§ 166. Визначення оксидів кальцію і магнію в доломіті

Карбонатна порода, склад якої відповідає формулі СаСО_а • MgCO_? називається доломітом. У практиці доломітами називають усі карбонатні породи, які за своїм складом наближаються до зазначеного теоретичного складу. Природні зразки доломіту завжди містять більшу або меншу кіль-

510

кість не розчинних у кислотах силікатів. Тому при визначенні загального вмісту кальцію і магнію в природних зразках доломіту взяту наважку проби спочатку опікають і таким чином переводять нерозчинні в кислотах силікати в розчинні силікати кальцію і магнію: СаО ■ А1₈0₃ ■ 6Si0₂ + ЗСаС0₃ • MgCO_s = 4C;iSiO_s + 2MgSiO_a + Mg (АЮ₂)₂ + 6C0₂ t.

Якщо треба визначити лише вміст оксидів кальцію і магнію у вигляді карбонатів, то наважку розчиняють у кислоті без попереднього прожарю­вання, нерозчинний залишок відфільтровують і аналізують розчин. Нижче подано методику визначення загального вмісту кальцію і магнію в карбо­натних породах типу доломіту.

Хід визначення. 0,5—0,6 г проби, висушеної при 105—110° С до сталої маси, вміщують у фарфоревпй тигель (краще платиновий) і прожарюють при температурі 1000—1100°С. Щоб визначити втрату при прожарюванні, останнє повторюють кілька разів до сталої маси; якщо такого завдання не поставлено, то для повного розчинення карбонатної породи досить прожа­рити наважку при зазначеній вище температурі протягом ЗО хв. Тигель з наважкою охолоджують, наважку обережно переносять у фарфорову чашку (d = 9—12 cm), накривають годинниковим склом і обережно, зсунувши скло, змочують водою. Потім, також обережно, добавляють краплинами со­ляну кислоту (1 : 1) до повного розчинення проби і 2—3 мл надлишку. Ти­гель, в якому прожарювали наважку, змивають соляною кислотою і водою в ту саму фарфорову чашку. Скло, яким була накрита чашка, змивають во­дою в чашку і розчин випарюють на водяній бані досуха. Сухий залишок змочують соляною кислотою (густиною 1,19 • 10³ кг/м³) і залишають стояти 10—15 хв у витяжній шафі. Потім розводять водою і відфільтровують крем­нієву кислоту, яка при т; кій обробці перейшла в нерозчинний стан. Фільт­рують крізь беззольний фільтр з білою смужкою. Осад промивають гарячим розведеним (1 : 20) розчином соляної кислоти. Фільтрат і промивні води збирають у мірну колбу на 250 мл, розводять до риски дистильованою водою і добре перемішують. Відбирають 50 мл цього розчину в стакан і осаджують суму гідроксидів заліза та алюмінію гідроксидом амонію в при­сутності метилового червоного. Осаду дають відстоятись у теплому місці (найкраще на водяній бані) і відфільтровують його. Промивають розведеним розчином гідроксиду амонію (1 : 20). Фільтрат використовують для визна­чення оксидів кальцію і магнію. Фільтрат і промивні води збирають у ко­нічну колбу на 250 мл, підкислюють соляною кислотою до слабкокислої реакції, добавляють 0,5—1 мл надлишку НС1 (1 : 1), нагрівають його до кипіння і добавляють 10 мл гарячого 5%-го розчину оксалату амонію. Суміш У колбі обережно кип'ятять 1—2 хв, нейтралізують гідроксидом амонію до зміни кольору індикатора і залишають стояти па 40 хв. Потім осад СаС₂0₄ відфільтровують, збираючи фільтрат і промивні води в стакан на 400 мл. Лійку з фільтром вміщують над конічною колбою, в якій провадили осаджен­ня, проколюють фільтр скляною паличкою і змивають осад з фільтра водою з промивалки. Фільтр і лійку обробляють соляною кислотою (1 : 1), а потім знову водою. Цей розчин нагрівають і осаджують кальцій так, як описано

511

вище. Переосадженням оксалату кальцію досягають повнішого відокремлення магнію від кальцію. Коли осад оксалату кальцію відстоїться, його від­фільтровують, промивають водою і переносять з фільтром у ту саму колбу, в якій провадили осадження. У колбу наливають 50—70 мл гарячої води (70—80° С), 10—15 мл сірчаної кислоти (1 : 4) і щавлеву кислоту, що виді­ляється при цьому, титрують 0,1 н. розчином перманганату калію до стій­кого малинового забарвлення, що не змінюється протягом 1—2 хв:

СаС₂0₄ + H₂S0₄ +± CaS0₄ + Н₂С₂0₄; 5Н₂С₂0₄ + 2KMn0₄ + 3H₂S0₄ = K₂S0₄ + 2MnS0₄ + 10СО₂ t + 8H₂0. Процентний вміст оксиду кальцію обчислюють за формулою о_/оСаО = ^УКМпо/кМпР₄ • 0,028 .5-100

g

де Ккмпо₄ — об'єм перманганату калію, який витрачено на титрування; Л^кмпо,— нормальність розчину перманганату калію; 0,028 — одна тисячна еквівалента оксиду кальцію; 5 — число, що показує, яку частину наважки взято для визначення кальцію; g — наважка проби доломіту.

Другий фільтрат, що залишився після відокремлення переосадженого оксалату кальцію, добавляють до першого, випаровують до 100—150 мл, підкислюють до кислої реакції соляною кислотою і нагрівають до ЗО—50° С. До теплого розчину добавляють 10 мл розчину гідрофосфату натрію Na₂HP0₄ ■ 12Н₂0. Якщо при цьому випадає осад, то його розчиняють у со­ляній кислоті, потім повільно краплинами нейтралізують гідроксидом амонію (1 : 5), енергійно перемішуючи скляною паличкою, до появи осаду. Припи­няють добавляти гідроксид амонію і якийсь час енергійно помішують скля­ною паличкою, після чого добавляють гідроксид амонію до появи запаху, і, крім цього, 10 мл концентрованого розчину NH₄OH. Розчин добре перемі­шують і залишають стояти на 4 год.

Осад відфільтровують крізь фільтр з білою смужкою, переносять пов­ністю із стакана на фільтр і промивають розведеним розчином гідроксиду амонію (5 мл концентрованого гідроксиду амонію на 100 мл розчину). Осад з фільтром переносять у зважений фарфоровий тигель, висушують, прожа­рюють при 1100°С, охолоджують в ексикаторі і зважують.

Процентний вміст оксиду магнію обчислюють за формулою

W • 2УИ_М[г0 -5-100 % ^м§° = м _а •

де W — маса пірофосфату магнію, г; УИм_во і AW.p.o, — молекулярна маса відповідно оксиду і пірофосфату магнію; g — наважка проби, узятої для аналізу, г; 5 — число, що показує, яку частину наважки взято для визна­чення магнію; 2 — коефіцієнт, який показує, що один моль пірофосфату магнію містить два моль оксиду магнію.

512