И.П. Алимарин, В.Н. Архангельская - Качественный полумикроанализ (практическое руководство к лабораторным работам) (1108631), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Ферромарганец растворяется при нагревании в концентрированной азотной кислоте. При качественном анализе проще всего разлагать ферросплав сплавлением с пиросулъфатом калия. 10 — 20 жг порошкообразного материала помещают в фарфоровый тигель или в стеклянную пробирку, прибавляют 0,5 г пиросульфата калия и сплавляют в пламени газовой горелки, как указано на стр. 123, Плав растворяют при нагревании в разбавленной серной кислоте и раствор анализируют по основной схеме. Если ферросплав не реагирует с пкросульфатом, то разложение производят сплавлением с перекисью натрия в железном тигле (изготовленном из чистого железа) или в серебряном тигле. Плав обрабатывают горячей водой. В растворе определяют анионы, а в остатке, после отделения его фильтрованием, определяют металлы. Анализ цветных металлов и их сплавов*" 20 — 30 мг металла или сплава в виде стружек или опилок помещают в фарфоровый тигель и растворяют в 5 — 10 каплях разбавленной (1; 1) азотной кислоты; раствор выпаривают на водяной бане почти досуха (под тягой).
К остатку прибавляют 1 — 2 мл 2 н. азотной кислоты и осторожно нагревают. Если при этом остается белый остаток, состоящий нз метасурьмяной или метаоловянной кислот, то его отделяют от раствора при помощи центрифуги, для чего содержимое тигля переносят в коническую пробирку и центрнфугируют до полного просветления жидкости.
Раствор отделяют при помощи пипетки, осадок промывают * Подробное описание методов качественного определения легирукяцих элементов в чугунах и сталях см. А. М. Ды м о в, Технический аяалиэ металлов, Металлургиздат, М., 1944; Д. Ф л э г и В, Л ай и, Полумикрометод качествеияого анализа М., 1947. *" Более подробные сведения а качествеяиам микрохимическам анализе цветных металлов и сплавов см.
Руководство коллектива авторов Ии-та авиациовиых материалов, «Методы анализа металлов и электролитиых ванн>, Обороигиз, М., 1944. 130 2 — 3 раза 2 н, азотной кислотой, каждый раз перемешивая его стеклянной палочкой и отделяя от раствора центрифугированием. Затем к осадку в пробирке добавляют несколько капель концентрированной соляной кислоты и нагревают до полного растворения его (в остатке может быть немного кремневой кислоты). Полученный раствор делят на две чести; в одной определяют сурьму (см. 9 15), а в другой — олово (см. $ 16). Азотнокислый раствор и промывные воды, собранные в фарфоровую чашку, упаривают (под тягой), прибавляют 2 — 3 капли серной кислоты (1: 1) и продолжают упаривание до появления белых паров 50з; затем чашку охлаждают, осторожно добавляют 2 мл воды и перемешива1от.
Если прн этом выделится белый осадок сульфата свинца, то его отделяют от раствора центрифугированием, растворяют в ацетате аммония (см 9 9) и убеждаются в присутствии свинца в растворе, применяя реакцию с бихроматом калия или с дитизоном (см. 9 2). Раствор сульфатов прочих элементов анализируют по основной схеме. В сплавах цветных металлов часто содержатся кремний, фосфор и мышьяк, которые могут быть определены после растворения сплава в концентрированной азотной кислоте; в полученном растворе определяют фосфат-иоп осаждением молнбдатом аммония. Кремний в виде кремневой кислоты остается в нерастворимом остатке вместе с метаоловянной кислотой, которую отделяют растворением в концентрированной соляной кислоте, как описано выше; кремневую кислоту обнаруживают по $ 44.
Мышьяк определяют обычным путем (см. $ 17). Если в сплаве присутствовал фосфор, то при систематическом ходе анализа он должен быть удален, как это описано в $18. Анализ алюминиевых и магниевых сплавов Для выполнения полного анализа алюминиевых и магниевых сплавов 20 — 30 ма стружки или опилок помещают в пробирку, прибавляют 3 — 4 капли воды и по каплям концентрированную соляную кислоту до прекращения реакции. Затем добавляют 1 — 2 капли концентрированной азотной кислоты для растворения меди и других компонентов сплава. Смесь нагревают до полного растворения и прекращения выделения бурых окислов азота, раствор разбавляют 1 — 2 мл воды и далее анализируют по основной схеме.
При анализе алюминиевого сплава «силумин», после растворе. ния его в кислотах остается темный осадок кремния (в свободном состоянии), который следует отфильтровать и исследовать отдельно. Для этого темный осадок кипятят с концентрированным раствором едкого патра (пе содержащего растворимых силикатов!), в результате чего происходит ооразование силиката натрия и выделение водорода. 9" 131 В полученном растворе обнаруживают ион кремневой кислоты при помощи реакций, описанных в ~ 44.
Кремнистые соединения легких металлов — магния, кальция и др. [так называемые силицнды) разлагаются разбавленной соляной кислотой с образованисм самовоспламеняющегося кремневодорода 51Нь Для обнаружения кремния в таких соединениях их растворяют в царской водке, причем кремний окисляется в кремневую кислоту, которую отделяют от раствора и исследуют по й 44. Для исследования состава алюминиевых сплавов применяют часто еще следующий способ разложения и анализа. 0,1 — 0,2 г алюминиевых стружек или опилок помещают в коническую колбу и прибавляют небольшими порциями 25%-ный раствор едкого патра.
Ввиду того что реакция растворения протекает очень бурно, следует иметь наготове сосуд с холодной водой для охлаждения содержимого колбы с целью замедлить реакцию. После прекращения реакции дают раствору постоять 3 — 5 мин., затем разбавляют вдвое водой и кипятят, Осадок, содержащий соединения меди, железа, никеля, марганца, магния и кальция, отфильтровывают от раствора, в котором находятся алюминий, цинк, олово и большая часть кремневой кислоты. Затем в осадке и растворе определяют вышеперечисленные элементы. П р и и е ч а н и е. Другие соединения кремния, как, например, карбид кремния (карборунд) ЫС, не разлагаются кислотами, но при . сплавленин с едким натром (в серебряном тигле) образуют расгворнмый кремнекислый натрий.
При подкисленни такого плавя соляной кислотой выделяется кремневая кислота. 1Ч. АНАЛИЗ СУЛЬФАТОВ Большинство сульфатов растворимо в воде; практически нсрастворимы Ва50ь ЯгЯОь РЬБОз и некоторые основные соли алюминия, хрома и железа, Сульфат кальция довольно хорошо растворим в горячей воде, Значительно лучше он растворяется в разбавленной горячей соляной кислоте. Нерастворимые сульфаты, полученные осаждением из водных растворов, переводят в карбонаты кипячением с раствором )ч)азСОз, а затем, после отделения раствора, осадок растворяют в соляной или азотной кислоте и исследуют на содержание ионов бария, стронция и кальция.
Если в исследуемом осадке содержится сульфат свинца, то его лучше отделить в самом начале от сульфатов бария и стронция нагреванием с раствором ацетата аммония и уксусной кислоты или с раствором едкого натри. Затем центрифугированием отделяют раствор и после подкисленна определяют в ием ионы свинца, как указано в 3 2. Способ перевода сульфатов в карбонаты кипячением с раствором карбоната натрия не всегда приводит к цели, особенно когда имеют дело с природными соединениями.
132 В таких случаях образец необходимо сплавлять с карбонатом натрия с последующим выщелачиванием плава водой, как указано на стр. 125. Оставшийся после обработки сплавленной массы горячей водой нерастворимый в воде остаток отделяют центрифугированием и промывают 2%-ным раствором рзазСОз до исчезновения в промывной жидкости реакции на сульфатион, а затем промывают еще 2 — 3 раза водой. Центрифугат испытывают на присутствие в нем сульфат-иона и, если надо, на присутствие других ионов.
Осадок растворяют в уксусной кислоте при нагревании и испытывают раствор на присутствие в нем катионов щелочноземельных металлов, как описано в з 30, 31, 32. Если при обработке осадка кислотой не удается достигнуть полного растворения, то это означает, что либо часть сульфата не превратилась в карбонат, либо имеется примесь другого соединения, не разлагающегося сплавлением со щелочным плавнем. В таком случае следует попытаться достигнуть полного разложения твердого остатка сплавлением с пиросульфатом калия.
Ч, АНАЛИЗ ФТОРИДОВ Вопрос о наличии фтора в исследуемом веществе легко разрешается предварительным испытанием при помощи реакции образования 51Ез или реакции с цирконализариновым лаком, как это описано в 3 47. Химику практически чаще всего приходится иметь дело с анализом фторидов щелочноземельных металлов, из которых наименее растворимой солью является фторид кальция [плавиковый шлат) СаГз, и, кроме того, с анализом крсмнефторидов, как, например, Ва[В)Гз) и криолита )з)аз[А)Рз1. При анализе этих соединений необходимо прежде всего удалить весь фтор, так как последний нарушает правильный ход анализа вследствие образования прочных комплексных соедине.
ний и, кроме того, из-за сильного действия образуюгцейся НР на стеклянную посуду. Удаление фтора осуществляется преимущественно двумя способами: обпаботкой концентрированной серной или, лучше, хлорной кислотой, а также сплавленнем с карбонатами щслочнгих металлов (эти операции производят в платиновой посуде). Действием на пробу концентрированной серной кислотой достигают удаления фтора в виде легко летучего НР. Если в пробе содержится кремневая кислота, то одновременно выделяется 51Е~', это обстоятельство следует учитывать при последуюшсм анализе раствора. В процессе разложения образуются сульфаты металлов, которые растворимы в концентрированной серной кислоте, Прн разбавленни водой этих растворов образуется осадок, состоягций из сульфатов бария, стронция, свинца и частично кальция.
(ЗЗ Действие хлорной кислоты аналогично действию серной кислоты, однако разложению хлорной кислотой, если она имеетси в лаборатории, отдают предпочтение по причинам, указанным на стр. 123. Разложение сплавлением с карбонатамн щелочных металлов применяется главным образом при анализе фторида кальция, причем для достижения полноты разложения рекомендуется добавлять к пробе примерно равное по весу количество двуокиси кремния.
Разложение кислотой Пробу тонконзмельченного вещества помещают в платиновый тигель или чашку, смачивают каплей воды и прибавляют 8 — 10 капель концентрированной серной кислоты. Открытый тигель помещают на водяную нли воздушную баню (под тягой). После прекращения выделения газообразных продуктов тигель переносят на электрическую плитку нли на сетку, помещенную над пламенем мнкрогорелки, и нагревают (под тягой) до тех пор, пока не испарится большая часть серной кислоты (в виде тяжелых белых паров). Тигель охлаждают до комнатной температуры, смачивают остаток 2 — 3 каплями воды, добавляют еще 5 — 6 капель серной кислоты н повторяют упаривание аналогичным способом.
Последняя операция необходима для полного удаления фтора и разрушения комплексных соединений алюминия; в противном случае может произойти неполное осажденне алюминия при отделении П! группы, и вследствие этого он может быть не обнаружен. Остаток в тигле обрабатывают 1 мл горячей воды и, если остается нерастворимый остаток, то его отфильтровывают или отделяют на центрифуге, а затем исследуют (см. «Анализ сульфатов», стр. 132). Раствор анализируют по основной схеме систематического хода анализа, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
