В.Н. Музгин, Л.Б. Хамзина, В.Л. Золотавин, И.Я. Безруков - Аналитическая химия Ванадия (1108773), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Навеску стали растворяют в кислотах и ванадий окисляют на холоду пермангапатом калия. После восстановления избытка. окислителя ванадий(Ч) титруют раствором соли железа(Н) с любым индикатором, чаще сфенилантраниловой кислотой (ГОСТ 12351 — 66). 0,05 — 0,1 г стали растворяют при умеренном кагреваиип в 40 — 50 мл смеси кислот (1 к раствора смеси содержит 160 мл Н,БО» (уд. в. 1,84) и 120 лл Н,РОз (уд.
в. 1,7)). По окончании растворения пробы приливают 0,5 — 1,0 люл Н!тОз (уд. в. 1,4) и продолжают иагревакие до растворения карбидов и затем до появления паров 80з. Если карбиды ие растворились, то добавляют малыми порциями (по 0,1 — 0,2 г) твердую соль КНОз или (ДНз)з8зОз и продолжают иагреваиие езце 2 — 3 мин. Охлаждают раствор, обмывают степки колбы водой и вновь упаривают до паров БОз.:Охлаждают и растворяют сола в 200 лл воды при нагревании.
Раствор охлаждают до 10 — 15' С и по каплям приливают 0,5%-иый раствор КМпО, до появления устойчивой в течение 3 — 5 мии, розовой окраски. Избыток окислителя восстакавливазот несколькими каплями 2%-кого раствора иитрита катрия, вводя 2 — 3 капли избытка. Добавляют 2 г сухой мочевииы (или 4 — 5 мк 10ой-иого раствора сульфамиковой кислоты); перемешивают, добавляют 80 мк НсВОз (1: 1), 2 — 3 капли 0,2%-кого раствора феиилактракиловой кислоты и ппруют 0,02 — 0,1 )У раствором соли железа(П) до перехода окраски индикатора иа малиновой в чисто-зеленую.
Титр соли железа устанавливают по стандартным образцам сталей, содержащим хром и вольфрам в количествах, близких к анализируемым. При содержании ванадия в стали более 0,05% погрешность определения составляет п0,01% [350). После определения ванадия в том же растворе может быть определен хром Н65). Точку эквивалентности определяют потенциометрическим [301, 692, 1034] или амперометрическим методом с двумя платиновыми электродами. С амперометрической индикацией точки эквивалентности можно определять 0,02 — 0,1% ванадия в сталях (ГОСТ 22536.12 — 77) н 0,05 — 0,5% ванадия в феррохроме (ГОСТ 21600.15 — 76) без предварительного отделения хрома. Перед титрованием ванадия раствором перманганата калия его совместно с хромом восстанавливают сульфатом нгелеза(Н), затем избыток восстановителя окисляют персульфатом аммония на холоду (без серебра). Титрование проводят при комнатной температуре. Навеску стали растворяют описанным вьппе способом.
Раствор упарнвают до паров серного ангидрида. Охлаждают, разбавляют водой до 200 — 250 мл. Приливают титрованный0,05 Х раствор соли железа(П) до перехода окраски раствора в зеленый или бледно-желтый цвет, затем еще избыток 15 — 20 лл и выдерживают 1 — 2 минЛ Приливают 20 мл 7,5%-ного раствора персульфата аммония, хорошо перемешивают и через 1 — 2 мин. медленно титруют 0,05 >У аствором КМпО> на холоду до устойчивой в течение 2 мин. розовой окраски. ндикаторную ошибку определяют в параллельной пробе. Оттитрованный раствор нагревают до исчезновения окраски, охлаждают и вновь добавляют КМпО> до такого розового опрашивания, как в первой пробе.
Индикаторная ошибка для каждой марки стали постоянна, так как обусловлена содер>капнем элементов, дающих окрашенные ионы [350[. При содержании ванадия в стали более 0,1% погрешность определения с учетом индикаторяой ошибки составляет -~-0,03ейо [350, 847]. Предложено несколько вариантов этого метода, позволяющих одновременно с ванадием определять хром И65, 350, 650, 847]. В качестве титрующих растворов при определении ванадия в сталях рекомендованы также феррицианид [534], метиловый оранжевый И 76]. Описано комплексопометрическое определение ванадия в мягинх магнитных сплавах И157], но этп методы не имеют особых преимуществ перед описанными ранее. Для определения ванадия в низколегированных сталях и сплавах широко ггспользуют фотометрические методы.
В большинстве случаев перед определением основную массу железа отделяют действием щелочи И17, 122, 357, 944, 1107, 1175[. Применяют также хроматографические [201, 638], электролитическне [544] и экстракциоппые [482, 567] методы отделения. В некоторых случаях железо предварительно восстанавливают тномочевиной [436], аскорбиновой кислотой или маскируют фторнд-, фосфатионами [40, 194], тпогликолевой кислотой [436]. Ванадий в нелегированных сталях чаще всего определяют фосфорновольфраматным методом И17, 122, 150, 165, 350, 436, 501, 544, 593]. Определение ванадия проводят как с предварительным отделением основной массы железа И17, 122, 457], так и без отделения. В последнем случае для ослабления мешающего действия железа и других элементов в качестве раствора сравнения используют раствор той же стали без добавления вольфрамата натрия (ГОСТ 22536.12 — 77).
Железо с титаном и молибденом маскируют фторидом натрия. Этны методом определягот от 10"' до 5% ванадия [544[. Применяют зкстракционно-фотометрический вариант этого метода [544, 593], а также используют продукты восстановления гетерополикислоты хлоридом олова И50, 501] или тиомочевиной [436]. Фосфорповольфраматный метод широко используют при анализе ферросплавов.
Он рекомендован в качестве стандартного для определения ванадия в ферротитане (ГОСТ 14250 †). При этом основную массу железа и титана предварителыго отделяют щелочью. Экстракционно-фотометрическнп вариант этого метода применяют прп анализе феррохрома ИЗ]. 0,1 — 0,2 г феррохроиа растворяют при нагревании в 20 — 30 мл Н>ЯО> (1: 4), приливают 3 — 4 лл Н[зОз (уд. в. 1,4) и продолжают нагревание до начала выделения паров 80>. Охлаждают, добавляют 20 мл Н>80> (1: 4), фильтруют в мерную колбу на 100 мл и разбавляют той же кислотой. Отбирают 5 — 10 ил раствора, прибавляют 4мл Н>РО> (уд.
в. 1,7) и был 5%-ного раствора Ча>И>Ою добавляют 0,1 )У КМпОл до устойчивой розовой окраски, перемешивают в течение 2 — 3 мин., восстанавливают избыток окислителя 4е4-ным раствором щавелевой кислоты. Через 5 мнн. прибавляют 1 лл НМО> (уд. в. 1,4) и 5 — 8 мл изобутилового спирта, зкстрагируют гетерополнкислоту. Определяют содержание ванадия методом стандартных серий или измеряют оптическую плотность раствора органической фазы при 400 лм [13[. Лналогично определяют ванадий в ферронпобии после растворения его в 40%-ном растворе фтористоводородной кислоты [607] и феррофосфоре И3]. В виде перекисного соединения определяют ванадий в стеллите, нихроме, ферромарганце, феррохроме, ферровольфраме [350], ферротитагте [743].
Для определения ванадия(Ъ) в жаропрочных сплавах, сло>кнолегнровапных сталях н чугунах рекомендуют использовать реакции окисления фенилантраниловой кислоты и дифеннлаынпсульфоната бария [429], бензидипа [350], 2,2'-днкарбоксидпфепнламипа И71, 367], дпаптяпирилвннилбензалметана и других производных антипирипа [407]. Применение этих реагентов не требует отделения основы, но окпслителн доля>ны быть предварительно восстановлены, например хром(1>[) переведен в хром(111). Определения проводят в растворах кислот: 12 М Нз80> И71], 3,5 ЛХ НаРО> [407] или их смесях [429]. Перед определением ванадий окисляют перманганатом калия на холоду.
Навоску стали, содержащей 0,1 — 1,0 мг ванадия, растворяют в 30 лл смеси конц. кислот НХО> и НС1 в отношении 3 > 1. Раствор выпарива>от с 20 мл Н>80з (1: 1) до паров 80з. Прибавляют 20 — 30 лл воды, 1 — 2 капли 30%-ного раствора Н,О> для восстановления хрома в хром(111) и нагревают до кппення. Отфильтровывают нерастворившийся осадок. Фильтрат и промывпые воды собирают в мерную колбу на 100 мл, отбирают 10 мл, окнсляют ванадий 0,1 Х КМпОю добавляя его по каплям до ненсчеаающего роаового окрашивания. Избыток окислителя через 5 мин. восстанавливают 0,05 Л' (та[ХО> и 0,5 г иочевины. Раствор переносят в мерную колбу на 50 лл, приливают 5 лл Н>РОз (4: 1) и Нз80> (1 > 1) почти до метки.
Добавляют б— 10 капель 0,2%-ного раствора фенклантраннловой кислоты и той же серной кислотой доводят до метки. Перемешивают раствор и через 5 кян. >измеря>от оптическу>о плотность раствора при 540 ям [429[. Для экстракцнопно-фотометрического определения ванадия в стали используют Х-бензоил-Х-феннлгидроксиламнн и его производные. Экстракцню окрашенных комплексных соединений проводят из снльнокнслых растворов. В присутствцн фторида натрия определению мешают только восстановителя и окислители, которые разрушают реагенты [400, 513, 618, 625, 718].
Определение ванадия в виде тройного комплексного соединения на основе 4-(2-пнрнднлазо)-Геворкяна и перекиси водорода достаточно избирательно в присутствии фторида натрия [40]. Среди новых реагентов„рекомендованных для определения ванадия в сталях, следует отметить Невазол НС [46], сульфонитра- 145 зо [44, 4131, гидразиды антраниловой кислоты И59, 2341, Комплексные соединения ванадия с этими реагентамн устойчивы к действию многих маскирующих средств, что позволяет определять ванадий без отделения от основной массы железа н легирующих элементов.
5?агтые количества ванадия в образцах жаропрочных сплавов можно определять с цианформазаном [2011 и тимолфталексоном 4«ее [о67!. Так как сплавы содержат значительное количество хрома, вольфрама, титана и молибдена, то определение возможно только после предварительного отделения ванадия от этих элементов. Для определения ванадия в сталях рекомендованы также реагенты: дифенилкарбазон И22], пирокатехнн [5881, 8-окснхпнолин и его производные !357, 482], 1-(2-пнрндплазо)-2-нафтол И1071, кислотный хром темно-синий К [332], сульфоназо [85], арсеназо [295! и др.
ТИТАН И ПРОДУКТЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ Содержание ванадия постоянно контролируют при производстве титана и его соединений. В титановой губке содержание ванадия колеблется от 0,001 до 0,05Уо, в титановых сплавах достигает 3,5'е, а в тетрахлориде титана по техническим условиям не должно о быть больше 0,001 . Для его определения используют спектральные, фотометрические и значительно реже другие методы И179]. Титан и его сплавы растворяют в разбавленной серной кислоте нлн в растворе фторнда аммония, приготовленном на серной кислоте. Карбиды окисляют азотной кислотой нли персульфатом аммония.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
