Определение кальция в извести

,                (6)

где т₁ — масса исходной навески в сухом состоянии, вычисленная по разности масс тигля с пробой и без нее до прокаливания, г;

т₂ — масса прокаленного остатка, вычисленная по разности масс тигля с пробой и без нее по окончании прокаливания, г.

Абсолютное допустимое расхождение  результатов параллельных определений  не должно превышать значений, указанных  в таблице 1.

В случае, когда масса  навески увеличивается после  первого прокаливания, что возможно при наличии двухвалентного железа, марганца и других элементов низких степеней окисления, потери при прокаливании определяют по разности между 100 % (принята масса навески) и суммой всех определенных элементов.  

 

Таблица 1                                         В процентах

Потеря массы при прокаливании	Абсолютное допустимое расхождение
До 1,0 включ.  От 1,0 » 10,0 Св. 10,0	0,10 0,20 0,30

 

 

4.4 Определение  диоксида кремния

Метод основан на разложении анализируемой пробы сплавлением  и определении диоксида кремния  весовым методом с обязательным последующим удалением его в  виде фторида кремния.

4.4.1 Средства контроля  и вспомогательное оборудование

Весы аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания  ±0,0002 г.

Печь муфельная.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Эксикатор по ГОСТ 25336.

Стаканы вместимостью 150—200 мл по ГОСТ 25336.

Воронки по ГОСТ 25336.

Натрий углекислый (карбонат натрия) безводный по ГОСТ 83.

Калий углекислый (карбонат калия) по ГОСТ 4221.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19, раствор 5:95.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484, 40 %-ная.

Желатин пищевой, 1 %-ный раствор.

Серебро азотнокислое (нитрат серебра) по ГОСТ 1277, 1 %-ный раствор, подкисленный 2—3 каплями азотной  концентрированной кислоты на 100 мл раствора.

Кислота азотная концентрированная  по ГОСТ 4461.

Аммоний углекислый (карбонат аммония) по ГОСТ 3762.

Фильтры «белая лента».

Плавень — натрий углекислый (карбонат натрия) или смесь равных количеств по массе карбонатов натрия и калия.

4.4.2 Порядок проведения  анализа

Навеску массой 0,3 г помещают в платиновый тигель, перемешивают с плавнем, взятым в «шестикратном (по массе) количестве, накрывают крышкой  и ставят в муфельную печь.

При применении в качестве плавня углекислого натрия навеску  сплавляют при температуре 1000 °С, смеси щелочных карбонатов — при 800 °С.

При высоком содержании в  пробе двухвалентного железа для  обеспечения полного перехода его  в трехвалентную форму в плавень можно добавить нитрат аммония в количестве 1 % массы плавня. Плав выдерживают в муфельной печи 15 мин. После этого тигель опускают в холодную воду так, чтобы в него не попала вода.

Охлажденный плав извлекают из тигля следующим образом. В тигель наливают около 7—10 мл горячей воды, накрывают крышкой и выдерживают. Если в плаве образуется королек, его переносят в стакан вместимостью 150—200 мл. Если королек не образовался, плав извлекают постепенно, добавляя в тигель маленькими порциями (по несколько капель) соляную кислоту, помешивая палочкой.

Чтобы кислота не разбрызгивалась, тигель следует прикрывать крышкой. На все извлечение плава расходуется 25—30 мл соляной кислоты.

После того, как весь плав будет перенесен, тигель обмывают кислотой и обтирают кусочками фильтра. В  стакан приливают 5 мл раствора желатина и в течение 5 мин хорошо перемешивают.

Тигель с крышкой, стекло и стенки стакана обмывают горячей водой (30—50 мл). Стакан накрывают стеклом и ставят в теплое место на 25—30 мин для коагуляции осадка.

Когда раствор над осадком  станет прозрачным, его отфильтровывают  через неплотный фильтр. Осадок промывают 2—3 раза горячим раствором соляной  кислоты (5:95) декантацией, а затем  на фильтре горячей водой до исчезновения реакции на ион хлора.

Несколько капель фильтрата  помещают на часовое стекло. Если при  добавлении капли раствора азотнокислого  серебра (нитрата серебра) образуется взвесь, то проба не отмыта.

Как только реакция на ион  хлора станет отрицательной, фильтрат выпаривают для вторичного осаждения  диоксида кремния. Фильтрат выпаривают досуха, затем приливают 20 мл соляной  кислоты, добавляют 5 мл раствора желатина и перемешивают в течение 5 мин. После  этого стенки стакана обмывают горячей  водой и ставят его на 30 мин  в теплое место для коагуляции осадка.

Затем осадок отфильтровывают  через неплотный фильтр, как при  первом осаждении. Осадки от первого  и второго осаждения соединяют  и помещают во взвешенный платиновый тигель. Осторожно озоляют и прокаливают  в муфельной печи при температуре 1000— 1100 °С в течение 45—60 мин до получения постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Прокаленный осадок смачивают  несколькими каплями воды, прибавляют 1—2 мл серной и 5—7 мл плавиковой кислоты  и выпаривают на плитке несильного накала (чтобы кислота не разбрызгивалась) до прекращения выделения паров  серной кислоты. После этого тигель прокаливают при температуре 1000—1100 °С в течение 15 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Если масса осадка более 0,01 мг, его сплавляют и присоединяют к фильтрату, который переносят  в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят водой до метки и в  дальнейшем используют для определения  оксидов железа, алюминия, кальция  и магния.

4.4.3 Обработка  результатов анализа

Массовую долю диоксида кремния SiO₂ %, определяют по формуле

,                    (7)

где т₁ — масса осадка до отгонки плавиковой кислоты, г;

т₂ — масса осадка после отгонки плавиковой кислоты, г;

т — масса сухой навески, г.

Абсолютное допустимое расхождение  результатов параллельных определений  не должно превышать значений, указанных  в таблице 2.  

 

Таблица 2                                      В процентах

Массовая доля диоксида кремния	Абсолютное допустимое расхождение
От 1,0 до 5,0 включ.	0,15
Св. 5,0 » 18,0	0,25
» 18,0 » 25,0	0,30
» 25,0 » 40,0	0,40
» 40,0 » 70,0	0,50
» 70,0	0,60

 

 

4.5 Определение  оксидов железа и алюминия

Метод основан на комплексометрическом определении оксидов железа и  алюминия после предварительного отделения  диоксида кремния по 4.5.1 или непосредственно  из отдельной навески по 4.5.2.

Сущность метода заключается  в способности комплексона III (динатриевой  соли этилендиамин — N, N, N¹, N¹ — тетрауксусной кислоты — трилона Б) образовывать комплексы с ионами Fe³⁺ и Аl³⁺. Комплексонат железа (III) возникает при рН=1—1,5.

В качестве индикатора применяют  сульфосалициловую кислоту, которая  в сильнокислой среде дает с ионами трехвалентного железа растворимый  сульфосалицилат железа, окрашенный в фиолетовый цвет.

В точке эквивалентности  окраска сульфосалицилата железа исчезает.

Содержание оксида алюминия находят в той же пробе обратным титрованием. Для этого после  определения железа в раствор  приливают трилон Б в количестве, большем, чем надо для связывания алюминия в комплекс, а избыток трилона Б оттитровывают хлоридом железа (III).

4.5.1 Определение  оксидов железа и алюминия  после предварительного отделения  диоксида кремния

4.5.1.1 Средства  контроля и вспомогательное оборудование

Весы аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания  ±0,0002 г.

Печь муфельная.

Колбы мерные вместимостью 1 л по ГОСТ 1770.

Бюретки по ГОСТ 29251 и ГОСТ 29252.

Пипетки по ГОСТ 29227 или ГОСТ 29228.

Колбы конические вместимостью 250 мл по ГОСТ 25336.

Стаканы вместимостью 150 мл по ГОСТ 25336.

Воронки по ГОСТ 25336.

Электроплитка.

Бутыль полиэтиленовая вместимостью 10 л.

Тигли фарфоровые по ГОСТ 9147.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19, раствор 1:3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, 10- и 25 %-ные водные растворы.

Железо (III) хлорид 6-водный по ГОСТ 4147.

Кислота сульфосалициловая 2-водная по ГОСТ 4478.

Алюминий марки A995 поГОСТ 11069, стружка.

Кислота уксусная по ГОСТ 18270.

Натрий уксуснокислый 3-водный (ацетат натрия) по ГОСТ 199.

Соль динатриевая этилендиамин — N, N, N¹, N¹ — тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 М.

Индикаторная бумага Конго.

Аммоний азотнокислый (нитрат аммония) по ГОСТ 22867, 2 %ный раствор.

Индикатор метиловый красный, 2 %-ный спиртовой раствор.

Титрованный раствор соли трехвалентного железа:

6,76 г хлорида железа (III) FеСl₃·6Н₂О растворяют в 300 мл воды. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 л, добавляют 15 мл соляной кислоты плотностью 1,19 и доливают водой до метки.

Титр раствора хлорида  железа (III) устанавливают весовым  методом. Для этого отбирают пипеткой 50 мл раствора хлорида железа (III), переносят  его в стакан, добавляют 2—3 капли  индикатора метилового красного, ставят его на плитку и нагревают до кипения. Затем, сняв стакан с плитки, осаждают гидроксид железа раствором аммиака.

Раствор аммиака добавляют  в таком количестве, которое обеспечит  изменение окраски раствора из розовой  в желтую и появление слабого запаха аммиака. Стакан выдерживают в теплом месте для коагуляции осадка 10 мин, после чего отфильтровывают осадок через неплотный фильтр «красная лента». Осадок на фильтре промывают 8—10 раз горячим раствором азотнокислого аммония (нитратом аммония). Затем осадок вместе с фильтром переносят в тигель, подсушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре 1000 °С в течение 20—25 мин до постоянной массы.

Титр раствора хлорида  железа (III) по Fe₂О₃, г/мл, определяют по формуле

,                   (8)

где т — масса прокаленного осадка, г.

Сульфосалициловая кислота, 20 %-ный раствор:

20 г кислоты растворяют  в 50 мл воды, нейтрализуют 25 %-ным  раствором аммиака до изменения  окраски индикаторной бумаги  Конго из синего в фиолетовый  цвет и разбавляют водой до 100 мл.

Точный раствор соли алюминия:

0,6745 г чистого металлического  алюминия растворяют в 11,2 мл 25 %-ного раствора соляной кислоты  и доводят водой до 1 л. Титр  полученного раствора по Al₂O₃ равен 0,0012745 г/мл.

Буферный раствор:

270 г уксуснокислого натрия (ацетата натрия) растворяют в  300 мл воды, фильтруют, разбавляют  водой до 500 мл, добавляют 500 мл  раствора уксусной кислоты, содержащего  70 мл концентрированной или 90 мл 30 %-ной уксусной кислоты, и  тщательно перемешивают.

Титрованный 0,025 М раствор  трилона Б:

95 г трилона Б растворяют в 1 л воды, фильтруют в полиэтиленовую бутыль, разбавляют водой до 10 л и тщательно перемешивают.

Титр раствора трилона Б по Fe₂O₃ устанавливают следующим образом: из бюретки наливают 20 мл раствора хлорида железа (III) в коническую колбу вместимостью 250 мл, разбавляют его водой до 100 мл, нагревают до 50—70 °С, добавляют 7—8 капель сульфосалицилового индикатора и титруют раствором трилона Б до исчезновения фиолетового цвета сульфосалицилата железа.

Титр раствора трилона Б по Fе₂О₃, г/мл, определяют по формуле

,                     (9)

где  ^— титр раствора хлорида железа (III), г/мл;

V — объем раствора трилона Б, идущего на титрование, мл.

Перед определением титра  раствора трилона Б по оксиду алюминия находят соотношение между концентрациями раствора трилона Б и хлорида железа (III). Для этого в три конические колбы вместимостью 250 мл наливают из бюретки по 10 мл раствора трилона Б, разбавляют его водой до 100 мл, добавляют 10 мл буферного раствора, 7—8 капель сульфосалициловой кислоты и титруют раствором хлорида железа (III) до появления золотисто-оранжевого цвета, не исчезающего в течение 1 мин.

По среднему результату трех титрований вычисляют коэффициент  соотношения К между концентрациями растворов хлорида железа (III) и трилона Б:

,                 (10)

где V — объем раствора хлорида железа (III), идущего на титрование 10 мл раствора трилона Б, мл.

Далее определяют титр раствора трилона Б по Al₂O₃.

В три конические колбы  вместимостью 250 мл наливают из бюретки  по 25 мл точного раствора соли алюминия, разбавляют его водой до 100 мл, нейтрализуют 10 %-ным раствором аммиака до перехода окраски бумаги Конго в красный  цвет. Затем добавляют по капле  соляную кислоту (1:3), пока не изменится  окраска бумаги Конго в синий  цвет, после чего добавляют 8—10 капель соляной кислоты.

К полученному раствору доливают 30 мл раствора трилона Б, нагревают до кипения, прибавляют 10 мл буферного раствора, 7—8 капель сульфосалициловой кислоты. Затем охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором хлорида железа (III) до появления золотисто-оранжевого цвета, не исчезающего в течение 1 мин.

Титр раствора трилона Б по Аl₂O₃, г/мл, определяют по формуле

,                  (11)

где Т — титр раствора соли алюминия по Аl₂O₃, г/мл;

К — коэффициент соотношения между концентрациями растворов трилона Б и хлорида железа;

V — объем раствора хлорида железа (III), идущего на титрование, мл.

4.5.1.2 Порядок проведения  анализа

Для определения железа и  алюминия отбирают пипеткой точно 50—100 мл фильтрата от диоксида кремния (4.4.2) и помещают его в коническую колбу  вместимостью 250 мл, добавляют 2—3 капли  азотной кислоты, нагревают до температуры 50—60 °С, опускают в него кусочек индикаторной бумаги Конго и нейтрализуют раствором аммиака до изменения окраски бумаги из синего цвета в красный. Затем добавляют по капле раствор соляной кислоты (1:3), пока не изменится окраска бумаги Конго из красного в фиолетовый цвет, добавляют еще 15 капель соляной кислоты, 4—6 капель раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором трилона Б до обесцвечивания раствора. В эквивалентной точке раствор становится или бесцветным, или светло-желтым, при этом раствор не должен иметь розового оттенка.