Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бабко, А. К. Фотометрический анализ. Методы определения неметаллов

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
13.86 Mб
Скачать

мышьяка. Сероводородпоглощают ацетатом свинца, для этого ди­ стиллят пропускают через тампон из ваты, смоченный 10%-ным раствором ацетата свинца. Если дистиллят пропускать через рас­ твор меди в хлористоводородной кислоте [50 г хлорида меди(І) в 100 мл хлористоводородной кислоты, разбавленной (1:1)], то можно удалить значительные количества сероводорода, фосфори­ стого и сурьмянистого водорода.

Присутствие ионов тяжелых металлов, которые выделяются на металлах, применяемых для восстановления мышьяка, в сильной мере задерживает выделение мышьяка. В анализируемом растворе может находиться до 50 мг ионов свинца и до 10 мг серебра. Присутствие 50 мг ионов меди при определении 5—10 мкг мышья­

ка приводит к ошибке, составляющей 20%.

 

 

В присутствии ионов никеля и кобальта по­

 

 

лучаются заниженные результаты.

 

 

Ионы железа, хрома и молибдена могут

 

 

находиться в растворе в довольно заметных

 

 

количествах (до 50

мг), селен

не мешает

 

 

отгонке.

Окислители

мешают

выделению

 

 

арсина.

 

 

 

 

 

Реактивы

 

 

 

 

Иодид калия, 20%-ный раствор.

 

 

 

Хлорид олова(ІІ), 0,5%-ный раствор в концен­

Рис. 29. Прибор для от­

трированной хлористоводородной кислоте.

 

 

 

 

гонки мышьяка в виде

Ход отделения. Отгонку ведут в приборе,

 

арсина:

показанном на рис. 29. До 20 мл анализи*

/ — колба для восстановле­

ния;

2— капельная воронка;

руемого раствора, содержащего до 30 мкг

 

3—приемник.

мышьяка, помещают в колбу для восста­

или

3 н. хлористово­

новления

1, прибавляют 20 мл

8 н. серной

дородной кислоты и, если надо, разбавляют дистиллированной водой до 40 мл. К раствору прибавляют 4 мл 20%-ного раствора иодида калия, 2—5 капель 0,5%-ного раствора хлорида олова (И) и слабо нагревают в течение 10 мин для восстановления мышья­ ка (V) до мышьяка(III). Охлаждают раствор ледяной водой до 5°С, насыпают 10—15 г цинка, не содержащего примеси мышьяка, быстро закрывают колбу и конец отводной трубки погружают в смесь растворов иода и бикарбоната или любого другого ука­ занного выше поглотительного раствора. Раствор оставляют в ле­ дяной воде на 10—15 мин, а затем выдерживают при комнатной температуре в течение 1 ч.

Одновременно проводят холостой опыт со всеми используемыми реактивами, но не вводят исследуемый раствор.

Ход дальнейшего, определения зависит от применяемого погло­ тителя (см. ниже).

Выделение арсина можно проводить также из щелочного рас­ твора. Отгонка арсина из щелочного раствора, а также электроли­ тическое выделение арсина описаны ниже.

137

IV. 1.3. Экстракция хлорида мышьяка (III)

Хлорид мышьяка(III) хорошо экстрагируется из хлористоводо­ родных растворов четыреххлористым углеродом [18—20], бензолом и хлороформом. Лучшими экстрагентами являются бензол и хло­ роформ [20]. Степень экстракции зависит от концентрации хлори­ стоводородной кислоты. Так, из 12—13 М раствора при равных объемах водной и неводной фаз экстрагируется 77% мышьяка. Снижение концентрации хлористоводородной кислоты до 9 М при­ водит к уменьшению экстракции мышьяка на 4% (73%). При проведении экстракции из раствора, состоящего из воды, концен­ трированных серной и хлористоводородной кислот в объемных отношениях 2 :2 :7 , степень экстракции мышьяка достигает 88%.

Мешающие вещества. Экстракции мышьяка(III) мешают окис­ лители, которые окисляют его до мышьяка (V). Вместе с мышья­ ком, но значительно более полно, экстрагируется германий. Селен(ІѴ) экстрагируется примерно на 0,1%, а сурьма(ІІІ) при кис­ лотности от 6 до 13 М — менее чем на 0,01%. Другие элементы практически не экстрагируются. Для отделения германия мышьяк(III) окисляют до мышьяка (V) и экстрагируют германий из 9— 10 М раствора по хлористоводородной кислоте. Затем мышьяк восстанавливают иодидом калия и экстрагируют мышьяк(III). Этот метод приводит к практически полному разделению мышьяка и германия даже при соотношении [Ge]: [As] = 10е.

Ход отделения. К исследуемому раствору, содержащему 1— 60 мкг мышьяка, прибавляют концентрированные серную и хло­ ристоводородную кислоты с таким расчетом, чтобы объемные от­

ношения

воды, серной и хлористоводородной кислот составили

2: 2: 7,

не допуская разогревания жидкости. Затем жидкость пе­

реводят в делительную воронку, прибавляют равный объем хлоро­ форма и жидкости перемешивают осторожным переворачиванием делительной воронки в течение 2 мин. Воройку оставляют до раз­ деления жидкости и хлороформный слой отделяют. Экстракцию повторяют дважды с половинными объемами хлороформа. Хлоро­ формные растворы переносят в другую делительную воронку, при­ бавляют 10—15 мл дистиллированной воды, взбалтывают и остав­ ляют до разделения жидкостей. Хлороформ отделяют и реэкстрак­ цию мышьяка дважды повторяют, применяя по 5 мл воды. Водные фазы сливают и определяют мышьяк.

Если нет уверенности, что мышьяк находится в трехвалентном состоянии, к кислому раствору перед экстракцией прибавляют иодид калия.

IV. 1.4. Экстракция иодида мышьяка (III) [21]

Мышьяк(ІІІ) экстрагируют в виде иодида с помощью четырех­ хлористого углерода или хлороформа [22, 23]. При содержании* 10— 30 мкг мышьяк из пробы практически полностью отделяется

138

трехкратной экстракцией. Описан также метод экстракционного отделения мышьяка (V) четыреххлористым углеродом из 14—17 н. раствора по H2S04 в присутствии бромида [24]. На 100 мкг мышья­ ка в 25 мл берут 200 мг КВг. При кислотности меньше 10 н. по H2S04 экстракция не происходит, а при кислотности больше 17 н. выделяется бром и бромистоводородная кислота.

Мешающие вещества. Отделению мышьяка мешают окислители. Не мешает присутствие до 5 мг молибдена, 5 мг вольфрама, 5 мг РгОэ,. 100 мг ванадия, 100 мг кремния, 100 мг селена и 100 мг ртути.

Реактивы

Иодид калия, 0,1 М раствор в очищенной хлористоводородной кислоте

(пл. 1,19).

Ход отделения. До 10 мл испытуемого раствора, содержащего 5—45 мкг мышьяка, помещают в делительную воронку емкостью 100 мл и прибавляют трехкратное количество относительно взя­ того раствора очищенной хлористоводородной кислоты (пл. 1,19), содержащей 0,1 моль/л КІ. Затем прибавляют 20 мл СС14 и взбал­ тывают в течение 2 мин. Органическую фазу переносят в дели­ тельную воронку емкостью 50 мл и промывают 5—10 мл 9 н. очи­ щенной хлористоводородной кислотой, встряхивая в течение 20 с. Промытый экстракт сливают в делительную воронку и взбалтывают в течение 2 мин с 15 мл воды. При этом мышьяк переходит в вод­ ный слой. Извлечение мышьяка повторяют, добавив 10 мл воды. Водные растворы объединяют и определяют мышьяк.

IV. 1.5. Экстракция мышьяка с применением реактивов, содержащих тиольную и тионную группы

Для отделения мышьяка широко используются экстракционные методы с применением реактивов, содержащих тиольную и тион­ ную группы: диэтилдитиокарбамат [25—32], пирролидиндитиокарбамат [33], гексаметилендитиокарбамат гексаметиленаммония

[34, 35], ксантогенат [36—38] и тионалид [39].

Экстракция с применением диэтилдитиокарбамата. Диэтилдитиокарбаматный комплекс мышьяка(III) экстрагируется хлоро­ формом в широких пределах кислотности (1—10 н. H2S04).

Мешающие вещества. При кислотности выше 1 н. по минераль­ ной кислоте цинк, никель, железо (И) и кадмий не экстрагируются хлороформом и не мешают определению. Для отделения от свинца необходимо создавать 2 М кислотность хлористоводородной кис­ лотой и выше. В присутствии щавелевой кислоты германий экстра­ гируется в очень малых количествах, поэтому при отделении мышьяка германий связывают щавелевой кислотой. Медь, висмут и ртуть предварительно отделяют от мышьяка экстракцией в виде дитиокарбаматов в присутствии перекиси водорода для удержива­ ния мышьяка в пятивалентном состоянии.

139

Реактивы

 

Диэтилдитиокарбамат диэтиламмония. Растворяют

1 г чистого препарата

в 100 мл перегнанного хлороформа, хранят в темной

склянке не более 1 су­

ток. Вместо этого раствора можно пользоваться свежеприготовленным хлоро­ формным раствором диэтилдитиокарбаминовой кислоты.

Пергидроль, х. ч.

'Хлороформ, очищенный.

Бромная вода, насыщенный раствор брома в воде.

Тиогликолевая кислота, 10%-ный водный раствор.

Смесь аскорбиновой кислоты и иодида калия. Растворяют 15 г иодида калия и 2,5 аскорбиновой кислоты в 100 мл. Раствор готовят ежедневно.

Нитрат магния, 2%-ный водный раствор.

Ход отделения. К 16 мл испытуемого раствора, содержащего до 500 мкг мышьяка (V), прибавляют 2—4 мл концентрированной сер­ ной кислоты и переносят в делительную воронку. К раствору до­ бавляют 0,5 мл пергидроля, 5 мл раствора дитиокарбамата или раствора дитиокарбаминовой кислоты в хлороформе и встряхи­ вают в течение 30 с. Органическую фазу отбрасывают, а водную промывают без перемешивания 1 мл хлороформа, который также отбрасывают. Затем экстрагируют 2—3 мл раствора диэтилдитиокарбамата и снова промывают 1—2 мл хлороформа. Таким обра­ зом можно отделить 1—2 мг меди и висмута. Если второй экстракт окрашен, то экстракцию повторяют еще раз.

Кислый водный раствор переносят в колбу, добавляют 0,5 мл пергидроля и осторожно кипятят в течение 15 мин. Затем прили­ вают 0,5 мл бромной воды и продолжают кипятить до удаления брома. Если бром сразу восстанавливается, то это означает, что в растворе присутствует перекись водорода. В *гаком случае кипяче­ ние продолжают несколько минут, прибавляют 0,5 мл бромной воды и кипятят до удаления брома. Нагревание прекращают, до­ бавляют 2 мл раствора тиогликолевой кислоты и 0,5 мл раствора смеси аскорбиновой кислоты и иодида калия. Спустя 15 мин рас­ твор охлаждают и добавляют 1 мл раствора смеси аскорбиновой кислоты и иодида кйлия.

Добавляют 5 мл дитиокарбамата и экстрагируют мышьяк(III), встряхивая в течение 10 с. При этом одновременно экстрагируется сурьма и олово. Хлороформный раствор сливают в колбу ем­ костью 50 мл. Водную фазу промывают без перемешивания тремя порциями хлороформа по 1 мл, который прибавляют к хлороформ­ ному раствору. Экстракцию повторяют еще с 5 мл раствора ди­ тиокарбамата и промывают водный раствор 2 мл хлороформа, сливая хлороформные растворы в ту же колбу. Если в анализи­ руемой пробе содержится фосфат, то объединенный хлороформный экстракт встряхивают в течение нескольких секунд с 5 мл 1 н. серной кислоты для удаления следов фосфата.

Хлороформный экстракт помещают в маленькую фарфоровую чашку, в которую добавляют 1 мл дистиллированной воды так, чтобы она распределилась кольцом по окружности чашки над хло­ роформным раствором, и выпаривают на водяной бане до удале­

140

ния хлороформа. Приливают 2 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают на водяной бане досуха. Затем смачивают сухой остаток 2 мл раствора нитрата магния и упаривают до обра­ зования густой массы, которую смачивают 0,5 мл концентрирован­ ной азотной кислоты и осторожно нагревают до растворения со­ лей. Раствор переносят в маленький платиновый тигель с помощью 2 мл воды, выпаривают досуха, подсушивают и прокаливают при 500 °С. Остаток растворяют в 0,2 мл 6 н. серной кислоты и не­ скольких каплях воды. Содержание мышьяка определяют одним из описанных ниже методов.

IV. 1.6. Другие методы отделения и концентрирования мышьяка

Мышьяк количественно экстрагируется в виде фторидного ком­ плекса M[AsFe] из концентрированного раствора фтористоводород­ ной кислоты [40], а также в виде смешанного комплекса ферроина

сгексафторидом мышьяка [41]. Фосфор отделяют экстракцией фосфорномолибденовой гетерополикислоты амиловым спиртом. Мышьяковомолибденовая гетерополикислота при этом остается в водной фазе [42—45].

Отделение мышьяка от многих компонентов можно проводить осаждением его сероводородом из сильно кислых хлористоводо­ родных растворов.

Соосаждение мышьяка проводят в виде арсената железа вместе

сгидратом окиси железа, а также в виде арсената магния и ам­ мония вместе с фосфатом магния и аммония [46].

Мышьяк отионов металлов часто отделяют с помощью ионообменников [47]. Для этого кислый раствор (0,3 н. по НС1), содер­ жащий мышьяковую кислоту, пропускают через катионит (КУ-1, КУ-2 и др.) в Н+-форме. При этом катионы остаются на катио­ ните, а мышьяковая кислота остается в элюате.

Для отделения мышьяка применяют также тонкослойную [48, 49] и бумажную хроматографию [50—52]. Отделение катионов металлов от мышьяка можно также проводить экстракцией в виде купферонатов, оксихинолинатов и других соединений с органиче­ скими реагентами.

IV. 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЬЯКА

В наиболее удачном методе определения мышьяка использо­ вана реакция образования желтой мышьяковомолибденовой гете­ рополикислоты, которую затем восстанавливают до так назы­ ваемой мышьяковомолибденовой сини. Однако можно проводить определение мышьяка и по оптической плотности желтого ком­ плекса [53].

141

Рис. 30. Спектры поглощения желтого (1) и синего (2) мышьяковомолибденовых комплексов.

Спектры поглощения желтого мышьяковомолибденового ком­ плекса и мышьяковомолибденовой сини представлены на рис. 30. Из этого рисунка следует, что если проводить измерение оптиче­ ской плотности желтого комплекса в видимой области при 400 нм, то чувствительность метода примерно в 5 раз меньше по сравне­ нию с чувствительностью метода, основанного на измерении опти­ ческой плотности мышьяковомолибденовой сини при 700—800 нм. Свойства мышьяковомолибденовых гетерополикислот, как желтой, так и синей, подобны свойствам фосфорномолибденовых гетеро­ поликомплексов (см. гл. III). Поэтому основная трудность при определении мышьяка этим методом заключается в отделении

мышьяка от фосфора. Методы отделения мышьяка рассмот­ рены в разделе IV. 1.

Наиболее старым и, по-ви­ димому, наиболее чувствитель­ ным методом является метод, основанный на выделении ар­ сина и поглощении его различ­ ными поглотителями с образо­ ванием окрашенных соедине­ ний. В качестве поглотителя широко применяются бумаги, смоченные растворами бро­

мида и хлорида ртути(II). Содержание мышьяка определяют по интенсивности окраски ртутных бумажек. В зависимости от содер­ жания мышьяка образуются соединения H(HgBr)2As— желтого цвета, (HgBr)3As — коричневого цвета и Hg3As2— черного цвета. Окраску бумаг сравнивают с окраской стандартной шкалы.

В качестве поглотителя широко применяется пиридиновый рас­ твор дитиокарбамата серебра. При этом образуется интенсивно окрашенное в красный цвет соединение, по интенсивности окраски которого и определяют содержание мышьяка с помощью калибро­ вочного графика. Этот метод выгодно отличается от метода, осно­ ванного на поглощении арсина бумажками, пропитанными раство­ ром HgBr2, чувствительность его не ниже, но значительно выше точность определения. Кроме того, метод не требует одновремен­ ного приготовления стандартной шкалы.

Сравнительно большие количества мышьяка можно определить в виде коллоидного раствора элементного мышьяка. В качестве восстановителей в этом случае применяют гипофосфит или хлорид олова(III) в присутствии ионов меди как катализатора.

IV. 3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЫШЬЯКА В ВИДЕ

 

 

МЫШЬЯКОВОМОЛИБДЕНОВОИ СИНИ

 

 

Мышьяк (V)

при

взаимодействии

с молибдатом аммония

образует

желтую

мышьяковомолибденовую

гетерополикислоту

H3[As (Mo3Oio)4],

при восстановлении

которой

образуется синяя

142

мышьяковомолибденовая гетерополикислота, которую часто назы­ вают мышьяковомолибденовой синью. Интенсивность окраски сини пропорциональна содержанию мышьяка.

Детальное исследование реакции образования мышьяковомо­ либденовой сини показало, что при восстановлении желтой мышья­ ковомолибденовой гетерополикислоты проходят параллельно еще два процесса: образование простой молибденовой сини и частич­ ное разрушение мышьяковомолибденовой сини [54]. Поэтому при определении мышьяка необходимо строго придерживаться мето­ дики анализа.

В качестве восстановитёля применяют сернокислый гидразин

[29, 55—68], хлорид олова(II) [69—75], гидрохинон [76, 77], аскор­ биновую кислоту [78], диметилдиамид пиразолин-3,4-дикарбоновую кислоту (препарат ИЭМ-335) [79] и др.

Этот метод применен для определения мышьяка в металличе­ ском германии; предварительно мышьяк(ІІІ) окисляют до мышья­ ка (V) и основную массу германия отгоняют в виде тетрахлорида. Затем восстанавливают мышьяк до трехвалентного с помощью иодида калия или сульфита натрия, экстрагируют диэтилдитиокарбаматный комплекс мышьяка четыреххлористым углеродом и определяют его в виде мышьяковомолибденовой сини [80].

Для определения мышьяка в уране предварительно отделяют его в виде арсина и затем определяют в водном растворе [81] или экстрагируя синь с помощью метилизобутилкетона [82]. При опре­ делении мышьяка в селене последний предварительно выделяют в элементном состоянии, обрабатывая навеску сернистым ангидри­ дом, и в фильтрате определяют мышьяк [83] или предварительно экстрагируют из фильтрата мышьяк в виде диэтилдитиокарбамата, а затем проводят определение [84]. В случае анализа серы мышьяк предварительно извлекают раствором аммиака и определяют в виде мышьяковомолибденовой сини [85].

Прямое определение мышьяка проводят в серной кислоте [86]. В силикатных горных породах мышьяк определяют после предва­ рительного выделения в виде арсина [70, 87], арсената железа [88] или экстракцией с помощью диэтиламмоний-диэтилдитиокарбама- та [89]. Для разложения угля навеску пробы спекают с окисью магния и отгоняют мышьяк в виде бромида [70], затем определяют его в виде сини, применяя в качестве восстановителя хлорид оло­ ва (II). Хлорид олова(II) также применяется в качестве восстано­ вителя при определении мышьяка в производственных и сточных водах металлургических заводов [90] и в атмосферном воздухе [91]. При анализе нефтяных продуктов и катализаторов риформинга [92] пробу разлагают перекисью водорода и серной кислотой, а затем отгоняют хлорид мышьяка(III) и определяют его в дистилляте.

Мешающие вещества. Определению мешают фосфорная, крем­ невая и германиевая кислоты, образующие с молибдатом соответ­ ствующие гстсрополикиелоты. Поэтому мышьяк предварительно отделяют от кремния, фосфора и германия. Мышьяк можно

143

определить и в присутствии германия, но восстановление в этом случае проводят при более высокой кислотности [79]. Оптимальная кислотность для образования синей мышьяковомолибденовой гете­ рополикислоты соответствует 0,25 н. по серной кислоте, хотя и при более высокой кислотности происходит практически полное восста­ новление желтой мышьяковомолибденовой гетерополикислоты до синей. Однако во всех случаях необходимо поддерживать постоян­ ную кислотность и концентрацию молибдата аммония.

Измерение оптической плотности. Максимум светопоглощения восстановленной мышьяковомолибденовой сини зависит от приме­ няемого восстановителя. Поэтому оптическую плотность раствора необходимо измерять в области 700—840 нм (см. рис. 30). Моляр­ ный коэффициент поглощения мышьяковомолибденовой сини (es«) равен 2,5- ІО4.

Методы стандартной шкалы и колориметрического титрования неприменимы, так как реакция идет медленно, а окрашенный про­ дукт реакции неустойчив во времени.

Метод стандартной шкалы можно применять в случае экстрак­ ции мышьяковомолибденовой сини изоамиловым спиртом [28]. Нагревание раствора ускоряет процесс образования мышьяко­ вомолибденовой сини, после чего раствор становится устойчивым достаточно длительное время.

IV. 3.1. Определение мышьяка в отсутствие мешающих веществ с применением в качестве восстановителя сернокислого гидразина

Реактивы

Стандартный раствор арсената. Навеску мышьяковистого ангидрида (х. ч.) 0,132 г растворяют в 2—3 мл 1 н. раствора щелочи, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, подкисляют хлористоводородной кислотой до кислой реакции, прибавляют 0,5 г хлората калия, разбавляют водой до метки и хорошо пере­ мешивают. Такой раствор содержит 1 мг мышьяка в 1 мл. Из этого раствора разбавлением готовят стандартный раствор с содержанием мышьяка 10 мкг в 1 мл.

Стандартный раствор можно приготовить из арсената натрия, титр такого раствора устанавливают весовым методом, осаждая арсенат в виде магнийаммоний арсената и взвешивая в виде Mg2As20 7.

Молибдат аммония, растворяют 1 г молибдата аммония в 100 мл 6 н. сер­ ной кислоты и сохраняют в полиэтиленовой посуде.

Сернокислый гидразин. Растворяют 0,15 г сернокислого гидразина в 100 мл воды.

Ход анализа. До 20 мл нейтрального испытуемого раствора, со­ держащего от 1 до 50 мкг мышьяка, помещают в колбу емкостью 30 мл, прибавляют 1 мл раствора молибдата аммония и 0,5 мл раствора сернокислого гидразина. Колбу устанавливают в кипя­ щую водяную баню и выдерживают в течение 15 мин. Время от­ считывают с момента начала кипения воды после погружения колбы. Затем колбу вынимают, охлаждают под краном, переносят раствор в мерную колбу емкостью 25 мл, колбу споласкивают

144

2 раза небольшим количеством воды, которую добавляют к основ­ ному раствору, разбавляют до метки водой, перемешивают и из­ меряют оптическую плотность при 840 нм.

По предварительно построенному калибровочному графику на­ ходят содержание мышьяка.

IV. 3.2. Определение мышьяка в отсутствие мешающих веществ с применением в качестве восстановителя хлорида олова (II)

Реактивы

Стандартный раствор арсената, см. раздел IV. 3.1.

Хлорид олова(П),

25%-ный раствор в хлористоводородной кислоте. Из

этого раствора перед

употреблением путем разбавления готовят 0,5%-ный

раствор.

Молибдат аммония, 5%-ный раствор в воде.

Ход анализа. До 20 мл нейтрального испытуемого раствора, содержащего от 1 до 50 мкг мышьяка, помещают в мерную колбу емкостью 25 мл, прибавляют 1 мл хлористоводородной кислоты, разбавленной (1 : 1), 2 мл раствора молибдата аммония, если не­ обходимо, разбавляют до 20 мл и перемешивают. Затем прибав­ ляют 2 мл раствора БпСІг, помещают в кипящую водяную баню и нагревают в течение 15 мин, раствор охлаждают, если нужно, раз­ бавляют до метки водой, перемешивают и измеряют оптическую плотность.

Содержание мышьяка находят по калибровочному графику.

IV. 3.3. Определение мышьяка в черных металлах

При переведении в раствор пробы черных металлов могут быть значительные потери мышьяка. Это зависит от способа переведе­ ния металла в раствор, что, в свою очередь, зависит от предпола­ гаемого способа отделения мышьяка. Кроме того, при одном и том же способе растворения пробы потери мышьяка зависят от содер­ жания компонентов металла. Так, при растворении металлов с высоким содержанием связанного углерода в царской водке мышьяк восстанавливается углеродом и наблюдаются значитель­ ные потери его в виде AsCb. Поэтому рекомендовано растворять навеску металла в азотной кислоте, смеси азотной и хлористоводо­ родной кислоты (2:1), в серной кислоте в присутствии перман­ ганата калия [93] или в смеси азотной, хлорной кислот и воды [94] в соотношении 1: 1: 1.

Обычно при анализе черных металлов мышьяк предварительно отделяют, однако определение мышьяка в стали можно провести и без предварительного отделения. Для этого ведут анализ двух одинаковых объемов раствора: в один не добавляют сульфит, во второй добавляют. В первом случае образуется смесь фосфорно­ молибденовой и мышьяковомолибденовой сини, т. е. оптическая

145

плотность раствора будет соответствовать содержанию суммы мышьяка и фосфора. Во втором случае сульфит восстанавливает мышьяковую кислоту до мышьяковистой и образование мышьяко­ вомолибденовой гетерополикислоты не происходит. Поэтому опре­ деляют только содержание фосфора. По разности значений опти­ ческих плотностей в первом и втором случаях находят оптическую плотность раствора, соответствующую содержанию мышьяковомо­ либденовой сини, а по этому значению находят содержание мышьяка по калибровочному графику [94]. Однако такой вариант применим только в том случае, если соотношение [P]:[As] не пре­ вышает 1 : 2. При большем содержании мышьяка его следует от­ делить.

Реактивы

Перманганат калия, насыщенный раствор.

Ход

анализа. П е р в ы й

в а р и а н т . В стакан емкостью

100—

150 мл

помещают навеску

0,2 г металла

(при содержании

0,1—

0,15% мышьяка, при меньшем содержании

увеличивают навеску)

и растворяют в 7—10 мл

азотной кислоты, разбавленной

(1: 1).

После растворения жидкость выпаривают досуха при 130—150 °С, охлаждают и с помощью 30 мл хлористоводородной кислоты, раз­ бавленной (1:1), переводят содержимое стакана в дистилляционную колбу емкостью 100 мл. Затем прибавляют 0,5 г бромида ка­ лия, 1,0—1,5 г сернокислого гидразина и мышьяк отгоняют, как указано в разделе IV. 1.1.

Вт о р о й в а р и а н т . В круглодонную дистилляционную колбу емкостью 100 мл помещают 0,2—0,5 г металла (в зависимости от содержания мышьяка), добавляют 20 мл насыщенного раствора перманганата калия, 10 мл серной кислоты, разбавленной (1 : 1), и нагревают на водяной бане до полного растворения навески. При растворении следят, чтобы все время был избыток перманга­ ната. После растворения навески прибавляют небольшими пор­ циями сернокислый гидразин для удаления избытка перманганата, что хорошо видно по обесцвечиванию раствора. Затем добавляют 0,5 г бромида калия, 1,0—1,5 г сернокислого гидразина, 10 мл кон­ центрированной хлористоводородной кислоты и отгоняют мышьяк, как указано в разделе IV. 1.1.

В обоих вариантах собранный дистиллят переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, обмывают стакан 2—3 раза небольшим количеством воды, прибавляют две капли фенолфталеина и ней­ трализуют концентрированным раствором аммиака, периодически охлаждая раствор, до появления устойчивой розовой окраски. За­ тем разбавляют дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Отбирают аликвотную часть раствора и опреде­

ляют мышьяк,

как указано в разделах

IV. 3.1 или IV. 3.2.

Тр е т и й

в а р иа н т . По

этому варианту

после переведения

пробы в раствор соосаждают

мышьяк

вместе

с гидратом окиси

146

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ