SU586377A1

SU586377A1 - Method of potentiometric detection of vanadium

Info

Publication number: SU586377A1
Application number: SU752143038A
Authority: SU
Inventors: Светлана Гавриловна Дятел
Original assignee: Восточный научно-исследовательский углехимический институт
Priority date: 1975-06-09
Filing date: 1975-06-09
Publication date: 1977-12-30

Description

1one

Изобретение относитс к области аналитической химии ванади и может найти применение в анализе металлургических продуктов, шлаков, а также руд, минералов и химических реактивов, содержащих металлический, двухвалентный , трехвалентный и четырехвалентный ванадий порознь и при совместном присутствии .The invention relates to the field of analytical chemistry of vanadium and can be used in the analysis of metallurgical products, slags, as well as ores, minerals and chemical reagents containing metallic, divalent, trivalent and tetravalent vanadium separately and with joint presence.

Известен способ определени металлического , двухвалентного, трехвалентного, четырехвалентного ванади , включающий в себ следующие стадии: переведение образца в раствор нагреванием с серной кислотой; окисление нерастворивщегос остатка азотной кислотой; кип чение раствора до удалени окислов азота с последующим упариванием до по влени паров серной кислоты; растворение солей в гор чей воде; охлаждение раствора и разбавление водой; добавление концентрированной фосфорной кислоты; введение раствора перманганата кали дл окислени ванади в п тивалентный; добавление раствора нитрита натри дл восстановлени избытка перманганата кали ; введение мочевины дл маскировани избытка нитрита натри ; добавление серной кислоты; некомпенсационное потенциометрическое титрование н тивалентного ванади с парой электродов: платиновый - серебр ный солью закисного железа по схеме: V(V)(IV).A known method for determining metallic, divalent, trivalent, tetravalent vanadium, comprising the following steps: transferring the sample to a solution by heating with sulfuric acid; oxidation of the insoluble residue with nitric acid; boiling the solution until the oxides of nitrogen are removed, followed by evaporation until sulfuric acid vapor appears; the dissolution of salts in hot water; cooling the solution and diluting with water; adding concentrated phosphoric acid; the introduction of potassium permanganate solution to oxidize vanadium to nivalent; adding a solution of sodium nitrite to reduce the excess potassium permanganate; the introduction of urea to mask excess sodium nitrite; adding sulfuric acid; non-compensatory potentiometric titration of nvalent vanadium with a pair of electrodes: platinum - silver with ferrous salt according to the following scheme: V (V) (IV).

Этот способ, обеспечива достаточную точность определени ванади , и длителен из-за трудоемкой предварительной подготовки ванадийсодержащих образцов к апализу; продолжительность анализа 3-4 ч.This method, while ensuring sufficient accuracy in the determination of vanadium, is also time consuming due to the time-consuming preliminary preparation of vanadium-containing samples for apalysis; analysis time 3-4 hours

Наиболее близким к описываемому изобретению но технической сущности и достигаемому результату вл етс способ потенциометрического определени п тивалентного и четырехвалентного ванади , заключающийс в восстановлении соли п тивалентного ванадии в четырехвалентное состо ние сернистым газом в среде серной кислоты при нагревании, удалении избытка сернистого газа нронуеканием через раствор углекислого газа, добавлении рассчитанного количества фосфорной кислоты (концентраци фосфорной кислоты в топке эквивалентности должна быть не ниже 9Л) и титровании V (IV) 0,1 н. раствором соли Мора с нотенциометрической индикацией конечной точки титровани (КТТ) по компенсационной схеме с парой электродов платиновый - насыщенный каломельный.The closest to the described invention but the technical essence and the achieved result is the method of potentiometric determination of pentavalent and tetravalent vanadium, which consists in reducing the salt of pentavalent vanadium to the tetravalent state with sulfur dioxide in sulfuric acid while heating, removing excess sulfur dioxide by running carbon dioxide through the solution. gas, adding the calculated amount of phosphoric acid (the concentration of phosphoric acid in the equivalence furnace should s not lower 9L) and titration of V (IV) 0,1 n. with Mora’s salt solution with a notseniometric indication of the end point of titration (CTT) according to the compensation scheme with a pair of electrodes; platinum — saturated calomel.

Этот способ разработан на модельных растворах (в качестве исходного используетс раствор ванадата аммони в сернокислой среде ), и нет практических рекомендаций дл анализа производствеиных образцов, например , сталей и сплавов, неокисленных ванадиевых конверторных шлаков, в которых ванадийThis method was developed on model solutions (as a source, a solution of ammonium vanadate in a sulfate environment is used), and there are no practical recommendations for analyzing production samples, for example, steels and alloys, non-oxidized vanadium converter slags, in which vanadium

находитс соответственно в металлическом и трехвалентном состо нии и т. д.respectively in the metallic and trivalent state, etc.

Дл того, чтобы нрименить известный снособ к таким объектам, их надо сначала перевести в раствор, после чего окислить ванадий до п тивалентного, затем восстановить его до четырехвалентного и только после этого титровать раствором восстановител . Така схема анализа, включаюпда трехстадийную предварительную химическую подготовку, вл етс нерациональной, сложной и длительной.In order to apply a known method to such objects, they must first be transferred to a solution, after which they oxidize vanadium to a pyvalent, then restore it to tetravalent, and only then titrate with a solution of a reducing agent. Such an analysis scheme, including a three-stage preliminary chemical preparation, is irrational, complex and time consuming.

Целью изобретени вл етс упрощение и сокращение времени анализа.The aim of the invention is to simplify and shorten the analysis time.

Это достигаетс описываемым способом потенциометрического определени ванади , включающим переведение ванади в четырехвалентное состо ние обработкой ванадийсодержащих образцов смесью перекиси водорода и концентрированной фосфорной кислоты.This is achieved by the described method of potentiometric determination of vanadium, including the transfer of vanadium to the tetravalent state by treating vanadium-containing samples with a mixture of hydrogen peroxide and concentrated phosphoric acid.

Отличительным признаком способа вл етс использование приема - перевода ванади в четырехвалентное состо ние перекисью водорода в среде концентрированной фосфорной кислоты при нагревании.A distinctive feature of the method is the use of the technique of converting vanadium into the tetravalent state by hydrogen peroxide in a medium of concentrated phosphoric acid when heated.

Необходимость введени избытка перекиси водорода объ сн етс тем, что:The need to introduce an excess of hydrogen peroxide is due to the fact that:

а)перекись водорода расходуетс не только на окисление ванади , но и других элементов, например железа, сопутствующего ванадию в производственных образцах;a) hydrogen peroxide is consumed not only for the oxidation of vanadium, but also for other elements, such as iron, accompanying vanadium in industrial samples;

б)часть перекиси водорода разрущаетс при нагревании (при кип чении перекись водорода разрушаетс в течение 2-3 мин).b) part of the hydrogen peroxide is destroyed when heated (during boiling the hydrogen peroxide is destroyed within 2-3 minutes).

Количество перекиси водорода, необходимой дл полного окислени ванади , сокращаетс , если сначала растворить образец в фосфорной кислоте при нагревании (врем растворени 5-10 мин) и затем добавить 2-3 мл перекиси водорода.The amount of hydrogen peroxide required for complete oxidation of vanadium is reduced by first dissolving the sample in phosphoric acid when heated (dissolution time 5-10 min) and then add 2-3 ml of hydrogen peroxide.

Дл окислени можно примен ть как разбавленную , так и концентрированную перекись водорода. Предпочтительнее использовать концентрированную (33%-ную) перекись водорода , так как при использовании разбавленных растворов концентраци фосфорной кислоты при потенциометрическом титровании четырехвалентного ванади может оказатьс меньще 6М. Это приведет к тому, что четырехвалентный ванадий не будет восстанавливатьс до трехвалентного солью закисного железа. Поэтому потребуетс часть воды, внесенной с перекисью водорода, удалить выпариванием, что увеличит врем проведени анализа.Both dilute and concentrated hydrogen peroxide can be used for oxidation. It is preferable to use concentrated (33%) hydrogen peroxide, since using dilute solutions, the concentration of phosphoric acid in potentiometric titration of tetravalent vanadium may be less than 6 M. This will lead to the fact that tetravalent vanadium will not be reduced to the ferric salt of ferrous oxide. Therefore, it will be necessary to remove some of the water introduced with hydrogen peroxide by evaporation, which will increase the time for analysis.

25-30 мл фосфорной кислоты вл етс достаточным как дл растворени навески 10- 100 мг вападийсодержащего образца, так и дл заверщени анализа путем титровани V (IV) раствором соли закисного железа, восстановительна способность которого в присутствии концентрированной фосфорной кислоты резко увеличиваетс .25-30 ml of phosphoric acid is sufficient both to dissolve the sample of 10-100 mg of the wadium-containing sample, and to complete the analysis by titrating V (IV) with a solution of ferrous iron salt, the reduction ability of which in the presence of concentrated phosphoric acid increases dramatically.

Титрование в среде фосфорной кислоты провод т 0,02 н. раствором соли Мора на пекомпенсационной потенциометрической установке или рН-метре типа ЛПМ-60М и рП 121 доThe titration in the medium of phosphoric acid was carried out 0.02 n. with Mohr’s salt solution at a peck-compensation potentiometric installation or pH meter of type ЛПМ-60М and рП 121 to

отклонени стрелки прибора с применением биметаллической системы платина-вольфрам. П)и титровании при условии хорошего перемешивани положение стрелки измен етс мало, и момент окончани титровани хорошо заметен. Потенциал быстро принимает равновесное значение.the deviation of the instrument using a platinum-tungsten bimetallic system. P) and titration with good mixing, the position of the arrow changes little, and the end of the titration is clearly visible. The potential quickly takes an equilibrium value.

Изучено мешающее вли ние элементов на потепциометрическое определение ванади The interfering influence of the elements on the heat-measuring determination of vanadium was studied.

титрованием раствором соли закисного железа после переведени его в четырехвалентное состо ние перекисью водорода в присутствии концентрированной фосфорной кислоты. Определению не мешают: хром, никель, кобальт,by titration with a solution of the salt of ferrous iron after its conversion to the tetravalent state with hydrogen peroxide in the presence of concentrated phosphoric acid. The definition does not interfere: chromium, nickel, cobalt,

железо, вольфрам, титан, сурьма, алюминий, олово, цинк, магний, медь, висмут, марганец, церий. Мешают определению: молибден, серебро . Таким образом, способ вл етс избирательным , так как мешающие определению молибден и серебро редко вход т в состав производственных ванадийсодержащих образцов. Метод пригоден дл определени ванади в широком диапазоне концентраций от 0,1 до 100%.iron, tungsten, titanium, antimony, aluminum, tin, zinc, magnesium, copper, bismuth, manganese, cerium. Interfere with the definition: molybdenum, silver. Thus, the method is selective, since molybdenum and silver interfering with the determination are rarely included in the production of vanadium-containing samples. The method is suitable for determining vanadium in a wide range of concentrations from 0.1 to 100%.

Пример 1. Павеску, содержащую 1-20мг ванади , раствор ют при нагревании в 25- 30 мл фосфорной кислоты, после чего добавл ют в гор чий раствор 1-2 мл перекиси водорода , после чего кип т т раствор до полного разрушени избытка перекиси водорода. Раствор охлаждают, перевод т в мерную колбу и довод т до метки раствором фосфорной кислоты. В случае малого содержани ванади титруют всю навеску. ПеремешиваниеExample 1. Pavescu containing 1–20 mg of vanadium is dissolved by heating in 25–30 ml of phosphoric acid, after which 1-2 ml of hydrogen peroxide are added to the hot solution, after which the solution is boiled until the complete destruction of the hydrogen peroxide is complete . The solution is cooled, transferred to a volumetric flask and made up to the mark with a solution of phosphoric acid. In the case of low vanadium content, the entire weight is titrated. Stirring

раствора провод т с помощью электромагнитной мешалки. Титрование провод т на микробюретке емкостью 1-2 мл или полумикробюретке емкостью 5-10 мл на некомпенсационной потенциометрической установке с биметаллической парой электродов платина-вольфрам до резкого отклонени стрелки гальванометра . В качестве титранта исиользуют 0,02 и. раствор соли Мора. В зависимости от содержани ванади можно примен ть титраит других концентраций. Продолжительность определени 25-30 мии.the solution is conducted using an electromagnetic stirrer. Titration is carried out on a 1-2 ml microburette or 5–10 ml semi-microburette using a non-compensating potentiometric installation with a bimetallic platinum-tungsten electrode electrode until the galvanometer needle is sharply deflected. As titrant, is used 0.02 and. Mohr salt solution. Depending on the vanadium content, titraite of other concentrations can be used. Duration of determination is 25-30 missions.

Пример 2. Определение ванади в феррованадии и конверторном ванадиевом щлаке. Навеску феррованади (5-40 мг) или шлака (20-100 мг) раствор ют при нагревании в 25-30 мл ортофосфорной кислоты (,7- 1,75 г/см) добавл ют 1-3 мл 33%-ной перекиси водорода, затем кип т т раствор до прекращени выделени мелких пузырьков кислорода . Продолжительность растворени 15- 20 мин. Далее провод т анализ в соответствии с методикой.Example 2. Determination of vanadium in ferrovanadium and vanadium slag converter. A portion of ferrovanadium (5-40 mg) or slag (20-100 mg) is dissolved with heating in 25-30 ml of orthophosphoric acid (7-1.75 g / cm) and 1-3 ml of 33% hydrogen peroxide are added. The solution is then boiled until the evolution of small bubbles of oxygen ceases. Duration of dissolution is 15-20 minutes. Next, the analysis is carried out in accordance with the methodology.

Таким образом, по предлагаемому способу процесс окислени ведетс в обычной стекл нной посуде, что значительно удешевл ет способ и увеличивает точность анализа; способ значительно проще, а врем , затрачиваемое на проведение анализа, в 7-8 раз меньше , чем в известных способах. 5бThus, according to the inventive method, the oxidation process is conducted in conventional glassware, which significantly reduces the cost of the method and increases the accuracy of the analysis; the method is much simpler, and the time spent on carrying out the analysis is 7-8 times less than in the known methods. 5 B

Claims

Claims of the invention being that, in order to simplify

A method for potentiometric determination of vanadium into the tetravalent state of matter, involving the transfer of vanadium, is carried out by treating the original sample.

the tetravalent state in a mineral-5 medium with a mixture of hydrogen peroxide and conceptual acid when heated, followed by phosphoric acid, titrated with a reducing agent, from 586377

and reduce analysis time, translation