---

V

де Т-і — масова концентрація стандартного розчину ванадію А чи Б, г/см³;

— об’єм стандартного розчину ванадію А чи Б, взятого для встановлення масової концентрації розчину солі Мора, см³;

V — об’єм розчину солі Мора, витраченого на титрування, см³.

Вміст стакана охолоджують, додають (50—60) см³ води та нагрівають до розчинення солей. Під час аналізування чавунів або в разі випадіння в осад кремнієвої кислоти розчин після розчинення солей фільтрують на фільтр «біла стрічка». Осад промивають (5—6) разів гарячою водою, збираючи фільтрат і промивні води в стакан місткістю 400 см³. Фільтр з осадом відкидають. До розчину в стакані додають 50 см³ сірчаної кислоти, розведеної 1:4, охолоджують, додають (5—10) см³ розчину сірчанокислого заліза (II), розводять водою до 150 см³ та знову охолоджують до температури (17—20) °С.

До охолодженого розчину, безперервно перемішуючи, додають краплями розчин марганцевокис­лого калію до стійкого рожевого забарвлення. Через (1—2) хв додають краплями розчин азотистокис­лого натрію до повного зникнення рожевого забарвлення й одразу додають 10 см³ розчину сечовини.

Через 3 хв у розчин занурюють вибрану пару електродів (у разі амперометричного титруван­ня встановлюють необхідну напругу), вмикають мілівольтметр-мікроамперметр, магнітну мішалку й титрують амперометрично чи потенціометрично розчином солі Мора А чи Б (залежно від масової частки ванадію), додаючи його невеликими порціями з мікробюретки та відмічаючи показання приладу після кожного додавання титранту (у разі амперометричного титрування) або до різкого відхилення стрілки приладу (у разі потенціометричного титрування).

У разі візуального визначення кінцевої точки титрування до розчину, підготованого для титру­вання, додають (5—6) крапель розчину фенілантранілової кислоти й титрують розчином солі Мора до переходу вишневого забарвлення в жовто-зелене.

У всіх випадках розчин солі Мора додають із мікробюретки невеликими порціями, а наприкінці титрування — краплями.

T

(3)

V-100

де Т — масова концентрація розчину солі Мора, виражена у г/см³ ванадію;

V — об’єм розчину солі Мора, що відповідає кінцевій точці титрування, см³; m — маса наважки проби, г.

6 КУЛОНОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ВАНАДІЮ ВІД 0,005 % ДО 0,25 %

Метод ґрунтується на взаємодії ванадію (V) з електрохімічно генерованими йонами заліза (II). Кінцеву точку титрування встановлюють біамперометрично з двома поляризованими платиновими електродами.

Потенціостат П-5827, П-5848 чи будь-який інший, що працює в режимі встановленого струму.

Установка для амперометричного титрування з двома поляризованими індикаторними електродами.

Робочий генераторний електрод — вольфрамовий із площею видимої поверхні (1,0—2,0) см².

Електрод допоміжний платиновий, площею видимої поверхні (0,5—1,0) см².

Індикаторна система: два однакових платинових електроди площею 1 см².

Джерело напруги, що забезпечує подавання напруги на електроди не менше ніж 100 мВ.

Секундомір.

Вольфрам металевий для генераторного електрода (чистота не менше ніж 99 %).

Галун залізоамонійний, розчин молярною концентрацією еквівалента 0,5 моль/дм³: 240 г залізо- амонійного галуну розчиняють у 500 см³ води, обережно додають 100 см³ сірчаної кислоти й нагріва­ють до повного розчинення солей. Розчин охолоджують, доливають водою до 1 дм³, ретельно пере­мішують і фільтрують на фільтр середньої щільності.

Амоній-залізо (II) сірчанокислий (сіль Мора) — згідно з ГОСТ 4208, розчин масовою кон­центрацією 12 г/дм³: 12 г солі Мора розчиняють у (400—500) см³ води, обережно, безперервно пере­мішуючи, додають 50 см³ сірчаної кислоти, охолоджують, доливають водою до 1 дм³, перемішують і фільтрують на сухий фільтр середньої щільності.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262, розчин молярною концентрацією ек­вівалента 0,1 моль/дм³ готують так: у мірну колбу місткістю 1 дм³ вміщують приблизно 600 см³ води й обережно, безперервно перемішуючи, додають 2,9 см³ сірчаної кислоти (р = 1,830 г/см³). Розчин охолоджують, доводять водою до позначки та перемішують.

Інші реактиви та розчини — відповідно до 5.2.

Наважку сталі або чавуну залежно від масової частки ванадію відповідно до таблиці 1 вміщують у стакан місткістю 400 см³ і розчиняють та готують розчин до титрування відповідно до 5.3.1 до мо­менту його охолодження.

Таблиця 1

До одержаного розчину додають (1—2) см³ розчину Мора.

Стакан з аналізованим розчином установлюють на мішалку, вмикають перемішування, додають 10 см³ розчину залізоамонійного галуну, краплями додають розчин марганцевокислого калію до стій­кого протягом 1 хв рожевого забарвлення розчину. Через (1—2) хв додають краплями розчин азотис­токислого натрію до повного зникнення рожевого забарвлення й одразу додають (1—2) г сечовини.

У стакан із розчином опускають генераторний та індикаторні електроди, накладають на інди­каторні електроди напругу поляризації (50—100) мВ. В інший стакан, заповнений розчином сірчаної кислоти молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль/дм³, опускають платиновий електрод і за­микають ланцюг сольовим містком, заповненим розчином сірчаної кислоти тієї самої концентрації.

Зазначають початкове положення індикатора вимірювального приладу (мікроамперметра), піді- мкненого до системи індикації кінцевої точки титрування, вмикають одночасно генераторний струм і секундомір. Електроліз виконують, доки індикатор вимірювального приладу не почне відхилятися від початкового положення. У цей момент вимикають генераторний струм, одночасно зупиняють секундо­мір і записують показання індикатора (мікроамперметра) та секундоміра. Під час титрування контро­люють ще двічі—тричі показання індикаторної системи, вмикаючи генераторний струм і секундо­мір на (3—10) с і записуючи кожний раз показання.

Будують графік залежності показів індикаторної системи від часу та визначають час, який відповідає кінцевій точці титрування. Він буде відповідати точці перетину прямолінійних ділянок обох гілок кривої.

Х₃Л^/МР°. (4)

т

= = 0,0005280, <⁵)

F п

де F — число Фарадея (F = 96500 Кл);

А — атомна маса ванадію (А = 50,95 г);

п — кількість електронів, потрібних для відновлення ванадію (л = 1);

І — сила генераторного струму, А;

t — час, що відповідає кінцевій точці титрування, с;

т — маса наважки проби, г.

7 ЕКСТРАКЦІЙНО-ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ

ЧАСТКИ ВАНАДІЮ З БФГА ВІД 0,02 % ДО 0,25 %

Метод ґрунтується на утворенні забарвленої у фіолетовий колір комплексної сполуки ванадію (V) із N-бензоілфенілгідроксиламіном (БФГА) в сильно кислому середовищі соляної кислоти, екстрагуванні його хлороформом і вимірюванні оптичної густини забарвленого розчину за довжини хвилі 530 нм.

Апаратура та реактиви — відповідно до 4.2 з доповненнями:

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261, густиною 1,19 г/см³.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262, розведена 1:4.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.

Кислота ортофосфорна — згідно з ГОСТ 6552.

N-бензоілфенілгідроксиламін (БФГА), розчин масовою концентрацією 2 г/дм³ у хлороформі.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760.

Хлороформ — згідно з ГОСТ 20015.

Калій марганцевокислий — згідно з ГОСТ 20490, розчин масовою концентрацією 0,3 г/дм³.

Амоній ванадієвокислий мета — згідно з ГОСТ 9336.

Стандартні розчини ванадію А та Б — відповідно до 4.2.

Залізо карбонільне радіотехнічне — згідно з ГОСТ 13610.

Після повного розчинення наважки додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання розчину. Розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Стінки стакана обмивають водою та знову випарюють до виділення парів сірчаної кислоти, потім охолоджують. Додають 20 см³ води та розчиня­ють солі, нагріваючи. Розчин охолоджують і переливають у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають водою до позначки та перемішують. У разі аналізування чавуну або в разі випадіння в осад кремнієвої кислоти, розчин фільтрують на фільтр середньої щільності й промивають осад (5—6) разів гарячою во­дою, збираючи фільтрат і промивні води в мірну колбу місткістю 100 см³. Фільтр з осадом відкидають.

Аліквотну частину розчину 15 см³ вміщують у ділильну воронку місткістю 100 см³, послідовно, безперервно перемішуючи, додають розчин марганцевокислого калію до появи стійкого рожевого забарвлення та ще (3—4) краплі в надлишок, витримують протягом 1 хв, додають 15 см³ соляної кислоти та 10 см³ розчину БФГА в хлороформі.

Ділильну воронку струшують протягом 1 хв і після поділу шарів хлороформовий екстракт зли­вають у мірну колбу місткістю 25 см³. До розчину в ділильній воронці додають 5 см³ розчину БФГА в хлороформі та знову струшують протягом ЗО с. Екстракт зливають у ту саму колбу, доливають хло­роформом до позначки й перемішують.

Оптичну густину розчину вимірюють через 1 год на спектрофотометрі за довжини хвилі 530 нм або на фотоелектроколориметр! зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвилі (500—560) нм. Як розчин порівняння застосовують хлороформ.

Одночасно з аналізуванням виконують контрольний дослід на забруднення реактивів.

Від значення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають значення оптичної густини контрольного досліду.

Результати аналізу обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандарт­ним зразком, близьким за складом до аналізованої проби й проведеним через усі стадії аналізування.

У шість стаканів місткістю 200 см³ вміщують (0,50 або 0,25) г карбонільного заліза залежно від маси наважки проби. У п’ять із них послідовно додають (0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0) см³ стандартного розчину Б, що відпо­відає 0,00005; 0,00010; 0,00030; 0,00050; 0,00070 г ванадію. Шостий стакан використовують для проведення контрольного досліду на вміст ванадію в реактивах. До розчинів у стаканах додають по ЗО см³ сірчаної кис­лоти, розведеної 1:4, 5 см³ ортофосфорної кислоти й розчиняють залізо, повільно нагріваючи. Далі аналі­зування виконують, як зазначено в 7.3. Як розчин порівняння використовують розчин контрольного досліду.

За знайденими значеннями оптичної густини й відповідними до них значеннями маси ванадію будують градуювальний графік у координатах: оптична густина — маса ванадію, г. Допустимо буду­вати градуювальний графік у координатах: оптична густина — масова частка ванадію.

_х _т_г100 ₍₆₎

⁴т '

де т_л— маса ванадію в аналізованій пробі, визначена за градуювальним графіком, г;

т — маса наважки проби, г.

8 АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ВАНАДІЮ ВІД 0,005 % ДО 0,25 %

Метод ґрунтується на вимірюванні ступеня поглинання резонансного випромінювання вільними атомами ванадію, які утворюються внаслідок розпилення аналізованого розчину в полум’я оксиду азоту (І) — ацетилен, за довжини хвилі 318,4 нм.