипамин СВФГАЗ при рН 1, 1,4, а Ге (111) маскируют аскорбиновой кислотой. При этом титан (IV ) образует с СБФГА окрашенное, растворимое в воде комплексное соединение ( JL 330 нм). Опыты с переменной концентрацией ионов водорода показали, что соединение имеет два максимума (ппато) образова ния комплекса Т -СБФА: первый - в интервале рН 1,О-1,4, второй - 2,5-3,0где наблюдается максимальный выход комплекса. Однако аналитически выгодным (более избирательным) следует считать интервал рН 1,0-1,4. В интервале рН 2,5-3,0 в большей степени мешает желе зо (III), а также сказывается явление гидролиза титана, железа и других элементов. В интервале рН 1,О-1,4 медь, кобальт, никель, хром и ниобий вообще не взаимодействуют с СБФГА. Исходя из опытов, при рН 1,0 - лю б;ые колебания С -ь ведут к большой оши ке определения титана ввиду резкого изменения оптической плотности растворов комплекса. Оптимальным будет предел рН 1,О1,4 внутри которого измеряемый параметр - оптическая плотность раствора комплекса-зависит от концентрации определяемого элемента титана, а не от Си С другой стороны эта кислая область предложенного предела (рН 1,О34i,4) по сравнению с рН 2,5-3.0 (вто рое плато) исключает мешающее вш1яние ряда эпементов. Таким образбм, выбранный интервал рН является оптимальным с точки зрения точности, воспроизводимости и селективности определения титана, хотя и проигрывает области рН 2,5-3,0 в чувствительности. Оптамальное содержание реактива СБФГА - 260-ЗбО-кратный избь1ток к мольному содержанию титана. мой области рН 1,О-1,4 не годен, так как разлагается с образованием серной мути. В выбранных условиях наблюдается прямолинейная зависимость оптической плотности растворов от концентрации титана в пределах 20-35О мкг/25 мл раствора. Кажущийся молярный коэффициент погашения при X ЗЗО мм равен 7540. Желтая окраска растворов комплекса устойчива нескольк суток. Влияние больших количеств железа (llf) (более 1 мг). было устранено добавлением в реакционную смесь 0,2 г-0,5г аскорбиновой кислоты. В предлагаемом способе определению титана не мешают Mi. Со, Си, СУ (III), (в любых количествах), а также вольфрам - до 100О мкг, молибден и ванадий - до 4ОО мкг., в таблице представлено влияние различных элементов на оптическую плот ность растворов T-i-СБФГА, Сту ЮОмкг/ /25 мл, 1,6-10 м/л, CpcKop5.K-TW 0,5 г/25 мл, СФ - 16, е 5 см, Л ЗЗО нм, рН 1;25. Предлагаемый способ использован для определения титана в сложных высоколегированных сплавах, без отделения мещающих элементов. Пример. Определение титана в жаропрочных сплавах на железной основе. Растворение сплава. Навеску сплава 0,2-0,5 г растворяют в 40-5О мл соляной кислоты (1:1) при умеренном нагревании, по окончании растворения к горячему раствору добавляют : 5-10 капель концентрированной азотной кислоты, упаривают до объема 5-10 мл, добавляюг 5 мл серной кислоты (1:1) и выпаривают До густых ларов SO) охлаждают, обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до влажного состояния Эту операцию повторяют трижды для полного удаления азотной кислоты. Сопи растворяют в 10 мл концентрированной НС€ при нагревании, раствор переводят в мерную колбу емкостью 50-100 мп, доводят до метки водой.

Определение титана.

Берут аликвотную часть полученного раствора (5,0-1О,0 мл) и стакан емкостью 5О мл, упаривают до объема 2-3 мп добавляют 5,0 мл 1О%-ного раствора аскорбиновой кислоты. Через 10 мин добавляют 8 мл 3%-ного раствора СБФГА, добавляют 1О%-ные растворы ацетата натрия и соляной кислоты до рН 1,2, Контролируют рН на рН-метре. Переводят раствор в мерную колбу емкостью 25 мл, доводят до метки адетатно-солянокислой смесью (рН 1,20-1,25) и измеряют оптическую плотность растворов на СФ-16 в кювете -10 мм.ДгЗЗрнм, относительно раствора сравнения, содержащего все реактивы без СБФГА. Содержание титана в пробе рассчитывают по

lOOO0,520; O,518; 0,518

lO.OOOO,52O; O,525; O,522

lOO.OOO0,515; 0,520; O.520

5OOO,51O; O,515; O,515

10000,52O; 0,518; O,515

lOOOO,520; 0,525; 0,52O

lOO0,515; 0,52O; 0,518

5OO 0.52O; O,515;O,518 lOOO . 0,52O; O,518; 0,516

lO.ObOO,515; O,516; 0,515

5000,520; 0,520; 0,520

5OOO,525; O,528; O,52O

стандартному раствору титана, проведен ному через ход анализа, в присутствии железа. Для этого берут 4 мл стандарт но го раствора титана (Т. 1ОО мкг/мл добавляют 45-50 мп раствора железа (III) (Tpg 10 мг/мл), добавляют 4О5О мл НС6 (1:1) и далее поступают, как при анализе пробы.

Метод обладает высокой точностью относительная ошибка ±-2,5% (доверительный интервал боС. от 0,001 до О,ОН при надежности ot 0,95), хорошей воспроизводимостью ГЗц (0,4-3,6) -10 и позволяет определять титан в присутствии больлшх количеств железа хрома, никаля.

Преимущества предлагаемого способа: высокая устойчивость растворов СБФГА (6 месяцев) и комплекса титана с СБФГА (несколько ) обеспечивает высокую точность и воспроизводимость результатов анализа, высокая селективность предлагаемого способа, так как не мешают в значительных количествах Fe (11), V (V), VICYI), Та, Zr(lV), CV; Ml, Со, Си, Mo (VI) и Mt

i

0,520: 0,525; 0,520

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Марченко 3. Фотометрическое определение элементов, М., Мир, 1975.

3.BtTarg-avc S.P. Soqani N-S-2awae. CView-,36, hfe 1, 255, l571 (прототип).