一种硫酸氧钒中五价钒的测定方法

摘要

本发明提供了一种硫酸氧钒中五价钒的测定方法。所述方法包括依次进行的以下步骤：将硫酸氧钒的样品放入可具塞的容器中；向所述容器中加入样品分解酸和碘化钾以形成溶液体系，并控制所述溶液体系的pH值为2～3，其中，所述样品分解酸能够完全分解样品并且不改变样品中五价钒离子的价态；向所述容器中加入氟化物掩蔽剂以络合杂质金属离子；向所述容器中加入冰乙酸以将所述容器中试液的pH调节为3.5～4；给所述容器具塞，并置于暗处预定时间；以淀粉溶液作为指示剂，并采用硫代硫酸钠标准滴定溶液进行滴定，以所述试液紫色消失作为滴定终点，得到样品中五价钒的含量。本发明的测定方法具有快速、简便、准确、操作性强等优点。

说明书

技术领域

本发明属于化学分析技术领域，更具体地讲，涉及一种测定硫酸氧钒中 的五价钒的方法。

背景技术

通常，硫酸氧钒又称为硫酸钒酰、硫酸钒，其分子式为：VOSO₄.nH₂O， 分子量为：163.0(以无水物计)，其物化性能为：兰色结晶，含有结晶水， 可多达50％，易溶于水。目前，硫酸氧钒是工业生产钒电池(VRB)的最重 要原料。此外，硫酸氧钒在化工和医学上也有着广泛的用途，其中，在工业 上主要用作染织行业的媒染剂，如用作玻璃和陶瓷的着色剂；在化工行业主 要用作催化剂，在能源材料行业主要用作全钒液流电池的电解液；在医药上 硫酸氧钒可以促进蛋白质的合成和帮助输送营养，如输送氨基酸和葡萄糖进 行进入肌细胞，增大肌细胞体积，同时有近似于胰岛素的功能，对糖尿病存 在药用效果。

随着我国化工行业、能源工业及制药业的发展，硫酸氧钒的需求量逐年 增大。在产品供应的指标中，对硫酸氧钒产品中的五价钒含量做了要求，要 求≤0.5％。在现有技术中，关于五价钒的测定主要是对高含量钒氧化物中五价 钒含量的测定方法，如还原性钒氧化物、碳还原后的氧化钒、钒电解液等样 品中不同价态钒的测定，测定方法采用硫酸亚铁铵滴定法和电位滴定法，并 不能适用于硫酸氧钒中五价钒的分析和测定。

另外，文献“硫酸钒酰中五价钒的分离测定”(黄宝贵、韩书超.[J].湖南 冶金.1997，(6)：54～56.)介绍了BPHA-CHCl₃萃取分离分光光度法测定硫酸 氧钒中的五价钒，但该方法操作烦琐，使用了有机萃取剂，不仅成本高，且 分析效率低。

另外，由于硫酸氧钒根据其制备工艺的不同，钒的物相除了以大量的四 价钒存在外，还可能存在三价钒和五价钒，所以准确测定硫酸氧钒中的五价 钒是物相分析，而且难度较大。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于解决至少上述问题中的至 少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种能够测定含有确定量的三价钒和 五价钒的硫酸氧钒样品中的五价钒含量。

本发明提供一种硫酸氧钒中五价钒的测定方法，所述方法包括依次进行 的以下步骤：将硫酸氧钒的样品放入可具塞的容器中；向所述容器中加入样 品分解酸和碘化钾以形成溶液体系，并控制所述溶液体系的pH值为2～3， 其中，所述样品分解酸能够完全分解样品并且不改变样品中五价钒离子的价 态；向所述容器中加入氟化物掩蔽剂以络合杂质金属离子；向所述容器中加 入冰乙酸以将所述容器中试液的pH调节为3.5～4；给所述容器具塞，并置 于暗处预定时间；以淀粉溶液作为指示剂，并采用硫代硫酸钠标准滴定溶液 进行滴定，以所述试液紫色消失作为滴定终点，得到样品中五价钒的含量。

在本发明的示例性实施例中，所述氟化物掩蔽剂为氟化氢铵或氟化钾。

在本发明的示例性实施例中，所述预定时间为10min～30min。

在本发明的示例性实施例中，所述样品的放入量不小于1.0g。

在本发明的示例性实施例中，所述样品分解酸为硫酸的水溶液。

在本发明的示例性实施例中，所述杂质金属离子包括Fe³⁺、As⁵⁺、Sb⁵⁺。

在本发明的示例性实施例中，所述硫酸氧钒的样品中含有确定量的五价 钒离子和三价钒离子。

与现有技术相比，本发明的测定方法具有快速、简便、准确、操作性强 等优点。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的硫酸氧钒中五价钒 的测定方法。

在本发明的一个示例性实施例中，硫酸氧钒中五价钒的测定方法包括依 次进行的以下步骤：

将硫酸氧钒的样品放入可具塞的容器中；向所述容器中加入能够完全分 解样品并且不改变样品中五价钒离子的价态的样品分解酸(例如，硫酸的水 溶液)，以将所述容器中溶液的pH值控制为2～3；向所述容器中加入碘化钾， 使五价钒与碘化钾发生反应生成碘单质；向所述容器中加入氟化物掩蔽剂以 络合杂质金属离子；向所述容器中加入冰乙酸以将所述容器中溶液的pH调 节为3.5～4，并且能够起到缓冲作用；给所述容器具塞，并置于暗处预定时 间；以淀粉溶液作为指示剂，并采用硫代硫酸钠标准滴定溶液进行滴定，以 所述试液紫色消失作为滴定终点，得到样品中五价钒的含量。这里，所述样 品分解酸和碘化钾的可以不分次序加入所述容器中。

本示例的主要反应原理为：即，五价钒与碘离子发生反应，生成碘单质，通过硫代硫酸钠滴定碘单质来 换算为五价钒的量。在本示例中，样品中含有少量的三价钒元素，样品中的 三价钒在加入酸分解的过程中优先被反应体系中的氧气(例如，样品分解酸 中夹带的氧气)氧化，氧气的氧化还原标准电位为1.23，五价钒的标准氧化 还原电位为0.999，加上反应体系中存在大量的碘化钾，所以三价钒不会与五 价钒发生反应。此外，加入冰乙酸以将试液的pH至调节为3.5～4，能够使 试液中的硫代硫酸钠与碘完全并彻底地反应。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述氟化物掩蔽剂可以为氟化氢铵 或氟化钾。但本发明不限于此，只要能够络合样品中的诸如Fe³⁺、As⁵⁺、Sb⁵⁺等杂质金属离子氟化物掩蔽剂均可。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述预定时间优选为10min～ 30min。但本发明不限于此，只要能够使五价钒与碘化钾充分反应即可。

在本发明的另一个示例性实施例中，样品的加入量可根据其中五价钒含 量的高低选择，如果样品中的五价钒含量较低，则其加入量可适当增大。例 如，通常情况下，样品的放入量优选地不小于1.0g。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述样品分解酸为硫酸水溶液。例 如，所述硫酸水溶液中，硫酸与水的体积比可以为1∶100。然而，本发明不 限于此，只要能够分解样品并且不改变样品中五价钒离子的价态的硫酸水溶 液均可作为样品分解酸，并且通过调节其加入量即可将所述容器中溶液的pH 值为2～3，从而为五价钒与碘离子的反应提供合适的酸度范围。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述硫酸氧钒中五价钒的测定方法 也可采用如下的方式来实现：

A、称取适量待测样品，试样量可根据五价钒含量的高低选择，通常不 小于1.0g，于可以具塞的分析器具中，如碘量瓶；

B、向待测样品中加入30～50mL样品分解酸，0.5～3.0g碘化钾，加入 0.3～1.0g氟化氢铵或氟化钾，再加入5.0～10.0mL冰乙酸，使试液pH稳定 在3.5～4，摇匀。给分析器具具塞，置于暗处以使五价钒与碘化钾充分反应， 例如，反应时间可以为10min～30min。例如，样品分解酸可以为低浓度硫酸 溶液，例如，其中硫酸与水的体积比可以为1∶100。

C、从暗处取出，加入3～5mL淀粉指示剂(10g/L)适量淀粉溶液作为 指示剂，用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至溶液的紫色消失为终点。

这里，包括碘化钾、硫酸、氟化氢铵或氟化钾、冰乙酸在内的所有试剂 的纯度级别为分析纯以上。

在本示例性实施例中，加入的氟化物掩蔽剂可与诸如Fe³⁺、As⁵⁺、Sb⁵⁺等杂质金属离子发生络合反应，从而避免高价的这些杂质金属离子与碘化钾 反应；冰乙酸的加入可调节溶液的pH在3.5～4之间，而且冰乙酸还具有缓 冲作用，可稳定试液pH。

以下，通过对具体示例的描述来充分说明本发明的示例性实施例，并且 本发明并不限于这些示例。

示例1

称取2.000g的1#硫酸氧钒样品并放入300mL碘量瓶中，加入0.8g碘化 钾，加入预定量的硫酸溶液(其中硫酸与水的体积比为1∶100)以在碘量瓶 中形成pH为2的溶液，摇动使样品分解完全，加入0.5g氟化氢铵，6.0mL 冰乙酸，摇匀，盖上碘量瓶的塞子，暗处放置20min。取出，加入3mL淀粉 指示剂(10g/L)用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至紫色消失。

表1示出了采用示例1对1#硫酸氧钒样品进行8次测定后的结果。

表1 1#硫酸氧钒样品中五价钒测定结果

示例2

称取3.000g的2#硫酸氧钒样品并放入300mL碘量瓶中，加入1.5g碘化 钾，加入预定量的硫酸溶液(其中硫酸与水的体积比为2∶100)以在碘量瓶 中形成pH为2.5的溶液，加入1.0g氟化钾，8.0mL冰乙酸，摇匀，盖上碘 量瓶的塞子，暗处放置10min。取出，加入5mL淀粉指示剂(10g/L)用硫代 硫酸钠标准滴定溶液滴定至紫色消失。

表2示出了采用示例2对2#硫酸氧钒样品进行8次测定后的结果。

表2 1#硫酸氧钒样品中五价钒测定结果

示例3

称取5.000g试样于300mL碘量瓶中，加入2.0g碘化钾，加入预定量的 硫酸溶液(其中硫酸与水的体积比为1∶5)以在碘量瓶中形成pH为3的溶 液，摇动使样品分解完全，加入1.0g氟化氢铵，10.0mL冰乙酸，摇匀，盖 上碘量瓶的塞子，暗处放置10min。取出，加入3mL淀粉指示剂(10g/L)用 硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至紫色消失。

表3示出了采用示例3对3#硫酸氧钒样品进行8次测定后的结果。

表3 3#硫酸氧钒样品中五价钒测定结果

在上述示例1-3中，硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度为0.02mol/L。

从表1～3可以看出，采用本发明的测定方法可对硫酸氧钒中的五价钒含 量进行测定，且测定结果重现性好，方法稳定性高。

此外，采用以上示例1～3进行五价钒标准溶液的加标回收试验，得到五 价钒的回收率均在98.9～102％之间，证明本发明的方法具有较高的准确度， 能够满足相分析要求。

综上所述，本发明的方法能够用于硫酸氧钒中五价钒的测定，测定下限 可达到0.01％，相对标准偏差(n＝8，RSD％＜2％)，五价钒的加标回收率在 98.9％～102％之间。因此，本发明的测定方法具有快速、简便、准确、操作 性强等优点。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人 员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例 进行各种修改。