Файл: Борисова Л.В. Аналитическая химия рения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 190

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а 16

Определение рения с трпфепйлметаповыми красителями

Реагент pH

Кристаллический

 

3 - 4

фиолетовый

 

 

Метиловый фполето-

СО

СП 1 СП

вый

 

 

Малахитовый зеленый

 

3

Метиловый зеленый

2 , 7 - 5 , 2

Фуксин

sjT

ю

п1 С-" 1

Виктория голубой

 

7

Бриллиантовый зеле-

 

3 — 7

иый

 

 

Чувстви­

 

 

 

Экстра-

Лите­

тельность

Е-10-*

^гаах, 1Ш

реакции,

гейт

ратура

мкг Re(мл

 

 

 

 

 

0 ,0 5 — 0 ,0 9

181

 

350

Толуол

Г3581

 

12

 

610

 

 

 

10

 

550

Толуол

 

0 ,1

23

 

330

[3581

 

3 ,9

600

 

 

 

2 ,8

540

 

 

0 ,2 5

619

Толуол

[358]

109

 

640

Беизол

[519]

 

555

Амил-

[529]

 

 

 

 

ацетат

 

0 ,1

7

,8

610

Бензол

[386]

0 ,1

8

,5

Красный

Бензол

[32]

 

 

 

свето-

 

 

 

 

 

фильтр

 

 

мумом светопоглощения в толуольном экстракте при 610 нм и Sßio = 4,4-104. Соединение имеет состав 1 : 1 [324]. Установлено, что рений можно определять в присутствии урана, который в виде комплекса U02(CeHBC00)3- реагирует с катионом красителя и при pH 4,1 экстрагируется совместно с ионным ассоциатом пер- ренат-иона; при pH 2,5 экстрагируется только последний. Разра­ ботан метод определения рения и урана при совместном при­ сутствии .

Изучение влияния кислотности растворов, концентрации реа­ гентов, продолжительности экстракции на взаимодействие пер- ренат-иона с красителями трифеыилметанового ряда (метиловый фиолетовый, кристаллический фиолетовый, малахитовый зеле­ ный, бриллиантовый зеленый) показало, что комплексы скрасителями (при концентрации красителей п -ІО-4) хорошо экстраги­ руются бензолом при pH 3 —7 [240, 363]. Отношение ReOé- к реагенту в ионных ассоциатах равно 1 : 1 . Коэффициенты распре­ деления при экстракции ReOé- с бриллиантовым зеленым в бен­ зол и толуол равны соответственно 19,4 и 3,9 (0,5 .УН3РО4). Мо­ лярный коэффициент погашения составляет 85 000 (для бензола) и 45 000 (для толуола) при фотометрировании на ФЭК-Н-57 с красным светофильтром. Применяя бриллиантовый зеленый, мож­ но определять 1 —9 мкг Re в присутствии < 2 дг Мо, 0,5 мг W,

100 мг Са, 50 мг Fe, 2 мг

Си, 1000 мг S O 4 2 - и 1000 мг С1~

[32]. Определению рения

мешают Os, С1 0 4 - и фталевая кислота

[240].

 

ь>' Бриллиантовый зеленый. Предложена следующая методика определения рения с бриллиантовым зеленым [32].

128


0,1—2,0 г анализируемого материала смешивают с 3 г MgO и спекают В течение 2 час. при 600 -700° С. По окончании сиекания содержимое выще­ лачивают 50 мл воды, добавляют несколько капель 0,1%-иого раствора КМп04 до слабо-розовой окраски. Осадки отфильтровывают и фильтрат упаривают до 50 мл. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу на 50 мл, добавляют НяР04 в таком количестве, чтобы окончательная концент­ рация ее в 50 мл составляла 0,5 N. Аликвотную часть раствора переносят в де­ лительную воронку, куда добавляют 1 мл 0,2%-пого раствора бриллианто­ вого зеленого и 5 мл бензола. После 30 сек. встряхивания фазы разделяют и орі анический раствор фотометрнруют с красным светофильтром.

Метиловый зеленый. Разработан экстракционно-фотометри­

ческий метод определения ReOJ с метиловым зеленым [519]. Ион­ ный ассоциат перренат-иона с красителем при pH 2,7—5,2 прак­ тически полностью извлекается бензолом за двухкратную экстрак­ цию. Из фосфорнокислых растворов сам краситель не экстраги­ руется. Максимум светопоглощения бензольных экстрактов сое­ динения находится при 640 нм, е040 = 109 000. Закон Вера соб­ людается для экстрактов с концентрацией ^ 2 мкг Re. Определе­ нию рения не мешают до 600 мкг Mo и 60 мкг W.

Навеску руды 0,5—2 г перемешивают в фарфоровом тигле с 3—4 г СаО и 0,2 г КМп04, переносят в печь и выдерживают 2,5 часа при 600—700° С. После охлаждения спек выщелачивают горячей водой и кипятят 15—20 мин. Осадок отфильтровывают, промывают горячей водой; охлажденные филь­ трат и промывные воды переносят в мерную колбу на 100 мл и доводят до метки. К аликвотной части 5 мл добавляют 10 мл фосфатного буферного раст­ вора (pH 3,2), 5 мл 0,05%-ного раствора реагента в воде, разбавляют водой до 25 мл, перемешивают и дважды (по 5 мл бензола) экстрагируют перренат метилового зеленого. Экстракт фотометрнруют при 640 нм.

Фуксин. При взаимодействии перренат-иона с фуксином обра­ зуется ассоциат состава 1 : 1 . Реагент и ассоциат хорошо раство­ римы в пиридине, ацетоне, уксусной и концентрированной серной кислотах, этилацетате, нитробензоле, нитрометане, ацетилацетоне, циклогексаноне, амиловом спирте и трибутилфосфате. Ионный ассоциат рения извлекается только амилацетатом, н-бутилацета- том и хлороформом. Поэтому в качестве экстрагентов использо­ ваны амилацетат и н-бутилацетат [529, 645]. Оптимальной для извлечения является область pH 4,5—7,5. Экстракция протекает полнее в присутствии 15% (по объему) ацетона. Ниже приведена методика определения [645].

К анализируемому раствору с pH 6—7 добавляют 1 мл раствора фуксина (0,75 мл ацетона и 0,25 мл 1%-ного водного раствора фуксина), разбавляют до 5 мл и экстрагируют 5 мл амилацетата в течение 30 сек. Органический слой фильтруют через сухой бумажный фильтр в кювету с I = 2 см и измеряют оптическую плотность относительно раствора сравнения. Окраска устойчива в течение 1 часа.

Метод рекомендуется для определения рения в минералах с содержанием его от 1 -ІО-4 до 0,1%. Определению рения мешают СІО4-, NO3-, SCN-, Tc04-, А11СІ4-, ТІ(ІІІ) (при их концентрации

— 0,1 мгімл). Фуксии осаждает ионы Cr0 4 2-, W О42“, Мо042-,

ѴО43-, Fe (CN)e~, Cl- , Br~, J~ при концентрации их 0,2 мгімл.

5 Л. В. Борисова, А. Н. Ермаков

129


Эти осадки нерастворимы в амилацетате. При концентрации свыіііб 10 мг/мл не наблюдается осаждения и экстрагирования в присут­ ствии ионов S042-, SeOg2-, Сг042-, СЫ3С00~, Р 043-, В033-, Si032_, F - и тартрата. Для снижения влияния молибдена и вольфрама вводят маскирующие агенты (Ѵ2 объема 8%-иого раствора

NaNEUHPOi).

Тараян и Гайбакян [525, 529] разработан другой вариант экстракционно-фотометрического определения рения с фуксином. Образующийся ионный ассоциат перренат-иона с реагентом эк­ страгируют н-бутилацетатом при pH 2,5—5,0. Экстракт фотометрируют при 560 нм. Заметные количества молибдена не мешают

определению рения. Метод применен к анализу

Мо—Re-сплавов

и молибденитовых концентратов.

исследована эк­

Виктория голубой 4P. Пилипенко и др. [386]

стракция Re04~ с викторией голубым различными растворите­ лями (табл. 17). Найдены условия экстракционно-фотометриче­ ского определения рения с этим реагентом, который имеет ряд преимуществ перед метиловым фиолетовым и сафранином Т по чувствительности и другим параметрам.

 

 

 

Т а б л и ц а 17 -

Экстракция

перренат-иона викторией голубым [386]

Экстрагент

Среда

Еш а х '10_ч

D *

Бензол

IN H2S04

8,04

8,25

Толуол

pH 7

7,8

6,7

pH 1

7,6

5,2

о-Кснлол

IN H2SO.1

4,56

0,88

Амилацетат

т H2so.i

8,4

4,0

Гексан + метилэтилке-

pH 7

11,0

5,6

тои (5:7)

 

 

 

* D — коэффициент распределения.

Спектрофотометрическим методом показано, что экстрагирую­ щийся ионный ассоциат имеет состав 1 : 2. Для полного связыва­ ния рения в комплекс достаточно двукратного избытка реагента. В окрашенных экстрактах соединения рения закон Вера выпол­ няется в интервале концентраций 0,1 —5 мкг Raiмл. Изучено влия­ ние посторонних ионов на экстракционно-фотометрическое оп­ ределение Re(VII) в интервале кислотности от pH 7 до 1 7VH2S04. При экстракции бензолом из 1N H2S04 определению 10 мкг Re(VII) не мешают граммовые количества щелочных и щелочноземельных металлов, Zn, Cd, Со, Ni, Al, Cu, Cr(III); Fe(III) не мешает при экстракции из 1 ІѴ" Н3Р04. Mn042-, W 042- и ванадат-ионы взаимо­ действуют с викторией голубым, но не извлекаются бензолом.

130


При экстракции из раствора с pH 7 не мешают двукратные коли­ чества Мо(ѴІ), пятикратные W(VI), 25-кратные Ѵ(Ѵ), а при эк­ стракции из 1 N H2SO4 — соответственно 30-, 10- и 5-кратные количества. В присутствии С20 4 2~ определению рения при pH 7

не мешают 250-кратные количества

Мо(ѴІ) и 150-кратные Nb(V)

и Та(Ѵ).

Из анионов определению рения не мешают С1~, S0 4 2-,

ацетат и

50-кратные количества

N03_. Мешают определению

J-, SCN-, CIO4-, CIO3-.

 

Раствор, содержащий до 30 мкг ReO“, переносят в делительную воронку

на 50 мл,

добавляют 0,6 мл 18 N H2S04, 1 мл 0,1%-ного раствора реагента

и бидистиллатом доводят объем до 12 мл.

Добавляют 6 мл бензола и экстра­

гируют 1 мин. После разделения фаз экстракт

центрифугируют и измеряют

оптическую плотность при 610 нм в кювете с I =

1 см относительно экстракта

холостого опыта. Количество рения находят по калибровочному графику. Относительная ошибка определения не превышает -(- 3%.

Определение репия с тпазиновымп красителями

Метиленовый зеленый. Перренат-ион взаимодействует с мети­ леновым зеленым

с образованием в фазе органического растворителя (дихлорэтан) ионного ассоциата [520]. Спектр светопоглощения образующегося соединения имеет максимум при 655 нм. Оптимальная кислот­ ность водной фазы — pH 0,9—2,3. Из фосфорнокислой среды краситель не экстрагируется, а ионный ассоциат практически пол­ ностью извлекается за одну экстракцию. Значения D экстрактов подчиняются закону Вера, emax = 74 000.

Метиленовый голубой. Реакция перренат-иона с метиленовым голубым предложена Гейльманом и Брунгером [806] и использо­ вана для экстракционно-фотометрического определения рения Трибала [1229]. Найдено, что образующийся ионный ассоциат

■N.

при pH 5—10 хорошо растворим в дихлорэтане.

В качестве среды рекомендуется использовать буферный раст­ вор — 1 М раствор одноили двухзамещенного фосфата натрия

и 1 М раствор цитрата натрия. Концентрация реагента 3

-10-3М.

Закон

Вера выполняется в интервале

концентраций 1

-ІО-5

1 -ІО- 4

М Re04~ в присутствии 2 -10-1

М NaaMo0 4 . Измерение

оптической плотности проводят при 660 нм через 25 мин. Опре­ делению мешают ГЮ3“-ионы. Об экстракции ионного ассоциата перренат-иона с метиленовым голубым см. [303, 318].

5* 131


л

Рис. 50. Спектры светопоглоідеиия днхлорэтаповых растворов метиленового голубого и -его сое­ динения с перренат-поиом,

1 — раствор реагента; 2 — раствор сое­

диненіи (раствор сравнения — дихлор­

этан);

з — дифференциальная

кривая.

Концентрация в водной фазе:

2,16-10-“ М

R e04“ 1,56-10—‘

М реа­

гента;

pH

4,55

 

Тарани и Вартанян [521] определены состав и устойчивость об­ разующегося соединения. Подтверждено, что состав комплекса отвечает соотношению Re04~: реагент = 1 : 1 ; константа нестой­ кости соединения равна 7,0-ІО-6. Авторы рекомендуют проводить экстракцию соединения дихлорэтаном из водной фазы с pH 4 —5, создаваемой фосфатным буферным раствором с 20-кратиым избыт­ ком реагента. Оптическую плотность экстракта измеряют при 645 нм, 8646 = 110 400. Раствором сравнения служит экстракт реагента, так как он растворяется в дихлорэтане.

Определению мешают анионы С1~, S042-, SCN~, J-, C103-, Вг03~. Молибдат- и вольфрамат-ионы до 0,5 мг не мешают опре­ делению рения.

В работах [522, 523] установлено, что ион Re04взаимодей­ ствует с толуидиновым голубым, триметнлтионином, диметилтионином и метиленовым зеленым с образованием окрашенных со­ единений с молярным соотношением 1:1. Оптимальные условия для экстракции дихлорэтаном из водной среды соответствуют pH 1,0—2,0; 1,9—6,3; 2,0—6,5; 0,9—2,3 соответственно. Экстрак­ цию проводят из фосфорнокислой среды. Объем водной фазы ра­ вен 25 мл, экстракта — 10 мл. Для проведения реакции требу­ ются избытки реагентов: 40-, 20-, 250- и 25-кратный соответствен­ но. Максимумы оптической плотности находятся в области 655 — 660 нм, е660 = 91 000, 108 000, 74 000, 74 000 соответственно.

На рис. 50 приведен спектр светопоглощения соединения перре-

нат-иона с метиленовым голубым.

Закон Вера соблюдается в ин­

тервале концентраций 1 —20 мкг

Re/25

мл. Определению рения

не мешают 30—50-кратиые количества

Мо042-, W 042- и V 0 3~

при использовании в качестве реагента

толуидинового голубого,

диметилтионина и метиленового зеленого. При использовании триметилтиоиина не мешают 15-кратиые количества W 042-, 10кратные Мо042-, мешает Ѵ 03~. Красители могут быть использо­ ваны для определения рения экстракционно-фотометрическим ме­ тодом.

132