Определение хлоридов, бромидов и фторидов при их совместном присутствии в ионопроводящем электролите

Разработаны методики определения хлоридов, бромидов и фторидов при их совместном присутствии в твердых электролитах двух типов, которые различаются по составу матрицы: электролиты первого типа содержат литий, второго — литий и алюминий. Бромиды определяют методом йодометрического титрования избытка йодата калия после их окисления до свободного брома; фториды — гравиметрически в виде фторида-хлорида свинца, при этом мешающее влияние алюминия устраняют его осаждением в виде гидроксида после сплавления с карбонатами калия и натрия, и методом потенциометрического титрования раствором нитрата лантана с фторидным ионоселективным электродом. Отсутствие влияния алюминия на результат определения фтора установлено методом «введено-найдено». Хлориды определяют расчетным методом по разности результатов определения суммы хлоридов и бромидов методом меркурометрического титрования и бромидов. Найдены оптимальные условия подготовки и анализа проб. Границы относительной суммарной погрешности определения бромидов в диапазоне содержаний от 28,0 до 41,0 % составляют ±2,1 %, хлоридов (8,0 – 15,0 %) — ±3,6 %, фторидов (3,0 – 7,0 %) — ±3,4 % гравиметрическим методом и ±1,5 % при их определении методом потенциометрического титрования в диапазоне массовых долей от 5,0 до 8,0 %. Разработанные методики аттестованы метрологической службой предприятия для контроля химического состава ионопроводящего электролита, не требуют наличия дорогостоящего оборудования и могут быть использованы в заводских лабораториях.

1. Tingting Yang, Long Cai, White R. E. Mathematical modeling of the LiAl/FeS2 high temperature battery system / J. Power Sources. 2012. Vol. 201. P. 322 – 331. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2011.11.006

2. Syozo Fujiwara, Minoru Inaba, Akimasa Tasaka. New molten salt systems for high temperature molten salt batteries: Ternary and quaternary molten salt systems based on LiF — LiCl, LiF – LiBr, and LiCl – LiBr / J. Power Sources. 2011. Vol. 196. N 8. P. 4012 – 4018. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2010.12.009

3. Морачевский А. Г., Попович А. А., Демидов А. И. Применение лития, его сплавов и соединений в химических источниках тока (к 25-летию начала производства литий-ионных аккумуляторов) / Науч.-техн. ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2016. № 1(238). С. 65 – 79. DOI: 10.5862/jest.238.7

4. Syozo Fujiwara, Fumio Kato, Syouichiro Watanabe, et al. New iodide-based molten salt systems for high temperature molten salt batteries / J. Power Sources. 2009. Vol. 194. N 2. P. 1180 – 1183. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2009.06.063

5. Бебешко Г. И., Карпов Ю. А. Современные методы определения хлора в неорганических веществах (обзор) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 11. С. 3 – 11.

6. Бебешко Г. И., Карпов Ю. А. Современные методы определения фтора в неорганических веществах (обзор) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 10. С. 3 – 8.

7. Карамова А. М., Казбулатова Г. М., Мичурин С. В., Захарова А. Г. Фотометрический метод определения фтора в горных породах посредством образования ализаринкомплексоната фторида лантана / Башкирский хим. журн. 2019. Т. 26. № 1. С. 42 – 47. DOI: 10.17122/bcj-2019-1-42-47

8. Охлопков А. С., Зорин А. Д., Занозина В. Ф., Гаязова И. Н. Рентгенофлуоресцентный метод определения хлорорганических соединений в нефти / Мир нефтепродуктов. Вестн. нефтяных компаний. 2005. № 3. С. 10 – 12.

9. Кузьмина Т. Г., Ромашова Т. В., Тронева М. А., Хохлова И. В. Опыт определения фтора в горных породах рентгенофлуоресцентным методом / Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 8. С. 690 – 694. DOI: 10.31857/S004445022308011X

10. Пат. 2772103 С1 РФ. Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в солевых фторидных системах методом рентгенофлуоресцентного анализа / Абрамов А. В., Половов И. Б. — № 2021122502; заявл. 26.02.2020, опубл. 28.07.2021.

11. Уильямс У. Дж. Определение анионов. — М.: Химия, 1982. — 622 с.

12. Гиллебранд Г. Э., Лендель Г. А., Брайт Г. А., Кофман Д. И. Практическое руководство по неорганическому анализу. — М.: Гос. научно-технич. изд-во химической литературы, 1957. — 1016 с.

13. Фрумина Н. С., Лисенко Н. Ф., Чернова М. А. Хлор. — М.: Наука, 1983. — 200 с.

14. Полосухина М. А., Калякина О. П., Качин С. В. Оптимизация условий пробоподготовки нефти для определения хлорид-ионов методом ионной хроматографии / Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2021. № 10. С. 120 – 124.

15. Чжан Ш. Определение хлора, брома, фтора в полифторированных органических соединениях / Материалы 56-й международной научной студенческой конференции. Секция Химия. — Новосибирск, 2018. С. 19.

16. Муравьева И. В., Бебешко Г. И. Ионометрическое определение хлоридов и фторидов в нефтегазоносных сточных водах / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88. № 7. С. 8 – 14. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-7-8-14

17. Kamal Shaiyad Miya, Vinay Kumar Jha. Determination of fluoride in various sample using a fluoride selective electrode / J. Anal. Sci., Methods Instrum. 2020. Vol. 10. N 4. P. 97 – 103. DOI: 10.4236/jasmi.2020.104007

18. Школьников Е. В. Потенциометрическое определение хлорид-ионов с применением стеклянных Ag-ИСЭ в сильнокислых водных средах / Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2023. № 243. С. 321 – 331.

19. Полянский Н. Г. Аналитическая химия брома. — М.: Наука, 1980. — 248 с.

20. Кольтгоф И. М., Белчер Р., Стенгер В. А., Матсуяма Дж. Объемный анализ. Т. 3. — М.: Гос. науч.-техн. изд-во химической литературы, 1961. — 840 с.

21. Филатова Д. Г., Чижов А. С., Румянцева М. Н. Определение состава нанокомпозитов CsPbBr2X (X = Cl, I) методом рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88. № 4. С. 5 – 9. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-4-5-9

22. Naoko Tanaka, Hiroshi Kinoshita, Mostofa Jamal, et al. Detection of chlorine and bromine in free liquid from the sphenoid sinusas an indicator of seawater drowning / Leg. Med. 2015. Vol. 17. N 5. P. 299 – 303. DOI: 10.1016/j.legalmed.2015.08.005

23. Andersson M., Olin A. Determination of bromine, chlorine, sulphur and phosphorus in peat by X-ray fluorescence spectrometry combined with single-element and multi-element standard addition / Talanta. 1990. Vol. 37. N 2. P. 185 – 191. DOI: 10.1016/0039-9140(90)80021-7

24. Справочник химика. — М., Л.: Химия, 1964. Т. 3. — 1006 с.

25. Пат. 2715225 РФ. Способ количественного определения галогенидов лития в литиевом электролите для тепловых химических источников тока / Жогова К. Б., Вахнина О. В., Конопкина И. А. и др. — № 2019129222; заявл. 16.09.2019, опубл. 26.02.2020.

26. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М.: Химия, 1996. — 478 с.

27. РМГ 61–2010. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. — М.: Стандартинформ, 2012. — 59 с.