Способ получения титранта на основе соединения ванадия (III)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТРАНТА НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЯ ВАНАДИЯ(57) Способ получения титранта на основе соединения ванадияпутем приготовления раствора соли ванадияв фосфорной кислоте, отличающийся тем, что для приготовления раствора используют водный раствор фосфорной кислоты, в котором растворяют дигидрат кислого монофосфата ванадия (Н 2 Р 4)32 Н 2 О при массовом соотношении ванадийфосфор, равном 1(2-3).(56)1270691 1, 1986.58151312 , 1983. Сырокомский В.С. и др. Ванадатометрия. - Металлургиздат, 1950. - .21-22, 40-43. Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу получения титранта на основе соединения ванадия , используемого для определения окислителей. Известны титриметрические методы определения сильных окислителей растворами ванадия , получаемыми редуктометрическим или электролитическим восстановлением соединений ванадия 1, 2. Однако они не нашли широкого применения в лабораторной практике из-за большой трудоемкости проведения анализов, неустойчивости на воздухе растворов ванадияи вызванной в связи с этим необходимостью использовать в качестве рабочей среду инертного газа. Предложенные в 1, 2 методики предусматривают получение рабочих растворов ванадия , крайне неустойчивых на воздухе, непосредственно в ходе анализа. Для этого через висмутовый редуктор пропускают титрованный раствор ванадия , подбирая скорость его протекания с таким расчетом, чтобы концентрация по ванадиюна выходе из колонки точно соответствовала концентрации исходного раствора ванадия . Так как осуществить данную операцию не просто, она является основным источником ошибок при выполнении анализов. Описанным выше способом удается получить растворы ванадияс концентрацией не более 0,002 н. Для увеличения последней прибегают к электролитическому восстановлению соединений ванадия . Приготовленные таким образом растворы ванадияво избежание окисления на воздухе должны храниться в атмосфере инертного газа. Ввиду сложностей, возникающих при этом, широкое применение растворов ванадияв аналитической химии сдерживается. Фосфорнокислые растворы способны стабилизировать трехвалентное состояние ряда переходных металлов, склонных к изменению степени своего окисления. Ранее была рассмотрена возможность применения таких растворов, содержащих ванадий , в качестве титрующих агентов 3. Прототипом заявляемого способа является способ определения сильных окислителей ванадий содержащим восстановителем, в качестве которого используют раствор ванадияв концентрированной фосфорной кислоте при массовом соотношении ванадия и фосфора 1(4-6) 3. 4030 1 Раствор получают растворением металлического ванадия в указанной кислоте нагреванием при 130 180 С в течение 1-2 часов (до полного растворения). Количество реагента рассчитывают в соответствии с указанным соотношением, исходя из атомных масс элементов. Титрант имеет вид вязкого расплава, из которого разбавлением водой готовят растворы необходимой концентрации. Расплав гигроскопичен, поэтому должен храниться в закрытых сосудах, срок хранения - 3 месяца. Задачей заявляемого способа является упрощение процесса получения титранта на основе соединения ванадиястабильного состава и хранящегося длительное время. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем приготовление раствора соли ванадия в фосфорной кислоте, для приготовления раствора используют водный раствор фосфорной кислоты, в котором растворяют дигидрат кислого монофосфата ванадия (24)322 при массовом соотношении ванадийфосфор, равном 1(2-3). Технология приготовления растворов для титрования по заявляемому способу заключается в следующем необходимое количество фосфорной кислоты, рассчитаное из соотношенияР 12-3, разбавляют водой 11, добавляют навеску дигидрата кислого монофосфата ванадия МФ , растворяют, при необходимости подогревая. После растворения смесь разбавляют водой до нужной концентрации и используют в аналитических целях. Пример 1. К 22,3 мл воды приливают 22,3 мл Н 3 Р 4 (1,7), добавляют 37,8 г МФ(соотношениеР 12),перемешивают до полного растворения. Раствор переносят в мерную колбу на 1 л и разбавляют водой до метки. В результате получен титрант, содержащийв количестве 0,1 г-экв/л (0,1 н). Пример 2. К 3,35 мл воды добавляют 3,35 мл Н 3 Р 4 (1,7), добавляют 3,78 г МФ(соотношениеР 13),перемешивают до полного растворения. Раствор переносят в мерную колбу емкостью 1 л, разбавляют водой до метки. В результате получен титрант, содержащий ванадийв количестве 0,01 г-экв /л (0,01 н). Точность определения окислителей с использованием титранта, полученного по заявляемому способу, в сравнении с прототипом продемонстрирована на примере определения бихромата калия (табл. 1). Проведен анализ на содержание ванадия в трифосфатах (ТФ), полученных в лаборатории СМНС НИИ ФХП БГУ(табл. 2). Пример 3. Навески 227 массой 0,0500 г растворяют в 10-15 мл воды, добавляют 3 мл фосфорной кислоты плотностью 1,7 для создания необходимой кислотности при индикаторном титровании и титруют 0,01 н раствором , приготовленным из расплава (15) и из МФ с индикатором дифениламином. Концентрацию растворовустанавливают по 0,0100 н стандартному раствору ванадата аммония с тем же индикатором. Число определений - 3. Таблица 1.3. Найдено С 6 По прототипу По раствору , приготовленному из МФ Пример 4. Навеску анализируемого вещества 500-700 мг помещали в фарфоровый стакан, добавляли 20 мл 57 -ной хлорной кислоты и кипятили до растворения вещества и полного переходадо(окраска раствора должна быть желто-оранжевой). Затем добавляли 50-70 мл воды и кипятили раствор до полного удаления хлора 10-20 минут, охлаждали, переносили раствор в мерную колбу на 200 мл. Аликвоты приготовленного раствора титровали растворами , приготовленными по прототипу и из МФ. Точку эквивалентности определяли потенциометрически (иономер универсальный ЭВ-74, измерительный электрод - платиновый, электрод сравнения - насыщенный хлоркалиевый). Содержание основного вещества в трифосфатах ванадия определяли термогравиметрически, степень чистоты - хроматографически 4. Таблица 2.3 Соединение Содержание основно- Найдено по прототи- Найдено по заявго вещества,пу,ляемому способу,98,3 14,340,12 14,320,10 98,2 16,140,08 16,200,11 97,8 13,090,09 13,020,08 4030 1 Стабильность МФ при длительном хранении продемонстрирована данными табл. 3. С этой целью через заданные промежутки времени определяли содержаниев одинаковых навесках МФ. Определениепроводили титрованием солью Мора, установленной по бихромату калия (фиксанал) в присутствии индикатора дифениламина. Из данных таблицы следует, что реагент для приготовления титранта,содержащего , может храниться практически без ухудшения своих рабочих характеристик в течение 1 года. Таблица 3.3. Содержаниев образцах МФ, г Навеска, г 1,0000 3,0000 Использование МФ в качестве реактива для приготовления титрующих растворовимеет следующие преимущества перед аналогами и прототипом МФ - сухой сыпучий порошок, устойчивый при хранении растворение МФ в разбавленной фосфорной кислоте происходит при температуре 20-60 С в течение 10-30 минут использование МФ в качестве реагента для приготовления титранта дает возможность приготовления фиксаналов, что ранее было невозможно использование МФ в аналитической химии позволяет сохранить высокую точность определения окислителей и использовать широкий диапазон концентраций титрующих растворов ванадия . Источники информации 1. Сырокомский , Жукова К.Н. Заводская лаборатория, 1945, . -9. - С.754 - 762. 2. Сырокомский , Клименко Ю.В. Ванадатометрия. - Металлургиздат, 1950. - С.21-22, 40-43. 3. Люцко В.А., Романий Т.В. А.с. СССР 1270691 // Б.И.42, 1986,4. Продан Е.А., Шашкова И.Л. // Изв. АН БССР, сер. Хим. Наук, 1978. - Т. ,12. - С.2304 - 2309. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.