Спосіб фотометричного визначення титану(іv)

Спосіб фотометричного визначення Титану(ІV), який включає утворення у водноспиртовому розчині в кислому середовищі інтенсивно забарвленої комплексної сполуки Титану(ІV) з органічним реагентом, з наступним фотометруванням, який відрізняється тим, що як органічний реагент використовується 4-диметиламінобензальдоксим, а переведення в комплекс проводять при концентрації реагента (4-диметиламінобензальдоксиму) 0,002моль/дм 3 та кислотності середовища рН =1. (19) (21) u200807451 (22) 30.05.2008 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) ПЕТКАНИЧ ГАННА МИ ХАЙЛІВН А, U A, ІВАШКОВИЧ ОЛЕНА МАКАРІВН А, U A, ЧУНДАК СТЕПАН ЮРІЙОВИЧ, UA, СУ ХАРЕВ СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, U A (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ", UA 3 37718 жнів. Світопоглинання в системі зв'язано із інтралігандними електронними переходами в оксидній групі реагента. В основному це p→p* електронний перехід групи -C=N-, який терпить сильний батохромний зсув в результаті участі оксима у комплексоутворенні. Максимум світопоглинання комплексу знаходиться в ультрафіолетовій області спектра (lmax = 370нм ). Для фотометричного визначення Титану(ІV) пропонується використовувати l= 400нм. Поглинання оксима-реагента при довжині хвилі більше 375нм практично рівне нулю. В досліджуваному водно-спиртовому розчині концентрація спирту не повинна бути менше 60% - це пов'язано із розчинністю оксиму в нижчих спиртах (у воді оксими не розчинні). 4 Визначена оптимальна кислотність існування комплексу Титану(ІV) з 4-диметиламінобензальдоксимом у 60% етанолі. При концентрації сульфатної кислоти в розчині менше 0,02моль в системах випадають осади ТіO2 (в результаті гідролізу). При кислотності більше 0,05моль інтенсивність поглинання оксидного комплексу Титану(ІV) починає зменшува тися. Забарвлення комплексу Титану(ІV) з оксимом розвивається у часі. Для прискорення процесу реакційну суміш нагрівають. Оптимальні умови нагрівання : година - 30 хвилин; температура - 60°С. Нижче приведена таблиця залежності оптичної густини комплексу Титану(IV) з 4-диметиламінобензальдоксимом в 60% етанолі від кислотності. Таблиця 1 Вплив кислотності середовища (за H2SO4) на оптичну густин у комплексів Титану(ІV) з 4-Дм-ох Ск-тимоль 0,02 Ак-са 0,54 l=400нм, 0,03 0,53 0,04 0,05 0,52 0,52 1=0,5см, 0,08 0,48 0,10 0,45 0,20 0,35 0,30 0,40 0,28 0,25 СТі4+=0,01ммоль 0,50 0,05 Оптимальна кислотність за сульфатною кислотою рівна 0,05моль/дм 3. В таблиці приведені дані визначення Титану(ІV) з 4-диметиламінобензальдоксимом. Таблиця 2 Залежність оптичної густини в системі Титан(ІV) - 4-Дм-ох від концентрації Титану(ІV) в розчині СТі (105моль/дм 3) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Сох (моль/дм 3) 2´10-3 1=1см Залежність оптичної густини комплексу Титану(ІV) з 4-диметиламінобензальдоксимом від концентрації Титану(ІV) зображені на фігурі 1. Пропонована реакція достатньо селективна. Комплекси із заміщеними бензальдоксиму, в тому числі з 4-диметиламінобензальдоксимом, в ряду 3d-металів утворюють тільки Титан(ІV), Ванадій(ІV), Хром(ІII) та Купрум(II). В кислому середовищі - при рН=1 - оптимальна кислотність визначення Титану(IV) - Хром(ІII) та Ферум(III) комплексів не дають. Купрум можна попередньо видалити із розчину електролізом. Комплекси Ванадію(ІV) із 4-заміщеними бензальдоксима існують в тій же області кислотності, що і комплекси Титану(ІV). Маскуючі реагенти для Ванадію(ІV), інертні А 0,146 0,175 0,210 0,225 0,240 0,275 0,290 0,300 0,325 0,350 l=400нм відносно Титану(ІV), не знайдені. Таким чином, Ванадій(ІV) заважає визначенню Титану(ІV) пропонованим методом. Деякий заважаючий вплив створюють іони Феруму(III) у зв'язку із власним жовтим забарвленням аквоіона Феруму(III). Проведено дослідження із усунення заважаючого впливу Фер уму(III). Було встановлено, що оптимальним маскуючим реагентом для Феруму(III) є аскорбінова кислота. Розроблені умови маскування: двократний надлишок аскорбінової кислоти по відношенню до концентрації Феруму(III), рН розчину (за сульфатною кислотою) рівне 1. Існує можливість визначення Титану(І) у присутності чотирьохкратного надлишку Феруму(III). Дані приведені в таблиці 3. 5 37718 6 Таблиця 3 Вплив концентрації Феруму(III) та аскорбінової кислоти на оптичну густину комплексу Титану(ІV) з 4-Дм-ох СТі4+(моль) 3´10-4 Сох (моль) 6´10-3 СFe(III) (´104моль) 3 6 9 12 15 30 l=400нм Вплив Цирконію та Танталу на величину оптичної густини розчину комплексу Титану(IV) з 4-Дмох не вивчався. Молібден(VІ) заважає визначенню Титану(ІV), так як утворює в тих же умовах забарвлені оксимати. Заважаючий вплив деяких іонів на фотометричне визначення Титану(ІV) з 4диметиламінобензальдоксимом приведено в таблиці 4. Приклад 1. 1см 3 досліджуваного розчину Титану(ІV) (з концентрацією Ti(IV) 0,001-0,0001моль/дм 3) помі Саск.к.-ти (´104моль) 6 12 18 24 30 60 1=0,5см А 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52 0,56 0,60 щають в пробірку з притертою пробкою. Добавляють 2см 3 0,1моль 4-диметиламінобензальдоксима. Потім прибавляють 6см 3 етанолу та 3см 3 0,165моль H2SO4 (з тим, щоб в кінцевому розчині рН =1). Розчин витримують на водяній бані протягом 30 хвилин при температурі 60°С. Після охолодження вимірюють оптичну густин у розчину на спектрофотометрі при l = 400нм в кюветі 1 =1см відносно 60% етанолу. Кількість Титану(ІV) знаходять за калібрувальним графіком. Таблиця 4 Заважаючий вплив деяких іонів на фотометричне визначення Титану(ІV) з 4-Дм-ох Визначуваний елемент Титан(IV), мкг 14,4мкг/см 3 По сторонній елемент Ме, мкг Ni2+0,3мг/см 3 Fe2+0,286мг/см 3 Fe3+16,8мкг/см 3 Fe3+67,2мкг/см 3(в присутн. аск. к-ти) Cr3+51,48мкг/см 3 Co2+0,3мг/см 3 Cu2+19,5мкг/см 3 Cu2+0,324мг/см 3(після електролізу) V4+15,3мкг/см 3 Mo6+28,8мкг/см 3 Приклад 2. Визначення Титану(ІV) запропонованим способом у технічному карбіді Титану виробництва Вишівського комбінату Закарпатської області. Визначення проводили наступним чином: розчиняли 5мг карбіду Титану в 10см 3 суміші концентрованих кислот (нітратної та флуоридної) при нагріванні. Розчин переносили в мірну колбу на 100см 3, охолоджували, доводили до мітки дистильованою водою та добре перемішували. В пробірку на 10см 3 відбирали піпеткою 1см 3 цього розчину, добавляли кількість реагентів, які вказані у приведеному вище прикладі 1 (із дотриманням відповідних умов) і фотометрували при l=400нм відносно 60% етанола, товщиною кювети - 1см. Оптична густина досліджуваного розчину рівна 0,217. За калібрувальним графіком визначили вміст Титану(ІV) в досліджуваному розчині, що дорівнював 0,000041моль/дм; в перерахунку на міліграми Ти Співвідношення [Ti]:[Me], в молях 1:17 1:17 1:1 1:4 1:3,3 1:17 1:1 1:17 1:1 1:1 Примітка: + - заважає - - не заважає + + + + тану(ІV) в 100см 3 розчину проби - 2мг Титана(ІV). Отже, в те хнічному карбіді Титану вміст Титану складає 40%. Техніко-економічна ефективність корисної моделі полягає в швидкості, селективності та високої чутливості визначення Титану(ІV); остання у 10 раз вища, ніж в описаному прототипі. Таким чином, використання запропонованого способу дозволяє підвищити чутливість визначення Титану(ІV), та селективність його визначення в присутності всіх 3d-металів, крім Ванадію(ІV) і може бути використаний для його визначення в різних об'єктах. Спосіб може бути використаний в заводських, науково-дослідних, хіміко-аналітичних лабораторіях. Джерела інформації: 1. Е.Сендел. Колориметрические методы определения следов металов. - М.:Мир,1964. - 782с. 7 37718 2. D.Banerjea. Spektrophotometric Determination of Titanium with Salicylamidoxime. - Z.analyt. Chim., Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 8 1957, v.159, 123-128c. - прототип. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601