И.П. Алимарин, В.Н. Архангельская - Качественный полумикроанализ (практическое руководство к лабораторным работам) (1108631), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Современному аналитику, занимающемуся анализом сплавов, приходится сталкиваться с определением почти всех элементов. Если исследуемое вещество представляет собой металл, то задача сводится к обнаружению в нем различных примесей других металлов; в таких случаях редко производится систематический анализ, так как разделение элементов неизбежно связано с их частичной потерей, в результате чего некоторые из них могут быть не обнаружены. Большей частью анализ металла сводится к его растворению и к определению в отдельных порциях раствора различных элеменгов при помощи чувствительных и специфичных реакций «. В некоторых случаях вначале из рве~вора осаждают группу элементов, а затем этот «коггцентратз анализируют обычными методами или определяют каждый элемент в отдельной порции раствора. При исследовании металлов ни в коем случае нельзя в первую очередь выделять основной металл, а в фильтрате искать примеси.
Так, например, при определении примеси железа в металлической меди нельзя вначале выделять медь сероводородом в виде Сп5 и искать в фильтрате железо, так как при осаждении объемистого осадка Сц5 почти все железо будет соосаждено и практически в фильтрате может отсутствовать. В таком случае * О качестаевпом анализе сплавов капельным методом можно найти подрооггые указания а книге Н.
А Т анап аеаа, Бесстружкоаый метод, Металлургпздат, М., 1948. 126 следует вначале осадить избытком раствора аммиака железо в виде Ее(ОН)з; медь при этом останстся в растворе в виде комплексного соединения. Осадок гидроокиси железа, загрязпепный медью, растворяют в кислоте и только затем производят осаждение удержанной осадком меди сероводородом, а в фнльтрате определяют железо. Таким образом, при исследовагаи металлов в первую очередь осаждают ггримеси, а не основной металл.
Это практическое указание, шгрочем, относится не только к металлам, но и к друггон объектам, в которых одна составная часть присутствует в значительно преобладаюи(елг коли гесгое. Поэтому при анализе металлов вначале следует провести г;редварительные испытания, а затем уже наметить схему хода анализа и, посоветовавшись с преподавателем, приступить к выполнению работ.
Все металлы и сплавы принято делить на пять групп: !. Черные металлы: к ним относятся железо, сталь, чугун и ферросплавы. 2. Цвети ы е металлы: это прежде всего медь и ее сплавы (латунь, бронза и др.), баббиты (оловянисто-свинцовые, кальциевые, мышьяково-кадмиевые и т. и.й припои (оловянистосвинцовые, серебряные), типографские сплавы.
3. Л е г к и е м е т а л л ы: алюминий, магний, бериллий и их сплавы с различными металлами. 4. Редкие металлы: вольфрам, молибден, ванадий, титан и т. и. 5. Б л а городи ы е м ет аллы: серебро, золото, платина и платиновые металлы (рутений, родий, палладий, осмий и иридий), В зависимости от состава сплава применяют различные способы его растворения. Железо и его сплавы, как правило, растворяют в соляной или серной кислоте. Цветные металлы и их сплавы растворяют в азотной кислоте. При растворении в Н>ЧОз олово и сурьма образуют малорастворимую метаоловянную или метасурьмяную кислоту; для перевода нх в раствор применяют царскую водку. Некоторые богатые кремнием сплавы, например кремнистая медь, чрезвычайно трудно растворимы или совсем нерастворимы даже в царской водке.
Такие сплавы лучше всего сплавлять с едким кали в серебряном тигле, а затем обрабатывать плав азотной кисло~ой. Алюминий, магний и их сплавы растворяют в соляной кислоте; кроме того, металлический алюминий и его сплавы можно также перевести в раствор нагреванием с концентрированным раствором едкого натра. Для растворения примеияюг обычно лиоо концентрпровапные кислоты, либо разбавленные в два раза водой. 127 В некоторых случаях, например, при растворении железа и его сплавов, а также алюминия и магния в концентрированной азотной кислоте происходит пасснвированне металла, в результате чего растворение прекращается, Если сплав содержит углерод и графит или некоторые карбиды и снлициды, которые не растворяются в кислотах и остаются в виле темного осадка на дне сосуда, то их необходимо отфильтровать и исследовать отдельно.
Следует иметь в виду, что при растворении сплавов в соляной или серной кислоте могут быть потеряны находящиеся в сплавах в небольших количествах мышьяк, фосфор, сера и кремний. Эти элементы дают с металлами соединения, которые при обработке их кислотой разлагаются с образованием газообразных продуктов; АзНа, 5[Н4, РН, и НаЯ.
При растворении металлов в соляной илн серной, кислоте часто ощущается характерный запах выделяющихся углеводоролов вследствие разложения карбилов, а также запах вышеупомянутых газообразных продуктов. Пробу металла или сплава перед анализом обязательно измельчают; хрупкие металлы измельчают в стальной ступке или на наковальне молотком, ковкие — расплющивают в тонкие пластинки и затем размельчают кусачками. Сортировка металлов и сплавов при помощи микрохимических реакций* Для определения типа металла или сплава с целью нх сортировки, выбора метода разложения н последующего анализа производят следующие реакции, характерные для основного элемента. А л ю м и н и е в ы е с п л а в ы.
Кусочек исследуемого металла помещают на часовое стекло и смачива1от 30%-ным раствором едкого патра, Если через 2 — 5 мин. замечается вскипание капли и обильное выделение пузырьков газа, то материал следует отнести к алюминиевым сплавам. С другими металлами и сплавами раствор елкого патра подобной реакции не дает. Таким путем легко определить безошибочно все алюминиевые сплавы. М а г н и е в ы е с п л а в ы. На чистую поверхность металла помещают каплю 3а1а-ного раствора Гее(50,)ж подкисленного серной кислотой. Если имеют дело с магниевыми сплавами, то через 1 мин. начинается бурное вскипание и через 2 — 5 мин, появляется желто-бурый осадок основной соли железа, Алюминиевые сплавы, сталь и бронза не реагируют в этих условиях.
4 См. также Е. Н и кити ив, Сортировка металлов и сплавов при помощи иапельиых реакций, Заводская лаборатория, Х!, № 2 — 3, 231 (19431, 128 К ел е во, ч у г у н и с т а л ь. Если первая и вторая реакции дали отрицательный результат, то производят следующую реакцию: на поверхность металла или на кусочек стружки помещают каплю 10%-ного раствора НН4БСХ в соляной кислоте (содержащей несколько капель азотной кислоты), Железо, чугун или сталь в этих условиях дают устойчивое темнокрасное окрашиванпе в результате образования роданида железа. Ц в е т н ы е м е т а л л ы. На чистую поверхность сплава помещают каплю азотной кислоты (плотиостью 1,4), Через 1 мин.
на эту каплю помещают 2 — 3 капли раствора аммиака. В случае появления синего окрашивапия сплав следует отнести к группе бронз, латуней или других медных сплавов. Если же выделяется белый осадок, то это может быть баббит, типографский сплав пли припой. Установив, к какому типу металлов относится исследуемый образец, производят уже более детальный анализ, Анализ железа, чугуна и стали Качественный анализ железа, чугуна н стали обычно сво- лится к определению в них так называемых примесей (легирую- щих элементов) для установления марки металла. В чугунах и сталях опрелеляют: углерод (графит), марганец, никель, кобальт, медь, хром, алюминий, кремний, фосфор, серу и мышьяк, а также редкие металлы — титан, ванадий, молибден, вольфрам, цирконий, ниобий, тантал и др. Так как содержание вышеупомянутых элементов в анализируе- мых сплавах большей частью невелико, то для анализа берут пробу весом около 0,1 — 0,5 г, помещают ее в стакан и растворяют при нагревании в разбавленной (1: 5) серной кислоте.
Когда реакция закончится, отделяют небольшой черный остаток фильтрованием через воронку. Этот остаток, состоящий из углерода (графита), кремния, карбидов, промывают разбав- ленной кислотой и 1 — 2 раза водой и помещают вместе с филь- тром в фарфоровый тигель и прокаливают. Остаток сплавляют с пиросульфатом калия нли карбонатом натрия (см.
стр. 123 — 126). Г1лав растворяют в разбавленной соляной или серной кислоте и отфильтровывают осадок кремневой кислоты. Фильтрат присое- диняют к основному раствору, В сернокислый илн солянокислый раствор пропускают серо- водород (под тягой). Вылелившиеся сульфиды 1 и !1 аналитиче- ских групп отфильтровывают, промывают и исследуют по основ- ной схеме систематического хола анализа. Фильтрат кипятят до удаления сероводорода и в отдельных порциях раствора определяют элементы 1П аналитической группы, пользуясь описанной ранее методикой полумикроанализа.
Фосфор, серу и мышьяк, ввиду их малого содержания в чугунах 9 Зак. 4веа. Алимарин. 129 и сталях, качественно обычно пс определяют, а сразу производят количественное их определенно. В случае необходимости их обнаружения соответствующие указания можно найти в специальных руководствах "". Анализ ферросплавов Большинство ферросплавов (ферросилиций, феррохром и т. п.) в соляной и азотной кислотах растворяются очень плохо, поэтому их либо сплавляют с перекисью натрия в железном или никелевом тигле, либо разлагают в платиновой чашке или тигле смесью фтористоводородной, серной и азотной кислот (под тягой).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
