П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Поворотом крана соединяют бюретку с холодильником и сосудом для поглощения сернистого газа. Уравнительную склянку ставят на нижнее положение подставки, как только продукты сгорания вытеснят жидкость из верхней части бюретки. Когда уровень жидкости в бюретке опустится примерно до деления шкалы 0,20, быстро закрывают центральный кран гребенки, а кран паглотительного сосуда серы 4 открывают на атмосферу.
Уровень жидкости в нижней части бюретки устанавливается на нулевом делении шкалы, а уровень в уравнительной склянке должен быть на одной гаризантале с уровнем жидкости в бюретке. 327 Поворотом центрального крана соединяют бюрстку с поглотительным сосудом и поднимают уравнительную, склянку для перекачивания газообразных продуктов из бюретки в поглотительный сосуд (повторить 2 — 3 раза). Поворотом центрального крана после прокачивания перекрывают ход из поглотительного сосуда в бюретку, че- рез 20 — 30 с уравнивают мениски в уравнительной склян- ке и бюретке и производят отсчет по шкале бюретки.
Фиксируют температуру газа в бюретке и атмосферное давление. Содержание углерода вычисляют по форму- ,че, %, С = (а — Ь) К1т, где а — объем СОу по шкале бюретки, выраженный в % углерода; 6 — объем СО, в контрольном опыте; К вЂ” по-' правочный коэффициент на температуру и атмосферное давление; т — масса навески, г. После определения углерода приступают к определе- нию серы. Для этого снимают пробку с поглотительного сосуда 4 и титруют сернистую кислоту 0,005 н, раствором иодата калия К10к или иода до получения устойчивого слабо-голубого окрашивания. Титрование заканчивают когда интенсивность окрашивания будет одинакова с ок раской «свидетеля» в контрольном сосуде.
Титр раствор устанавливают по стандартному образцу с известным со. держанием серы. Контролируют работу прибора через каждые 2 — 3 ч по стандартному образцу, близкому к ана- лизируемому образцу по содержанию серы. Углерод и серу определяют также в приборе ГОУ-2 с автоматической прокачкой газовой смеси. Экспресс-аналпэ па углерод Определение углерода в сталях и сплавах (от 0,03 до 4,00 % С) проводят путем кулопометрического титрования '(по величине рН) на автоматическом анализаторе АН-7529. Время определения 1 — 5 мин; индикация результатов— цифровая в процентах от массы навески. Анализатор моисет работать круглосуточно.
П р и н ц и и д е й с т в и я. Навеска стали, помещенная в фарфоровую лодочку, сжигается в трубчатой печи 1 (рис. 77) в токе кислорода при 1300 — 1350'С. Образовавшийся диоксид углерода СО, с потоком кислорода поступает в электролитическую ячейку 2 и поглощается в ней раствором 8, что приводит к увеличению кислотности раствора, а это приводит к изменению э. д.
с. электродной систе- мы 4 и Б. В высокоомном усилителе рН-метра б происхон дит изменение выходного напряжения, которое затеаа преобразователем 7 превращается в импульсы напряжения с длительностью, пропорциональной значению этого напряжения. Стабилизатором 8 импульсы напряжения преобразуются в импульсы тока, протекающего по участку цепи: анод 10 — вспомогательный раствор 12 — токопроницаемая целлофановая перегородка 11 — поглоти- тельный раствор 8 — катод 9 и вызывает восстановлению 'у7 и у р х Рнс. 77. Сяема рабаты экспресс.анализатора длн кулонометрнееского определениИ углерода н металлак ионов водорода на катоде, нейтрализуя кислоту, образовавшуюся при поглощении диоксида углерода.
Количество электричества, израсходованное на нейтрализацию, фиксируется пересчетным и индикаторным устройством 18, отградуированном в процентах содержания углерода. Поглотительный раствор (основной электролит) содержит хлорид стронция и хлорид калия (100 г ВгС1, 6Н,О, 100 г КС1 и 1 г НкВОк растворяют в воде и разбавляют до 1 л в мерной колбе, рН раствора 10,2 — 10,5).
При поглощении диоксида углерода происходят следующие реакпии: СО, + Н,О = НаСОк, Н СО + Бг'+ =,'1 ВгСО + 2Н+. При протекании генераторного тока катионы водорода восстанавливаются: 2Н++ 2е = Н,. На цинковом аноде!О при протекании тока образуются ионы цинка, взаимодействующие со вспомогательным элек-, тролитом, в состав которого входят хлорнд калия и ферроцианид калия (100 г КС!, 100 г К41Ге(СХ)е!.ЗНяО и 1 г НаВОа растворяют в воде и разбавлясот до 1 л в мерной колбе): Яп-вХп++ 2е . 3Еп'~+ 2(Ре(СЫ)в! + + 2К+ = Кя2па [Ре (СЩв)я. Образовавшаяся комплексная соль цинка выпадает в осадок.
7б 1б 17 г б б 1б П 17 Ы 1б Рнс. 7В. Схема устаяавян для определеяня углероде яуланаметрнвесхнм метод Количество электричества, затраченное на титровзни (возвращение к исходному значению рН), однозначно свя вано с количеством поглощенного диоксида углерода. Ко личество электричества определяется автоматическ интегрированием силы тока тнтрования кулономером интегратором 13, на выходе которого включены неоновые цифровыс лампы, показывающие процентное содержание углерода в анализируемой пробе В силу изменения рН поглотительного раствора током титрования к первоначальному значению — цифры на та ло меняются; продолжительность импульсов тока титрова ння постепенно уменьшается и затем прекращается.
Эт значит, что анализ закончен. Схема устройства уставе в ки. Установка с стоит из следующих элементов (рис. 78): баллон с кислородом 1; редуктор 2, понижающий давление кислорода до 4 атм (0,4 МПа), редуктор-ограничитель 3 с автоматическим регулированием до 0,3 атм (0,03 МПа), редуктор- ЗЗО ограничитель (ротаметр) 4 с автоматическим регулироваэ нием подачи кислорода от 0,2 до 2 л/мин; поглотитель. с аскаритом 6; трубчатая печь 6; терморегулятор 7; две фарфоровые трубки 8 для горячей очистки кислорода и для сжигания навески; фильтр-поглотитель 9, заполненный ватой для очистки от твердых частиц; колонка 16' с гидроперитом для очистки продуктов сгорания от диоксида серы; катодный отсек П датчика, заполненный поглотительным раствором; анодный отсек 12 датчика, заполненный вспомогательным раствором; целлофановая' перегородка 13 между отсеками датчика; электродная па ра рН-метра; авторегулирующее устройство кулонометрического титрования 16; измерительный блок 16 н цифровое табло 17.
По р я до к р а боты. Навеску сплава 0,5 г с плавнем' помешают в прокаленную фарфоровую лодочку. Крючком' из жаропрочной стили устанавливают лодочку в фарфоровую трубку, нагретую до 1300'С и закрывают трубку герметическим затвором. Расход кислорода во время сжигания автоматически устанавливается в 1,5 — 1,8 л/мин~ Миллнамперметр усилителя рН-метра показывает понижение рН поглотительного раствора.
Включается гснераторный ток, и на цифровом табло идет непрерывный счет с постепенным замедлением в конце реакпии. Продолжительность сжигания навески 2 — 3 мин. Лнализ счнтастся законченным, если цифровые показания на табло не изменяются в течение 1 мин или изменяются на величину хо' лостого счета прибора. Энспресс-анална на серу Проводится на экспресс-анализаторе АС-7932 кулонометрическим методом.
Прибор состоит из нзмернтельншо блока, датчика, блока газоподготовкн, устройства для сжигания УС-7077, корректора массы навески КМ-9226, газоотборника (фильтра-охладитсля). Диапазон измерений от 0,001 до 0,2 %. Продолжительность анализа 1 — ' 2 мин. Величина навескн до 2 г. Индикация результатоп анализа — цифровая в процентах содержания серы. П р и н ц и п д е й от в и я. Определение основано на автоматическом кулонометрическом титровании по величине рН. Навеску стружки или порошка металла сжигают с добавлением плавня (ЧтОв) в фарфоровой лодочке в трубчатой печи устройства для сжигания при температуре 1350 'С в токе кислорода, очищенного от влаги и 80.. Затем смесь газов (Ом 80у и 30а) проходит через пробоот- ЗЗ1 борпик, охлаждаемый водою, в результате чего вся сера оказывается в состоянии 50з.
После прохождения через фильтры газовая смесь очищается от пыли и поступает в поглотительный раствор, залитый в сосуд датчика. При барботаже в поглотительном растворе происходит поглощение диоксида серы, что приводит к уменыпепию рН раствора. Находящаяся в датчике индикаторная электродная система, состоящая из измерительного н вспомогательного электродов, преобразует с помощью рН-метра изменения э. д, с.
в сигнал, управляющий импульсным преобразователем. В результате включается стабилизированный источник геиераторного тока. Под действием генераторного тока на катоде происходит разряд ионов водорода, концентрация которых понижается и рН раствора повышается. Г!ротекание генератор- ного тока происходит до тех пор, пока рН поглотительного раствора не станет равным исходному значению (рН— -3,3). Количество электричества, затраченное на титрование, измеряется интегратором тока и индуцируется на цифровом табло измерительного блока в виде процентного содержания серы в образце. Пересчет на массу навески корректируется вручную или автоматически корректором массы.
В поглотительном растворе (30 г ВаС!з 2НзО, 70 г КС!, 15 мл 0,1 н. раствора НС1, 20 мл 30 о7о-ного НзОз растворяют в воде и разбавляют до 1 л в мерной колбе) происходят реакции: Ю + Нзо = НзЮз; НяЮ, + Н,О, = 2Н+ + Юч + Н,О; Ю4 + Ва+ = ~ ВаЮ,. На катоде происходит выделение газообразного водорода: 2Н++ 2е = Н. На аноде происходит реакция 2Сà — ч-С!з+ 2е .
Образующийся хлор реагирует с пероксидом водорода: С1, + Н,О, = 2Н+ + 2С! + О,. Лнализатор позволяет выполнять в течение смены до 150 определений. Анализатор может работать круглосуточно. Контрольном вопроси 1. Из чего состоит установка для определения углерода? 2. Как устро- ен газоаиализатор ГОУ-1? 3. Как определиют серу ив ГОУ-1? 4. Как проводят экспресс-анализ на углерод? З. Как проводится эксвресс-аиа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
