Способ спектрофотометрического определения ниобия (у) Советский патент 1982 года по МПК C01G33/00 G01N21/77 

(54) СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1

Исзобретение относигся к аналитичес кой химии ниобия, а точнее к определению ниобия (у) спекгрофотомегрическим методом в виде молибденониобага основного красителя, и может быть эффективно использовано при анализе самых различных ниобийсодержащих объектов: в геологии, металлургии, при анализе особо чистых веществ и т. д. , Известен способ спектрофотометричес- . кого определения ниобия (у), включающий непосредственное переведение его в восстановленную молибденониобиевую кислоту (МНК) пои 0,25-О,35н.

, 2,5 -10-Зм (NH4)2C204.,5

. NbtY): CMO(W Смо(У) 1 : 6ОО : 60) и HarpeBamie раствора в течение 15-20 мин на кипяшей бане, охлаждение раствора, разбавление до 50 мл и его спектрофотометрирование 20 при 720 нм С 1 .

Недостатками известного способа являются сравнительно низкая чувствительность определения (Е 2,1- 10 njt,НИОБИЯ (V)

хмоль - см ); узкий интервал опредб ляемых количеств нчобия (2 -101 М) и кислотности (0,25-0,35 н. ); необходимость использования помимо (yj) также и Мо (у), а также необходимость в нагревании, что усложняет процесс.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ спектрофотометрического определения Nb(S). включающий переведение NHS) в те ение 10 мин, при рН 1,2 - 1,6и15мл2% Nc( в МНК, восстановление МНК 2 .мл О,5% SnCe2B среде 10 мл (1 : 4) и спектрс)фотометрирование полученного раствора при 725 нм по истечении 4 кшн после введения вое становителя (конечный объем 5О мл) С2 .

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность определе-( 1,39 - 10- л . моль

--«

).

СМ

ния

узкий интервал определяе тых концентраций ниобия (0,1 - 10 мкг) и оптимальной кислотности образования MHF (рН 1,2 - l,Gl малая устойчивость окраски восстановленной формы МНК (3-5 мин). Цель изофетения - повышение чувствительности спектрофотометрического определения ниобия (у), расширение интервала определяемых количеств ниобия оптималыюй кислотности и упрощение способа в,целом. . Поставленная цель достигается способом спектрофотометрического определения ниобия (у), включающим переведение его в МНК в кислой среде, затем в МНК при рН 1,1-2,3 вводят основной краситель - метиленовый голубой с получением трехзамешенной соли МНК и определение Ni){y) осуществляют по ийтенсивности светопоглощения полученного продукта при рН D,45 - 0,70. Из основных красителей использованы метиленовый голубой, метиленовый зеленый, Азур Г , Азур . Наилучшие результаты получены в случае использования метиленовог о голубого (МГ). МНК получают при рН 1,1 - 2,3.| 3,5 -10 М Ыо1 Мо04И 20-ти минут ным выдерживанием растворов, а тверд фазный молибденониобат МГ получают при рН О,45 - О, 7О, при 3,13 - 1О реагента-красителя, отделяют центрифугированием, растворяют в 1О мл ацетона, содержащего 1 мл 8н. HNO , и спектрофотометрируют при 656 нм. Выход за указанные пределы не целесо образен, так как это приводит к неправильньпл результатам определения. При этом использование ацетоновых растворов соединения МГ-МНК обеспечивает высокую чувствительность спект фотометрического определения ниобия: е 3,3 10 л «мол-, см-Ч; 5,В кг МЪ/мл, CH 9,3 нг НЪ/мл, Cg 6,51 мкг NVмл. По сравнению с известным способом чувствительность определения повьшшется в 24 раза и создается возможность коотчесгвенного определения более чем ТОО раз разнящихся количеств ниобия, что достигаетс сочетанием МНКс основным красителем Ацетоновые растворы устойчивы в течение 24 ч. На фиг. 1 - 6 показаны графики опр дедения ниобия (v). Зависимость молярного коэффициента погашения { ) ацетоновых растворов соединения МГ-МНК от кислотности в момент образования МНК ( (фиг. 1), полученная при N13(1) ., Nq,2Mo(U ,95 . 1О-3 М; МГ 3,13 т рНконОбОи 20-ти шшутном выдерживание растворов. Зависимости 6 растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и холостых растворов (кривая 2) от кислотности в момент его образования (фиг. 2), полученные при Nb( Y) 1 . 10-5м; МГ 13 Noi2Mo04 2,95 - .5О. Зависимости Е растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и холостых растворов (кривая 2) от концентрации молибдата натрия (фиг. 3), полученные при Nt(y) 1 МГ 3,13 рНнв1ч1 5; рНкон 0,60. Зависимости растворов соединения МГ-МНК (кривая 1) и холостых растворов (кривая 2), от концентрации реагенга-красителя. (фиг.4) (Полученные при Nb(S) 1 NqjWoO 2,95-10-ЗМ; рН„,1,45; О,бЬ. Зависимости оптической плотности растворов соединения МГ-МНК от состава водной фазы («зомолярные серии) (фиг. 5), полученные при Mol2Mo04 2,9510- М; рНно1ч1.45; МГ, М 10 : кривая 1 ,4 ,4; кривая 2 9,0; кривая 3 18,0; К 0,1 см;, 0,ООО. Зависимость значений отн1х;Ительного стандартного отклонения от определяемых концентраций Nb(2) .(фиг. 6), полученная при рНцсщ 1,45; pH|(j 0,60; 2,95 ЮЗ М; МГ 3,13 - М. Используют 0,01 М исходный стандартный раствор Ni)(5), приготовленный расгверением определенной навески металлического ниобия (о.ч.) в смеси кислот: HNOj , Н 50 и HP , денитрацией серной кислотой, получением сухих солей и растворением в дистиллированной воде с добавлением КОН (о.ч.) (рН полученного раствора 12,0), 0,О59 М раствор 2Н20(ч.д.а.), О,1%-ный водный раствор МГ (ч. д. а.) и ацетон (ч.д. а.). Все растворы хранят в полиэтиленовой посуде. Оптическую плотность исследуемых ацетоновых растворов измеряют спектрофотометром СФ-4А, а равновесные значения рН соответствующих водньк растворов - стеклянным электродом (потенциометр рН-340). Осадки соединения МГ-МНК отделяют центрифугированием (центрифуга ЦЛК-1). 59в30 -..Таким образом, для получения соединения МГ-МНК оптимальными являются кислотность раствора в момент обраэования МНК и МГ-МНК, равная рН 1,1;2,3 (фиг. 1) и рН 0,45 - 0,70 (фиг. 2) 5 соответственно, (2,7-4,8) Ndrj МоО (фиг. 3) (1,25-8,0) МР (фиг. 4). Ацетоновые paqrrBopbi соед нения МГ-МНК, полученные в указанных оптимальных условиях, характеризуются Ю коэффициентом молярного погашения, равным 3,3- 10 л мол-см-. Дальнейшее повь1шение концентраций компонентов нецелесообразно, так как приводит к за- метному образованию изополимолибдатов 5 МГ. Снижение концентраций приводит к уменьшению вьпсода соединения МГ-МНК и соответственно к заниженньп результатам. Соотношение МГ и МНК в исследуемом, соединении равно 3 : 1 (фиг. 5). 20 Анализ этого соединения на содержание молибдена показывает, что оно является производным МНК 8-ой серии. При постро ении кривой фиг. 6 для каждой концентрации Nb(y) проведены 18-20 парал1лельных определений. Использование предлагаемого спосо- . ба позволяет определять от 9,3 нг МЪ/ /мл -(при этом Sr 6,33) до 6,51мкг Nb/iiirt ( 5г 0,014). При концентрации Nl7(y) 6|51 мкг/мл значения g соответс твующих ацетоновых растворов снижаются вследствие неполного образования соединения МГ-МНК. CfTiin 5,6 нг/мл, что определено на основании результатов измерений оптической плотности 20 параллельных холостых растворов, по 35 -критерию. Пример. 1 мл раствора ниобия содержащего 93 нг МЪ(у) помешают в центрифужную пробирку, добавляют О,5 мл О,О59 М раствора Nc(,2 °04 вводят 2,О мл 0,4 н. HNO-j , доводят объем водой до 5 мл, размешивают и выдер- живак5т 20 мин для количественного обра . зования МНК (рН раствора 1Д). Затем прибавляют 1,2 мл 4 н. HNOj , 1,0 мл 0,1% МГ,,доводят объем водой до 10 мл (рН раствора 0,45) размешивают в течение. 3 мин. Осадок соединения МГ-МНК отделяют двухминутным центрифугированием, раствор деконтактируют, осадок в той же пробирке растворяют в 10 мл ацетона, содержашего 1 мл 8 н. HNOj, и полученный раствор спектрофотоме трируют при Л 565 нм и Р 1,0 см. Одновременно в тех же концентрационньк условиях проводят холостой опыт (А угч/ О,). Опти616, ческая плотность полученного раствора соединения МГ-МНК (А) равна 0,032. Ниобий определяют по предварительно полученному градуировочному графику. П р и м е р 2. 1 мл раствора ниобия, содержащего 65,1 мкг Nb (у) по.мешают в центрифужную пробирку, добавляю 0,5 мл 0,О59 М NqjMoO , вводят 1,2 мл О,1 н. HNOj , доводят объем водой до 5 мл, размешивают и выдержива|эг 20 мин для количественного образо;вания МНК (рН раствора 2,3). Затем прибавляют О,75 мл 4 н. HNOj ,. 1 мл 0,1%-ного МГ, доводят обьм водой до Ю мл (рН раствора-0,70), размешивают в течение 3 мин. Осадок соединения МГ-МНК отделяют двухминутным центрифугированием, раствор декантируют, осадок в той же . растворякзт в jlO мл ацетона, содержаших 2,5 мл 8 н. jHNOj , полученный раствор спектрофотометрируют при Л 565 нм.и С О,1 см, после разбавления раствора в 4 раза. Одновременно в тех же концентрационных условиях проводят и холостой опыт (АХОЛ. О,О20). Оптическая плотность полученного раствора соединения МГ-МНК (А) равна 0,575. NB (у), определяют по предварительно полученному градуировочному графику Результаты определения ниобия в .чистых его растворах сведены в табли це. , g Предлагаемый способ прост, высокочувствителен и применим для спектрофотометрического определения как микрограммовых , так нанограммовъос количеств ниобия в различных объектах. Формула изобретения Способ спектрофотометрического определения ниобия (у), включающий переведение его в. молибденониобиевую кисоту в кислой среде, отличаюш и и с я тем, что, с целью повышения

чувствительности и расширения интервала определяемых концентраций ниобия, к раствору молибденониобиевой кислоты с рН 1,1 - 2,3 добавляют основной краситель - метиленовый голубой и фогометрирование полученного продукта осуществляют при рН 0,45-0,70.

-5

67(7

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Забоева М. И.,Сурин И. Г., Журнал аналитической химии 1976, 23, вып,9, с. 1736.

2.Anaeyt, C-hemistra, V. 34, 640, 1962 (прототип).

9 НН11h atf йб 0.8. to а i.f / i 2.( Put,1 ti Hi tff 2.9 PHuf Q.6 1.2 1.8 2.if J.O -5.6 .г f.ff f.2 Фиг.д CffoolnO ft f.ff

965061