Алкалиметрические методы

Германиевая кислота очень слабая, и ее прямое алкалиметрическое титрование оказывается невозможным. При введении в раствор двуокиси германия многоатомного спирта образуется комплексная одноосновная кислота, а при введении о-дифенола – двухосновная. Эти комплексные кислоты значительно сильнее германиевой кислоты и легко титруются щелочью. Точка эквивалентности может быть установлена потенциометрически или с помощью цветного индикатора. В других алкалиметрических методах используется гидролиз гексафторгерманатов или растворение в избытке щелочи осадков германомолибдатов слабых органических оснований с оттитровыванием этого избытка кислотой.

Методы осаждения

В среде амфипротных растворителей (кетоны) гексафторгерманиевая кислота титруется растворами азотсодержащих органических оснований в тех же растворителях с образованием малорастворимых гексафторгерманатов. Точка эквивалентности может быть установлена потенциометрически. Для титрования пригодны пиридин, хинолин, 8-оксихинолин, производные пиразолона – диантипирилметан, 4-аминоантипирин, диметиламиноантипирин.

Оксидиметрические методы.

Для прямого оксидиметрического определения германия используют восстановительные свойства Ge(II). В косвенных методах германий переводят в соединения, которые затем либо окисляются с расходом стехиометрического количества соответствующего реактива, либо способны выделить свободный йод в эквивалентном германию количестве. Достаточно широко в практике анализа применяются методы прямого и непрямого йодометрического определения, а также ванадатометрическое определение.

Комплексонометрические методы

Косвенное комплексонометрическое определение

Образование осадка германотартрата бария используется для косвенного комплексонометрического определения германия.

Осадок германотартрата растворяют в соляной кислоте (1:1), в аликвотной части раствора определяют барий титрованием 0,005-0,01н раствора комплексона III при pH 10 (аммиачный буфер) в присутствие эриохрома черного Т.

В другом косвенном комплексонометрическом методе германий предварительно выделяют в виде осадка германомолибдата хинолина, в котором определяют молибден. Осадок растворяют в аммиаке, удаляют его избыток кипячением, восстанавливают Mo(VI) до Mo(V)сульфатом гидразина в сернокислой среде и при pH 4,5-5 добавляют раствор ЭДТА в избытке, который оттитровывают раствором сернокислой меди в присутствие пиридилазонафтола.

Методы длительны и точность их напрямую зависит от условий выделения осадков соединений германия.

Комплексометрическое титрование германия растворами полиоксисоединений

Образование растворимого тридифенолгерманиевого комплекса может быть использовано для прямого титриметрического определения германия. В качестве металлохромного индикатора должен использоваться реактив, дающий окрашенный, но менее прочный комплекс с германием, нежели чем ортодифенол. Предложено титрование германия (IV) раствором пирогаллола в присутствии 1,5-ди-(2-окси-5-сульфофенил)-С-цианформазана при оптимальном значении pH, равном 8.

Определению германия по данной методике мешают многие элементы, которые реагируют либо с формазаном, либо с пирогаллолом. Заменить пирогаллол пирокатехином нельзя из-за быстрого восстановления формазана. Более удовлетворительные результаты, по-видимому, мог бы дать тайрон.

Предложено прямое титрование раствора двуокиси германия раствором маннита в присутствии фосфатного буфера при pH 8. в качестве металлохромного индикатора также используется формазан. Точка эквивалентности наблюдается при молярном отношении двуокиси германия к манниту 1:10. так как в комплексе германия с маннитом это соотношение составляет 1:2 и комплекс относительно мало прочен, то в действительности происходит постепенное подавление избытком маннита диссоциации комплекса, которое наступает приблизительно при десятикратной по отношению к германию концентрации титранта. Вследствие этого изменение окраски в точке эквивалентности нерезкое.

Комплексонометрическое определение с помощью этилендиаминтетрауксусной кислоты.

В холодных растворах германий (IV) очень медленно реагирует с ЭДТА. Нагревание способствует существенному повышению скорости протекания данного процесса, который при температуре кипения заканчивается в течение 7-10 минут. Для полного связывания германия в комплексонат необходим не менее чем 2-2,5 кратный избыток ЭДТА, вследствие чего прямое комплексонометрическое титрование оказывается невозможным.

Этилендиаминтетраацетатный комплекс германия достаточно прочен, так что после связывания германия избыток ЭДТА можно оттитровать в аммиачном или кислом растворах солью двух-, трех- или четырехвалентного металла при подходящем металлохромном индикаторе. Оптимальная концентрация кислоты для образования комплекса с ЭДТА составляет порядка 0,02-0,05н. Метод пригоден для определения германия в достаточно широком диапазоне его концентраций от 0,1 до 250мг в 50мл раствора.

Присутствие в анализируемом растворе до 3моль/л хлорида натрия не влияет на полноту связывания германия в комплексонат. Степень помех, вызываемых значительными концентрациями хлоридов в растворе при титровании избытка ЭДТА, определяется тем, соль какого металла применяется при этом. При титровании солями цинка и магния допустимо содержание хлоридов в растворе до 0,6моль/л, солью висмута – не более 0,02моль/л, а при титровании солью циркония допустима концентрация растворимых хлоридов более 1моль/л. Боле того, в присутствии хлоридов изменение окраски металлохромного индикатора в точке эквивалентности при титровании солями циркония более четкое.

В качестве титрантов избытка ЭДТА в аммиачной среде хорошие результаты дает раствор сульфата цинка в присутствии эриохрома черного Т, при титровании в кислой среде – солянокислый раствор хлорокиси циркония в присутствии ксиленолового оранжевого.

При титровании избытка ЭДТА солью цинка определению германия не мешает более 100мг мышьяка, до 10мг сурьмы и до 15мг молибдена; мешают магний, щелочноземельные и все тяжелые и цветные металлы, реагирующие с ЭДТА в слабокислой или щелочной среде. При титровании избытка ЭДТА солью циркония определению не мешают магний, щелочноземельные металлы, алюминий, цинк, свинец и многие другие двух- и трехвалентные металлы. Не мешают до 100мг мышьяка, 50мг сурьмы и 15мг молибдена. Железо и олово мешают определению германия в обоих указанных случаях. Определять германий при помощи этого метода можно как после отделения его как экстракцией, так и дистилляцией тетрахлорида.

Концентрацию раствора ЭДТА сообразуют с предполагаемым количеством германия: 25мл 0,005М раствора для 0,1-3,5мг германия; 50мл 0,01М раствора для 2-15мг и 50мл 0,1М раствора для 15-220мг.

Стандартное отклонение при определении германия с использованием данного метода не превышает 1% при количестве германия в исследуемой пробе 15-20мг, пр и0,2-2мг германия оно может достигать 5%.статистическая обработка результатов определения германия комплексонометрическим и алкалиметрическим пирокатехиновым методом показывает, что указанные методы имеют практически одинаковую точность.