Z. Anal. Chem. 249, 177--178 (1970) 177

Extraktiv-photometrische Bestimmung yon Titan in Aluminium und Aluminiumlegierungen mit 4,4'-Diantipyrylmethan

ANDREAS HOFER und RUDOLF H1~IDINGER

Hauptlaboratorium der 0sterreichische Stickstoffwerke A. G. Linz a. d. Donau

Eingegangen am 10. Juli 1969

Extractive-Photometric Determination of Titanium in Aluminium and Aluminium Alloys with 4,4'-Diantipyryl- methane (DAPM). The use of DAPM as a spectrophotometrie reagent for the determination of titanium in aluminium and alumininm alloys was investigated. To the solution, 0.5 57 in hydrochloric acid, a 2~ solution of DAPM in 0.5 bT hydrochloric acid is added to form the yellow complex of titanium(IV) with DAPM. The addition of 200/0 solution of tin(II)chloride in 0.5 57 hydrochloric acid yields a yellow precipitate, which is extracted by chloroform. The absorbance of the extract is measured at 390 nm. 0.01--0.1~ of t i tanium have been determined in pure ahiminium and A1-Mg-Zn alloys by the method suggested (standard deviation • to 0.0008o/o).

Zusammen/assung. Die Verwendbarkeit von Diantipyrylmethan (DAPM) als spektrophotometrisches Reagens fiir die Bestimmung von Titan in Aluminium und Aluminiumlegierungen wurde untersueht. Zur ProbelSsung, die etwa 0,5 57 an Salzs~ure sein sell, gibt man 2~ DAPM-LSsung in 0,5 57 Salzsiiure, wobei sich der gelbe Titan(IV)-Komplex bfldet. Durch Zusatz einer 20~ LSsung yon Zirm(II)chlorid in 0,5 57 Salzsi~ure ent- steht ein gelber 57iederschlag, der mit Chloroform ausgeschiittelt wird. Die Extinktion des Extraktes wird bei 390 nm gemessen. 0,01--0,1~ Titan wurden nach der vorgeschlagenen Methode in Rein-Aluminium und A1-Mg-Zn-Legierungen bestimmt (Standardabweichung •

PodSajnova u. Dolgorev [4] beschreiben eine inter- essante Variante der spektralphotometrischen Be- stimmung geringer Mengen Titan mit DAPB~ als Reagens. Die Autoren setzen das komplexe Kation -- [Ti(DAPN[)3]~+ -- in salzsaurer LSsung mit Zinn(II)- chlorid um und erhalten einen gelben 57iederschlag, der gut in Chloroform lSslich ist. Das Absorptions- maximum der ChloroformlSsung des Komplexes liegt bei 390 nm und stimmt mit dem der w~Brigen LSsung des Ti(IV)-DAPM-Komplexes fiberein. Der molare Extinktionskoeffizient betr igt 68000, w~hrend fiir die w~r ige LSsung des Ti(IV)-DAPM-Komplexes ein Extinktionskoeffizient yon nur 13000 angegeben wird [2]. Als Anwendungsbeispiel der Methode ffihren PodSajnova u. Dolgorev [4] die Bestimmung yon Titan in Stahl an.

Wir versuchten, diese empfmdliche Methode, die naeh den Angaben der Autoren [4] die Erfassung yon 0,01 ~g Ti(IV)/ml gestattet, zur Bestimmung yon Titan in Reinalumininm uad Aluminiumlegierungen einzusetzen und arbeiteten das Verfahren zun~chst unter Verwendung yon ModeUSsungen, die allen in der sparer angeffihrten Arbeitsvorschrift beschriebe- nen Operationen zur Tren~ung und Bestimmung yon

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Titan unterzogen wurden, nach. Das den Modell- 16sungen in Mengen yon 5--50 ~g zugesetzte Titan koImte quantitativ wiedergefunden werden.

Die Brauchbarkeit der im folgenden vorgeschla- genen Arbeitsweise priiften wir an Hand der Analy- senkontrollprobe Nr. 300 und Nr. 304 der Bundes- anstalt fiir Materialpriifung (1 Berlin 45, Unter den Eichen 87). Die Zusammenstellung der Resultate in Tab. 1 zeigt, dal~ die in unserem Laboratorium yon verschiedenen BearbeRem erhaltenen Werte gut mit den Sollgehalten iibereinstimmen. Wie aus Tab. 1 welter hervorgeht, sind aul~er Aluminium die Ele- mente Si (50), Fe (30), Mn (50), Cu (90), Zn (400), Mg (250), Pb (20), Cr (20), Sn (3) und Ni (2) aueh in mehrfaohen Uberschiissen -- in Klammer gesetzt -- ohne EinfluB auf die Bestimmung.

Aus je neun unabhRugigen Einzelbestimmungen ergaben sich fiir die Analysenkontrollproben Nr. 300 mid 57r. 304 Mittelwerte und absolute Standard- abweichungen yon 0,0126~ Ti 4- 0,0008 beziehungs- weise 0,01420/o Ti =k 0,0004.

Die Analyse zweier Ahimininm-Magnesinmlegie- rungen der Vereinigte Metallwerke Ranshofen- Berndorf A.G. mit bekarmten Titangehalten brachte

178 A. Hofer und R. Heidinger: Extraktiv-photometrische Bestimmung von Titan

Tabelle 1

Probe Zusammensetzung ~ Ti gefunden

% %

Nr. 300

Nr. 304

0,14 Si 2,63 Mg 0,012 0,012 0,018 Mn 0,014 Pb 0,0135 0,012 0,0198 Fe 0,216 Cr 0,012 0,0117 0,040 Cu 0,012 Ti 0,012 0,0117 0,128 Zn

0,50 Si 0,19 Pb 0,014 0,0142 0,53 Mn 0,168 Cr 0,0145 0,015 0,338 Fe 0,024 Ni 0,014 0,0147 0,96 Cu 0,035 Sn 4,82 Zn 0,014 Ti 2,43 l~Ig

0,0135 0,0132 0,0132 0,0132

0,014 0,0142 0,0135

Tabelle 2

Probe Zusammensetzung ~ Ti gefunden

I~r. % %

11 0,18 Si 3,00 Mg 0,12 0,117 0,12 A/8485 0,26 Mn 0,002 Be

0,16 Fe 0,12 Ti

M21/ 0,58 Si 5,96 Mg 0,019 0,0185 0,019 8509 0,50 Mn 0,003 Be

0,60 1% 0,02 Ti

ebenfal ls m i t den So]lgehal ten gu t i i be re ins t immende Wer te , wie aus der Gegenf ibers te l lung in T a b . 2 zu e n t n e h m e n ist .

Als Ergebn i s dieser Un te r suohung konn te gezeigt werden, dal~ die yon PodSa jnova u. Dolgorev [4] ffir die spek t r a lpho tome t r i s che B e s t i m m u n g yon T i t a n in St/i.hlon vorgeschlagene Arbe i t sweise aueh zur Er - m i t t l u n g der T i t angeha l t e y o n R e i n a l u m i n i u m u n d Alumin inm-Magnes ium-Zink leg ie rungen gee ignet ist . Das Ver fahren i s t don be i Ginsberg [1] empfo ldenen s p e k t r o p h o t o m e t r i s e h e n Methoden zur B e s t i m m u n g y o n T i t a n in R e i n a l u m i n i u m u n d Alumininmleg ie - rungen sowohl in bezug a u f d ie Rieh~igkei t [3] als aueh h ins icht l ieh des Ze i tbedar fes ebenbfir t ig .

Arbeitsvorschrift

A pparate Spektralphotometer Beckman Modell DU.

Reagentien Salzsdure. 0,5 und 2 N.

Zinn(II)-chloridl6sung. Man 15st 100 g SnCla. 2HaO in 400 ml 0,5 N Salzsgure. Diese LSsung ist nicht bcstEndig und ist daher vor Verwendung stets frisch herzustellen.

d,4'-Diantlpyrylmethanl6sung. Man 15st 2 g der Verbindung in 100 ml 0,5 N Salzsgure. Das Reagens kann yon Aldrich Chemical Comp. (Milwaukee, Wis., USA) bezogen werden.

Titan(IV)-Standardl6sung. 1 mg/ml. Man schliel~t 0,834 g p.a. TiO~ in einem Platintiegel mit 20 g Kaliumpyrosuffat auf und 15st die Schmelze nach dem Abkfihlen in 200 ml heil~er Schwefels~ure (i -/- 9). Die LSsung wird bei Raum- temperatur mi~ der gleichen S~ure auf 500 ml verdiinnt. Unmittelbar vor Gebrauch stellt man durch Verdiinnen der StammlSsung mit desk Wasser eine Titan(lV)-MefllSsung mit 20 [zg Ti(IV)/ml her.

Chloro/orm, frisch destilliert.

A us/i~hrung

Man bringt 1,0000 g der Probe in ein 250 ml-Becherglas, setzt 20 ml Salzsgurc (1 + 1) zu, bedeckt mit einem Uhrglas trod 15st unter leiehtem Erws Die LSsung wird mit desk Wasser in einen 100 ml-MeBkolben gespiilt und bei Raumtemperatur zur Marke aufgefiillt. Ein aliquoter Tell dieser Auffiillung, der zwischen 10 und 40 ~g Ti enthalten soll, wird in ein 250 ml-Becherglas pipettiert und auf dem Sandbad zur Trockne gebracht. Der Rfickstand wird mit 6 ml 2 N Salzsgure aufgenommen und die LSsung mit wenig desk Wasser in einen 100 ml-Scheidetrichter iibergespiilt. Man verdfinnt die LSsung im Scheidetrichter mit dest. Wasser auf 25 ml und stellt damit eine Salzsgurekonzentra- tion yon 0,5 1~ ein. Nach Zugabe yon 5 ml Reagensl6sung li~flt man 1 h reagieren. AnschlieBend werden 20 ml Zinn(II)- chloridi6sung zugesetzg und die L6sung kurz durchgeschiit- felt. l~un extrahiert man 1 rain mit 20,0 ml Chloroform und l~Bt naoh Trennung der Schichten die untere organische Schicht durch ein troekenes Filter in ein trockenes 50 ml- Becherglas ab. Die Extinkgion des Extraktes wird sofort bei 390 nm in einer 10 mm-Kiivette gegen den Reagentien- blindwert als VergleichslSsung gemessen. Die quantitative Auswertung mffolgt an Hand einer Eichkurve, die im Bereieh yon 0--50 [~g Ti(IV) 20 ml analog erstellt wird.

Herrn Dr. F. Ebeneder danken wit fiir die kritische Prfi- lung dieser Arbeit, der Direktion der 0sterreichlsche Stick- s~offwerke A.G. fiir die Erlaubnis zur VerSffentliehung und Herrn Robert Wirth fiir die sorgf~ltige Durchfiihrung yon Kontrollanalysen.

Literatur 1. Ginsberg, H.: Leichtmetallanalyse, S. 103, 171. Berlin:

W. de Gruyter & Co. 1965. 2. Jeffery, P. G., and G. R. E. C. Gregory: Analyst 90, 177

(1965); vgL diese Z. 220, 449 (1966). 3. Leithe, W.: Analytische Chemie in der industriellen

Praxis, S. 35. Frankfurt a.M.: Akad. Verlagsges. 1964. 4. PodSajnova, V.I~., u. A.V. Dolgorev: 6. Anal. Chim.

20, 1059 (1965).

Ing. Andreas Hofer und Rudolf Heidinger Hauptlaboratorium der 0sterr. Stickstoffwerko A,G. A-4020 Linz, Postfach 296, 0sterreich