книги из ГПНТБ / Ахметов Т.Г. Аналитические методы контроля производства бариевых и сульфитных солей

Анализ растворов гидроокиси натрия

после пропускания сероводорода

В результате поглощения сероводорода гидроокисью натрия могут образоваться в зависимости от количества пропущенного сероводорода и концентрации растворов гидроокиси натрия суль­ фид или гидросульфид, а также смесь этих веществ. При недостаточ­ ном количестве пропущенного сероводорода может остаться в избыт­ ке гидроокись натрия. В случае избытка сероводорода в растворе может оказаться свободный сероводород.

Рассмотрим три случая анализа.

1.Смесь гидроокиси натрия и сульфида натрия.

2.Смесь сульфида натрия и гидросульфида натрия.

3.Смесь гидросульфида натрия и свободного сероводорода. Выделяющийся при разложении плава сульфида бария серо­

водород содержит небольшие примеси сульфитов и тиосульфатов, но ими можно пренебречь.

Определение сульфида натрия и гидроокиси натрия при их совместном присутствии

Метод заключается в следующем. В одной части исследуемого раствора определяют иодометрическим методом содержание сульфид­ ной серы. При этом иод окисляет в кислой среде сульфид-ион до свободной серы. В другой части исследуемого раствора окисляют сульфидную серу до сульфат-иона перекисью водорода и определяют избыток не вступившей в реакцию гидроокиси натрия методом ней­ трализации. Можно также осаждать сульфид-ион раствором суль­ фата цинка в виде сульфида цинка и в фильтрате определять гид­ роокись натрия методом нейтрализации.

Реактивы Иод, 0,1 н. раствор.

Соляная кислота плотностью 1,19 г/см3, разбавленная (1 : 1).

Тиосульфат натрия, I и. раствор.

Крахмал, 0,5%-ный раствор (приготовление см. на стр. 27).

Серная кислота, 0,1 и. раствор. Метиловый оранжевый, 0,1%-ный раствор.

Сульфат цинка, 10%-ный раствор.

Ход определения. Взвешивают 25 мл исследуемого раствора с точностью до 0,0002 т, переводят в мерную колбу вместимостью 500 мл, разбавляют до метки водой, не содержащей двуокись угле­ рода, и тщательно перемешивают (раствор 1).

Определение сульфида натрия. В коническую колбу вмести­ мостью 500 мл, содержащую 50 мл 0,1 и. раствора иода, подкислен­ ного 10 мл соляной кислоты (1 : 1), приливают 5—50 мл (в зависи­ мости от содержания сульфидной .серы) раствора 1 и тщательно взбалтывают. Избыток иода оттитровывают 0,1 н. раствором тио­ сульфата натрия в присутствии 2 мл 0,5%-ного раствора крахмала

100

до обесцвечивания. Крахмал добавляют в конце титрования, когда раствор приобретает соломенно-желтый цвет.

Определение гидроокиси натрия. Переносят 5—50 мл раствора 1 {в зависимости от содержания щелочи) в коническую колбу вмести­ мостью 300 мл, приливают с небольшим избытком 1%-ный раствор перекиси водорода (о необходимом количестве перекиси водорода судят по содержанию сульфида натрия и проводят расчет по урав­ нению реакции). Раствор в колбе нагревают до кипения и медленно кипятят до полного окисления сульфидной серы, охлаждают и ти­ труют 0,1 н. раствором серной кислоты в присутствии метилового оранжевого до перехода желтой окраски в оранжево-розовую.

ной кислоты; 0,0040 — титр точно 0,1 н. раствора серной кислоты по гидрооки­ си натрия.

Примечание. Если сульфидную серу осаждают в виде сульфида цинка, то 10— 100 мл раствора 1 переносят в мерную колбу вместимостью 200 мл и при­ ливают с небольшим избытком 10%-ный раствор сульфата цинка, нейтрализо­ ванного по метиловому оранжевому. Затем проверяют полноту осаждения действием нескольких капель раствора-осадителя, тщательно перемешивают, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и снова перемеши­ вают (раствор 2). Фильтруют раствор 2 через сухой фильтр средней плотности, отбрасывая первые порции фильтрата. Отбирают 50 мл фильтрата в коническую колбу вместимостью 300 мл и титруют 0,1 н. раствором серией кислоты в при­ сутствии метилового оранжевого до перехода желтой окраски в оранжево-ро­ зовую.

Содержание гидроокиси натрия (,ѵ2) в % вычисляют по формуле:

Ѵ2- К* -0,0040-500-200-100

-g -V -50

Определение сульфида и гидросульфида^ натрия при их совместном присутствии

При взаимодействии сульфида и гидросульфида натрия с пере­ кисью водорода образуются соответственно сульфат и гидросульфат натрия. Количество образовавшегося сульфата и гидросульфата натрия эквивалентно содержанию сульфида и гидросульфида нат­ рия, которые определяют методом нейтрализации.

101

\

Реактивы

Гидроокись натрия, 0,1 н. раствор.

Остальные реактивы см. в предыдущей методике.

Ход определения. Определение сульфида натрия аналогично определению содержания сульфидной серы в растворе смеси гидро­ окиси натрия и сульфида натрия.

Определение гидросульфида натрия. В коническую колбу вме­ стимостью 300 мл вносят 5—50 мл раствора 1 (см. предыдущую ме­ тодику) в зависимости от содержания гидросульфида и приливают с небольшим избытком 1%-ный раствор перекиси водорода, нейтра­ лизованный по метиловому оранжевому. Нагревают раствор до ки­ пения, слабо кипятят до полного окисления сульфидной серы и охлаждают. Титруют 0,1 н. раствором гидроокиси натрия в присут­ ствии метилового оранжевого до перехода розовой окраски в жел­ тую.

Расчет. Содержание сульфида (%) и гидросульфида (х2) натрия в % вычисляют по формулам:

(50 ■К — ■Кд• 0,003902 • 500 • 100 .

Ѵ,-/Сп-0,005606-500-100 g-V

где Ѵ2 — объем 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, израсходованного на титро­ вание, мл; К2 — поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора гидроокиси натрия; 0,0056 — титр точно 0,1 н. раствора гидроокиси натрия по гидросуль­ фиду натрия; 1,3921 — фактор пересчета гидросульфида натрия на сульфид натрия.

Остальные обозначения см. в предыдущей методике.

Определение гидросульфида натрия и свободного сероводорода при их совместном присутствии

Гидросульфид натрия и свободный сероводород определяют иодо-

дыдущую методику) в зависимости от содержания сульфидной серы. Избыток иода оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии 2 мл 0,5%-ного раствора крахмала до обесцвечива­ ния. Полученный бесцветный раствор титруют 0,1 н. раствором гид­ роокиси натрия в присутствии метилового оранжевого до перехода розовой окраски в желтую.

102

Расчет. Содержание гидросульфида натрия (хі) и сероводоро­ да (х2) в % вычисляют по формулам:

[(30-К — Vj-ZCi) — Ѵ2-К2] -0,005606 ■100

сульфиду натрия; 0,001704 — титр точно 0,1 и. раствора иода по сероводороду; 0.6078 — фактгр пересчета с гидросульфида натрия на сероводород.

Остальные обозначения см. в предыдущей методике.

Производство гидроокиси бария

Анализ шлама, образующегося при фильтровании

реакционной массы и хранении маточных растворов

Шлам представляет собой осадок,' получаемый при фильтрации реакционной массы. Кроме того имеется шлам, скапливающийся в сборнике маточных растворов производства карбоната бария.

Получение водной и водно-кислотной вытяжки

Реактивы Соляная кислота плотностью 1,19 г/см3 и разбавленная (1 : 8).

Нитрат серебра, 2 %-ный раствор.

Азотная кислота плотностью 1,2 г/см3.

Берут две навески по 2 г с точностью до 0,0002 г. Одну на­ веску обрабатывают горячей водой и фильтруют в колбу вмести­ мостью 500 мл. Осадок промывают большим количеством горячей воды, объем фильтрата вместе с промывными водами должен быть около 500 мл (водная вытяжка—раствор А).

Вторую навеску осторожно обрабатывают в фарфоровой чаш- i<é, прикрыв ее стеклом, соляной кислотой плотностью 1,19 г/см3 и упаривают досуха. Обработку и выпаривание повторяют дваж­ ды, помещают в сушильный шкаф на 15 мин при 105 °С. Затем обрабатывают 80 мл горячей разбавленной (1:8) соляной кисло­ той и фильтруют, промывая горячей водой до отрицательной реак­ ции на хлорид-ион (см. стр. 9). Фильтрат и промывные воды со­ бирают в мерную колбу вместимостью 500 мл (водно-кислотная вытяжка — раствор Б).

В обе мерные колбы добавляют воду до метки и тщательно перемешивают.

Фильтр с осадком сохраняют для определения нерастворимого остатка и двуокиси кремния (см. ниже).

103

Анализ водной вытяжки

В водной вытяжке определяют гидроокиси бария, натрия и кальция, хлориды натрия и бария.

Определение гидроокисей бария и кальция

Определение проводят комплексонометрическим методом (см. стр. 10).

Реактивы см. на стр. 10.

Ход определения. В две конические колбы вместимостью 500 мл отбирают по 100 мл раствора и продолжают анализ, как описано на стр. 11.

Расчет приведен ниже.

Определение общей щелочности

Определение проводят методом нейтрализации.

Реактивы

Соляная кислота, 0,1 н. раствор.

Этиловый спирт, ректификованный высшей очистки. Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.

Ход определения. В коническую колбу вместимостью 300 мл помещают 100 мл раствора А, прибавляют 2 капли фенолфталеи­ на и титруют до исчезновения розовой окраски.

Расчет приведен ниже.

Определение хлоридов

Определение проводят меркуриметрическим методом (см. стр.

21) .

Реактивы см. на стр. 22.

Ход определения. В коническую колбу вместимостью 300 мл отбирают 100 мл раствора А и продолжают анализ, как описано на стр. 22).

Расчет. Расчет зависит от состава водной вытяжки. Если в из­ бытке имеется хлорид бария и отсутствует гидроокись натрия, то

104

Если в избытке имеется гидроокись натрия и отсутствует хло­ рид бария, то Xi, Х2, х4 и х5 (содержание iNaOH) вычисляют по формулам:

(У і- Ѵ 2)-А -0,00157737-500-100 g- ЮО

Ѵ2-K -0,0037041-500 • 100 sr- 100

V f K2-0,005844-500 •100

£-100

(Ѵ3-к — Vi-A)-0,0040- 500-100

g -ЮО

где Ѵ3, Ѵі, К , V4 — расход соответственно 0,1 н. раствора соляной кис­ лоты, 0,1 н. раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция и магния (титрование без сульфата аммония), 0,1 н. раствора ЭДТА, содержащего ком­

циям соответственно 0,1 н. раствора соляной кислоты, 0,1 н. раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция и магния, и 0,1 н. раствора нитрата ртути(ІІ); 0,00157737, 0,0037041,0,012213, 0,0040, 0,005844 — титры точно 0,1 н. растворов соответственно по восьми водной гидроокиси бария, гидроокиси

Ход определения. В две конические колбы вместимостью 500 мл отбирают по 100 мл раствора Б и продолжают анализ, как опи­ сано на стр. 11.

Расчет. Содержание кислоторастворимых солей бария {х\) и кальция (х2) в % вычисляют по формулам:

ция и магния, израсходованного на титрование без сульфата аммония и с суль­ фатом аммония, мл; К — поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора

105

I

ЭДТА, содержащего комплексснаты кальция и магния; а, Ь, с — содержание Ва(ОН)2-8Н20 , ВаСІ-2Н20 , Са(ОН)2, %; 0,6255 — фактор пересчета с гидро­ окиси бария на карбонат бария; 0,8079 — фактор пересчета с хлорида бария двухводного на карбонат бария; g — навеска образца, для получения водно­ кислотной вытяжки, г; 1,351 — фактор пересчета с гидроокиси каЛьция на карбонат кальция.

Определение железа и алюминия

V- /С-0, Ö01995500 • 100

=^ -100

(10 — V1-/Cc)Ä'-0,001274-500-100

=g -100

Где V — объем 0,025 М раствора ЭДТА израсходованного на определение желе­ за, мл; К — поправочный коэффициент к концентрации 0,025 М раствора ЭДТА; 0,001995 — количество окиси железа, соответствующее 1 мл точно 0,025 М раствора ЭДТА, г; Кі — объем 0,025 М раствора хлорида железа(ІІІ), израсхо­ дованного на определение алюминия, мл; g — навеска образца, взятая для ана­ лиза водно-кислотной вытяжі.и; Кс — коэффициент соотношения между 0,025 М раствором ЭДТА и 0,025 Л1 раствором хлорида железа(ІІІ) (см. стр. 15); 0,001274 — количество окиси алюминия, соответствующее 1 мл точно 0,025 М раствора ЭДТА, г.

Определение нерастворимого остатка и двуокиси кремния

Нерастворимый остаток на фильтре после фильтрации и про­ мывки кислотной вытяжки помещают в фарфоровый тигель, пред­ варительно прокаленный и взвешенный, и вместе с фильтром ого­ ляют и прокаливают до постоянной массы.

Расчет. Содержание нерастворимого остатка (л;) в % и двуокиси кремния вычисляют по формуле:

gi -ЮР g

где-gi — масса прокаленного остатка, г; g — навеска образца, взятая для ана­ лиза водно-кислотной вытяжки, г.

Примечание. Если необходимо раздельное определение кислотораствори­ мых солей кальция и магния первоначально в аликвотной части раствора Б отделяют барий осаждением в виде сульфата бария.

106

При значительном содержании железа предварительно отделяют полутор ные окислы осаждением раствором аммиака (до слабого запаха) с предваритель­ ным окислением железа азотной кислотой при нагревании. Затем комплексонометрическим методом определяют кальций и магний в фильтрате, как описаноі на стр. 35 и 37.

Расчет. Содержание кислоторастворимых солей кальция в пересчете на карбонат кальция (хі) и магния в пересчете на гидроокись магния (*„) в % вы­ числяют по формулам:

Ѵ-/(-0,005004- 500-100

где V, Ѵі — объемы 0,05 М раствора ЭДТА, израсходованного на первое в второе титрование, мл; К — поправочный коэффициент к концентрации 0,05 Л1 раствора ЭДТА, установленный по хлориду кальция; 0,002916 и 0,005004 — количество гидроокиси магния и карбоната кальция, соответствующее 1 мл 0,05 М раствора ЭДТА, г; g — навеска образца для анализа водно-кислотной

Производство карбоната бария

Анализ маточных растворов

Вматочных растворах определяют барий, гидроокись, карбонат

ихло рид натрия.

Определение бария

Определение проводят нефелометрическим методом (см. стр. 11).

Реактивы см. на стр. 11.

Ход определения. В стакан вместимостью 100 мл отбир ают 25 мл

а-0,1-100

х— g-1000

где а — объем стандартного раствора бария (с концентрацией бария 0,1 мг/мл) в эталонном растворе, интенсивность помутнения которого совпала с интен­ сивностью помутнения анализируемого раствора; g — навеска пробы, взятая для анализа, г.

107

Определение гидроокиси и карбоната натрия при их совместном присутствии

Определение проводят методом нейтрализации (см. стр. 17).

Реактивы см. на стр. 17.

Ход определения. В две конические колбы вместимостью 300 мл отбирают J0 г анализируемого раствора разбавляют дистиллирован­ ной водой, не содержащей двуокиси углерода до объема 100 мл и продолжают анализ, как описано на стр. 17.

Расчет. Содержание гидроокиси натрия (х) и карбоната натрия (лі) в % вычисляют по формулам:

Ѵ/С-0,040-100

(Уі — У)- К-0,0530 -100

где V и 1', — объемы 1 н. раствора соляной кислоты, израсходованной на ти­ трование по фенолфталеину и метиловому оранжевому, мл; К — поправочный

коэффициент к титру 1 н. раствора соляной кислоты; g — навеска раствора, взятая для анализа, г.

Определение хлорида натрия

Ход определения. В мерной колбе вместимостью 250 мл 25 г анализируемого раствора разбавляют дистиллированной водой до мет-ки и тщательно перемешивают (раствор 1). Отбирают 10 мл раствора 1 в коническую колбу вместимостью 300 мл и продолжают анализ, как описано на стр. 22.

Расчет. Содержание хлорида натрия (х) в % вычисляют по фор­ муле:

V-ТС-0,005844-250-1000

•£-10

0,005844 — титр точно 0,1 н. раствора нитрата ртути (II) по хлориду натрия. Остальные обозначения см. на стр. 57.

Производство сульфата бария

Анализ маточных растворов

Определение бария

Барий определяют в отсутствие сульфат-ионов. Определение проводят нефелометрическим методом (см. стр. 11). В присутствии значительных количеств бария определение проводят комплексонометрическим методом (см. стр. 10).

(08

Н е ф е л о м е т р и ч е с к ий м е т о д

Реактивы см. на стр. II.

Ход определения. В стакан вместимостью 100 мл отбирают 25 мл анализируемого раствора, взвешивают с точностью до 0,0002 г и продолжают анализ, как описано на стр. 11.

Расчет. Содержание бария вычисляют по формуле, приведенной на стр. 107.

I К о м п л е к с о н о м е т р и ч е с к и й м е т о д

Реактивы см. на стр. 10.

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 200 мл отби­ рают 5—50 г анализируемого раствора (в зависимости от содержа­ ния бария), объем раствора доводят до метки водой и тщательно перемешивают (раствор А). В две конические колбы вместимостью 500 мл отбирают по 25 мл раствора А и продолжают анализ, как описано на стр. IT.

Расчет. Содержание бария (х) в % вычисляют по формуле:

(V — Ѵг) -К -0,006867-200-100 £-25

где V, І-’і — объемы 0,05 М раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты каль­ ция и магния, израсходованного на титрование раствора в первой н во второй колбах, мл; К — поправочный коэффициент к титру концентрации 0,05 М раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция и магния, установлен­

Определение сульфатов

Определение проводят комплексонометрическим методом (см. стр. 18).

Реактивы см. на стр. 10.

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 200 мл поме­ щают 5—50 г анализируемого раствора (в зависимости от содержания сульфат-ионов), разбавляют дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают (раствор Л). В две конические колбы вместимостью 500 мл отбирают по 25 мл раствора А и продолжают анализ, как описано на стр. 19.

Расчет. Содержание сульфат-ионов (%) в % вычисляют по фор­ муле:

(Ѵі — Ѵ)-К-о,004803 • 200 -100 g-2 5

Обозначения см. на стр. 58.

109