Л.В. Мышляева, В.В. Краснощёков - Аналитическая химия Кремния (1110077), страница 31
Текст из файла (страница 31)
В качестве термопар могутбытьиспользованы самые различные материалы. При определении кремния в чугуне в качестве холодного элемента использовали медный цилиндр, охлаждаемый термостатнрованной [20 С) водой; в качестве нагреваемого электрода служил серебряный стержень, снабженный надежной теплоизоляцией, исключающий потери в окружающую среду [873]. В качестве горячего элемента может быть использована латунь [278]. Разность ![8 температур между холодными и горячими спаями в различных методиках колеблется от 100 до 300 С. Обычно точность термоэлектрического определения кремния составляет ~1%. оппвдвлвиив по эдвльиому соппотивлвиию Зависимость удельного сопротивления железа от содержания присадочных элементов описана в ряде работ [657, 716, 941].
Для чистых низколегированных железнокремниевых соединений соотношение между содержанием кремния и удельным сопротивлением описывается уравнением р=0,099~0,12»» 8!. Исследования зависимости удельного сопротивления железа от содержания кремния в кремнистых сталях с различным содержанием углерода, марганца, фосфора и серы показали, что на удельное сопротивление основное влияние оказывает растворенный углерод.
Его влияние значительно превосходит влияние всех других п исадочных элементов. Однако содержание растворенного углерор да во многих сплавах незначительно, поэтому на удельное сопротивление основное влияние оказывает кремний. Другие присадочные элементы находятся в незначительных количествах, поэтому нх влиянием можно пренебречь. Исходя из этого возможно быстрое определение кремния в трансформаторных сталях [?52, 821!. Глава 9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ В НЕКОТОРЫХ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ СИЛИКАТАХ И ГОРНЫХ ПОРОДАХ Выбор метода анализа зависит от состава образца н содержання кремния. Содержание кремния в материалах неизвестного состава качественно н полуколнчественно может быть определено спектральным методом. Это позволяет установить размер навескн, выбрать способы разложения, отделения от мешающнх элементов н определения (см.
главы 4, 5 н 7). Прн значнтельном содержании кремния (порядка 5% н выше) обычно используют гравнметрнческнй метод. Все более широко прн. меняется тнтрнметрнческнй метод, основанный на гндролнтнческом разложении иона 8!Р~ ~— (см. главу 6). Прн малом содержании кремння его определяют чаще всего фотоколорнметрнческнм методом (см. главу 7).
Анализ горных пород н силикатного минерального сырья описан в монографиях н руководствах (17, 25, 75, 161, 166, 243, 353, 355, 356, 490, 569, 581, 628, 632, 728, 789, 1078]. Условия определений н методы анализа приведены в ГОСТах. Обзоры методов анализа снлнкатов н новые методы см. в [79, 100, 157, 160, 198, 199, 252, 313, 342, 354, 376, 377, 484, 686, 765, !О!6, 1030, !076, 1077]. Определение кремния в растворимом стекле. Растворимые стекла — смесь снлнкатов н полнснлнкатов щелочных металлов— характеризуются высоким содержанием кремневой кислоты (порядка 60 — 75%). Прн действии воды на измельченное растворимое стекло образуется раствор, в котором кремневая кислота прнсутствует в виде снлнкат- н полнснлнкат-попов, а также частично в виде монокремневой кислоты, т.
е. в истинно- н коллонднорастворимом состоянии [4]. Поэтому в зависимости от выбранного способа определения кремневая кнслота в полученном растворе под- 120 вергается дальнейшей полнмернзацнн (напрнмер, выпариванием с кислотами) нлн, наоборот, деполнмернзацнн (напрнмер, обработкой растворами гндроокнсей нлн карбонатов щелочных металлов). Разработаны методы анализа для твердых стекловндных снлнкатов н растворов.
Основные методы см. в [163, 1060]. Определение кремния в растворимом стекле гран и м ет р и ч ес к и и методом [1631. Среднюю пробу 2 — 3 г гидратироаанного стекловидного силиката измельчают в корундизовой или агатовой ступке до получения порошка, проходящего через сито 900 олыlсмз. Навеску 1 — 1,5 г полученного порошка помещают в платиновую чашку, заливают пятикратным количеством воды и выдерживают на кипящей водяной бане 30 — 40 мин, помешивая стеклянной палочкой и прибавляя воду по мере ес испарения.
После окончательного растворения в чашку прибавляют 50 мл горячей воды, выдерживают 1Π— 15 мин на кипящей водяной бане, приливают 10 — 15 мл НС! (1: !) и выпаривают, растирая твердый остаток палочкой до исчезновения запаха НС1. Чашку охлаждают, сухой остаток смачивают конц. НС1, накрывают чашку часовым стеклом и дают постоять 5 — !О мин без нагревания. Затем приливают 50 мл горячей воды, перемешивают палочкой осадок и после отстаивания декантаруют раствор и переносят осадок на фильтр; промывают горячей НС! (1: 20) и затем 2 — 3 раза горячей водой. Фильтр с осадком переносят в тигель, осторожно озоляют и прокаливают до постоянного веса в электропечи при 1000' С. Рекомендуется применять для ускоренных определений фотоколориметрический метод, а также метод, основанный на расчете содержания 5Юз по разности после определения гидратной влаги и щелочности.
Предложены ускоренные алкалнметрнческне методы определения кремневой кислоты в растворимых стеклах [346, 488, 489, 650]. Определение кремневой кислоты в растворимых силикатах полумикрометодом 1506, 507!. В колбу емкостью 50 — 100 мл, покрытую внутри тонким слоем парафина (или в полиэтиленовый стакан), вводят анализируемый раствор в количестве, соответствующем 1,5 — 7 мг 5Ю,. К раствору добавляют 1 — 2 капли раствора метилового красного,нейтрализуют 0,0!А! раствором НС! и вводят 2 — 8 мл раствора, содержащего 2,5 г Нар и 25 г КС! в 100 мл.
Из бюретки добавляют 1 — 55 мл 0,0! )у НС1 (в зависимости от предполагаемого содержания 50з), через 20 мин вводят 5 — 10 мл спирта и еще через 1О мин титруют избыток не вошедшей в реакцию хлористоводородной кислоты 0,01 )х' раствором КаОН. Для внесения поправки на индикатор проводят холостои опыт. Удовлетворительные результаты получаются прн анализе проб, содержащих Мп'+, Резь, Сг'+, МоОз —, %0х — н УО.-. Прнсутсгвне Гез4 нлн А1'+ мешает определению. Ускоренное алкалнметрическое определение кремния а растворимом стекле [488!.
5 мл силиката натрия (и'=1,19) или 1О мл (й=1,093) помещают в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. !5 — 20 мл полученного раствора титруют в присутствии метнлового красного О, 1)У НС1 до исчезновения желтого окрашивания индикатора и переносят в парафинированную фарфоровую (или полиэтиленовую) чашку. Затем в раствор добавляют 3 — 4 г кристаллического Нар, несколько капель индикатора метилового красного, перемешивают пластмассовой палочкой и титруют !Аг НС! до исчезновения желтого окрашиваиия индикатора.
Титрование заканчивают, когда последние капли кислоты придают раствору постоянное бледно-розовое окрашивание. Абсолютная ошибка по сравнению с весовым методом состанляет -0,8%. Продолжительность определения 4 — 5 мин. !21 Описано определение малых количеств снлнкат-нонов кинетическим методом [880), кондуктометрнческим в растворах солей кремневой кислоты [420), комплексонометрнческнм мнкрометодом в среде ацетона [846). Растворимые снлнкаты определяют в морской воде [680, 930] колорнметрнческнм мнкрометодом [1011), гравиметрнческн в форме кремнемолнбдата хннолина ]564[.Определение кремния в алюмннатных растворах описано в [118).
См. также [344, 624, 670, 719, 760, 788, 1048, 1060, 1072, 1091, 1098]. Определение кремния в карбонатных породах. Содержание кремневой кислоты в карбонатных породах изменяется в широких пределах; зто влияет на выбор метода разложения пробы н выполнения определения. В монографии [25) приведено пять схем анализа карбонатных пород в зависимости от содержания в них кремния.
Приводим краткое изложение методик определения кремния нз трех схем, наиболее интересных, с точки зрения авторов. Выбор метода анализа связан с предварительным определением нерастворимого остатка, величина которого позволяет судить о том, насколько велико содержание кремния в веществе. Содержание нерастворимого остатка оценивается как малое, значительное н очень высокое при обработке пробы раствором НС] (1:1).
Анализ образцов с маль1м содержаннем 510». Навес. ку нзлгельченной породы 0,5 — 0,6 г помещают в фарфоровую чашку емкостью 30 — 40 лл, смачивают водой, покрывают чашку стеклом н прибавляют по каплям НС1 (1: 1) до прекращения ныделення СО». Стекло снимают н обмывают, приливают еще 2 — 3 мл НС1 н выпаривают раствор досуха. Сухой остаток смачивают НС1 н после 5 лггн стояния обрабатывают горячей водой. К полученному раствору с осадном прибавляют прн помешивании ХН 4ОН до запаха, осадок отфильтровывают, промывают 2з7з-ным раствором МНлМО», нейтрализованным аммиаком по метнловому красному.
Осадок растворяют на фильтре в небольшом количестве горячей разбавленной ННО» (1: 10). Из фнльтрата после прибавления! лл кона НМО» снова осаждают полуторные окислы аммиаком н фильтруют через тот же фильтр. После промывання н высушнвання фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют, прокалнвают н азнешнвают. Далее обрабатывают осадок Нг н Н,50л, выпаривают досуха, прокалнвают н взвешивают. По разности в весе находят содержание 5!Оз. Анализ образцов со значительным содержанием 5!Оэ. Навеску карбонзтной породы предварительно прокалнвают прн высокой температуре н, охладив, количественно переносят в фарфоровую чашку. Цалее разлагают НС!, как описано в предыдущей методике. Раствор выпаривают досуха, остаток смачивают хлорнстоводородной кислотой, прибавляют горячую воду, осадок отфильтровывают, промывают водой, подкисленной НС1, высушивают н прокалнвают.
Далее обрабатывают НГ н Н,50, по предыдущей методике. Анализ образцов с высоким (а иногда н апач нте л ь н ы м) с оде р ж а н н е м 5!Оз. В этом случае сплавляют навеску образца с карбонатом натрия, причем в отличие от обычных соотношений плавень:вещество это отношение берется несколько пониженным (оттрех до шести). Дальнейшее выполнение процедуры см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
