В.Н. Тихонов - Аналитическая химия Алюминия (1108728), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Весовые методы определени я алюминия. При содержании О,! — ?% алюминий в сталях можно определять весовым фторидным (крнолитовым) методом. Зтот метод в качестве стандартного включен в ГОСТ 12367-66 для легированных н высоколегированных сталей !377а!. Метод основан на отделении алюминия от мешающих элементов фторидом натрия из слабокислого раствора, растворении осадка криолита в смеси борной и соляной кислот, осаждении алюминия оксихинолином с последующим прокаливанием до окисла. 2 г стали при содержании 0,1 — 0,5»о алюминия и 1, 0,5, 0,2 г при содержании 0,5 — 1; 1 — 2 и 2 — ?% алюминия, соответственно, помещают в стакан емкостью 250 — 300 ма, приливают 25 мл НС! (уд.
вес 1,19), стакан накрывают часовым стеклом и уо~еренно нагревают до растворения пробы. Затем, слегка сдвинув часовое стекло, осторожно, по каплям, приливают Н)40> (уд. вес 1,4) до прекращения вспенивания раствора и избыток ее 5 — 10 мл. Раствор нагревают да удаления окислов азота. После охлаждения раствора приливают 1Π— !5 мл Н 50« (уд. вес 1,84) н выпаривают до появления паров 50».
Содержимое стакана охлаждают, приливают осторожно 80 — 100 мл воды и нагревают до растворения солей. Часовое стекло споласкивают водой и осадок (кремневой, вольфрамовой, ниобиевой и других кислот) отфильтровывают через два фильтра с белой лентой. Фильтр с осадкам промывают 4 — 5 раз горячей Н«50» (1: 100), собирая фнльтрат и промывпые воды в стакан емкостью 400 мл.
Фйльтр с осадком помещают в платиновый тигель, озал яют, проналивают при 900 — 1000 С; после охлаждения остаток смачивают 2 — 3 каплями воды, прибавляют 2 — 3 мл Н,50, (1; 4) ~при наличии в осадке окислов ))1, ИЬ и Та добавляют 5 — б мл кислоты), 3 — 5 мл 40%-ной НР выпаривают до удаления паров 50>, прокаливают при 900 — 1000» С и сплавляют с 2 — 3 г КН50». * Определение алюминия в металлах и сплавах апигапо также в гл. Н (см. «Спектральные о~«толы»). План выщелачнвают в 20 — 30 мл Н»504 (1: 9), раствор плана прнсоеднйяют н основному фильтрату. Затем из полученного раствора осаждают алюминий в виде криолнта. Дальнейший ход анализа см.
на стр. 59. Эллиот и Робинзон (?00) определяют алюминий весовым окснхинолиновым методом после удаления основной массы железа экстракцией дихлордиэтиловым эфиром и отделения алюминия от многих мешающих элементов (Сн, %, Мп, Со и др.) осаждением аммиаком в присутствии 1чН4С!. Осадок растворяют в кислоте и после добавления комплексона 111 и создания щелочной среды осаждают алюминий в виде оксихинолината.
Дюбель и Флюршютц (689) определяют алюминий в магнитных сплавах весовым оксихинолиновым методом после удаления мешающих элементов электролизом на ртутном катоде. Метод дает хорошо воспроизводимые результаты. При анализе сплава «альнико» с — 8,8фа А! отклонения отдельных. результатов от среднего арифметического составляют 0,01 — 0,04% Подобный метод использован для микровесового определения алюминия (вес проб 0,02 — 0,06 г) (878). Алюминий в сталях можно определять весовым фосфатным методом (1102). 2 г стали (при содержании ) 0,04'4 алюминия) или 5 г (при содержании ( 0,04%) растворяют в 30 мл 12)У НС).
К раствору добавляют !0 мл 2044-ного раствора гипофосфнта натрия, 20 мл бромной воды и выпаривают до малого объема. Если присутствуют титан и цирконий, они осаждаются при этом в виде белого нрнсталлического осадка. Фильтруют; выпаривают фильтрат досуха, остаток смачивают 12 гу НС! и повторяют выпаривание. К остатку добавляют 30 лгл НС! (1: !] и нагревают для растворения солей. Фильтруют; осадок, содержащий кремнекислоту и нерастворимый алюминий, промывают горячей 544-ной НС!. Если требуется определить общее содержание алюминия, то кремнекислоту дал яют обработкой НГ, остаток сплавляют с КНЗО, и план выщелачнвают водой. олучеяный раствор присоединяют к основному фильтрату, Раствор выпаривают до малого объема и кислотность его доводят до б лу по НС!. Раствор объемом 30»гл встряхивают в делительной воронке с равным объемом диэтвлового эфира, насыщенного соляной кислотой.
Эфирный слой отбрасывают, из водного слоя удаляют эфир нагреванием. Содержание кислоты в растворе нейтрализацией аммиаком (1: 1) уменьшают до 594. Добавляют 5 лгл 80%-ной тиогликолевой кислоты для связывания никеля, хрома и других »металлов, а также остат ков железа в комплексы. Вводят 5 — 8 г ЙН«ЗС)4 нлн 10 мл насыщенного раствора его.
Осторожно дообавляюг аммиак (1: !) до рН 05. Вводят 10 ма! 0%-ного раствора ()(Н«)»НРО4 и перемешивают. Добавляют по каплям 40%-ный раствор СН»СОО!4Н4 до рН 3,7 — 3,9. Нагревают 5 мнн. прн 50 — 60' С прн непрерывном перемешивании раствора. После оседания осадок фосфата алюминия отфильтровывают, промывают 5%.ным раствором )ЧН )ЧОм пракаливают и взвешивают в виде А)РО«. Если «садок не совсем белый, то его растворяют в НС! (уд. вес 1,19) и повторяют осаждение. Комплексометрические методы. Для определения алюминия в сталях можно применить комплексометрический метод с использованием ксиленолового оранжевого )363). Раствор стали нейтрализуют до начала выделения гндроокисей, которые растворяют в нескольких каплях Н,504 (1; !), нагревают до кипения и вливают тон- кой струей при постоянном перемешивании в мерную колбу емностью 500 мл, содержащую 100 мл горячего раствора ХаОН или КОН (200 ггл). После доведения до метки и отстаивания осадка фильтруют и в части фильтрата определяют алюминий комплексометрическим методом, обратным титрованием избытка комплексона П1 раствором цинка по ксиленоловому оранжевому.
Концентрацию раствора цинка устанавливают по стандартному образцу стали, проведенному через весь жзд анализа. Относительная ошибка определения -2'.4 при содержании алюминия 544. Описанный метод отделения мешающих элементов с помощью 74аОН наиболее быстрый, но следует учесть, что вместе с алюминием в фильтрат переходят ванадий и молибден; если титровать медленно при энергичном перемешивании, то последний не мешает 1712!. Влияние ванадия устраняют добавлением 30'а-ной перекиси водорода (712). После отделения мешающих элементов едким натром алюминий можно определять прямым комплексометрическим методом в присутствии комплексоната меди и ПАН )1184). Небольшие количества ванадия и молибдена не оказывают заметного влияния.
Описан комплексометрический метод с применением диаминциклогексантетрауксусной кислоты (ДЦТА) !600!. Многие мешающие элементы удаляют электролизом на ртутном катоде, прочие отделяют экстрагированием раствором три-н, октилфосфинокиси в циклогексане. Метод более сложный, чем описанные выше, но зато получаются более точные результаты. Абсолютная ошибка метода 0„02% при содержании алюминия — 3%.
Комплексометрические методы используют и для анализа ферросплавов, Предложено (63) определять комплексометрически алюминий и титан в ферротитане, проводя последовательное титрование в одном и том же растворе. При рН-5 оттитровывают избыток комплексоиа 1!1 раствором цинка по кснленоловому оранжевому Затем вводят!0 — ! 5 ма 20% -ного раствора винной кислоты, устанавливают необходимую среду и титруют освободившийся комплексон П!, эквивалентный содержанию титана, раствором цинка. К оттитраванному раствоРу прибавляют фторид, разрушают комплексонат алюминия и освободившийся комплексии 1П, эквивалентный содержанию алюминия, оттитровывают раствоРом цинка.
Относительная ошибка определения титана до 1,2%, алюминия — до 2,8"4 При анализе ферротитана применяют также обратное титроваиие раствором соли железа по сульфосалициловой кислоте после отделения мешающих элементов с помощью едкого патра [160!. В ферросилиции алюминий определяют после удаления мешающих элементов электролизом на ртутном катоде. Если присутствует'> 1% марганца, его удаляют осаждением едким натром в присутствии перекиси водорода. Сначала при рН 2 титруют железо с салициловой кислотой, затем при рН 6 определяют алюминий обратным титрованием раствором железа. Фотометрический метод с алюминоном.
Алюминий в железе можно определять по методу Шорта )1162). 210 10 г железа растворяют в НС( (уд. вес 1,19), окнсляют железо минимальным количеством НХОз. Выпаривают раствор досуха, остаток растворяют в 80 зм НС) н снова выпаривают до начала выделения солей. Лобавляют 50 мл НС) (уд. вес 1,12) и раствор переносят в делитетьную воронку. Экстрагпруют железо этнловым или изопропилавым эфиром. Водный слой переносят в стакан и нагревают на паровой бане для удаления эфира. Окисляют несколькими каплячи НЫОз и выпаривают раствор почти досуха.
Лобавляют небольшой объеч НС) (уд. вес 1,12) и повторяют экстракпию эфироч, поддерживая сбъеч водного слоя как чожно меньше. Нагревают дтя удаления эфира, добавляют несколько капель Е!ХОа и снова выпаривают до малого объема, Разбавляютдо50 шлидобавляют 3 г ХН,С!; рН раствора (контролируют с помощью рН-метра) доводят до 0,3 — 0,4. Раствор переносят в делительную воронку и добавляют 0,1 г к)пферона, растворенного в малом количестве воды.
Спустя 5 мин. экстрагируют хлороформом. При необходичости экстрагирование повторяют до получения бесцветного слон СНС1з. Водный слой нагревают в течение нескольких минут для удаления СНС!з н объеч раствора доводнт водой до 50 или 100 мл. В аликвотной части раствора определяют алюминий фотометрнческн с алючиноном. Метод пригоден для анализа железа высокой чистоты, Крафт и Мейкпейс !659! определяют алюминий с алюминоном в малолеги рованной стали после удаления железа экстрагированием изопропиловым эфиром и хрома в виде хлорида хромила.
Согласно ГОСТ 11658 †, алюминий в чугуне и нелегированной стали определяется алюминоном без отделения. Железо восстанавливают аскорбиновой кислотой до Ее (11), которое не мешает определению алюминия. В сталях при наличии в них титана и ванадия этот ГОСТ предусматривает предварительное удаление железа экстракцией эфиром и отделение титана и ванадия осаждением в виде купферонатов, т. е.
также, как и в методе Шорта (1162!. При анализе высоколегированных сталей метод определения с алюминоном усложняется. В наиболее точных стандартных методах вводят еще операцию отделения электролизом на ртутном катоде. Так, в методе, предложенном Бендиго (555), сначала удаляют хром в виде хлорида хромила, затем многие металлы отделяют электролизом на ртутном катоде, при рН 3,5 экстрагируют хлороформом купферонаты алюминия и других металлов и, наконец, из экстракта после удаления СНС!з и создания сильнокислой среды удаляют Тг, Хг, 'ьг и некоторые другие металлы в виде купферонатов. Такие сложные методы можно применять для арбитражных анализов или для установления состава стандартных образцов.
Для обычных анализов достаточно точные результаты могут быть получе~ы и более простыми методами. Фотометрическийметод с хромазуролом 5. По методу Хосоя и др. !8201, основную массу железа удаляют экстракцией метилизобутилкетоном. Остатки железа и некоторые другие металлы маскируют тиогликолевой кислотой. 0,5 г железа или стали растворяют в 20 мл НС) (1: 1) с добавлениел~ 1 мл НХОз.
Полученный раствор нагревают и выпаривают досуха. К остатку прибавляют 20 мл НС) (1: 1) и нагревают для растворения солей. Отфильтровывают кремнекислоту и другие нерастворимые вещества. Остаток прокалнвают, обраба- 212 тывают с помощью НР, сплавляют с К 5 От и раствор плана соединяют с фнльтратом. Объединенные фильтраты конпентрируют до 10 мл, переводят в делительную воронку с 73'НС) и экстрагнруют железо четнлнзобутилкетаном (2 раза по 20згл).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
