Спосіб прямого фотометричного визначення ванадію в сталях

Реферат: UA 88575 U UA 88575 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі аналітичної хімії, зокрема до фізико-хімічних методів визначення ванадію, і може знайти застосування при прямому фотометричному визначенні ванадію в металах і сплавах. Відомий спосіб прямого фотометричного визначення ванадію в металах і сплавах, який оснований на реакціях утворення кольорових комплексних сполук ванадію з органічними реагентами-комплексоутворювачами, наприклад: оксином (8-оксихіноліном), 8меркаптохіноліном, 5,7-дибром-8-оксихіноліном, 7-йодо-8-оксихінолін-5-сульфокислотою, 4-(2піридилазо)-резорцином (ПАР), 1-(2-піридилазо)-2-нафтолом, арсеназо І, хромотроном 2В, сульфаназо, сульфонілтразо, ванадоксом (о-карбоксифенілантраніловою кислотою), алюміноном, формазоном, фталексонами (ксиленовим помаранчовим, метилтимоловим синім, пірокатехіновим фіолетовим, тимолфталексоном 3, м-крезолфталексоном Б, охлорфталексоном А, о-хлорфталексоном Б, фталексоном А, сульфофталексонами), пірокатехіном (о-діоксибензолом), оксифлавонами, морином, антипірином, пікраміназо Н, галіоном, люмогаліоном, магнетоном, еріохромом зеленим В, кислотним хром темно-синім K, алізарином S, піразолоном, дитіокарбамінатом натрію, N-бензоїл-N-фенілгідроксиламіном (БФГА), бензоїлгідразидом антранілової кислоти, гідроксамовою кислотою (N-бензоїл-2нафтогідроксамовою кислотою, бензгідроксамовою кислотою, саліцилгідроксамовою кислотою, N-м-толіл-N-о-метоксибензоїлгідроксамовою кислотою), N-феніл-2-метил-3-окси-4-піридоном, 2метил-3-окси-4-піроном, 2-метокси-5-окси-4-піроном [Музгин В.Н., Хамзина Л.Б., Золотавий В.Л., Безруков И.Я. Аналитическая химия ванадия. - М.: Наука, 1981, 216 с.; Смирнов А.Н. Изучение фталексонов как реагентов для спектрометрического определения ванадия. Дисс. анд. хим. наук, Саратов, 1983, 192 с.]. Найбільш близьким аналогом до способу, що заявляється, є прямий фотометричний метод визначення ванадію (V) з трополоном (основою Шиффа, отриманою сполученням 1-аміно-8нафтол-3,6-дисульфокислоти з саліциловим альдегідом) [Музгин В.Н., Хамзина Л.Б., Золотавий В.Л. Аналитическая химия ванадия. Изд. Московского университета, 1981. 216 с.]. Загальними суттєвими ознаками найближчого аналога і способу, що заявляється, є прямий фотометричний метод визначення ванадію (V) за допомогою комплексоутворюючого органічного реагенту, який належить до основ Шиффа. Основним недоліком способу-аналога є використання малодоступного реагенту, відносно складним перебігом аналізу, пов'язаним з необхідністю маскування декількох іонів металів, які входять до складу сталей. Тобто прополон не є селективним реагентом визначення ванадію (V) в сталях. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого способу фотометричного визначення ванадію (V) за рахунок використання легкодоступного фотометричного комплексоутворюючого органічного реагенту з більш високою чутливістю, селективністю і простою методикою самого прямого фотометричного визначення ванадію. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що як комплексоутворювач в прямому фотометричному визначенні ванадію (V) в сталях застосовують основу Шиффа, отриману сполученням ізофталевого альдегіду з о-амінофенолом в спиртовому середовищі ізофтальальдегід-біс-(2-оксіанілу) (І). Ізофтальальдегід-біс-(2-оксіаніл) (І) синтезовано нами вперше [Авдеенко А.П., Сурмий А.Н., Атясова Л.П., Ключник Н.П. Новые комплексообразователи. Сообщение І. Синтез фтальальдегид-бис-оксианилов. Сб. Вопросы химии и хим. технологи. Изд. Харьковского ун-та, 1980. Вып. 60. - С. 10-14]. Синтез його дуже простий. Ізофтальальдегід-біс-(2-оксіаніл) є світло-коричневим кристалічним продуктом, добре розчиняється в розбавлених і концентрованих кислотах НСl, H2SO4, в ацетоні, диметилформаміді, спиртах. 1 UA 88575 U HC CH N N OH HO I 5 10 Сполука (І) є тетрадентантною і утворює кольорові комплекси: рожевий з іонами V (V), рожево-коричневий з Мо (VI), буро-коричневий з Сr (III), червоно-бурий з Fe (III). He утворює комплексів з іонами Сr (VI), Ni (II), Co (II), Сu (II), Mn (II), Na, K, NH4. Основні елементи легованих сталей: Сr, Ni, Mo, Ті, W, Сu не заважають визначенню ванадію прямим фотометричним методом. Для врахування впливу заліза на результати аналізу паралельно з основним аналізом виконують "холосту пробу". Сполука (І) з ванадієм (V) утворює стійку комплексну сполуку рожевого кольору з λ max=490 нм в 9…12N розчині сірчаної кислоти. Співвідношення стехіометричних коефіцієнтів, визначене методами ізомолярних серій та насичення, складає 1:1, що відповідає формулі (II) комплексу. HC CH N N V+3 O O II 15 20 Отриманий інтервал концентрацій V (V) 1…225 мкг в 50 мл розчину при вмісті його в сталях 0,02…2,0 %. На основі проведених досліджень розроблено метод, який дозволяє з достатньою точністю визначати ванадій в сталях без маскування або видалення супутніх металів. Як досліджувані об'єкти використані стандартні зразки сталей. Величина наважки в залежності від вмісту ванадію є наступною: Вміст ванадію, % Наважка, г 25 30 35 0,01…0,1 1,0 0,1…0,5 0,5 0,5…2,0 0,25 Спосіб виконують наступним чином. Наважку зразка розчиняють в стакані в 50 мл H 2SO4 (1:4), додають азотну кислоту для окиснення іонів металів і випаровують до утворення туману сірчаної кислоти над поверхнею розчину. Рідину охолоджують, додають 50…60 мл води і нагрівають до цілковитого розчинення солей. Знову охолоджують і краплинами додають розчин 0,1 N KМnO 4, перемішуючи до отримання стійкого на протязі 3…5 хвилин рожевого забарвлення. Надлишок перманганату калію зв'язують 2,5 %-ним розчином щавлевої кислоти, додаючи її по краплях, добре розмішуючи, не створюючи її надлишку. Розчин переносять в мірну колбу ємкістю в 100 мл і доводять об'єм, додаючи воду, до риски. Для фотометрування відбирають 10 мл розчину при вмісті ванадію до 1 % і 5 мл при вмісті 1…2 %. Якщо аліквота дорівнює 5 мл, то додають розчин сірчаної кислоти (1:9) до об'єму 10 мл. Аліквотну частину поміщають в мірну колбу ємкістю 50 мл, додають 5 мл ортофосфорної кислоти, 20 мл сірчаної кислоти (1:1), 5 мл 0,03 %-ного розчину реагента (І) в 12N H2SO4 і доливають воду до мітки. 2 UA 88575 U 5 В кожну пробу усі реактиви приливають одночасно і витримують півгодини. Як розчин порівняння використовують розчин проби, до якого додано усі реактиви, крім реагенту (І). Одночасно з пробою проводять аналіз карбонільного заліза. Визначається величина "холостої проби" з реагентом (І), яка віднімається від оптичної гущини розчину проби. Оптична гущина вимірюється на ФЕК-56М в кюветі з 1=30 мм, світофільтр № 5 - 490 нм. Результати визначення ванадію наведені в таблиці. Таблиця Стандартний зразок 127-5а 127-12а 127-3 349 218 260 1226 10 15 20 Вміст ванадію відповідно з паспортом, % 0,021 0,051 0,117 0,277 0,340 1,88 2,14 Вміст ванадію за результатами аналізу, % 0,021 0,054 0,114 0,275 0,343 1,88 2,11 Відносна помилка, % 0,0 +5,9 -2,7 -0,7 +0,9 0,0 -0,14 Запропонований спосіб фотометричного визначення ванадію в сталях є достатньо селективним, має достатній інтервал концентрацій ванадію, які визначаються, точність визначення ванадію є високою (відносна помилка в залежності від вмісту ванадію коливається в інтервалі 0…6 %. Аналіз є простим у виконані. Чутливість методу дорівнює 0,02 мкг/мл. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб прямого фотометричного визначення ванадію в сталях, який полягає у застосуванні комплексоутворюючого органічного реагенту азометинового ряду, який відрізняється тим, що як органічний реагент використовують комплексоутворюючу сполуку класу азометинів (основа Шиффа) - ізофтальальдегід-біс-(2-оксіаніл). Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3