Фотометрическое определение малых количеств титана в железе высокой чистоты Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 234 1974

ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ ТИТАНА В ЖЕЛЕЗЕ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ

Л. Л. СК.РИПОВЛ, Г. А. ЧЕРВЫ I1 IVК

{11р1:Д1;т,чг..')енп н.чучпо-мгтодическнм еемттлром ХТФ)

Изучена возможность фотометрического определении малых количеств титана в железе высокой чистоты с помощью диантипирилметана. Данная работа является продолжением ранее начатых исследований [1].

Фотометрическому определению титана с диантипирилметаном мешают большие количества железа (3 + ) собственной окраской и образованием с реагентом комплексного соединения, окрашенного в красно-бурый цвет.

Большие количества железа (3 + ) можно удалить экстрагированием диэтиловым эфиром из солянокислой среды, метилизобутилкетоном, смесью метилизобутилкетона с амилацетатом (1:1) или восстановить до двухвалентного, которое не реагирует с диантипирилметаном в кислой среде. Восстановление железа может быть проведено амальгамой цинка, сульфитом натрия, гипосульфитом натрия, аскорбиновой кислотой и ДР. [2, 3].

Экстрагирование железа из солянокислого раствора навески эфиром можно проводить не полностью, так как небольшие количества его лег-го могут быть восстановлены аскорбиновой кислотой и определению не мешают.

Операция экстрагирования сопряжена с большой затратой времени и неизбежными потерями. Поэтому с целью сокращения времени анализа и уменьшения потерь была изучена также возможность фотометрического определения малых количеств титана в железе высокой чистоты с диантипирилметаном без отделения железа.

Разработаны три варианта методики—с предварительным отделением железа и без отделения железа.

Первый вариант — с предварительным отделением железа. Навеску железа 0,5 г растворяют при слабом нагревании в 15 мл концентрированной соляной кигслоты. Добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты и продолжают нагревание, выпаривая почти досуха. Остаток обрабатывают 5-ю ¡и 10-ю мл концентрированной соляной кислоты, упаривая почти досуха первый раз ш до сирота — второй. Остаток растворяют в 10 мл 6н. соляной кислоты (и переносят в делительную воронку. Добавляют 20 мл диэтшлового эфира (свободного от перекиси) и встряхивают 5 мигнут. Эфирный слой отделяют и промывают 5 мл 6н. соляной кислоты. Водные порцти соединяют вместе'и упаривают примерно до объема 10 мл п переносят в мерную колбу емкостью 25 мл. Добавляют 2 капли 5%-го раствора сернокислой меди (катализатор восстановления железа), |] мл аскорбиновой 'кислоты с Т = 0,2 г/мл, 3 мл 5%-го диантипирилметана в 1 п. соляной кислоте, доводят объем до метки 25%-,ным раствором серной кислоты. Через 30—40-мчинут фотометрируют на ФЭК-Н-57

в кювете 50 мм со светофильтром № 2 (413 ммк). Раствор сравнения — сода. Количество титана находят то калибровочному графику, построенному ;в тех же условиях, -в которых ¡разлагалась навеска. Методика проверена по добавкам титана <к навескам железа высокой чистоты и о'киси железа. .На одно определение требуется 5 часов. Результаты анализов обработаны методом математической статистики и приведены в табл. 1 (первая и вторая строки).

Второй вариант—без отделения железа. Навеску железа 0,5 г растворяют в 10 мл 25%-го раствора серной кислоты при слабом нагревании. Раствор переносят в мерную колбу емкостью 25 мл. Дальнейшие операции проводят аналогично описанной выше методике. Аскорбиновой кислоты прибавляют 5 мл той же концентрации. «Нулевая» проба содержит все реактивы кроме диантипирилметана. Количество титана находят по калибровочному графику, построенному в тех же условиях, в которых разлагается навеска, т. е. обязательно на фойе железа. На одно определение требуется 3 часа. Методика проверена по добавкам титана к навескам железа высокой чистоты. Результаты анализов обработаны методом математической статистики и приведены в табл. 1 (третья строка).

Третий вариант — без отделения железа, с использованием метода добавок.

При полярографическом и люминесцентном химическом анализах для определения малых количеств примесей в материалах высокой чистоты широко используется метод добавок.

Л. И. Лазарев и В. И. Лазарева 1[4] успешно использовали этот метод для фотометрического определения титана в сталях с помощью перекиси водорода.

Нами изучена возможность фотометрического определения титана в железе пыткой чистоты с помощью диантипирилметана, без отделения железа, с использованием ¡метода добавок. Навеску железа 2,5 г растворяют б 30—40 мл 25%-то раствора серной .кислоты при слабом назревании. Раствор переносят в 'мерную колбу .емкостью 50 мл и доводят объем до метки 25%-ньш раствором серной кислоты. В четыре мерные колбочки ем-костью 25 мл отбирают аликвотные порции этого раствора по 10 мл. Во вторую и третью колбочки делают добавки титана в количествах, соответствующих 1 и 2 мкг последнего. Во все четыре колбочки добавляют по (1 мл 6н. соляной кислоты, по две капли 5%-ного раствора сернокислой меди и по-5 мл аскорбиновой исислоты с Т = 0,2 г/мл. Затем в первую, вторую и третью колбочки добавляют по 5 мл 5%-го раствора диантипирилметана в 1 н. соляной кислоте. Объем во всех колбах доводят до метки 25%-ным раствором серной кислоты. Через 30—40 минут фотометрируют так же, как в предыдущих методиках. Раствор сравнения— вода. Количество титана находят по формуле:

%17=--, где

Навеска (£>2(3)— ¿>1) ■ 2000

С^ — добавка титана в мкг;

До — оптическая плотность раствора в четвертой колбе, т. е. «нулевая»— без титана и диантипирилметана;

Дх—оптическая плотность раствора первой колбы — исследуемый раствор;

Д2>(3)—оптическая 'плотность раствора ¡второй .(третьей) <колбы с добавкой титана.

Количество титана рассчитывают для первой и второй добавок и берут среднюю величину. Время, затрачиваемое на одно определение,— 1,5 часа. Результаты анализов обработаны методом математической статистики и приведены в табл. 1 (четвертая строка).

Результаты определения титана

Т а б л и ц а \

Измеряемая величина п X т0,95 £

% Штана в железе марки КаЫЬаит % титана в Ре20з 6 7 1,59-Ю-3 2,53-10"5 0,09137 0,1428 • Ю-3 ю-5 2,571 2,247 0,23-0,32 ю-3 Ю-5 14,4 12,6

% титана в железе ВЧ 7 1.57-Ю-4 0,07626 ю-4 2,571 0,17 ю-4 10,8

% титана в железе ВЧ 13 1,59-Ю-4 0,05403 ю-4 2,179 0,11 ю-4 6,9

Выводы

1. Разработано три варианта методики определения малых количеств титана в железе высокой чистоты с помощью диантипирилмета-на — с предварительным отделением железа и без отделения последнего.

2. Проведена сравнительная оценка предложенных вариантов и для производственных лабораторий рекомендуется третий вариант — без отделения железа, с использованием метода добавок — как наиболее точный и быстрый.

Л11ТПРАТУРА

1. Л. Л. С к р и и о в а, Г. А. Ч е р в с и ч у к, А. Н. Покровская. Фотометрическое определение малых количеств титана в хлорной кислоте, хлорнокислых аммонии и натрии, и люминофоре Л-34 с помощью диантипирилметана. Известия ТПИ, т. 174 (в печати).

2. Дж. М о р р и с о н, Г. Фрейзер. Экстракция в аналитической химии. Гос. п.-техиэдат химлитера туры, Л., 1960.

3. Р. Б. С е и д с л. Колориметрическое определение следов металлов. «Мир», М., 1904.

4. Л. И. Лазарев и В. И. Лазарева. Колориметрическое определение титана в легированных сталях методом добавок. Завод, лаборатория № 2, 1958.

у* Ы?.;* п.ь'1 г'\ гчЗ

Еи'лк >гека ТПИ