4. Тигель закрывают платиновой крышкой и помещают в холодную муфельную печь, на дно которой предварительно кладут асбест. Сплавливают при температуре . До полного плавления требуется примерно 1,5-2 часа с начала нагрева муфельной печи.
5. По окончанию плавления вынимают раскаленный тигель из печи щипцами с платиновым наконечниками и ставят на чистый лист асбеста около муфеля. Закрывают тигель крышкой и оставляют на 5-6 минут для охлаждения. Затем тигель снова ставят в накаленную печь, но держат его в ней не больше 1 минуты, чтобы расплавить застывшую массу только у стенок тигля. Такое кратковременное нагревание и охлаждение повторяют еще два раза и после этого приступают к извлечению сплава.
6. Извлекают сплав из тигля следующим образом. Вытирают полотенцем дно и наружные стенки тигля и ставят его на чистую фарфоровую чашку с диаметром 12-14 см. Обмывают крышку над тиглем горячей водой так, чтобы покрыть сплав в тигле небольшим слоем воды. Дают 2-3 минуты тиглю постоять и затем отделяют сплав от стенок тигля круговым движением стеклянного пестика. Низко наклоняют тигель над чашкой и осторожно выливают в нее по пестику жидкость из тигля. Если сплав не выпадает из тигля, его снова обрабатывают горячей водой и стараются отделить от стенок тигля с помощью стеклянного пестика. Такую обработку проводят до тех пор, пока весь сплав не будет перенесен в фарфоровую чашку полностью.
7. После того как сплав полностью перенесен в фарфоровую чашку, приступают к разложению его соляной кислотой. Для этого закрывают чашку часовым стеклом (выпуклой стороной внутрь чашки) и, немножко приподнимая его с одной стороны, осторожно по стенке чашки приливают из мерного цилиндра 20 мл НСl удельного веса 1,19. Размешивая раствор под стеклом пестиком, следят за изменением окраски содержимого в чашке: по мере перехода карбонатов в хлориды раствор становится желтым (от хлорида железа), что служит показателем его кислой реакции.
8. Чтобы освободить тигель от остатков сплава, его обмывают несколько раз 20%-ным раствором соляной кислоты, который сливают в ту же чашку. Если сплав плохо отделяется от стенок тигля, его растворяют в тигле разведенной соляной кислотой. Однако если сплав сильно окрашен в зеленый цвет, то приливать НСl в платиновый тигель нельзя. Зеленая окраска сплава обусловлена содержанием в ней солей марганцовой кислоты, которые образуются при окислении марганца. При этом выделяется свободный хлор, который растворяет платину вследствие образования растворимой платиновохлористоводородной кислоты. Поэтому растворять интенсивно зеленый сплав в платиновом тигле следует не соляной, а азотной кислотой.
9. Если разложение сплава идет медленно, то рекомендуется поставить чашку на водяную баню и нагреванием ускорить процесс растворения. Время от времени комочки следует раздавливать стеклянным пестиком. Пестик все время должен оставаться в чашке, а чашка должна быть покрыта часовым стеклом, которое защищает раствор от разбрызгивания.
10. Изменение окраски раствора в чашке и прекращение выделения пузырьков газа служит признаком полного разложения углекислых солей. После этого снимают покровное стекло, обмывают его над чашкой дистиллированной водой и выпаривают раствор на водяной бане до состояния влажных солей и приступают к определению SiO2.
Определение SiO2
1. Прибавляют в чашку 25мл концентрированной НСl, накрывают часовым стеклом и оставляют на горячей (но не кипящей) водяной бане на 10 минут.
2. После этого в чашку прибавляют немного мацерированной бумаги и приливают 5 мл 2%-ного горячего свежеприготовленного раствора желатина. Тщательно перемешивают раствор стеклянным пестиком в одном направлении в течении 2-3 минут, прикрывают чашку стеклом и ставят на баню на 5 минут.
3. Через 5 минут в чашку приливают 30 мл горячей дистиллированной воды для растворения образовавшихся солей, дают еще постоять на горячей водяной бане 10 мин и фильтруют в коническую колбу через фильтр с белой лентой (плотный беззольный) в вытяжном шкафу.
4. Смывают остатки кремниевой кислоты на чашке 2%-ным горячим раствором НСl до исчезновения в фильтрате реакции на железо (проба с КSСN) и затем промывают осадок 2-3 кратным наполнением воронки горячей дистиллированной водой.
5. Фильтрат после выделения кремнекислоты переносят в стакан объемом 400 мл, прибавляют 5 мл HNO3 и для разрушения желатина кипятят 15-20 мин при помешивании стеклянной палочкой. После этого дают раствору в стакане охладиться, переливают в мерную колбу на 500 мл и доливают дистиллированной водой до метки. В фильтрате определяют FeO3, Al2O3, CaO, MgO, SO3, P2O5, TiO2, MnO.
6. Фильтр с осадком помещают в предварительно взвешенный платиновый тигель и ставят его в холодную муфельную печь, которая должна стоять в вытяжном шкафу. После этого печь включают в сеть. Тигли держат в печи сначала открытыми, затем прикрывают крышкой наполовину и под конец прокаливания закрывают полностью, чтобы повысить температуру нагрева. Осадок SiO2·nН2О прокаливают до постоянного веса при температуре . Гидрат двуокиси кремния отдает воду полностью только при этой температуре и поэтому прокаливание осадка при температуре является обязательным условием получения его весовой формы.
7. Прокаленный осадок SiO2 должен быть чисто белого цвета. Сплавленные комки в прокаленном осадке говорят о недостаточном промывании. Желтая окраска осадка может быть вызвана присутствием окиси титана или железа.
Если осадок после прокаливания получился черным от неполного сгорания фильтрата, его смачивают несколькими каплями воды и снова прокаливают. Первое прокаливание ведется в течение 60-90 минут, повторные 30-40 минут. После охлаждения в эксикаторе тигель взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 и вычисляют содержание SiO2 по следующей формуле
|
где а – вес осадка SiO2 в тигле в граммах;
с - вес абсолютно сухой навески в г;
к – коэффициент пересчета на прокаленную навеску, который вычисляют по формуле:
|
100 – коэффициент пересчета в проценты.
Формула записи результатов анализа.
Лабораторный номер образца | Глубина взятого образца, см | Номер платинового тигля | Вес пустого тигля, г | Вес тигля с осадком после прокаливания, г | Вес осадка SiO2 | Вес абсолютно сухой навески почвы, г | Коэффициент пересчета на прокаленную навеску | Содержание SiO2 в % на безводную прокаленную почву |
А | В | а=В-А | С | К | ||||
Реактивы: 1. НСl уд. веса 1,19. Кислота должна быть проверена на содержание железа.
2. 2%-ный раствор НСl, приготовленный из кислоты, которая на содержит железа.
3. 10%-ный раствор КSCN или NH4SCN.
4. 2%-ный раствор желатина. Берут 100 мл дистиллированной воды, нагревают до 700 и прибавляют 2 г желатина. Раствор ставят на водяную баню до полного растворения желатина, после чего его используют в работе.
5. Мацерированная бумажная масса.
Бумажную массу приготавливают следующим образом. Берут беззольные фильтры и режут их на мелкие кусочки. Нарезанную бумажную массу помещают в коническую колбу и заливают 2-3 %-ным раствором НСl. Массу с кислотой нагревают до кипения. При нагревании бумага набухает, и объем ее сильно увеличивается. Прибавляют немного дистиллированной воды и снова кипятят при помешивании до тех пор, пока вся бумага не превратится в однородную волокнистую массу. Разбавляют эту массу водой, отсасывают кислоту через воронку Бюхнера и промывают водой до нейтральной реакции фильтрата. Отфильтрованную массу переносят в колбу и разбавляют водой до такого состояния, чтобы получилась однородная белая суспензия. Перед употреблением
суспензию взбалтывают. Мацерированная бумага может храниться долго. Ею пользуются в процессе осаждения кремниевой кислоты и полуторных окислов, а также при фильтровании ВаSО4 в целях уменьшения пор фильтра.
Определение Fе2О3
1. Берут 50 мл фильтрата от кремниевой кислоты в химический стакан на 200-250 мл, нейтрализуют аммиаком или NаОН до появления мути, которую затем растворяют прибавлением 2-3 капель НСl и затем добавляют еще 10 мл 1 н. раствора НCl. Если фильтрат от SiO2 имеет рН 1.0 (проверяют на индикаторной бумаге), то нейтрализовать и прибавлять НCl не нужно.
2. Приливают в стакан с фильтратом примерно 50 мл дистиллированной воды и нагревают содержимое стакана до 60-700.
3. К горячему раствору прибавляют 1 мл сульфосалициловой кислоты и титруют 0,05 н. раствором трилона Б до перехода лилово-красноватой окраски в лимонно-желтый цвет (если в пробе много железа) или в почти в бесцветный (если железа мало).
Содержание Fе2О3 в процентах на прокаленную почву вычисляют по формуле:
|
где а – количество мл трилона Б, пошедшего на титрование;
н – нормальность трилона Б;
0,04 – граммовое значение мг-экв Fе2О3;
с – навеска абсолютно сухой почвы в г, взятая для анализа;
V – общее количество фильтрата от кремниевой кислоты, мл;
в – количество фильтрата, взятое для определения Fе2О3;
к – коэффициент пересчета на прокаленную почву;
100 – коэффициент пересчета в проценты.
Форма записи результат анализа.
Лабораторный номер образца | Глубина образца, см | Навеска абсолютно сухой почвы, г | Общее количество фильтрата, мл | Взято для определения фильтрата | Затрачено на титрование трилона Б, мл | Нормальность трилона Б | Содержание Fе2О3 в % на прокаленную почву | |
№ колбы | мл | |||||||
Реактивы: 1. 10%-ный раствор NаОН;н. раствор НСl; 3. 20%-ный раствор сульфосалицилловой;н раствора трилона Б.
Определение Аl2O3
1.В тот же стакан, после того как в пробе оттитрованного железа, добавляют 0.5 мл концентрированной НСl и кипятят 5 минут.
2.После кипячения прибавляют 0.1 н. раствора трилноа Б и доводят рН раствора в стакане аммиаком до 4.5 по универсальной индикаторной бумаге.
3. Добавляют к раствору 8 или 10 мл ацетатного буферного раствора. Раствор нагревают до кипячения и затем дают возможность охладиться.
4. после охлаждения к раствору приливают 25 мл этилового спирта или ацетона (для удержания в растворе дитизона), приливают 2 мл индикатора дитизона и титруют 0.1 н. раствором ZnCl2 или ZnSO4 . В эквивалентной точке зелено-фиолетовая окраска очень чётко переходит в пурпурно - красную. Содержание Al2O3 в процентах на прокаленную почву вычисляют по формуле:
|
где а – количество добавленного к раствору после определения железа раствором трилона Б, мл
н1 – точная нормальность прилитого трилона Б;
е – затраченная на титрование раствора ZnCl2 (или ZnSО4) в мл;
н2 – нормальность раствора ZnCl2 ;
0.0255 – граммовое значение мг-экв Аl2O3 в этой реакции;
V – общее количество фильтрата от кремниевой кислоты, мл;
к – коэффициент пересчета на прокаленную почву;
100 – коэффициент пересчета в проценты;
с – навеска абсолютно сухой почвы, г;
в – количество фильтрата, взятое для определения.
Форма записи результатов анализа.
Лабораторный номер образца | Глубина взятого образца, см | Навеска абсолютно сухой, взятая для опред., г | Общее количество фильтрата, мл | Взято для определения фильтрата | Прилито трилона Б после определения Fе | Пошло на титрование раствора ZnCl2 или ZnSO4 | Содержание Аl2O3 в % на прокаленную почву | |||
№ колбы | мл | мл | Н. | мл | Н | |||||
Реактивы: 1. НCl концентрированная; 2. 0,1 н. раствор трилона Б; 3. 10%-ный аммиак; 4. Ацетатный буферный раствор: 60,05 г концентрированной (ледяной) уксусной кислоты и 77,08 г уксусно-кислого аммония доводит до 1 литра дистиллированной водой; 5. Этиловый спирт или ацетон; 6. Индикатор дитизон: 25 мл дитизона растворяют в 100 мл этилового спирта, каждый раз готовят свежий раствор, т. к. долго его хранить нельзя; 7. Раствор цинка 0,1 н. или 0,05 н. готовят исходя из следующих данных:
Нормальность раствора | Навеска на 1 литр раствора в г | ||
Металлический Zn | ZnCl2 | ZnSO4·7Н2О | |
0,01 | 3,269 | 6,815 | 14,378 |
0,05 | 1,635 | 3,408 | 7,189 |
а) Точную навеску металлического цинка помещают в коническую колбу на 250 мл, закрывают воронкой (для предупреждения потерь от разбрызгивания) и приливают минимальное количество разбавленной 1:1 НСl, в котором может раствориться взятое количество цинка. Слегка подогревают раствор в вытяжном шкафу на электроплитке. Когда цинк растворится полностью, раствор переносят в мерную колбу на 1 мл, доливают до бидистиллированной водой и перемешивают.
б) Точную навеску ZnCl2 (или ZnSO4) растворяют в мерной колбе на 1 л дистиллированной водой.
Определение Аl2O3 по Sajo
Если в лаборатории нет некоторых реактивов, то определение Аl2O3 можно провести обратным титрованием ZnCl2 или ZnSO4 в присутствии ферри-фероцианида калия по Sajo. Для этого необходимо:
1. После титрования железа в испытуемый раствор приливают из бюретки для связывания алюминия 20 или 25 мл 0,05 н. трилона Б. Раствор нагревают до кипения, прибавляют 1-2 капли метил-оранжа, нейтрализуют 10%-ным раствором аммиака, прибавляя его по каплям до перехода окраски раствора из розовой в желтую.
|
3. Титруют 0,05 н. раствором ZnCl2 или ZnSO4 до изменения окраски зеленовато-голубую. При стоянии раствор быстро приобретает синюю окраску, обусловленную образованием бензидиновой сини.
По разности между объемом добавленного трилона Б и количеством мл раствора соли цинка вычисляют содержание Аl2O3 используя следующую формулу:
Аl2О3= = % на прокаленную почву
где а – количество добавленного к раствору после определения железа трилона Б, мл;
н1 – точная нормальность трилона Б;
с – количество реагента пошедшее на титрование раствора цинка, мл;
н2 – точная нормальность раствора цинка;
0,0255 – граммовое значение мг-экв Аl2O3 в этой реакции;
V – общее количество фильтрата, мл;
к – коэффициент пересчета на прокаленную почву;
100 – коэффициент пересчета в проценты;
С – навеска абсолютно сухой почвы, г;
в – количество фильтрата, взятое для определения.
Реактивы: 1. 0,05 н. раствор трилона Б; 2. Индикатор метил-оранж; 3. 10%-ный аммиачный раствор; 4. Буферный раствор – 200 г ацетата аммония растворяют в 600 мл дистиллированной воды, прибавляют 100 мл ледяной (крепкой) уксусной кислоты, в которой растворяют предварительно 0,25 г бензидина, затем приливают 45 мл 25%-ного аммиака и все доводят до 1 л дистиллированной водой. Раствор хранят в банке из темного стекла и с притертой пробкой. 5. Смесь ферри-ферроцианида. Отдельно готовят 1%-ный раствор феррицианида калия К3[Fe(CN)6], т. е. красной кровяной соли (1 г в 100 мл дистиллированной воды) и 1%-ный раствор желтой кровяной соли, т. е. ферроцианида калия К4[Fe(CN)6] (0,5 г в 50 мл Н2О). Каждый раствор хранят в бутылочке из темного стекла. Смесь приготавляют перед титрованием. Для этого берут 20 мл ферроцианида К3[Fe(CN)6] и к нему приливают 5 мл ферроцианида К4[Fe(CN)6], после чего смесь разбавляют дистиллированной водой до 100 мл. 6. 0,05 н. раствор ZnCl2 (или ZnSO4).
Определение СаО, МgO и TiO2
При определении СаО и МgO трилонометрическим методом мешает присутствие в растворе железа и алюминия. Поэтому необходимо проводить отделение окислов железа, алюминия и двуокиси титана.
Осаждение полуторных окислов и ТiО2
1. В химический стакан объемом 200-250 мл отбирают 100 мл фильтрата от кремниекислоты и выпаривают вначале на открытой электроплитке до объема 5-10 мл, затем стакан переносят на закрытую этернитовую плитку и выпаривают до состояния влажных солей. Эта операция производится осторожно, чтобы избавится от основной массы соляной кислоты, но не допустить высыхания осадка.
2. В случае выпаривания раствора досуха осадок растворяют прибавлением 10 капель НСl, слегка нагревают, прибавляют 80-100 мл горячей дистиллированной воды, нагревают до кипения и осаждают полуторные окислы и двуокись титана аммиачным способом.
3. При правильном выпаривании раствора до состояния влажных солей в стакан приливают 80-100 мл горячей дистиллированной воды, нагревают до начала кипения и при непрерывном помешивании стеклянной палочкой прибавляют по каплям аммиак ( 1: 1) до полного выпадения железа, алюминия и титана (не допускать избытка аммиака!). Выпадение Аl(ОН)3 в осадок происходит при рН 5,2, а Fе(ОН)3 при рН 5,0, поэтому нет необходимости вносить много аммиака.
4. После этого стакан ставят на 5-10 минут на нагретую закрытую этермитовую плитку для полной коагуляции и осаждения осадка. Содержимое стакана в горячем состоянии фильтруют декантацией через рыхлый фильтр. Под конец фильтрования осадок переносят на фильтр, снимают при помощи кусочка фильтра и стеклянной палочки приставшие на стенках стакана кусочки осадка, смывают все горячим нейтральным раствором 1% -ного NaNO3 (рН 6,0-6,5) на фильтр.
5. Затем промывают осадок на фильтре 1%-ным раствором NaNO3 до отсутствия реакции на хлор. Фильтр с осадком не выбрасывают, а осадок на фильтре растворяют горячим раствором 5%-ной серной кислоты (60-80 мл) в этом растворе определяют ТiО2.
6. После охлаждения полуторных окислов фильтрат кипятят на открытой электроплитке 15-20 минут для разложения аммонийных солей. Затем переносят фильтрат в мерную колбу на 200 мл и доливают дистиллированной водой до метки. В отдельных частях фильтрата определяют с помощью трилона Б кальций и сумму кальция и магния.
Определение ТiО2
1. Осадок полуторных окислов и двуокисей титана растворяют на фильтре горячем 5%-ным раствором серной кислоты в 100мл мерную колбу.
2. Прибавляют 1мл ортофосфорной кислоты и 1мл перекиси водорода. Доливают мерную колбу до метки раствора (5%-ным ) серной кислоты и колориметрируют с синим светофильтром на электрофотоколориметре.
3. Содержание титана вычисляют по калибровочной кривой, которую получают при колориметрировании стандартных растворов с различным содержанием ТiО2.
Реактивы: а) для осаждения полуторных окислов и ТiО2:
1. НСl удельного веса 1,19, проверенная на отсутствие железа.
2. 50%-ный раствор NН4ОН, не содержащий СО2.
3. 1%-ный раствор NаNО3;
в) для определения ТiО2.
1. 5%-ный раствор Н2SО4;
2. Ортофосфорная кислота Н3РО4 уд. веса 1,7;
3. 3%-ный раствор перекиси водорода. Раствор перекиси водорода при хранении легко разлагается, поэтому его приготовляют по мере необходимости из 30%-ного раствора Н2О2 (пергидроля). Для этого берут 10 мл пергидроля и растворяют дистиллированной водой до 100 мл.
4. Образцовый раствор ТiО2. На аналитических весах отвешивают точно 1 г двуокиси ТiО2 , сплавляют на газовой горелке в фарфоровом (или платиновом) тигле с 8-10 г пиросульфита калия (К2S2О7) или кислого сернокислого калия КНSО4. Тигель нагревают на слабом пламене (при темно-красном накале до тех пор, пока масса в тигле расплавится полностью и станет совершенно однородной.
После охлаждения сплав выщелачивают 10%-ным раствором Н2SО4. Нерастворившийся остаток ТiО2 отфильтровывают, разбавляют раствор равным количеством дистиллированной воды (т. е. столько сколько применили 10%-ного раствора Н2SО4), чтобы снизить концентрацию серной кислоты до 5%-ной. Переносят раствор в мерную колбу емкостью 500 мл и доливают до метки 5%-ным-ным раствором Н2SО4.
Устанавливают точное содержание ТiО2 в растворе. Для этого берут пипеткой три пробы по 50 мл каждая, помещают их в стаканы, нагревают до кипения и осаждают гидроокись титана 10%-ным раствором NН4ОН, который приливают до появления слабого запаха. Как только осадок выделится на дно стакана, его отфильтровывают через беззольный фильтр средней плотности, промывают и прокаливают до постоянного веса при температуре . В процессе прокаливания гидроокись титана теряет воду Тi(ОН)=ТiО2+2Н2О. Вычисляют содержание ТiО2 в 1 мл приготовленного раствора. Разбавляют раствор 5%-ной серной кислотой так, чтобы в 1 мл содержалось 0,1 мг ТiО2. Образцовый раствор хранят в стеклянной колбе с притертой пробкой.
5. Серия эталонных растворов. Берут 10 мерных колб емкостью 100 мл и бюреткой наливают в каждую из них следующие количества образцового раствора, который содержит в 1 мл 0,1 мг ТiО2:
№ эталона | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Количество мл образцового раствора | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
Содержание ТiО2 (мг в 100 мл) | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
В каждую колбу приливают по 1 мл 3%-ного раствора Н2О2, доливают раствор до метки 5%-ной серной кислотой, перемешивают и колориметрируют. По результатам колориметрирования строят калибровочную кривую.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
