CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 197 1975
ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ТИТАНА В ХЛОРНОЙ КИСЛОТЕ И ЕЕ СОЛЯХ
Ю. А. КАР'БАИНОВ, Н. К. ТРОЦЕНКО, С. II. ВОЮШ . , (Рекомендована научным семинаром кафедры аналитической химии)
Насколько нам известно, в литературе описан только один метод полярографического определения титана в перхлоратах натрия и аммония и в хлорной кислоте [1]. Этот метод основа и на предварительном связывании титана в комплекс состава СггИиКбО^Т! или СюНюНВгг с последующим определением его при соответствующих условиях. {!]. Метод чрезвычайно трудоемкий (особенно сам процесс синтеза комплексов титана), поэтому вряд ли может найти широкое применение в аналитической практике. В связи с этим в нашей работе была поставлена задача — разработать простой метод определения до 10_4% и выше титана в хлорной кислоте и ее солях. Для решения этой задачи прежде 'всего необходимо было подобрать такой индифферентный электролит, который можно было бы использовать в качестве фонового раствора для полярографического определения титана и получать при этом устойчивые воспроизводимые результаты. С этой целью был опробован целый ряд уже изученных другими авторами фоновых растворов [2—4]. В частности, подробно исследован раствор 2 М СН3СО(Жа + 0,1 М трилон Б [3]. Наши данные, касающиеся зависимости высоты полярографической волны титана от рН раствора, подтверждают литературные, однако воспроизводимых результатов по титану здесь получено -не было.
Опробованы ,и другие фоновые растворы ;[2, 4, 5], которые по тем или иным причинам оказались непригодными в нашем случае.
Из литературы известно [3], что титан легко образует комплексы с трилоном Б, причем эти комплексы легко восстанавливаются на ртутном электроде. С другой стороны, трилон Б образует довольно устойчивые комплексы с другими металлами (Си, ¡Мп, Бе), которые не восстанавливаются на ртутном электроде в обычных условиях, и, таким образом, хоть и являются спутниками титана в перхлоратах — не мешают его определен,ию.
В нашей работе обстоятельно исследована эта возможность. В частности, изучено поведение титана на фоне 0,5 М ЫаСЮ4 + 0,05 М трилон Б + 0,02 М желатина; 0,5 М МН4СЮ4 + 0,05 М трилон Б + 0,02 М желатина; 0,5 М НСЮ4 + 0,05 М трилон Б + 0,02 М желатина. Последняя использовалась для подавления максимумов. Во всех этих смесях нами получены волны титана. Как правило, идут две волны, соответствующие, по-видимому, переходам [4] Т'\4+ *Тл3+; Т13+ *Т12+. Потенциалы их полуволн соответственно равны — 0,55 и —'1,3; —0,47 и — 1,28; —0,34 и —1,11 е.
К сожалению, устойчивых результатов и здесь получено не было.
Основываясь на результатах наших исследований, а также [4], в качестве фонового раствора при полярографическом определении титана с успехом может быть использован раствор щавелевой кислоты в серной, при разной концентрации того и другого компонентов в смеси. В целях ускорения анализов проб прежде всего исследовалась возможность определения титана непосредственно в ЫаС104, МН4С104 п НСЮ4. Методика определения титана при этом заключалась в следующем: соответствующая навеска соли перхлората натрия или аммония, пли хлорной кислоты (для N30104, например, равная 6 г) смешивалась с 0,9 г Н2С2О4 и 5 мл Н2Б04 (й—11,84) в стаканчике емкостью 150—200 мл. Смесь разбавлялась бидистиллирован-ной водой до 100 мл и тщательно размешивалась до получения гомогенной среды, после чего к ней прибавлялось 5 капель 20%-ного раствора солянокислого гидразина (для восстановления Ре3+ в Ре2+) и смесь нагревалась почти до кипения. Затем раствор охлаждался и от общего объема его для анализа брали 5 мл и полярографировали. Преимуществом данной методики является быстрота анализа (продолжительность двух параллельных и одной холостой пробы не более часа), простота аппаратурного оформления II хорошая воспроизводимость результатов. Ее недостатком, безусловно, является низкая чувствительность (10~3% титана). С целью повышения чувствительности определения титана мы пошли по пути отделения его от основы. Для этих целей использовался раствор 20-%ного МаОН [4]. Конечное определение титана проводилось, по-прежнему, на оксалатном фоне. Чувствительность этого метода составила Ы0~4%, таким образом, она на порядок выше, чем по предыдущей методике. Воспроизводимость результатов анализа достаточно высокая ((относительная ошибка не более 10—15%).
Для выполнения анализов проб хлорной кислоты и со солей 'яим методом использовались следующие реактивы: серная кислота (с! = 1,84), квалификации х. ч.; едкий натр — х. ч. или ч. д. а.; щавелевая кислота — х. ч.; солянокислый гидразин — ч. д. а.
Стандартный раствор титана — 100 мкг/мл — готовился следующим образом: исходная навеска двуокиси титана, равная 0,0167 г., сплавлялась с минимальным количеством надсерпокислого калия в кварцевом или платиновом стаканчике, после охлаждения содержимое растворялось в 100 мл 0,5 М Н2Э04.
Методика приготовления фонового раствора: 1,8 г щавелевой кислоты смешивались в колбе емкостью на 200 мл с 10 мл Н2504 (с1 = = 1,84) и разбавлялись бидистиллированной водой до метки. Состав полученной смеси: 0;1 М Н2С204 в 0,5 М Н2Э04.
Ход анализа по определению 10 4% и выше титана в хлорной кислоте и ее солях
Соответствующая навеска хлорной кислоты или перхлората натрия, или перхлората аммония, 6 равная г, нагревается с 20 мл 20%-ного МаОН^ до 50° О. К нагретой смеси прибавляется 15—20 мл Н20, и температура доводится до 100° С. Через 10—15 мин осадок гидроокиси титана отфильтровывается, содержимое фильтра тщательно промывается водой (до нейтральной реакции в промывных водах) и растворяется в 10 мл 0,1 М Н2С204 в 0,5 М Н2504. К полученному раствору прибавляется 5 капель 20%-ного солянокислого гидразина и кипятят 1 -1,5 мин. По охлаждении раствор переносится в ячейку для полярогра-фирования и после десятиминутной продувки его азотом, анализируется в интервале потенциалов —0,2-^—0,7 е.
По данной методике проведены анализы заводских проб солей перхлоратов натрия и аммония и хлорной кислоты. Во всех этих пробах содержание титана, очевидно, было меньше 10~4%. и на поляро-граммах его обнаружено не было.
Методика проверена на полноту отделения титана в виде гидроокиси. В этих исследованиях и-спользовалась вышеописанная методика, с той лишь разницей, что в анализируемую смесь, полученную после полного растворения соответствующей навески в 6 г, перед отделением титана в виде гидроокиси, вводилась известная добавка стандартного раствооа титана, равная 20 мкг. Результаты этих опытов показывают, что полнота отделения титана этим способом составляет 93,4%.
В заключение укажем, что данная методика по определению 10"4% и выше титана в хлорной кислоте и ее солях внедрена на заводе и получен акт о ее внедрении.
ЛИТЕРАТУРА
il. G. WilKÎnson, P. P a и s о n, J. В i г m i n g a m, F. G о 11 о n. J. Am. Chem. Soc., 20, 1012 -О106Э).
2. В a h ь Ч ж e н ь, РЖхим. 6, 19108 (1959).
3. Т. А. -Крюкова, С. И. Синяков а, Т. В. Арефьева. Полярографический анализ, М., 1959.
4. В и в е р с, Р. Б p е й e p, J. Electroanal. Chern., 1, 39 (1959).
5. Д. И. К у р б а т о в. Журнал аналит. химии, 6, 743 (11959).
