Способ определения кобальта Советский патент 1982 года по МПК C01G51/00 G01N31/00 B01D11/04 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению кобальта в соединениях скандия и может быть использовано пр.и аналитическом контакте процесса получения особо чистой окиси скандия и других . его соединений.

Известен способ выделения ряда примесей (кобальта, меди, марганца и других) путем группового концентрирования экстракцией их в виде комплексных соединений с оксихинолином из растворов минеральных кислот, предварительно нейтрализованных раствором гидрооксида натрия до рН 5,5 6,0. В качестве экстрагента используют хлороформ. Экстракт примесей упаривают досуха на графитовом порошке и анализ заканчивают спектральным методом

Однако этот способ не применим для отделения кобальта от скандия по следующим причинам: не удается получить прозрачные растворы после

растворения окиси скандия и установления необходимого значения рН 5,56,0 (нейтрализация избытка растворителя - кислоты). При нейтрализации прозрачного солянокислого раствора скандия, начиная с рН 2,5 и более, образуется гидррксид скандия и отделение кобальта с любым комплексообразователем невозможно.

,д Известен также способ отделения алюминия, хрома, кобальта, меди, марганца, молибдена, титана, ванадия, олова, свинца, никеля групповым концентрированием их экстракцией смесью

15 хлороформа и изоамилового спирта из растворов, содержащих гидрооксид натрия В виде внутрикомплексных соединений с 8-оксихинолином и 1-фенил-З-метил-4-бензоилпиразолоном-5, сначала при рН 8,0, а затем после подкисления до рН 2,5 экстракцию повторяют. Объединенный экстракт примесей выпаривают досуха на 50 мг графитового порошка в присутствии 2 мл %39ного раствора щавелевой кислоты, про каливают при AOO-SOO C в течение 2 мин. и анализ заканчивают спектральуым методом 2. Однако этот способ позволяет отделять кобальт от скандия только на . Основная масса кобальта остается в водной фазе, в растворе, содержащем скандий. Наиболее близким к предлагаемому по .технической .сущности и достигаемому результату является способ группового концентрирования кобальта, никеля, марганца, меди и других элементов из растворов, содержащих редкоземельные элементы, экстракцией эти примесей в виде комплексных соединений с 8-меркаптохинолином (тиооксином из цитратных растворов с рН 9,0. В качестве экстрагента используют хлоро форм или четыреххлористый углерод. . Прозрачные растворы редкоземельных элементов с рН 9,0 получают растворением окиси РЗЭ в соляной кислоте, упа риванием до сиропообразного состояния добавлением раствора лимонной кислоты, предварительно нейтрализованного аммиаком до рН 9,0 с таким расчетом чтобы соотношение массы окиси РЗЭ к ; массе лимонной кислоты стало равным 1:3- В полученный раствор приливают тиооксин и экстрагируют примеси в сло органического растворителя. Экстракт примесей упаривают на графитовом порошке, полученный концентрат примесей анализируют спектральным методом 3. Данный способ также не применим для отделения кобальта от скандия: при установлении рН образуется гидрооксид скандия, и получить прозрачные растворы не удается. Целью изобретения является повышение степени извлечения кобальта в соединениях скандия при его содержании в водной фазе 8-25 г/л (по окиси и снижение пределов его обнаружения. Поставленная цель достигается экс ракцией хлороформом комплексного сое динения кобальта с тиооксином из аце татного раствора-при рН 3,5,О, пол ченного последовательным добавлением к сухой смеси хлоридов скандия, кобальта и примесных элементов раствора .уксусной кислоты, разбавленной 1:15-20, и ацетатного буферного раст вора с рН 5,5-5,8 при содержании .ска дия в водной фазе 8-25 г/л (по окиси qкaндия). Раствор уксусной кислоты, разбавленной 1:15-20, и ацетатный буферный раствор с рН 5,5-5,8 при растворении хлоридов скандия, кобальта и примесных элементов позволяет получить растворы с рН 3,5,0 и провести извлечение кобальта путем экстракции его комплекса с тиооксином в слой органического растворителя (хлороформа) из раствора, содержащего в водной фазе 8-25 г/л окиси скандия. При смешивании таких растворов с хлороформом они остаются прозрачными, и извлечение кобальта из раствора скандия составляет 90-100. При отделении кобальта из.среды буферного, раствора с рН 5,0 или 6,0 при добавлении хлороформа образуется осадок основных солей и разделения фаз не происходит. При рН водной фазы менее 3,5 (3,02,5), т. е. при использовании только уксусной кислоты, разбавленной 1:15-20 (рН 2-2,5), извлечение кобаль та составляет . Получить положительных результатов не удалось. , При рН водной фазы более ,0 (используется только буферный раствор с рН 5,0-6,0) при добавлении хлороформа и смешивании фаз образуется осадок основных солей скандия, разделение фаз не происходит. При содержании скандия менее 8 г/л происходит увеличение предела обнаружения с 5-10 до (3-5) кобальта и контроль особо чистых соединений скандия неосуществим. При содержании скандия более 25 г/л в водной фазе (в расчете на окись) не удается получить рН водной фазы 3,,О за счет кислотных свойств скандия, что приводит к. недостаточно полному извлечению кобальта. П р им е р. Навеску окиси скандия массой 0,5 г растворяют в 5-7 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, при нагревании до 70,, упаривают досуха, осаждают до комнатной температуры, обмывают стенки стакана водой и снова упаривают досуха. Обработку водой и упаривание раствора повторяют еще раз. К сухому остатку приливают 10 мл уксусной кислоты, разбавленной 1:15, 10 мл ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,8, при этом устанавливается рН раствора 3,5, приливают 5 мл 0,3 -ного раствора тиооксина, перемешивают, выдерживают 15 мин. Содержимое стаканов переносят в делительную воронку, приливают 5 мл хлороформа и проводят экстракцию в течение 2 мин. Органическую фазу сливают в стаканчик, а к водной фазе приливают еще 2 мл раствора тиооксина и 5 мл хлоррфррма и повторяют экстракцию. Объединенные экстракты, промывают водой, сливают в кварцевый стакан, упаривают досуха, прокаливают при 500-550°С в течение 15-20 мин охлаждают до комнатной тем пературы. Сухой остаток растворяют в 2 мл концентрированной азотной кислоты при нагревании, упаривают досуха, обмывают стенки стакана водой и упаривают до 1-2 мл, охлаждают до комнатной температуры. В кварцевые цилиндры вместимостью 15 мл приливают по 1,8 мл 2,1 10 М рас вора ализарина,, переводят в них содержимое стаканов, споласкивают (2 мл боратно-щелочного буферного ра створа и бидистиллированной водой до объема 8-9 мл, приливают по 0,3 мл . раствор а перекиси водорода, разбав,ленной 1:3, доводят водой до объема 10 мл, перемешивают. Цилиндры с растворами погружают в стакан с водой, нагревают до 58-60 С, и когда температура достигнет 50-520С, включают секундомер и выдерживают при этой температуре 5 мин. Цилиндры с растворами вынимают из стакана, быстро приливают по 0,5 мл 0,05 М раствора трилона Б, перемешивают, охлаждают До комнатной температуры и измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 со светофильтром № 5 (X 510 нм) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1Q мм. В качестве раствора сравнения используют бидистиллят. Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт (опыт на загрязнение реактивами).I Из значения оптической плотности нулевого раствора вычитают значение оптической плотности испытуемого раствора и по полученному значению разности оптических плотностей определяют массу кобальта по градуировочному графику, который строят в аналогичных условиях. В образце найдено 2,5-10 % кобальта, стандартное отклонение составляет 6 х X 10-7. Данные по полноте отделения кобальта от скандия представлены в таблице. Способ определения кобальта позволяет осуществлять контроль производства особо чистых соединений скандия в диапазоне содержаний кобальта от 5-10- до .

Продолжение таблицы