RU2008671C1

RU2008671C1 - Method of finding of phosphorus

Info

Publication number: RU2008671C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Долгорев; Т.А. Алексеева; Н.В. Епанешников
Original assignee: Миасский машиностроительный завод
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: determination of phosphorus in metals. SUBSTANCE: for photometric determination of phosphorus solution of regenerated heterocomplex of phosphorus is treated with aqueous solution of sodium hydroxide to pH 7.5-10.5 and then with aqueous solution of sulfuric or hydrochloric acids to pH of photometrically scanned solution within interval of 1.0-2.5. EFFECT: improved reliability of method for determination of phosphorus in ores, concentrates, solutions and water. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, к способам определения фосфора и может быть использовано в различных отраслях промышленности при определении фосфора в металлах, сплавах, рудах, концентратах, растворах и водах. The invention relates to the field of analytical chemistry, to methods for the determination of phosphorus and can be used in various industries in the determination of phosphorus in metals, alloys, ores, concentrates, solutions and waters.

Известен способ определения фосфора, включающий обработку анализируемой пробы растворами серной кислоты, молибдата аммония и аскорбиновой кислоты с последующей фотометрической регистрацией. A known method for the determination of phosphorus, including processing the analyzed samples with solutions of sulfuric acid, ammonium molybdate and ascorbic acid, followed by photometric registration.

Недостатком способа является недостаточно высокая чувствительность и точность определения. The disadvantage of this method is not sufficiently high sensitivity and accuracy of determination.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности определения фосфора. Поставленная цель достигается тем, что при фотометрическом определении фосфора, включающего перевод его в гетерокомплекс действием молибдата и последующего восстановления его действием восстановителя, например аскорбиновой кислоты, гидроксиламина, гидразина, согласно известному способу, раствор восстановленного гетерокомплекса фосфора обрабатывают 20% -ным раствором гидрооксида натрия до рН 7,5-10,5, а затем 45% -ным раствором серной или 30% -ным раствором соляной кислоты до рН фотометрируемого раствора в интервале 1,0-2,5. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the determination of phosphorus. This goal is achieved by the fact that during photometric determination of phosphorus, including its conversion to the heterocomplex by the action of molybdate and its subsequent reduction by the action of a reducing agent, for example, ascorbic acid, hydroxylamine, hydrazine, according to the known method, the solution of the reduced phosphorus heterocomplex is treated with a 20% sodium hydroxide solution to pH 7.5-10.5, and then a 45% solution of sulfuric or 30% solution of hydrochloric acid to a pH of a photometric solution in the range of 1.0-2.5.

Сущность способа заключается в том, что синяя фосфорно-молибденовая кислота или ее соли существуют в растворе в виде двух модификаций: альфа- и бетта- комплексов, развитие окраски которых происходит в различных интервалах кислотности раствора. Если первый комплекс (как и для желтых модификаций гетерокомплексов) формируется в слабокислых растворах с рН 3,5-5,0, то второй в кислых при рН 1,0-2,5. Проведение реакций образования синего гетерокомплекса только в одном интервале по кислотности не позволяет стабилизировать окраску во времени. The essence of the method lies in the fact that blue phosphoric-molybdenum acid or its salts exist in solution in the form of two modifications: alpha and beta complexes, the development of color of which occurs in different intervals of the acidity of the solution. If the first complex (as for yellow modifications of heterocomplexes) is formed in slightly acidic solutions with a pH of 3.5–5.0, then the second one in acidic ones at a pH of 1.0–2.5. Carrying out the reactions of the formation of a blue heterocomplex in only one interval in terms of acidity does not allow stabilizing the color over time.

Вместе с тем оба комплекса, точнее их модификации, достигают своего максимального развития в указанных интервалах рН растворов при незначительном нагревании до 35-40^оС.However, both complexes, rather modifications thereof reaches its maximum development in these pH ranges solutions with a slight heating to 35-40 ° ^C.

Последовательная обработка растворов синего (восстановленного) гетерокомплекса фосфора первоначально раствором гидроксида натрия до рН 7,8-10,5, а затем раствором кислоты до рН 1,0-2,5 позволяет постепенно изменить концентрацию ионов водорода в растворе и нагреть их, то есть соблюсти оптимальные условия развития обеих модификаций гетерокомплекса фосфора, в его восстановленной форме. The sequential treatment of solutions of the blue (reduced) phosphorus heterocomplex initially with a solution of sodium hydroxide to a pH of 7.8-10.5, and then with an acid solution to a pH of 1.0-2.5 allows you to gradually change the concentration of hydrogen ions in the solution and heat them, i.e. observe the optimal conditions for the development of both modifications of the phosphorus heterocomplex, in its reduced form.

Как показали систематические исследования, образование синего гетерокомплекса молибдена и фосфора в растворах в зависимости от рН и температуры растворов, максимальная окраска гетерокомплекса достигается исключительно только при последовательных обработкой его щелочными растворами и последующих обработках его кислотами в указанных интервалах рН. As shown by systematic studies, the formation of the blue heterocomplex of molybdenum and phosphorus in solutions depending on the pH and temperature of the solutions, the maximum color of the heterocomplex is achieved only by successive treatment with alkaline solutions and subsequent treatment with its acids in the indicated pH ranges.

Из опытных данных установлено, что оптическая плотность восстановленного гетерокомплекса в кислой среде постоянно растет, не достигая насыщения во времени, а в щелочной среде она уменьшается и лишь при дополнительных последовательных обработках восстановленного гетерокомплекса сначала щелочью, а затем кислотой до указанных интервалов рН стабилизируется и становится постоянной во времени. From experimental data, it was found that the optical density of the reduced heterocomplex in an acidic medium constantly increases, not reaching saturation in time, and in an alkaline medium it decreases and only with additional sequential treatments of the reduced heterocomplex first with alkali and then with acid to the indicated pH ranges stabilizes and becomes constant in time.

Расчет молярного коэффициента погашения гетерокомплексного соединения фосфора после последовательных обработок по предложенному способу с применением графического метода Комаря показывает, что он равен 42000, т. е. в 2-2,2 раза выше молярного коэффициента погашения комплекса, получаемого по известному способу. Calculation of the molar extinction coefficient of the heterocomplex phosphorus compound after sequential treatments according to the proposed method using the Komar graphical method shows that it is 42000, i.e., 2-2.2 times higher than the molar extinction coefficient of the complex obtained by the known method.

По предлагаемому решению, а также извстными способами были проанализированы на содержание фосфора различные природные и промышленные объекты: руда, концентраты, стали, сплавы, вода. Перевод соединений фосфора в раствор проводили известными приемами: сплавлением или кислотным разложением. According to the proposed solution, as well as by external methods, various natural and industrial objects were analyzed for phosphorus content: ore, concentrates, steels, alloys, water. The translation of phosphorus compounds into the solution was carried out by known methods: fusion or acid decomposition.

П р и м е р 1. Аликвотную часть анализируемого раствора, полученного после вскрытия навески пробы, содержащего 0,1-0,5 мкг фосфора, помещают в мерную колбу емк. 100 мл, к ней приливают 0,5 мл серной кислоты 45% -ной концентрации, 10 мл 5% -ного молибдата аммония, через 3-5 мин 5 мл 4% -ного раствора аскорбиновой кислоты. К восстановленному гетерокомплексу добавляют 0,5-10 мл 20% -ного раствора гидрооксида натрия до рН 7,5, а затем 0,5-10 мл 45% -ного раствора серной кислоты до рН 1,5. Объем в колбе доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре КФК-3 при 890 НМ в кювете толщиной 10 мм относительно холостого опыта. Содержание фосфора рассчитывают по калибровочному графику или с использованием стандартных образцов. Результаты приведены в таблице. PRI me R 1. An aliquot of the analyzed solution obtained after opening a sample of the sample containing 0.1-0.5 μg of phosphorus is placed in a volumetric flask. 100 ml, 0.5 ml of sulfuric acid of 45% concentration, 10 ml of 5% ammonium molybdate are poured into it, after 3-5 minutes 5 ml of a 4% solution of ascorbic acid. To the restored heterocomplex add 0.5-10 ml of a 20% solution of sodium hydroxide to a pH of 7.5, and then 0.5-10 ml of a 45% solution of sulfuric acid to a pH of 1.5. The volume in the flask was adjusted to the mark with distilled water, stirred and absorbance was measured on a KFK-3 spectrophotometer at 890 nm in a 10 mm thick cuvette relative to the blank experiment. The phosphorus content is calculated according to a calibration curve or using standard samples. The results are shown in the table.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1. Далее к восстановленному раствору гетерокомплекса приливают 0,5-10 мл 20% -ного раствора гидрооксида натрия до рН 80. Далее как в примере 1. PRI me R 2. Analogously to example 1. Next, to the restored solution of the heterocomplex is added 0.5-10 ml of a 20% solution of sodium hydroxide to pH 80. Next, as in example 1.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1. Далее доводят рН раствора восстановленного гетерокомплекса до 7,0 действием гидрооксида натрия. Далее как в примере 1. PRI me R 3. Analogously to example 1. Next, adjust the pH of the solution of the reduced heterocomplex to 7.0 by the action of sodium hydroxide. Further, as in example 1.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1. Далее доводят рН раствора восстановленного гетерокомплекса до 11 действием гидрооксида натрия. Далее как в примере 1. PRI me R 5. Analogously to example 1. Next, adjust the pH of the solution of the reduced heterocomplex to 11 by the action of sodium hydroxide. Further, as in example 1.

П р и м е р 6. Аналогично примеру 1. Далее доводят рН раствора восстановленного гетерокомплекса до 10,5 действием 20% -ного раствора гидрооксида натрия. Далее как в примере 1. PRI me R 6. Analogously to example 1. Next, adjust the pH of the solution of the recovered heterocomplex to 10.5 by the action of a 20% sodium hydroxide solution. Further, as in example 1.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 3. Далее к раствору гетерокомплекса с рН 0 добавляют 0,1-2 мл 45% -ной серной кислоты до рН раствора в колбе 1,0. Далее как в примере 1. PRI me R 7. Analogously to example 3. Next, to a solution of a heterocomplex with pH 0 add 0.1-2 ml of 45% sulfuric acid to a pH of a solution in a flask of 1.0. Further, as in example 1.

П р и м е р 8. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 45% -ный раствор серной кислоты до рН 2,0. Далее как в примере 1. PRI me R 8. Analogously to example 7. Next, add a 45% solution of sulfuric acid to a pH of 2.0. Further, as in example 1.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 45% -ный раствор серной кислоты до рН 2,5. Далее как в примере 1. PRI me R 9. Analogously to example 7. Next, add a 45% solution of sulfuric acid to a pH of 2.5. Further, as in example 1.

П р и м е р 10. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 30% -ный раствор солярной кислоты до рН 0,5. Далее как в примере 1. PRI me R 10. Analogously to example 7. Next, add a 30% solution of hydrochloric acid to a pH of 0.5. Further, as in example 1.

П р и м е р 11. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 45% -ный раствор серной кислоты до рН 0,5. Далее как в примере 1. PRI me R 11. Analogously to example 7. Next, add a 45% solution of sulfuric acid to a pH of 0.5. Further, as in example 1.

П р и м е р 12. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 45% -ный раствор серной кислоты до рН 3,0. Далее как в примере 1. PRI me R 12. Analogously to example 7. Next, add a 45% solution of sulfuric acid to pH 3.0. Further, as in example 1.

П р и м е р 13. Аналогично примеру 7. Далее добавляют 30% -ный раствор соляной кислоты до рН 1,0. PRI me R 13. Analogously to example 7. Next, add a 30% solution of hydrochloric acid to a pH of 1.0.

С применением разработанного способа и известны проанализированы различные образцы эталонов. Данные показывают высокую точность и чувствительность определения фосфора. (56) Авторское свидетельство СССР N 1503005, кл. G 01 N 31/22, 1987. Using the developed method, various samples of standards are known to be analyzed. The data show high accuracy and sensitivity for the determination of phosphorus. (56) Copyright certificate of the USSR N 1503005, cl. G 01 N 31/22, 1987.

Claims

METHOD FOR DETERMINING PHOSPHORUS, including processing the analyzed sample with solutions of sulfuric acid, ammonium molybdate and ascorbic acid, photometric registration, characterized in that after treatment with the ascorbic acid solution, sodium hydroxide solution is added to the sample to pH 7.5 - 10.5, after which the solution is added sulfuric or hydrochloric acid to a solution pH of 1.0 - 2.5.