Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальная металлургическая академия Украины

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Отчет пр.Петр.doc

Скачиваний:

Добавлен:

14.09.2019

Размер:

385.02 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1212

6.10.3 Определение Si

Сущность метода. Фотометрический метод измерения массовой доли Si основан на образовании желтого кремнемолибденового комплекса в сернокислой среде и восстановление этого соединения солью мора или Fe сернокислым закисным до кремнисто-молибденовой сини.

Si является обычным компонентом всех черных металлов, иногда вводится в качестве специальных добавок. В железных сплавах Si содержится в трех формах:

1.в виде твердого раствора Si в Fe.

2.в виде силицидов FeSi2, FeSi, MnSi.

3.в виде силикатов 2MnO, Si0₂; AI2O3, Si0₂.

При растворении навески стали в кислоте (НМ)з),все перечисленные соединения разлагаются, образуя кремниевую кислоту FLiSiO^ Растворение следует производить в слабой кислоте. Полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу на 100 мл. и доводят до метки дистиллированной водой. Желтая кремнемолибденовая гетерополикислота образуется в относительно слабокислой среде.

H₄Si0₄ + 12Н₂Мо0₄ = Н₈ [Si(Mo₂0₇)₆] + ЮН₂0

Переливаем в колбу 15 мл. 8NH₂S0₄ (кислотность становится выше) при этой кислотности остается только кремнемолибденовый комплекс. При приливании закисного Fe ионы Fe восстанавливают кремнемолибденовый комплекс до кремнемолибденовой сини

Mo₂ 0₅

H₈[Si(Mo₂0₇)₆] + 4FeS0₄ + 2H₂S0₄ = H₈[Si (Mo₂0₇)₅ ] + +2Fe₂(S0₄)₃ + 2H₂0

Интенсивность окраски Si-Mo сини замерены на фотоколориметре. Массовую долю Si находим на градировочном графике.

Анализ производственных проб Si:

N пробы	Оптическая плотность	Полученные значения	Истинные значения
У1Г	0,04	0,096	0,124
У-1Д	0,08	0,186	0,175
10217-Т	0,1	0,206	0,29

6.10.4. Определение р в стали фотометрическим методом.

Метод основан на образовании желтой Р-Мо гетерополикислоты в сернокислой среде с последующим восстановлением ее ионами двух валентного Fe в присутствии нейтрального гидроксиламина до синего комплекса.

Р присутствует во всех черных металлах и является вредной примесью в виде фосфидов (Fe₂P, FезР), может образовывать отдельные включения и при низких температурах сообщают хрупкость (Хладноломкость) сплавам.

При обработке пробы азотной кислотой весь Р окисляется и переходит в раствор, преимущественно в виде Н₃Р0₃.

3Fe₃P + 4IHNO3 = 9Fe (N0₃)₃ + 14NO + 3H₃P⁵⁺0₄ + 16Н₂0

F3Fe₃P + 4IHNO3 = 9Fe (N0₃)₃ + 14NO + 3H₃P⁵⁺0₄ +16Н₂0

Fe₃P + 13HN0₃ = 3Fe (N0₃)₃ + 4NO + +H₃P³⁺0₃ + 5H₂0.

Дополнительно окисляют трех валентный Р до пяти валентного персульфатом аммония.

Н₂0 + Н₃Р³⁺0₃ + (NH4)₂S₂0₈ = Н₃Р⁵⁺0₄ + (NH4)₂S0₄ + +H₂S0₄.

Т.к. при количественном определении Р должен полностью находится в растворе в виде фосфорной кислоты. Весь Р из раствора связываем молибденово-кислым аммонием в комплекса:

Н₃Р0₄ + 12(NH4)₂Mo0₄ + 24HN0₃ = Н₇[Р(Мо0₇)₆] + +24NH4NO3 + 10Н₂О.

Для определения Р пользуются восстановленной формой комплекса, окрашивающего раствор в синий цвет:

(МоО_?)₅ЩР(Мо0₇)₆] + 4Fe(N0₃)₂ + 4HN0₃ = Н₇[Р Мо₂0₅] + +4Fe(N0₃)₃ + 2Н₂0

Массовую долю Р находят по градировочному графику, построенного в координатах - количество определенного элемента в %, оптическая плотность анализируемого раствора.

Анализ производственных проб Р.

N пробы

Оптическая плотность

полученное

содержание

истинное

содержание

У-2Б

0,230

0,051

0,052

7531 отк

0,050

0,011

0,008

6.10.5. Определение С в стали (чугуне) кулонометрическим методом.

Метод основан на сжигании навески стали в потоке 0₂ при t=1250-1300 °С, с последующим поглощением образовавшегося углекислого газа поглотительным раствором. При этом повышается кислотность поглотительного раствора, что приводит к изменению ЭДС индикаторной системы рН-метра. Углерод в сплавах в виде графитов(свободный) и карбидов(связанный вид), твердого раствора в а- и y-Fe, газообразной форме в виде окислов С.

Количество электричества, необходимое для достижения первичного значения рН поглотительного раствора и пропорциональное конц. С в пробе фиксируется специальным кулонометром-индикатором тока, показывающим непосредственное значение С в пробе(%).

Экспресс анализаторы АН-29 и АН-7529 предназначены для определения содержания С в сталях(чугунах) при диапазоне конц. 0,03-4,0 %С.

В приборах применен метод автоматического титрования по величине рН. Принцип действия заключается в следующем: навеску стали 0,5 г. В фарфоровой лодочке сжигают в трубчатой печи в потоке чистого 0₂. При этом С улетучивается в виде СЮ₂. Непрерывный поток 0₂ уносится из печи в электролитическую майку датчика Экспресс анализатора, где он поглощается поглощательным раствором.

Поглощательный раствор: хлористый стронций CrCl и хлористый калий КС1. При поглощении С0₂ происходят следующие реакции:

С0₂+Н₂0-»Н₂СОз

Н₂С0₃ + СгС1₂ -+ СгСОз | + 2НС1

НС1 = Н⁺ + СГ

В результате этих реакций повышается концентрация ионов ЕГ, т.е. увеличивается кислотность раствора и падает рН.

2Н⁺ + 2ё->Н₂|.

И величина рН поглотительного элемента восстанавливается до прежнего значения. При этом изменяется ЭДС электродной системы рН-метра, а следовательно, и ток на входе усилится. Он возвращает к прежним значениям и генераторный ток. На аноде, ячейки которого изготовлены из Zn, которые взаимодействую со вспомогательным электролитом (хлористит калий и ферроцианит калия). Ионы Zn взаимодействуют с ферроцианитом калия, образуя комплексную соль Zn, которая выпадает в осадок:

3Zn²⁺ + 2К⁺+ 2Fe(CN₆)⁴⁺ - K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂j.

Количество электричества, которое потребовалось для разрядки ионов Н₂ однозначно связано с количеством поглощенного СО. Это количество фиксируется специальным кулонометром - интегратором тока, который отградуирован на процентное содержание С в пробе.

На выходе интегратора включены неоновые индикаторные лампы, которые и показывают содержание %С в пробе при навеске 0,5 г.

Анализ производственных проб С.

N пробы	Истин-ный результат	Получен- нй результат
У-ЗБ	0,182	0,185
С-7Б	0,347	0,342
Ст	0,921	0,882
8185	0,11	0,119
8186	0,15	0,148

В электролитической ячейке датчика находится индикаторная электродная система рН-метра, состоящая из измерительного электрода и вспомогательного электрода.

Стеклянный измерительный электрод представляет собой трубку с напаянным на конце полым шариком из специального электродного стекла.

Вспомогательный электрод представляет трубочку, заполненную раствором НС1, и заканчивающуюся пробкой с фитилем из волокнистого материала с помощью электролита осуществляется электрическое соединение серебряного контакта, находящегося внутри вспомогательного электрода, с положительным раствором.

При погружении электродной системы в раствор между измерительным и вспомогательным электродами

возникает разность потенциалов, величина которой зависит от количества ионов НГ в растворе. Таким образом, электродная система является гальваническим элементом, ЭДС к которого зависит от величины рН положительного раствора. Т.к. электрический ток,

образовавшийся в рН-метре, очень невелик. То для возможности его измерения устанавливают специальное электронное устройство - усилитель. Поступающий в

усилитель ток от стеклянных электродов усиливается, и на выходе получаем измеряемую величину, которую показывает МЛ-усилитель, расположенный на передней панели измерительного блока.

В зависимости от количества углерода в пробе величина рН нашего положительного раствора будет уменьшаться, ЭДС электронной системы и ток на выходе усилителя.

Специальный электронный регулятор, соединенный с выходом усилителя автоматически, включают в источник стабилизированного тока. Генераторный ток протекает через генераторные электроды датчика - катод и анод, и через проницаемую для тока перегородку из целлофана. Сила тока титрования видна по амперметру.