МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

ХИМИКО-АНААИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Инструкция №41-Х

НИКЕЛЬ И КОБАЛЬТ

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

Научный Сове* по анаштическмы методам при ВИМСе

Хнмико-аяаг.итмческл з методы Инструкция * 41 - X

♦ОТОШОРИМЕТРИЧЕСКОК СЬРЩЯШб U/.KPOrrAMMOBUX СОДКЯАНМИ НИШЯ И КОБАЛЬТА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ИХ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ!»'

Всесоюзный научао-иослвдозатедьсхмй внститут минерального сырья (ВИМС)

Москва, 1966 г.

* 41-Х

Определение кобальта

Как ухе было сказано выне, дмтизонаты цинка, свинца, олова, индия, кадмия, серебра ■ золота не мешают определению кобальта.

Ори определении кобальта с нмгрозо-Р-солыо никель и медь такие образуют окраиенные комплексные соединения, но они, в отличие от соединений кобальта, разруяаютоя при кипячения о азотной кислотой в процессе подготовки пробы к фотоколориметрированию и не мепают определению кобальта.

Аликвотную часть раствора 20 мл переносят в стакан емкостью 50 мл и добавляют 0,1 мл Х^-ного раствора хлорного железа. Раствор упаривают на плитке до объема 5-10 мл, нейтрализуют аммиаком до образования легкой мути, которую затем растворяют несколькими каплями разбавленной серной кислоты. Добавляю? 5 мл 5036-ного раствора ацетата натрия, кипятят 1-2 минуты, добавляют 10 мл 0,1£-яого раотвора нит-рово-Р-соли, снова нагревают до кяпения, прибавляют 5 мл азотной кислоты 1:1 я кяпятят еде 1-2 минуты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу на 50 мл я доливают водой до метки. Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколорммотре ФЭК-М о зеленым светофильтром или на ДОКН-57 со светофяльтрон № 4 по отношению к раствору, полученному в глуяом опыте.

Содержание кобальта иаходят по калибровочному графику.

_Поо£роеаие ^а^ябровачного графи а при концентрации кобальта от 2 до 20 мкг в объеме 50 мл. В жаростойкие стаканы еыкоотью 50 мл отбирают 0,0; 0,2; 0,8; 0,5; 0,7;

1*0; 1,2; 1,5; 1,7; 2,0 мя стандартного раствора Б, содержащего 10 ынг кобальта х I мл (0; 2,0; 8,0; 5,0; 7,0;

10

» 41-X

10,0; 12; 15,0; 17,0; 20,0 мкг кобальта), добавляют 3-5 мл воды, 5 мл 503£-ного (насыпанного) раствора уксуснокислого натрия и кипятят 1-2 мин. Прибавляю? 10 мл 0,1 £~ного растворе нитроно-Р-соли, снова кипятят 1-2 ми., добавляют 5 мл азотной кислоты 1:1 и кипятят 2-3 мин. Остывшие растворы переносят в мерные колбы на 50 мл и доливают водой до метки. Поремемиьают и измеряют оптическую плотность на фогонодо-римотре ФЭК-М с зеленым светофильтром или на Ф0КН-57 со светофильтром Л 4 , в кювете с толщиной слоя 30 им по отношению к нулевому раствору « При концентрации кобальта от 15 до 200 мкг в объеме 50 мд оптическую плотность растворов измеряют в кювете с толщиной слоя 10 мм. В этом случае для построения графика берут 1,5; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0; 16,0;

20 мл стандартного раствора Б, содержащего 10 мкг кобальта в I мл (15, 20, 40, 80, 120, 160,$кг кобальта).

Вн^и сленге    aj%T а г он_анал ■ аа.    Содержание кобальта

в исследуемом материале вычисляют по формуле:

t Со --^х •—■-7- . 100 « ^х •    .    10~*

А . U . Ю^ь    А    .    Н

где: X - содержание кобальта, найденное по. калибровочному графику, мкг;

- общий объем испытуемого раствора, мл;

L - объем алихвотной части раствора, взятей для определения, мл;

Н - навеска, г.

II

* 41-X

Литература

1.    Кузнецов! В.Горанов В.В., Орлова Л.П. Суммар-' кос соосаждеиио кобальта, меди, никеля, свинца, олова, цинка при их определении б почвах. Агрохимия * 2, 1964 г.

2.    Малюга Д.Л. Механизм химических реакции при колориметрическом определении кобальта с нитроэо-Р-солью. Ж.аиал. хим.2, 6, 323 (1947).

3.    Пахомова 1C.С., Волкова А.И., Горохов В.В. Определение микрограммовых количеств никеля и кобальта в силикатных горных породах. Бзхялетень научно-технической информации, тематический выпуок. ВИЗМС. йз-во "Недра", Н> I (56) стр. 3, 1965г.

4.    Финкелыитейя Д.Н., Борецкая В.А. Методы анализа минерального оырьп.М., Госгеолтехиздат, 1958, стр. 98,123.

5.    ОДербов Л.П., Нехович М.д. Фотоколооимегрическое определение никеля е рудах Зав. лаб. 16, 4, 405 (1950).

Технический редактор Л.Н.Хорошзза Корректор Л.Д- Шалина

Сдано в печать 10/1Х-66Г. Подписано к печати 20/Х1-Пьг. Л81774 сакас Л» 129 Уч.и8д.л.0,ЬЗ Тираж 900

Москва , Старомонетный иер.,2Э. (ВП ВИКСа

Выписка из приказа ГГК СССР V 229 от 18 иая 1964 года

?.Министерству геологии и охраны недр Казахской ССР* главным управлениям и управлениям геологии и охраны недр при Советах Министров союзных республик, научно-исследовательским институтам, организациям и учреждениям Госгеолкома СССР:

а) обязать лаборатории при выполнении количественных анализов геологических проб применять методы, рекомендованные ГОСТами, а также Научным советом, по мере утверждения последних ВИЫСом.

При отсутствии ГОСТов и методов, утвержденных ВИМСом, разрешить временно применение методик, утвержденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноября 1954 г. fc 998;

в) выделить лиц, ответственных за выполнение лабораториями установленных настояаим приказом требований к применению наиболее прогрессивных методов анализа.

Приложение Й⁵ 3, § 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрешается только фотографическим или электрографическим путем.

В соответствий с приказом Госгеодхоыа СССР Ж г2Э от 18 мая 1964 г. инструкция I! 41 - I рассмотрев к рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применение для анализа рядовых проб - I категория.

(Протокол * б от Х.П.ббг.)

Председатель КСAM    З.Г.Сочеванов

Председатель секции хмммко-авалитмчеоких

методов    К.С.    Пахомова

Ученый секретарь

Инструкция IB 41 - I рассмотрена в соответствии с приказом Гооударствегного геологического комитета СССР IB 229 от 18 мая 1964 г. Научным Советом по аналитическим методам (протокол IB 6 от 1.11.66г.) и утверждена ВИМСом с введением в действие

о 1 октября 1966 г*

Ф0Т0К0Л0РШ1ЕТР1ЧЕСК0Е СШРЕШЕНИЕ МИКРОГРАШЮВШС СОДЕРЖАНИИ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ИХ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕМ¹'

Судноегь метода

Для определения низких осдержаний никеля и кобальта в минеральном сырье необходимо предварительное их концентрирование и отделение их от породообразующих и сопутствующих элементов.

К.С. Пахомова, 1.П. Волхова и В.В.Гормков^ использо-вахм для зтого совместное осаждение джтиэонатов никеля ■ кобальта о 2-4-динитроанилином, рекомендованным В.И. Кузнецовым¹ в качестве имдеферентного соосадители

Днтизонаты осаждаются из солянокислой среды при pH 6-7,5.

Для удерхаияя в растворе железа Ш, алюминия, титана я других злементов в раствор перед осаждением джтизонатов вво дят винжум кислоту. Вместе о джтжзонатами никеля и кобальта осаждаются ддпвонаты меди, цинка, свинца и частично

т ч

олова, кадмия, индия, серебра и золота*’ . Вое эти элементы, эа исключением меди, не образуют онраженных соединений о джмотилгдиоксином и не межают определению никеля. При определении кобальта по реакции о нитрозо-Р-солью окраиен-Виеоеиа в НСАМ хямико-аналитической лабораторией ВйМСа,

8

# 41-Х

кие соединения образует только медь м никель, но их комплексные соединения, в отличив от соединений кобальта, разрушается при кигшячення с азотной кислотой*

6 настоящем варианте метода описано определение никеля и кобальта из одной навески. Никель определяют фотоколориметрическим методом по реакции о диметилглиокоимэи в щелочной среде в присутствии окислителя (см. инструкцию ИСАИ й 43-Х)^»⁵, кобальт - фотоколормметрмчеекмм методом по реак-т цик с нитро80-Р-солью (см. инстр.НСАМ И» 89-Х)^*

Предварительное концентрирование элементов позволяет увеличить навеску до I г, что значительно повышает чувствительности определения никеля и кобальта*).

Для разложения исходного материала навеску обрабатывают фтористоводородной и серной кислотами*

Метод рекомендуется для определения никеля и кобальта в силикатных и карбонатных горных породах, а также в железных рудах**) при содержанки: никеля и кобальта от 0,0005 до 0,02 %_у меди не более 0,2 3», цинка и свинца в сумме не более 0,5 %•

Относительная ошибка определения для содержаний 10”^ - 5.10”*% никеля и кобальта не прозывает 25-30 % отн

Реактивы и материалы

I* Кислота азотная, разбавленная 1:1*

2. Кислота серная, разбавленная 1:1.

ххх)

3* Кислота соляная, d 1,19 и перегнанная.

*) Определение нмлеля и кобальта беи концентрирования обычно выполняют ив навёокя 25*50 мг.

хх)Методом меченых атомов о применением ааотопа Со⁶⁰ доказана полнота выделения дитжиовата кобальта на растворов с высоким содержанием хелеаа.

ххх) & относительная плотность.

4

4. Кислота фтористоводородная, 40$&-нап.

5» Кислота винная, х.ч.

6. Аммиак, 25>-яыЯ раствор, и перегнанный.

?. Натр едкий, 5*>-ныЙ раствор.

8. Аммоний надстернекиолый (персульф&т аммония), 5&-нии

раствор, свежеприготовленный.

*

У. Делено хлорное, Ifc-най раствор.

10» Калий-натрий виннокислый (сегнетова соль), 20^-ныП раствор.

II. Натрий уксуснокислый, 50£-ный раствор.

I?.. Димегилглиокеим, Ii'r-ный раствор в 5£-нои растворе едкого натра.

13.    2,4 - динитроанилин, 72ь-иый раствор в ацетоне, Раст-эор фильтруют.

14.    Дитилон, 0»2£-шй раствор в ацетоне,

15.    Нитрозо-Р-ссль, 0, IX-ныЙ водный раствор.

16.    Хрилон Е, 10^-иый раствор. Приготовляют из Itepe KpMC-TWUlMSOBaHKOli соли.

17.    Промывная жидкость: к I л воды добавляют 1-2 г нин-иой кислоты, 10-15 мл C,2tj-Horo раствора дитизона в ацетоне и J ил ?£~ного раствора 2,4-дкнитроанилииа в ацетоне. Осадок отфильтровывают; pH раствора устанавливают в пределах 6-7,5 (но универсальной индикаторной бумаге).

18.    Стандартные раствори никеля» Раствор А.0,1 г металлического никелн растворяют в 15 мл азотной кислоты 1:1» уг.4~ риваыт до объема 2-3 мл, добавляют 20 мл серной кислоты

1:1 I выпаривают до выделения паров серной кислоты. Осгыа-

®ий раствор переносят в мерную колбу за I л к доливают до

метки водой. I мл раотвора А содержит 0,1 мг никеля.

Раотвор Б. 50 мл раотвора А переносят в мерную колбу

на 250 мл и доливают до мотки 1й-кыы раствором серной кис-

5

лоты. I мл раствора Б содержит 20 мкг никеля.

19.    Стандартные растворы кобальта. Раотвор А. 0,4770г сернокислого кобальта (CoSO^.7^0), трижды перекристадлиэо-ваыыого и высушенного на воздухе, растворяют в воде в верной колбе на 1л. I мд раствора А содержит 0,1 мг кобальта.

Раствор Б. 100 мл расгнора А разбавляют до I л водой.

I мл раствора Б содоржит 10 мкг кобальта.

20.    Индикаторная бумага "конго".

21.    Индикаторная бумага ” рь&п "^х^*

Ход анализа Разложение пробы

Навеску материала 0,25 - 1,0 г (в зависимости от предполагаемого содержания никеля и кобальта) помещают в платиновую чашку, приливают 20-30 мл фтористоводородной молоты и 10-15 мд серной кислоты 1:1^х*).

Раотвор упаривают до появления паров серной кислоты и еще несколько минут. Дают остыть, смывают стенки чалки водой и снова упаривают на плитке до выделения паров серной кмолоты. Обработку водой и упаривание повторяют три раза. В последний раз упаривают до прекращения выделения паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 20 мд соляной кислоты d 1,19, нагревают и оодержимое чашки переносят горячей водой в стакан емкостью 250 мл. Объем жидкости в отакане доводят водой до 75-100 мл и кипятят до растворения солей. Если остается нерастворимый остаток, раствор фильтруют (фильтр с белой лентой) и остаток промывают водой, подкисленной ооля-

х) Можно пользоваться индикаторной бумагой и других марок, но следует помнить, что некоторые сорта универсальной бумаги показывают ошибочную величину pH.

хх) Одновременно с партией проб выполняют глухой опыт, который проводят через вое стадии анализа, применяя те же реактивы, что и при анализе проб.

6

# 41-Х

ной кислотой. Избыток кислоты в фильтрате нейтрализуют 25%-ным аммиаком до начала выделения осадка гидроокисей, растворяют осадок в нескольких каплях перегнанной соляной кислоты и прибавляют избыток ее 3-5 к&еаь. Раствор должен быть совершенно прозрачным.

Выделение дитизонатов

В раствор объемом 150-200 мл прибавляют 1-2 г винной кислоты, перемешивают до ее растворения и нейтрализуют перегнанным аммиаком до значения pH 6-7,5 по индмкатерной бумаге "рьап ”. Добавляют при перемешивании 25-30 мл 0,23т-кого раствора дитизона в ацетоне и по каплям 2,5-3 мл 7%-ного раствора 2,4-динитроаыилина. Через 20-30 минут осадок отфильтровывают (фильтр с бедой лентой). Стенки стакана и осадок на фильтре промывают 3-5 раз промывной жидкостью.

Осадок вмеоте с фильтром переносят в фарфоровый тигель, подсушивают и озоляют при температуре 450-550°С, В тигель наливают 3-5 мл соляной кислоты d 1,19 для растворения осадка и перенооят раствор в стакан емкостью 50 мл, смывая стенки тигля дистиллированной водой. Раствор упаривают на плитке до объема 2-3 мл_; охлаждают, перекосят в мерную колбу на 50 мл и доливают до метки водой.

В одной аликвотной чаоти раствора определяют никель, в другой - кобальт.

Определение никеля

Как уже было сказано выме, дитнаонаты цинка, свинца, олова, кадмия, индия, серебра и золота не мекают определению никеля.

Медь и кобальт образуют окраиеннне комплексные соединения о диметилглиокоимом, интенсивность окраски которых со-

7

# 4i-X

ответственно в 60 и 40 раз слабее окраски соединения никодч с димегклглиоксимо1г. При такой малой интенсивности окраски кобальт не влияет на результаты определения никеля.

Содержанке меди в колориаегрируемом растворе не должно презирать 0,5 - I мг.

Аликвотную часть раствора 20 мл помещают в черную колбу на 100 мл^х' и нейтрализуют 3^-ным раствором едкого натра до бурого цвета бумаги конго, Затем прибавляют 3-5 капель соляной кислоты 1:1, 5мл 20^-нсго раствора сегнетовой соли,

10 мл 5%-ного раствора едкого натра, 10 мг. 5^-ного раствора персульфата аммония и 10 мл I^-ного раствора диыетилглиоксим? в 5%-ном растворе едкого натра. Раствор перемешивают после прибавления каждого реактива. Через 5 минут добавляют 20 мл IOfc-иого раствора трилона Б, доливают до метки 5%-ньм раствором едкого натре и перемешиваю? (после добавления трилона растворяются гидрсокис* кальция л магния, если эти элементы содержалась в породе в большом количестве и были за -хвачены осадком никеля и кобальта). Через 5-? минут измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре ФУК-М с синим светофильтром или на ФЭКН-57 со светофильтром № 3 в кюветах с толщиной слоя 30 или 10 мм. Раствором сравнения служит равная по объему аликвотная часть раствора, полученного в глухом опыте*

Соло-ржание никеля определяют пс калибровочному графику* Построение калибровочного_гоа^ика при концентрации никеля от 4 до 60 нкг в 100 мл раствора. « мерные колбы на 100 мл отбирают микробпроткой или микропипеткой 0,0;0,2;0,4; 0,7; 1,0; 1,2; 1,5; 2,0; 3,0 мл стандартного раствора Б,

а) При содержании никеля ниже Ю“³ % аликвотную часть помещают в колбу на 50 мл и соответственно уменьшают в два раза количество прибавляемых реактивов.

* 41-Х

содержащего 20 мкг никеля в I ил (0, 4, 8, 14, 20, 24, 30, 40, 60 мкг никеля). Добавляют по 5 ил 20%-ного раствора сег-нетовой соли, 10 мл 5%-ного раствора едкого натра, 10 мл 5%-ного раствора персульфата аммония, 10 ал 1%-ного раствора дмкетилглмоксима в 5%-ном растворе едкого ватра. Через 5 мин. добавляют 20 мл 10%-ного раствора трилона Б и доливают до меткм 5%-ным раствором едкого натра. Йеремешивают и через 5-7 минут измеряют оптическую плотнооть растворов на фотоколориматре ФЭК-Н с синим светофильтром или на Ф0КН-57 со светофильтром )ё 3 в кювете о толщиной слоя 30 мм.

При концентрации никеля от 30 до 200 мкг в объеме 100 мл оптическую плотность растворов измеряют в кювете с толщиной слоя 10мм. В этом случае для построения графика берут 1,5; 2,0; 3,0; 5,0, 7,0; 10,0 мл стандартного раствора Б, содержащего 20 мкг никеля в I мл (30, 40, 60, 100, 140, 200 мкг нмкеля).

Для приготовления нулевого раотвора берут вое реактивы (включая я дияетилгдиоксим) в том же объеме.

Вычисление j^sj^raTOB^ana лм в а. Содержание никеля в исследуемом материале вычисляют по формуле:

где: X - количество никеля, найдеаное по калибровочному графику, мкг;

О - общий объем испытуемого раствора, мд;

А - объем аликвотной части раствора, взятой для опре-

деления, мл; Н - навоска, г.

9