CC BY
16
ИЗВЕСТИЯ - ~ - - " ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ С. М. КИРОВА
Том 215 1974
ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ТИТАНА В ЛЮМИНОФОРЕ Л-34
Ю. А. К АРБ АИ НОВ, Н. К- ТРОЦЕНКО, С. Н. ВОЮШ
(Представлена научно-методическим семинаром неорган, кафедр ХТФ)
По заданию завода необходимо было разработать методику по определению титана в люминофоре Л-34 с чувствительностью М"3— 10~4%. Данная задача ¡является достаточно -трудоемкой, во-первых, потому, что сам люминофор Л-34 является тяжелым объектом для анализа из-за его ограниченной растворимости в большинстве широко используемых растворителей. Во-вторьгх, стандартный раствор титана готовится, как ¡правило, из двуокиси титана ТЮ2, и здесь неизбежна операция сплавления ТЮ2 с соответствующим реактивом, что усложняет и удлиняет анализ.
В литературе описан сравнительно небольшой ряд электролитов, который может быть использован в качестве фоновых растворов при полярографическом определении титана в различных объектах. Так, в последнее время широкое применение при определении больших количеств титана (до 1%) нашли лишь пирофосфорнокислые растворы [1—5]. Правда, ¡известны ;и другие смеси, такие, например, как ОД М КСЫБ в 0,¡25 М Н2304 [6], 2М Н3Р04 [7], 2 М СН3СО(Жа + 0,1 М три-лон Б [8], 0,(2 М лимонная кислота + 0,1 М КСИБ [в], однако они используются реже.
Для определения же микроколичеств титана наиболее подходящими фоновыми растворами -показали себя растворы щавелевой кислоты в серной при различной концентрации того и другого компонентов, например, 0,2 М Н2С204 в 0,5 М Н2504; ОД М Н2С204 в 1 м Н2504 [9]. В нашей работе в качестве фоне вот о раствора использовалась смесь 0,2 М Н2С2О4 в 0,25 М Н2504. Данная смесь использовалась 'потому, что здесь были получены устойчивые и хорошо ¡воспроизводимые результаты по титану.
Для отделения титана от сопутствующих ему примесей (Мп, Ре, Си и др.) могут быть использованы два пути: экстракция и осаждение титана в виде малорастворимого соединения, например, гидроокиси.
(В наших исследованиях подробно изучены обе эти возможности и на основании 'проведенных исследовательских работ предлагаются две методики определения микроколичеств титана в люминофоре Л-34.
1. Методика экстракционно-'полярографического определения микроколичеств титана в люминофоре Л-34 основана на отделении титана от основы экстракцией его хлороформом в виде комплекса с оксихино-липом с последующим полярографироваиием ¡после разрушения комплекса на оксалатном фоне.
Тоасн-4, I
Н Ведийского, Г>3 (
Библиотека 7 ПН I
2. Уишришая мотодика определения следов титана в люминофоре Л-34, основанная на предварительном отделении титана от основы в виде гидроокиси, растворении полученного осадка и обработке раствора 20%-ным солянокислым гидразином при нагревании (для восстановления Ре--- в Ре-*) с последующим поляротрафированием на оксалат-ном фоне.
Экстракционно-полярографическ1ий метод (определения микроколичеств \титана(в люминофоре Л-34
Для выполнения анализов проб люминофора Л-34 этим методом использовались следующие реактивы: соляная кислота, квалификации х. ч. (уд. в. 1,184). Орто-шшхи1шшш квалификации ч. дополнительно очищался двухкратной перекристаллизацией из кипящего водного раствора (бидистиллята). После охлаждения оксихинолин выпадал в осадок, который отфильтровывался и тщательно просушивался; используемый в опытах хлороформ подвергался двухкратной фракционированной перегонке над СаС03. Опыт показал, что процент извлечения титана хлороформом в сильной мере зависит от чистоты последнего, от наличия в нем побочных продуктов. Щавелевая кислота использовалась квалификации х. ч. Серная кислота х. ч. дальнейшей очистке ;не подвергалась.
Ход анализа
0,3 г люминофора Л-34 растворяется в 3 мл концентрированной НС1 (с!= 1,184). Нерастворившийся остаток отфильтровывается, озоля-ется„ после чего к нему прибавляется минимальное количество сухого надсернокислого калия и остаток сплавляется при сильном прокаливании его в пламени газовой горелки в течение 3—5 мин. Содержимое тигля охлаждается, растворяется в 1—12 мл конц. НС1 и смешивается с исходным анализируемым раствором. После растворения навески к раствору прибавляется 5 мл 0,02 М раствора трилона Б, и смесь нейтрализуется концентрированным ЫаОН до рН 5, после чего осадок отфильтровывается, промывается 2—3 раза бидистиллятом и отбрасывается. Фильтрат переносится в мерную колбу на 100 мл, с ¡помощью раствора ЫаОН рН смеси доводится до значения 8—9, после чего доводится водой до метки. Содержимое переносится в делительную воронку ем'костью «200 мл и экстрагируется 10 мл 1%-н0|Г0 раствора окш-хинолина в хлороформе дважды по 2 минуты каждый раз. По окончании экстракции хлороформенный слой отделяется, переносится в платиновую или кварцевую чашку и в присутствии ОД—0,45 г щавелевой кислоты осторожно упаривается до сухого остатка, который затем слегка оголяется (щавелевая кислота здесь используется для предотвращения соулетучивания титана). К остатку после озоления добавляется минимальное количество сухой Ыа2С03 и сильно прокаливается в пла'мени 1азовой горелки. Охлаждается, растворяется в 5 мл 0,2 М Н^С^04-г +0,25 М Н2304 и полярографируется в интервале потенциалов — 0,2— 0,7 в. Фоновый раствор перед анализом очищается от кислорода продувкой его азотом в течение 10—15 мин. Общая продолжительность анализа (две параллельные и одна холостая пробы) 4—5 часов. Содержание титана определяется методом добавок стандартного раствора. Чувствительность методики 540~40/о, относительная ошибка не более 10-15%.
По данной методике проведены анализы заводских проб люминофора Л-34. Результаты анализов и их статистическая обработка приведены в первой строке табл. 1, там же показаны условия полярогра-фирования.
2 Заказ № 3086
17
Таблица 1
Результаты статистической обработки данных полярографического анализа проб люминофора Л-34 на содержание титана
с с Измеряемая величина Число измерений п Средняя арифметическая величина, % Ошибка средней арифметической, 5 ~х Уровень надежности, Р Параметр, Ър Точность средней, 8 Относит, ош. (точность опыта), %
I1 % -ное содержание титана в люминофоре Л-34 >16 2,87-10"3 ±0,043 0,05 2т ±0,092 3,2
22 % -ное содержание титана в люминофоре Л-34 '23 2,81 * Ю-3 ±0,045 0,05 2,074 ±0,093 3,3
1 Условия полярографирования: чув. по прибору 6-10~8 а/мм; объем анализируемого раствора 5 мл; характеристика капилляра М2/3 т1/6^ = 1,74 мг2/3 сек.~1/2.
2 Условия полярографирования: объем анализируемого раствора 10 мл; остальные условия те же, что и выше.
Ускоренная методика полярографического ^определения микроколичеств титана|в люминофоре Л-34
При выполнении анализов заво'дских проб люминофора Л-34 этим методом использовались те же реактивы, что и описанные в [10].
Ход анализа
Навеска люминофора Л-34 в 0,3 г растворяется в 3—5 мл концентрированной HCl (d=l,184). Полученный раствор отфильтровывается, фильтр с содержимым озоляется в тигле, после чего к нему прибавляется минимальное количество сухого надсериокислого калия и остаток сплавляется при сильном прокаливании его в пламени газовой горелки в течение 2—3 мин. Содержимое тигля охлаждается и растворяется в 1—■2 мл концентрированной HCl. Полученный раствор смешивается с исходным анализируемым. Смесь нейтрализуется концентрированной NaOH, после чего дополнительно еще вводится 20 мл 20%-ной NaOH и нагревается до температуры 50°С. К нагретой смеси приливается 15—20 мл Н2О и смесь доводится до 100°С. Через 10—15 мин. осадок гидроокиси титана отфильтровывается, содержимое фильтра промывается 1—(2 раза горячей водой, после чего несколько раз холодной, до нейтральной среды промывных вод. Отмытый осадок растворяется в 10 мл 0,2 М Н2Сй04+0,25 М Н2&О4. К полученному раствору прибавляется 4—5 капель 20% иного солянокислого лвдразина, :и его нагревают до Ю0°'С, охлаждают, переносят в электролизер и анализируют, Содержание титана определяется методом стандартных добавок. Общая продолжительность анализа (две параллельные и одна холостая пробы) не более 2, 5 часов. Чувствительность методики равна 5-ilO—4%. Относительная ошибка — не более 10—15%.
По данной методике та(к ¡же, как и по предыдущей, проведены анализы заводских проб люминофора Л-34. Результаты анализа и их статистическая обработка приведены во второй строке табл. 1, там же даны и условия полярографирования.
ЛИТЕРАТУРА
h Д. И. Курбатов. Журнал аналитической химии, 6, 743 (19,59).
2. S. Kumar. Cents. Grass andCeram. Res. Inst, 1, 18 (1958).
3. Д. И. Курбатов» И. С. Скорый и на. Журнал аналитической химии, 6, 711 (1962).
4. Д. И/Курбатов. Тр. ин-та химии Уральского филиала АН СССР. 7, 167 (1963).
5. Д. И. Курбатов. Там же, 7, 171 (1963).
6. В а н ь Чжекь. РЖ хим. 6, 19108 (1959).
7. Сарваш, Мацан, Тер-гей. РЖ хим. 18, 64116 (1959).
8. Т. А. Крюкова, С. И. С и н я к о в а, Т. В. Арефьева. Полярографический анализ. М., 1959.
9. Б. Б и в е р с, Б р е й е p. I. Electroanalyt. ehem., 1 ,39 (1959).
10. Ю. А. Ка рбаинов, Н. К- Троценко, С. Н. Воюш. Изв. ТПИ (в печати).
