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

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

Ѵ-/С-0,003545-500-100

где V — объем 0,1 н. раствора нитрата ртути(ІІ) или нитрата серебра, израс­ ходованного иа титрование, мл; К — поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора нитрата ртути(ІІ) или нитрата серебра, установленный по стандарт­ ному раствору хлорида натрия; 0,003545 — титр точно 0,1 н. раствора нитрата ртути(ІІ) или нитрата серебра по хлорид-иону; g — навеска образца, г.

Определение сульфатов

Сульфаты определяют комплексонометрическим методом (см. стр. 18).

Реактивы см. на стр. 10.

Ход определения. В две конические колбы помещают по 100 мл

(см. стр. 16)

Реактивы см. на стр. 16. •

Ход определения. Нейтрализуют 25 мл раствора 1, приготов­ ленного для определения гидроокиси натрия, соляной кислотой плотностью 1,19 г/см3 и продолжают анализ, как описано на стр. 16.

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

а-0 ,01-500-100 §-25-1000

Обозначения см. на стр. 54.

Определение двуокиси кремния

Двуокись кремния определяют колориметрическим методом по окраске молибденовой сини.

Реактивы Соляная кислота плотностью 1,19 г/см3, разбавленная (1 : 3).

Индикаторная бумага конго.

Остальные реактивы см. на стр. 26.

•60

Ход определения. Помещают в платиновую чашку 2 г каусти­ ческой соды, растворяют в 10 мл воды, добавляют 4 мл соляной кис­ лоты плотностью 1,19 г/см3 и разбавленную 1 : 3 соляную кислоту до нейтральной реакции' по индикаторной бумаге конго. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора до метки водой, тщательно перемешивают и фильтруют (раствор А). Отбирают 10 мл раствора А и продолжают анализ, как указано на стр. 26.

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

а-100-100

х= g - 10-1000

Обозначения см. на стр. 44.

Определение калия

Реактивы Хлорид натрия ос. ч., 0,1 н. раствор.

Хлорид калия х. ч., раствор с концентрацией калия 100 мг/л.

0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004; 0,0045; 0,005 мг/мл. Объем растворов доводят до метки дважды дистиллированной водой и проводят из­ мерения на втором диапазоне при X = 768 ± 5 мм.

Ход определения. Навеску каустической соды 1 г взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют 20 мл дважды дистиллированной воды и соляной кислоты (1 : 1) до прекращения выделения пузырьков двуокиси углерода. Объем раствора доводят до метки дважды дистиллиро­ ванной водой и тщательно перемешивают.

Измерения проводят, как при построении калибровочного гра­ фика.

Расчет. Содержание калия вычисляют по формуле, приведен­ ной на стр. 47.

Анализ соляной кислоты

Определяют хлористый водород, сульфаты и железо.

Определение хлористого водорода

Метод основан на нейтрализации соляной кислоты раствором гидроокиси натрия.

Реактивы

Гидроокись натрия, 1 и. раствор. Метиловый оранокевый, 0,1%-ный раствор.

61

Ход определения. Около 25 г кислоты взвешивают и переносят количественно в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемеши­ вают (раствор 1). Переносят 25 мл раствора 1 в коническую колбу

красной окраски в жёлтую.

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

Еодороду; g — навеска образца, г.

Определение сульфатов

Сульфаты определяют весовым методом (см. стр. 18).

Реактивы Карбонат натрия, не содержащий сульфатов.

Остальные реактивы см. иа стр. 18.

Ход определения. Взвешивают 10 г соляной кислоты, переносят количественно в стакан вместимостью 400 мл и разбавляют водой до 100 мл. Полученный раствор осторожно нейтрализуют карбона­ том натрия, не содержащим сульфатов, прибавляют 2 мл соляной кислоты, плотностью 1,19 г/см3, не содержащей сульфатов, и про­ должают анализ, как описано на стр. 18.

Расчет. Содержание сульфат-ионов (х) в % вычисляют по формуле, приведенной на стр. 57.

Определение серной кислоты в пересчете на сульфат-ион

Определение проводят фотохрононефелометрическим методом (см. стр. 20).

Реактивы см. на стр. 20.

Ход определения. Навеску соляной кислоты 1—2 г, взятую с точностью до 0,01 г в стеклянном бюксе, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, ополаскивая стенки бюкса 1 н. раствором со­ ляной кислоты, и доводят объем раствора до метки 0,1 н. соляной кислотой. Раствор перемешивают и продолжают анализ, как ука­ зано на стр. 20.

Расчет. Содержание серной кислоты в пересчете на сульфатион вычисляют по формуле:

а-100

£-1000

62

Обозначения аналогичны приведенным на стр. 44.

Примечание. При содержании сульфат-ионов более 0,5%, что соответствует времени менее 20 с, исследуемый раствор необходимо разбавить точно в 2 раза 1 и. раствором соляной кислоты.

Определение малых количеств мышьяка

Определение проводят фотоколориметрическим гипофосфитным методом (см. стр. 31).

Реактивы см. на стр. 32.

Ход определения. Навеску соляной кислоты 2 г, взятую с точ­ ностью до 0,01 г в стеклянном бюксе, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, ополаскивая стенки бюкса соляной кислотой (1 : 1). Общий объем раствора не должен превышать 8 мл. Анализ продолжают, как описано на стр. 32.

Расчет. Содержание мышьяка вычисляют по формуле, аналогич­ ной приведенной в предыдущей методике.

Определение железа

К о л о р и м е т р и ч е с к и й ме т о д с п р и м е н е н и е м р о д а н и д а а ммо н и я

Реактивы

Гидроокись натрия, 10%-ный раствор. Остальные реактивы см. на стр. 16.

Ход определения. Отбирают 10 мл раствора 1, приготовленного для определения хлористого водорода, нейтрализуют 10%-ным рас­ твором гидроокиси натрия по лакмусу и продолжают анализ, как

К о л о р и м е т р и ч е с к и й ме т о д с п р и м е н е н и е м о-ф е н а н т р о л и н а

Ионы железа образуют с о-фенантролином интенсивно окрашен­ ные в красный цвет комплексные ионы. Окраска устойчива в течение 6 месяцев. Интенсивность ее не зависит от значения pH в интервале pH = 2 -5- 9. Комплекс очень устойчив, интенсивность окраски не изменяется от избытка реактива и присутствия многих анионов. Однако для получения точных результатов надо учитывать влияние некоторых факторов, которые могут оказаться причиной неболь­ ших ошибок: порядок прибавления реактивов, время, температура, pH раствора и мешающие ионы.

Определение проводят на фотоэлектроколориметре ФЭК-М, поз­ воляющем определять не менее 0,002% железа.

63

Реактивы

Солянокислый гидроксиламин, 10%-ный раствор. Железо-аммонийные квасцы.

Стандартный раствор соли железа (см. стр. 15).

Ацетат натрия, 20%-нын раствор. о-Фенантролин, 0,2%-ныіі раствор.

Соляная кислота, 10%-иый раствор. Индикаторная бумага конго.

Построение калибровочного графика. В мерные колбы вместимостью 100 мл вводят из бюретки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 мл стандартного раствора и разбавляют водой приблизительно до 25 мл. В каждую колбу приливают 15 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, 5 мл 10%-ного раствора солянокислого гидроксиламина, 15—20 мл 20%-ного раствора ацетата натрия до окрашивания индика­ торной бумаги в красный цвет и 4 мл 0,2% -кого раствора о-фенантролина. После прибавления каждого реактива растворы перемешивают.

Одновременно готовят контрольный раствор, в который приливают те же реактивы и в том же количестве за исключением стандартного раствора железа. Объемы растворов доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Опти­ ческую плотность растворов измеряют на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром относительно контрольного раствора.

По полученным данным строят калибровочный график, откладывая на оси абсцисс содержание железа (.в мг на 100 мл раствора), а на оси ординат— соответствующую ему величину оптической плотности.

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 250 мл коли­ чественно переносят 25 г соляной кислоты, объем раствора доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Аликвотную часть (Ѵа) полученного раствора (в зависимости от содержания железа) пере­ носят в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 5 мл 10°п-ного раствора солянокислого гидроксиламина и продолжают анализ, как при построении калибровочного графика.

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

а-250-100 g'Va' 1000

Обозначения см. на стр. 47.

Анализ технического сульфата натрия

Чаще всего сульфат натрия используют в производстве соля­ ной кислоты. В техническом сульфате натрия определяют нераство­ римый в воде остаток, кислотность, хориды, железо и сульфат нат­ рия.

Определение нерастворимого в воде остатка

Метод основан на определении массы нерастворимого в воде остатка в анализируемом образце.

Реактивы Хлорид бария, 10%-ный раствор.

Ход определения. Помещают 20 г исследуемого вещества в ста­ кан вместимостью 300 мл и растворяют в 100 мл горячей воды. По­ лученный раствор фильтруют через взвешенный фильтр, высушен­ ный при 100—105 °С, в мерную колбу вместимостью 500 мл. Оста­

64

ток на фильтре промывают горячей водой до отрицательной реак­ ции на сульфат-ион (проба с хлоридом бария). Объем раствора в колбе после охлаждения доводят до метки дистиллированной во­ дой и тщательно перемешивают (остаток 1 и фильтрат 1).

Остаток 1 вместе с фильтром переносят в бюкс и высушивают при 100—105 °С в сушильном шкафу до постоянной массы.

Расчет. Содержание нерастворимого в воде остатка (х) в % вы­ числяют по формуле:

(g2 —gi)-100 * = ------ 5--------

где g2 — масса бюкса н фильтра с остатком после высушивания, г; gt — масса бюкса и фильтра после высушивания, г; g — навеска образца, взятая для ана­ лиза, г.

Определение свободной серной кислоты

Метод основан на нейтрализации св ободной серной кислоты рас­ твором гидроокиси натрия в присутствии метилового оранжевого^

Сульфат натрия и хлорид натрия не мешают определению.

Реактивы

Гидроокись натрия, 0,1 н. раствор. Метиловый оранжевый, 0,1 %-ный • раствор.

Ход определения. В коническую колбу вместимостью 250 млналивают 50 мл фильтрата 1 (см. предыдущую методику) и титруют 0,1 н. раствором гидроокиси натрия в присутствии 2—3 капель метилового оранжевого до перехода розовой окраски раствора в желтую (раствор 2).

Расчет. Содержание серной кислоты (х) в % вычисляют по фор­ муле:

У-Д-0,004903-500-100 g-50

где V — объем 0,1 и. раствора гидроокиси натрия, израсходованного на титро­ вание, мл; К — поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора гидроокиси натрия; 0,004903 — титр точно 0,1 н. раствора гидроокиси натрия по серной кислоте; g — навеска образца, взятая для анализа, г.

Определение хлорида натрия

Хлорид натрия определяют аргентометрическим или меркуриметрическим методом (см. стр. 21). Исследуемый раствор должен быть предварительно нейтрализован.

А р г е н т о м е т р и ч е с к и й ме т о д

Реактивы см. на стр. 21.

Ход определения. К раствору 2 (см. предыдущую методику) прибавляют 2—4 капли насыщенного раствора хромата калия и продолжают анализ, как указано на стр. 21.

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

Ѵ-/С-0,005844-500-100

Х~ 8-50

где 0,005844 — титр точно 0,1 н. раствора нитрата серебра по хлориду натрия. Остальные обозначения см. на стр. 60.

Ме р к у р и м е т р и ч е с к ий м е т о д

Реактивы

Гидроокись натрия, 0,1 н. раствор. Остальные реактивы см. на стр. 22.

Ход определения. К 50 мл фильтрата 1, полученного при опреде­ лении нерастворимого в воДе остатка, прибавляют столько 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, сколько его было израсходовано на определение свободной серной кислоты, и подкисляют 2 н. раство­ ром азотной кислоты до pH = 2 (проверка универсальной индика­ торной бумагой). Продолжают анализ, как указано на стр. 22.

Расчет. Содержание хлорида натрия вычисляют по формуле, аналогичной приведенной в предыдущей методике.

Определение железа

К о л о р и м е т р и ч е с к и й ме т о д с п р и м е н е н и е м р о д а н и д а а ммо н и я

Реактивы см. на стр. 16.

Ход определения. Помещают в стакан вместимостью 300 мл 20 г исследуемого образца, приливают 100 мл воды и 15 мл соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3. Содержимое стакана нагревают до кипения, кипятят 2—3 мин, охлаждают, переводят количественно в мерную колбу вместимостью 500 мл, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают (рас­ твор А). В коническую колбу вместимостью 100 мл переносят 5— 25 мл раствора А (в зависимости от содержания железа), разбав­ ляют водой до объема 25 мл (если необходимо) и продолжают анализ, как указано на стр. 16.

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

а-0,01-500-100 g-V-1000

где V — объем раствора А, взятого для колориметрирования, мл. Остальные обозначения см. на стр. 54.

Ф о т о к о л о р и м е т р и ч е с к и й ме т о д с п р и м е н е н и е м а , а'-д и п и р и д и л а

Реактивы см. на стр. 15.

Ход определения. Навеску 10 г сульфата натрия, взятую с точ­ ностью до 0,01 г, помещают в стакан вместимостью 250 мл, прили­

66

вают 100 мл воды, 15 мл соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3 и нагревают до кипения. Остывший раствор количественно перено­ сят в мерную колбу вместимостью 500 мл, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают (раствор А). Переносят 20 мл рас­ твора А, не захватывая осадок, в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора до метки водой и тщательно переме­ шивают (раствор Б).

Аликвотную часть раствора Б (5—10 мл, в зависимости от со­ держания железа)' переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и продолжают анализ, как указано на стр. 15.

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

а-500•100-100 g-V-20-1000

где а — количество железа, найденное по калибровочному графику, мг/100 мл; g —• навеска образца, взятая для анализа, г; У — аликвотная часть раствора Б, взятая для колориметрирования, мл.

Определение калия и кальция

Реактивы

Хлорид натрия, ос. ч.

Хлорид калия, х. ч., 0,1 и. раствор. Хлорид кальция, х. ч., 0,1 н. раствор.

Построение калибровочного графика. В 11 мерных колб вместимостькг 100 мл помещают 5,85 г хлорида натрия ос. ч. и 10 мл дважды дистиллирован­ ной воды. Во все колбы, кроме первой, добавляют 0,1 н, растворы хлорида калия и хлорида кальция с таким расчетом, чтобы концентрация калия составила 0,0005, 0,001, 0,0015, 0,002, 0,0025, 0,003, 0,0035, 0,004, 0,0045, 0,005 мг/мл и кальция — 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09 0,1 мг/мл. Объемы доводят до метки дважды дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Растворы анализируют для определения калия на втором диапазоне прибора

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 100 мл поме­ щают 42 г технического сульфата натрия, растворяют в дважды ди­ стиллированной воде, доводят объем этой же водой до метки и тща­ тельно перемешивают. Если раствор мутный, часть его центрифу­ гируют на лабораторной центрифуге со скоростью вращения 6000 об/мин в течение 5 мин. Измерения проводят, как при построе­ нии калибровочного графика.

Расчет. Содержание калия и кальция вычисляют. по формуле, приведенной на стр. 47.

Определение сульфата натрия

Сульфат натрия определяют весовым или колориметрическим методом.

В е с о в о й м е т о д

Метод состоит в том, что навеску образца после растворения об­ рабатывают азотной кислотой (для окисления железа) и затем смесью карбоната аммония и аммиака. В результате раствор нейтрализует­ ся и выпадают полуторные окислы и карбонат кальция. После филь­ трации (для отделения нерастворимого остатка и полуторных окис­ лов) к раствору прибавляют сульфат аммония и выпаривают. При этом хлорид натрия переводится в сульфат натрия. Таким образом, в сухом остатке имеются сульфат натрия и аммонийные соли, легко удаляющиеся при прокаливании.

В сухом остатке практически остается только сульфат натрия, имеющийся в первоначальном растворе и образовавшийся из хло­ рида натрия.

Реактивы Азотная кислота плотностью 1,2 г/см3.

Карбонат аммония, твердый и 1%-ный раствор. Аммиак, 10%-ный раствор.

Сульфат аммония.

Смесь карбоната аммония и аммиака. Растворяют 230 г карбоната аммо­ ния в воде, прибавляют 360 мл 10%-ного раствора аммиака и доводят объем раствора водой до 1 л.

Ход определения. Растворяют 5 г образца в 100 мл воды, прибав­ ляют 1 мл азотной кислоты плотностью 1,2 г/см3, нагревают до кипения и кипятят 2—3 мин. К горячему раствору прибавляют 15 мл раствора смеси карбоната аммония и аммиака, нагревают до кипения, фильтруют и промывают осадок теплым 1%-ным раство­ ром карбоната аммония, нейтрализованным несколькими каплями аммиака, до отрицательной реакции на сульфат-ион. Фильтрат и промывные воды собирают в’ мерную колбу вместимостью 500 мл, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемеши­ вают (раствор А).

Во взвешенную платиновую чашку переносят 100 мл раствора А, прибавляют 0,2—0,1 г сульфата аммония, выпаривают досуха на водяной бане, нагревают до красного каления и прокаливают оста­ ток до постоянной массы.

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

где£г — масса платиновой чашки с остатком после прокаливания, г; g! — масса

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

Комплексонометрический метод состоит в осаждении сульфатиона избытком титрованного раствора хлорида бария. Избыток хлорида бария оттитровывают раствором ЭДТА, при этом ионы ба-

68

рия связываются в комплекс. Титрование проводят в присутствии аммиачного буферного раствора с индикатором кислотным хром темно-синим.

Точность определения составляет ±0,3% .

Реактивы Э Д ТА, 0,05 М раствор, содержащий комплексонаты кальция и магния

{приготовление см. на стр. 10).

Метиловый красный, 0 ,1%-ный спиртовой раствор.

Соляная кислота, 1 н. раствор.

Этиловый спирт ректификованный высшей очистки. Хлорид бария, 0,05 М раствор.

Аммиак, 25%-иый раствор разбавленный (1 : 1). Буферный раствор 1 (приготовление см. на стр. 10).

Кислотный хром темно-синий, 0,5%-ный раствор (приготовление см. на стр. 11).

Ход определения. В мерную колбу вместимостью 200 мл поме­ щают 1 г исследуемого образца, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают (раствор А). Переносят 20 мл раствора А в коническую колбу вместимостью 500 мл, добавляют 1 каплю метилового красного, 1 мл 1 н. соляной кислоты и доводят объем водой до 200 мл. Нагревают раствор до кипения и прибавляют 18 мл 0,05 М раствора хлорида бария для осаждения сульфат-иона. Через 15 мин раствор охлаждают, нейт­ рализуют аммиаком (1 : 1). до нейтральной реакции и приливают 10 мл буферного раствора 1. Добавляют 10—12 капель 0,5%-ного раствора кислотного хром темно-синего и титруют 0,05 М раство­ ром ЭДТА, содержащим комплексонаты кальция и магния, до перехода розовой окраски раствора в' синюю.

Одновременно в аналогичных условиях проводят контрольное титрование 18 мл 0,05 М раствора хлорида бария 0,05 М раствором ЭДТА.

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

где Ѵ-і и Ѵ2 — объем 0,05 М раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты каль­ ция и магния, израсходованного на титрование 18 мл 0,05 М раствора хлорида бария, в контрольной и исследуемой пробе, мл; К — поправочный коэффициент

кконцентрации 0,05 М раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция

имагния, установленный по стандартному раствору хлорида бария; 0,007103 — количество сульфата натрия, соответствующее 1 мл точно 0,05 М раствора

ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция и магния; g — навеска образца, взятая для анализа, г; а — содержание серной кислоты, %; 1,4483 — фактор пересчета с серной кислоты, содержащейся в пробе, на сульфат натрия.