Амальгамно-полярографическое определение следов олова в железе

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 275

1976

АМАЛЬГАМНО-ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛЕДОВ ОЛОВА В ЖЕЛЕЗЕ

Ю. И. ИВАНОВ, Л. Ф. ЗАИЧКО, А. А. КАПЛИН

По амальгамно-полярографическому определению микропримесей олова в железе и сплавах на его основе известно ограниченное число работ [1]. Мешающее -влияние FeCl3 авторы устраняли добавлением концентрированного раствора аскорбиновой кислоты. Как отмечается в работе, воспроизводимость и чувствительность метода несколько ниже обычных из-за значительной величины остаточного тока. Так, при содержании олова 1 • 10~7 М/л анализ невозможен. В присутствии больших количеств меди в пробе анодный пи,к олова уменьшается вследствие образования интерметаллического соединения Sn—Си.

При наличии свинца в анализируемом образце количественное определение олова затруднено, так как электрорастворение этих элементов происходит практически совместно на кислых фонах [2]. Сочетание экстракционного отделения микроколичеств олова от основы и амальгамнонполяр-ографического окончания позволяет разработать высокочувствительную методику, но ее сложнее реализовать из-за громоздкой- аналитической части.

Нами предлагается амальгамно-полярографическая методика определения микропримесей олова в железе, свободная от перечисленных недостатков.

В работе использована отгонка SnCl4 из кипящих солянокислых растворов FeCl3 в среде аргона в разработанном для этой цели сублимационном аппарате (рис. 1). Все определения проводились на поля-рографе ОН-101/1. В работе истюльзавал-ся электролизер со вставными стаканчиками; стационарным электродом служила ртутная пленка на серебряной подложке [3]. Стандартный раствор SnCl4 (104 мкг) готовили путем растворения навески металлического олова в концентрированной соляной кислоте в присутствии пергидроля. Растворы меньших концентраций готовили путем последовательного разбавления в 4 н. HCl.

Проведены исследования по определению оптимальных условий отгонки SnCl4 на синтетических смесях и образцах железа. Из [4] известно, что Ткип SnCl4=115°C, а Ткиц FeCl3==320°C, но практически полное отделение следов SnCl4 от основы — FeCl3 происходит, по нашим данным, при более высокой температуре. На рис. 2 представлены опытные результаты по количественному отделению SnCl4 (в перерасчете на металл) в зависимости от температуры из растворов 4 н. HCl (кривая 1) и в присутствии 0,04 г железа в виде FeCl3 (кривая 2). Из приведенных результатов следует, что оптимальная температура

отгонки ЗпС14 из растворов РеС13 составляет 250°С. При содержании железа в кипящем солянокислом растворе более 0,04 г происходит со-улетучивание с определяемым микрокомпонентом значительных коли-

Рис. 1. Сублимационный аппарат. Материал — кварц,, I — штуцер для аргона, 2 — выпарительный сосуд, 3 — переходник, 4 — отверстие для выхода аргона в атмосферу, 5 — капилляр, 6 — приемник, 7 — рубашка охлаждения

ние следов олова вследствие увеличения остаточного тока. Это объясняется тем, что хлорид железа III начинает возгоняться уже при 100°С [5].

Рис. 2. Зависимость полноты извлечения Sn (в пересчете на металл) из солянокислых растворов от температуры. 1 — из растворов 4 М HCl; 2 — из растворов 4н HCl в присутствии 0,04 г железа в виде FeCl3

Изучена полнота определения олова в условиях анализа. Условия проведения опытов: навеска железа — 0,04 г, температура отгонки —

250° С потенциал электролиза--1,0 в, время электролиза — 3 мин,

чувствительность полярографа — 3-Ю"8 А/мм, в приемнике — 3 мл 2М HCl. Результаты приведены в табл. 1.

На основании проведенных исследований разработана следующая методика определения следов олова в железе.

Реактивы: соляная кислота, дважды перегнанная в кварцевых аппаратах;

©ода, дважды перегнанная в кварцевых аппаратах; пергидроль, дополнительной очистке не подвергался.

Ход анализа. Навеску железа 0,2 г растворяют в 10 мл 8 н HCl в мерной колбе емкостью 25 мл при нагревании до 70—80°С.

После охлаждения полученного раствора по каплям приливают 2 мл пергидроля для окисления Ре2+до Fe3+ и 5п2+до Sn4 f и добавляют в колбу до метки 2 н. HCl. Пять миллилитров полученного раствора FeCl3 помещают в сублимационный аппарат (рис. 1, 2) и отгоняют SnCl4 при Т = 250° С. Предварительно в приемник 6 (рис. 1) приливают 3 мл 2 н. HCl. В качестве носителя используют аргон, нагретый до той же температуры. Отгонку проводят до полного испарения соляной кислоты с прокаливанием остатка в течение 30 мин при указанной температуре. Полярографическое определение следов олова осуществляется непосредственно в приемнике. Приемник вставляют в электролизер, продувают через исследуемый раствор газообразный аргон с примесью кислорода не более 0,001% и проводят электролитическое накопление Sn в течение 3 мин при потенциале— 1,0 в. Все потенциалы в работе указаны относительно нас. к. э. Содержание олова определяют методом стандартных добавок. Время отгонки— 1,5 часа, время амальгамно-полярографического окончания — 15 мин.

Проанализировано пять параллельных проб железа ПЖС-2. Обнаружено олова (8,2+1,2) • 10~5% вес. Максимальная чувствительность определения составляет 3-10~6% вес. при высоте анодного пика 0,5 см.

Подобные исследования «проводились для определения Sb в железе. Отделения SbCl5 от FeCl3 не происходит, вероятно, из-за образования комплекса SbCl5- FeCl3- 8Н20 [6].

Выводы. Предложена методика амальгамно-полярографического определения олова в железе и сплавах на его основе с предварительным отделением Sn от основы — Fe отгонкой. Максимальная чувствительность определения — 3-10~6% вес. Время анализа одной пробы 2 часа. Ошибка определения ±15%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Phillips Sidney L.,Shain Irving. «Anaiyt. Chem.», 1962, № 2, 262.

2. P. Ф. Зарубина, H. А. К о л п а к о в а, А. А. К а п л и н. «Завод, ла.бор.», 1971, № 1, стр. 11.

3. В. А. И г о л и н с к и й. Методы анализа химических реактивов и препаратов. Труды ИРЕ А, вып. 5—6, 1963.

4. Справочник химика. Т. 2, М,—Л., Госхимиздат, 1964.

5. П. П. Кор о стыл ев. Приготовление растворов для химико-аналитических работ. М. Изд-во «Наука», 1964.

6. А. А. Гринберг. Введение в химию комплексных соединений. М. Изд-во «Химия», 1966.

Таблица 1

Взято Sn, мкг Найдено Sn, мкг Средняя величина, мкг Отклонение от средней, %

1,0 0,9

1,0 0,85

1,0 0,84 0,86 14

1,0 0,92

1,0 0,8