Лабораторна робота №15 Аналіз сплаву

Сплав - це сполука, щo складається з металів і деяких неметалів. Всі метали можна розподілити на чорні (залізо, марганець, хром) і кольорові. До кольорових відносяться важкі метали (мідь, цинк, свинець, ртуть та ін.), легкі (калій, натрій, магній,. алюміній), рідкісні (літій, рубідій, цевій, берилій, молібден, вольфрам, цирконій, гафній, ванадій, ніобій, тантал та ін.), рідкісноземельні (скандій, ітрій, лантан, лантаноїди), розсїяні (галій, індій, талій, германій), благородні (золото, срібло, пла­тина, паладій, родій, іридій, рутеній, осмій), радіоактивні (ра­дій, торій, уран, актиній та актиноїди). Відповідно до цього, сплави можна підрозділити на 4 основні групи: чорні, кольорові, легкі, важкі. До чорних сплавів відносяться сплави в переважній більшості на основі заліза: чавун, сталь, феросплави і деякі тверді сплави. Ці сплави поряд із залізом можуть містити марга­нець, нікель, хром, ванадій, кобальт, молібден, мідь, вольфрам, титан, в малих кількостях вуглець, фосфор, кремній, сірку. Koлір цих сплавів сірий або чорний. Іноді сріблястий, густина 8 г/см³; сплави добре розчиняються у H₂SO₄, НСl, суміші НСl та HNO₃. Приклади чорних сплавів: чавун, що містить від 1,7 до 4,5% вуглецю, а також як домішки Мn, Si, Р; сталь, що містить від 0,2 до 1,7% вуглецю, в також як доміш­ки Сг, Мn, Si, Ni і рівні легуючі добавки. Більшість кольорових сплавів - це сплави на основі міді: бронза, латунь, мельхіор та ін. Ці сплави поряд з міддю можуть містити олово, кадмій, сурму, цинк, свинець, алюміній, марганець, залізо, нікель, в малих кількостях фосфор. Колір цих сплавів жовтий або золотистий, може бути білим, сріблястим, густина 7-9 г/см³, сплави добре розчиняються у HNO₃ та суміші HNO₃ і НСl. Приклади сплавів на основі міді: бронза, що містить 20% оло­ва, латунь, що містить 10-50% цинку; константан, що містить 60% міді, 39-40% нікелю, 1-2% марганцю; мельхіор, що міс­тить 80% міді та 20% нікелю. До кольорових сплавів відносяться також сплави на основі інших елементів, наприклад, нікелю – це ніхром (60% нікелю, 14-18% заліза, 18% хрому), хромель (90% нікелю, 10% хрому), алюмель (95% нікелю, 1,8-2,2% алюмінію, 1,8-2,2% марганцю, 0,85-1,15% кремнію). До лег­ких сплавів відносяться в основному сплави на основі алюмінію (дюралюміній), магнію (магналій). Легкі сплави можуть містити алюміній, магній, кальцій, мідь, марганець, нікель, залізо, цинк, олово, кадмій і кремній. Ці сплави можуть мати білий, сріблясто-білий або жовтувато-білий колір, їх густина 1,8-2,7 г/см³, во­ни розчиняються в НСl, HNO₃; сплави алюмінію також розчиняються в розчинах NaOH або KOH. Приклади легких сплавів – дюралюміній, що поруч з алюмінієм містить 3-5% міді, 1% магнію, а також Ni і Mn; силумін, цо містить 86-88% алюмінію та 12-14% кремнію. До важких сплавів відносяться сплави на основі свинцю, олова, сурми. Ці сплави можуть містити свинець, олово, мідь, залізо, кадмій, цинк, сурму, іноді кальцій та натрій. Сплави можуть мати сірий, сіро-блакитний та сріблясто-білий колір, їх густина 8,5-11,5 г/см³, розчиняються ці сплави в HNO₃. Приклади важких сплавів: антифрикційні, типографські. Наприклад, бебіт містить 65% Рb, 15-17% Sn, 15-17% Sb, 2% Cu. До важких сплавів можна віднести також деякі легкоплавкі сплави як, наприклад, сплав, що містить 36% Bi, 28% Рb, 6% Сd і 30% Hg. Температура плавлення цього сплаву 48⁰ С.

При аналізі сплаву звертають увагу на його колір, густину, а токож дію кислот та лугів; за допомогою цих ознак встановлюють тип сплаву. Чорні сплави розчиняють у НСl або H₂SO₄, іноді у суміші НСl та HNO₃; кольорові сплави, зокрема сплави міді, – в HNO₃, іноді в суміші HNO₃ та НСl, легкі сплави – в НСl, H₂SO₄, крім того, алюмінієві сплави можна розчиняти в концентрованих лугах, важкі сплави – в HNO₃, іноді в суміші HNO₃ і НСl. При розчиненні сплавів, що містять олово або сурму, в HNO₃ треба враховувати, що ці елементи будуть знаходитись в осаді у вигляді гідроксидів, те ж саме відбувається з вольфрамом, кремнієм і деякими іншими елементами, вуглець утворює чорний осад.

Після розчинення сплаву одержаний розчин аналізують на вміст утворених катіонів, а також деяких аніонів спочатку за допомогою групових реактивів, а потім відповідними характерними реакціями на йони.

Розчинність сплавів

1. Якщо зразок розчиняється в НCl, він складається з металів, що стоять в ряду активностей перед воднем. Погано розчиняються в НCl Zn, Pb. Частково розчиняються в НCl Cu, Hg.

2. В НNO₃ розчиняються майже всі Ме, тому що НNO₃ – окисник. Не розчиняються в НNO₃ Au, і Pt. Sb i Sn утворюють білі осади. Al, Cr - повільно розчиняються в НNO₃.

3. Царська водка (суміш НNO₃ і НCl, відношення об’ємів 1:3) розчиняє всі метали і більшисть сплавів.

4. У розчині NaOH розчиняються Al i Zn, важче Sn i As.