Способ фотометрического определения молибдена Советский патент 1982 года по МПК C01G39/00 G01N21/27 

(54) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕ/ШЛЕНИЯ МОЛИБДЕНА

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к фотометрическим методам определения больших содержаний молибдена, например в фе{ ромолибдене. Известные фотометрические методы отределения молибдена с роданидом, фе- нилгидразином, дитиолом, тиооксином и другими реагентами используются для определения только малых количеств молибдена и с предварительным отделением егю от мешающих элементов - железа вольфрама, ванадия, меди, никеля и кобальта. Низкая селективность, плохая вос производимость, необходимость предварительного восстановления молибдена (VO до более низких степеней окисления являются ocHOBHHNm недостатками всех известных фоток етрических методов определения молибдена. Известен способ определения молибдена с органическим реагентом - 2,3,4-т|Ж окси, 4 -сульфоазобензолом. Выполняется при кислотности от рН О,1 .до 0,05 н. нее, при концентрации молибдена 596 мкг/25 Мл раствора, допустимы ограниченные количества мешаюших элементов: 150-кратный - титан, 20-кратное Fe (II ), 5-кратное - Fe (Ш) и W(y,), 2-кратное - Со , Известен способ определения молибдена с органическим реагентом группы тиогидрааидов - например, гидразид метокси- тиобензойной кислоты - используются при 0,О5 - 0,1 н. НСЕ с экстракцией хлороформом. Рекомендуется для определения малых количеств молибдена в присутствии Т-1, W Допустимы ограниченные количества Fe, N/t, Со - до 5ОО- кратности . Известен способ экстракционно-фотометрического определения молибдена, основанный на образовании водонерастворимого кокгйлексного соединения молибдена (VI) с реагентом N-бензоип-М- нилгидроксиламином (БФГА) Sj. Соединение БФГА при 2,О-3,О при концентрации молибдена. 3918 {V) 5-20 мкг/мп, так как мешают Fe, VjTi, то может быть использовано в анализе только после их отдепения. Все указанные способы имеют следующие недостатки,Интервал кислотности образования соединений Mo-R неширок. Это требует выполнения анализа при строгом контроле кислотности. Определение ведут при невысокой кислотности (рН 2,0-3,0), что не обеспечивает селективности определения. Определению мешают большие количества железа, меди, хрома, ванадия, что препятствует широкому аналитическому использованию соединений Mo-R в анали- зе высоколегированных сплавов на железной основе. Все перечисленные методы не примени мы для определения больших содержаний молибдена (5-50%), так как требуют мно гократного разбавления исходных растворов Мо, что значительно увеличивает ошибку определения. Известен способ переведения могшбдег на в комплексное соединение с N-бензо- и -2-натрий-сульфонат- f(-фенилгидроксип амином (СБФГА) 4. Указанный способ состоит в следуюшем: в водном растворе молибдена (Vf), содержащемЗОО-14ОО мкг молибдена, устанавливают рН 2,5-4,О, (т.е. СцЦ- не более 0,01 г-ион/л), добавляя растворы 1%-ного едкого натрия или 10%-ной соляной кислоты, затем добавляют 8 мл 2%-ного водного раствора СБФГА, доводят объем до 25 мп водой. Через 2О мин измеряют поглощение .раст .вора при 390 им по отношению к воде. Недостатком этого способа является низкая селективность. Мешают определению молибдена, любые содержания железа (HI) титана (IV), ванадия ( V ), урана (VI), золота . (11(), серебра ( | ), а также Си (И) выше 20О мкг, Ni ( U ) -20О, Со (И ) - 130, Fe ( U ) - 80. Р ( И ) 40, Се (III) - 130, С (|П) - 4О и др. Поэтому указанный способ не может быть использован как таковой для определения молибдена в сложных материалах содержащих железо, титан, ванадий. Необ ходимость отделения молибдена от жепеза .затруднит и удлинит способ onpeoeie яня молибдена, например, в сталях и спла вах на железной основе. I .Целью изобретения является повыше- вне селективности определения молибдена Цель достигается тем, что к водному раствору молибдена (VI) добавляют водный раствор М -бензо11-2-натрий-супьфонат-VI-феннлгндрокснламина (СБФГА) при кондентрации Н ионов от 0,1 до 2 г- он/л по net. При содержании большого количества железа, (10-80 мг в конечном объеме) реакцию проводят в присутствии солянокислого гидроксиламина. При этом мо1Шбден (VI) образует с СБФГА окрашенное, растврримое в воде комплексное соединение (Хуиах им). Это максимальное поглощение комплекса отличается от прототипа 390 им), Что указывает на образование комплексного соединения другой структуры. Выбранный интервал концентрации ионов водорода, 0,1-2,0 г ион/л, соотве-гствует оптимальным условиям образования KOMnseibca молибден (1)-СБФГА,а широта интервала исключает необходимость строго контроля за установлением оптимальней кислотности раствора, а также обеспечивает хорошую воспроизводитешэность результатов анализа. Оптимальное содержание реагента со- ответствует бО О-кратному избытку (3--6 мл 2,5%-ного водного раствора СБФГА). В выбранных условиях наблюдается прямолЕинейная зависимость оптической плотности растворов от концентрации молибдена в пределах от 100 до 20ООмкг в 25 мл конечного объема. Окраска комплекса Мо-СБФГА устойчива несколько суток. В предлагаемом способе определению молибдена не мешают медь, никель, железо OI)кобальт,хром (III), волЬ |чрам. Влияние больших количеств железа (1Н) было устранено добавлением в реакционную смесь 0,13-Ю, 14 г солянокислого гидроксиламина (см. табл. 1). В табл. 1 пр иведены данные о влиянии различных элементов на оптическую плотность растворов СБФГА. CH 1 г-ион/л} 0,13 г - NH OH-HCe/ СБФГА - 2 мл 2,5%-го раствора СФ-4А; Л-- 34О нм; 6 1 см; мл. Ре (It) не мешает в любых количествах, (у)мешает лри содержании более 50Омкг Т 100О мкг. Рассчитанный кажущийся молярный коэфИкнеят погашения равен 2320. Предлагаемый способ использован для (шределеиия молибдена в сложных .сплавах на железной основе с высоким содержанием молибдена (5О-6О%), без отделения от железа и других сопуствукяш1х элементов.

Пример. Определение молибдена в ферромотшбдене.

Растворение сплава.

Навеску 0,1 г сплава помешают в стакан емкостью 300 мл, добавляют

10 мл азотной кислоты (1:1), нагревают до полного растворения пробы. Затем добавляют 10 мл серной кислоты (1;1), выпаривают до паров 50э, охлаждают обмывают стенки стакана водой и снова вып ривают до паров серной кислоты. Эту операцию повторяют трижды для полного удале ния азотной кислоты. Выпаривают до влажных солей, которые растворяют в 50 мл 4 н. неб и переводят раствор в мерную колбу емкостью 20О мл, доводят до метки водой.

Определение молибдена,

В мерную колбу емкостью 25 мл аликво гаую часть, 2-5 мл, раствора ферросплава, добавляют 5 мл 3 н. соляной кислоты, 4,5 МП 3%-ного растворасолянокислого гидроксиламина (

НСЕ в О,1 н. НСВ), нагреваю на кипящей водяной бане почти до кипения. Охпаждают. Добавляют 2 мл 2,5%-ного водного растворю СБФГА, доводят до метки раствором 1 н. НС. Измеряют оптическую плотность растворов относительно воды на спектрофотометре (СФ-16 или СФ-4) в стеклянной кювете см при Хдфф-34О нм. Сх держание молибдена в пробах рассчитывают по стандартному раствору молибдена (YO. if которому Добавлено железо в количестве, равном его содержанию в ферромолибдене, и проведенному через весь ход анализа.

Для этого в стакан емкостью ЗОО мл берут 6О мл стандартного раствора молибдена (VI) ( мг/мл) добавляют 38-4О мл раствора железо-аммонийных квасцов (Тре 1 мг/мл) добавляют по

10 мл азотной кислоты (1:1) и серной кислоты (1:1) и далее поступают как при анализе проб.

В табл. 2 приведены результаты оаре деления молибдена в сплавах ферромолибдена, содержащих Fe (30-40%), Mo (5060%), Сч (0,5-1%), 5-1- (0,5-1%), Р (0,05-0,06%), SH (0,02%).

Как видно из табл. 2 метод обладает высокой точностью - относительная ошиб ка ± ОД (доверительный интервал ot от0,2 до 0,35 при надежности оС«0,95), хорошей воспроизводимостью (Ъ 0,06-0,09) и позволяет определять молибден в присутствии больших количеств железа.

Применение известного способа образования комйлекса Мо-СБФГА - в той же области, а разделение этих элементов любым способом вызовет большую погрешность в анализе, а также значительно усложняет определение.

По сравнению со способами, используемыми в настоящее время в промышленных лабораториях, предлагаемый способ увеличивает производительность труда химика-аналитика в 10 раз (длительность анализа 10 проб- 7-8 ч вместо 70 80 ч по плюмбатному способу).

Для промьпиленного внедрения предла гаемого способа необходимы промышленный выпуск реактива СБФГА и наличие основного сырья - ангидрида орто-сульфо бензоной кислоты (ангидрид ОСБК) - для синтеза реактива СБФГА. Ранее ангид{язд ОСБК выпускался Шосткинским заводом химреактивов.

Предлагаемый способ обладает высокой селективностью, экспрессностью и простотой испошеная (отсутствуют многочисленные операции разделения элементов).

Таблица 1

9182748

Fe не мешает в любых количествах, Vмешает при содержании более 500 мкг, Ti 10ОО мкг

d

168

60,28

Проиолженио табл. 1

Таблица 2

g

Среднее

10

918274 Продолжение габл. 2

60,29 Относите пьная ошибка среднего 0,02

57,36 0,16

±0,34