Исследования по амальгамно-полярографическому определению микроколичеств сурьмы в олове с отделением сурьмы экстракцией диизопропиловым эфиром Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

1967

Том 167

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО АМАЛЬГАМНО-ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОМУ

ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИКРОКОЛИЧЕСТВ СУРЬМЫ В ОЛОВЕ С ОТДЕЛЕНИЕМ СУРЬМЫ ЭКСТРАКЦИЕЙ ДИИЗОПРОПИЛОВЫМ

ЭФИРОМ

Л. Ф. ЗАИЧКО, М. С. ЗАХАРОВ, Л. Г. ЩИПКОВА

(Представлена научным семинаром химико-технологического факультета)

Ранее [1] нами была предложена методика определения микроконцентраций сурьмы в олове методом амальгамной полярографии с накоплением на стационарной ртутной капле, согласно которой растворение навески олова проводилось в смеси НС1 + Вг2, а отделение сурьмы от олова и мешающих ее амальгамно-полярографическому определению примесей Си и Bi экстракцией из 6н этилацетатом.

Исходя из литературных данных [2, 3], представляет интерес выяснить возможность амальгамно-полярографического определения микроконцентраций сурьмы с отделением ее от олова >и мешающих элементов (Си и Bi) экстрагированием диизопропиловым эфиром из солянокислой среды. Данная работа и посвящена этому вопросу.

Экспериментальная часть

Полярографические измерения проводились на саморегистрирующем приборе типа ÓH-101 Orion KTS с чувствительностью гальванометра 1 : 10 а/мм. В работе использовался электролизер со вставными стаканчиками [1], стационарным электродом служила капля ртути, полученная электролизом из насыщенного азотистокислого раствора ртути на серебряной проволочке, впаянной в стеклянную трубку. В качестве анода использовался насыщенный каломельный электрод.

Стандартный раствор сурьмы (3+) 500у (1у= 6 г) готовился из металлической сурьмы растворением ее в концентрированной серной кислоте. Стандартный раствор Sb (5-J-) готовился растворением навески металла в концентрированной соляной кислоте в присутствии окислителя — пергидроля. Избыток пергидроля удалялся нагреванием при f = 60—70°.

Растворы концентраций 50 у, 5 у, 1 Y готовились путем последовательного разбавления.

В связи с тем, что сурьма экстрагируется в пятивалентном состоянии, а полярографировать ее удобнее в 3-валентном, нами проведены исследования по выяснению полноты восстановления Sb5+до 5Ь3 + соля-нокислым гидразином в 1 N HCl (фон).

С этой целью известное количество стандартного pacrsnoa Sb5_b (0,1 Y) восстанавливалось в присутствии избытка Sn4 + * ~ 50ю мг солянокислого гидразина при нагревании на водяной бане (~90°) в течение 15 мин. При этой операции наряду с восстановлением Sb5+ до Sb3+

* Четырехвалентное олово остается с сурьмой при отделении ее от олова экстрагированием.

происходит и восстановление 5п4+ до Бп24" . После восстановления раствор охлаждается, проводится электролитическое накопление сурьмы и снимается анодная полярограмма в интервале напряжения — 0,6—0 в. При достижении пика Бп2+ (—0,48 в) проводилась остановка потен-циометрического барабана на время, достаточное для анодного растворения олова- После этого барабан снова включался и получался анодный зубец сурьмы. Полученный зубец принадлежал 3-валентной сурьме, так как 5-валентная — на фоне 1 N НС1 — не восстанавливается. Результаты опытов приведены в табл. Ь

Таблица 1

Изучение полноты восстановления 8Ь5-> до солянокислым гидразином

Глубина зубца (мм) БЬ после восстановления БЬ5+ (0,1 ¡) до БЬ3+ Прирост глубины зубца 5Ь(л/лг) от добавки в электролизер БЬ3 ■ (0,1,') % восстановления

25 27 93

25 25 100

26 27 96

25 27 93

26 26 100

Как видно из таблицы, восстановление 5ЬГЬдо БЬ3 + происходит количественно.

Вначале были проведены исследования по выяснению полноты экстракционного извлечения БЫ4" диизопропиловым эфиром на синтетических растворах в отсутствии олова. Для этого бралось известное количество БЬ51 и проводилось экстракционное извлечение ее диизопропиловым эфиром из 7Ы НС1 [31. Полярографирование выполнялось на фоне 6 ЫНСГ (восстановление БЬ5 + до БЬ3+ в этом случае не проводилось) .

Результаты этих исследований приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты исследований по экстракционному извлечению 5Ь5 1 диизопропиловым эфиром из 7\ НС1 на синтетических растворах

После экстрагирования (0,1/) к у мм, БЬ5+ Прирост к от добавки БЬ5 и (0,1,) в электролизер % извлечения

28 30 92

27 30 90

26 30 87

27 30 90

25 29 86

25 28 89

Далее изучалась полнота отделений микроконцентраций сурьмы ог олова. В этих исследованиях бралась навеска олова 0,5 гик ней добавлялось известное количество БЬ3 1 (0,1 у) - Навеска олова растворялась в смеси НС1 Н2О2. Представляет интерес изучить экстракционное отделение сурьмы из среды, получающейся после растворения навески олова и разрушения пергидроля при нагревании. Это сократит время анализа (для упаривания полученного раствора при I ~ 80° досуха требуется ~ 3 часа) и уменьшит потери сурьмы. Кислотность растворов после разложения Н202 ~ 3,5 N по НС!.

Результаты этих исследований представлены в табл. 3.

Таблица 3

Изучение полноты определения сурьмы при экстрагировании ее из ~3,5ЛГ диизопропиловым эфиром в присутствии растворенного олова

hr мм, Sb от добавки перед разложением Прирост h, мм, Sb от добавки в электролизер Полнота определения

Ii 22 50

14 23 51

13 22 59

10 20 ' 50

10 21 48

12 22 55

11 20 55

10 20 50

Как видно из таблицы, полнота определения составляет 50—55% и для получения истинного содержания Sb в олове полученный результат нужно умножать на постоянный коэффициент — 2.

На основании проведенных исследований предлагается следующая методика определения микроконцентраций сурьмы в олове-

0,5 г измельченного металлического олова растворяется в 4,5 мм концентрированной соляной кислоты в присутствии 30—35 капель пергидроля. Пергидроль прибавляется по каплям и чашки охлаждаются водопроводной водой. После растворения навески пергидроль разрушается при 60°—70° в течение 30—40 мин. на воздушной бане. После охлаждения содержимое чашек переносится в делительные воронки. Чашка споласкивается 2 порциями 3,5 N HCl и объем кислой фазы доводится до ~7 мл. После этого проводится трехкратное экстрагирование 3-мл эфира энергичным встряхиванием воронки в течение 3-минут каждый раз. Собранные экстракты промываются дважды 4N HCl7 в течение 2 минут. Затем эфир переносят в кварцевый стаканчик и упаривают досуха, при ~ ¿° = 70°. К сухому остатку добавляют 2—3 капли концентрированной НЫО.ч для разрушения следов органических веществ и упаривают досуха. Далее в стаканчик добавляют 2 мл фона 1 N HCl' и проводят восстановление солянокислым гидразином при нагревании.

После охлаждения раствора стаканчик вставляют в электролизер, продувают в течение 10 мин. очищенный N2 и проводят электролиз на стационарной ртутной капле при—0,66 (нас. к.э.), после чего снимают полярограмму. Содержание Sb определяют методом добавок. По этой методике проведен анализ нескольких образцов олова.

Результаты анализа одной партии олова представлены в табл. 4.

Таблица 4

Анализ олова на содержание сурьмы

Содержание Sb методом амальгамной полярографии 2,4-10~5о/О 2,3- Ю-5% 2,5-10~5% 2,3-10"5%

Химико-спектральные данные 2.10-5°/О 2,3-10

Чувствительность методики при разработанных условиях Л р-ра 2 мл; т = 7 мин; s=8-10";) а/мм составляет 1-Ю~5%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Методы анализа химических реактивов и препаратов. Вып. 5—6, 79, 39, ИРЕА, M., 1963.

2. F. Pohl, W. Bons els. Z. anal. Chem., 161, 127, 1958.

3. Швейцер, Стромс. Analyt. chim. acta, 19, 2, 154, 1958.