Определение кальция в извести

Фильтрат нейтрализуют соляной  кислотой до перехода окраски раствора в розовую и доливают еще 2,5 мл кислоты. Раствор нагревают до кипения и добавляют в один прием 10 мл горячего раствора хлорида бария, перемешивают, кипятят раствор 5—10 мин и оставляют раствор с выделившимся осадком на 2—3 ч (допускается до следующего дня). Осадок отфильтровывают через плотный фильтр «синяя лента» и промывают 10 раз небольшими порциями холодной воды до удаления хлорид-ионов.

Полноту удаления хлорид-ионов проверяют по реакции с нитратом серебра: несколько капель фильтрата помещают на стекло и добавляют каплю 1 %-ного раствора нитрата серебра. Отсутствие образования белого осадка свидетельствует о полноте удаления хлорид-ионов.

В фарфоровый тигель, предварительно прокаленный до постоянной массы  при температуре 800—850 °С, помещают осадок с фильтром, высушивают, озоляют, избегая воспламенения фильтра, и прокаливают в открытом тигле до полного выгорания фильтра, а затем при температуре 800—850 °С в течение 30—40 мин.

После охлаждения в эксикаторе тигель с осадком взвешивают. Прокаливание повторяют до получения постоянной массы.

Параллельно с анализом проводят «глухой» опыт. Количество сульфата бария, найденное «глухим» опытом, вычитают из массы сульфата бария, полученного  при анализе пробы.

4.7.3.3 Обработка  результатов анализа

Содержание сульфатной серы SO_{3 cульфат} , %, в пересчете на SО₃, определяют по формуле

,           (24)

где т₁ — масса осадка сульфата бария, г;

т₂ — масса осадка сульфата бария в «глухом» опыте, г;

0,343 — коэффициент пересчета  сульфата бария на SO₃

т — масса навески, г.

Абсолютное допустимое расхождение  результатов параллельных определений  не должно превышать значений, указанных  в таблице 7. В случае превышения расхождения опыт следует повторить  до получения допустимого расхождения.  

 

 

 Таблица 7                                     В процентах

Массовая доля SO3 сульфат	Абсолютное допустимое расхождение
До 0,5 включ. Св. 0,5 » 1,0      »    » 1,0	0,10 0,15 0,20

 

 

4.7.4 Определение  сульфидной серы

Содержание сульфидной серы SO_{3 сульфид} определяют по разности между общим содержанием серы (4.7.1) и содержанием сульфатной серы (4.7.3). .

4.7.4.1 Обработка  результатов анализа

Содержание сульфидной серы SO_{3 сульфид}, %, в пересчете на SО₃ определяют по формуле

SO_{3 сульфид} = SO_{3 общ} — SO_{3 сульфат},                 (25)

где SO_{3 общ} — общее содержание серы в пересчете на SO₃ , %;

SO_{3 сульфат} ^— содержание сульфатной серы в пересчете на SO₃, %.

Содержание сульфидной серы S _{судьфид}, %, в пересчете на S определяют по формуле

S _{судьфид} = 0,4 · SO_{3 судьфид},                            (26)

где 0,4   - коэффициент пересчета  SO_{3 судьфид} на S _{судьфид} ;

SO_{3 судьфид} — содержание сульфидной серы, определенное по формуле 25. 

 

4.8 Определение  оксидов калия и натрия

Метод основан на измерении  интенсивности излучения линий  элементов, образующихся в пламени  горящих газов (пропан-бутановой смеси) и воздуха при введении в него анализируемого раствора и растворов сравнения. Интенсивность излучения линии натрия измеряют при длине волны 590 нм, калия — при 770 нм. Для расчета содержания натрия и калия пользуются градуировочными графиками. Присутствие в растворе алюминия, железа, магния не влияет на определение содержания щелочных оксидов. Влияние кальция на определение натрия устраняют введением в эталонные растворы хлорида кальция.

4.8.1 Средства контроля  и вспомогательное оборудование

Весы аналитические по ГОСТ 24104.

Фотометр пламенный, работающий на пропан-бутановой смеси.

Печь муфельная, обеспечивающая температуру (1000±50) °С.

Баня водяная или песчаная.

Колбы мерные по ГОСТ 1770 вместимостью 100 мл и 1 л.

Чашки платиновые по ГОСТ 6563.

Стаканы вместимостью 50 мл по ГОСТ 19908.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484,

40 %-ный раствор.

Натрий сернокислый (сульфат  натрия) по ГОСТ 4166.

Калий сернокислый (сульфат  калия) по ГОСТ 4145.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:5.

Кальций углекислый (карбонат кальция) по ГОСТ 4530.

Типовой раствор натрия и  калия (раствор А), содержащий 2,0 г Na₂O и 2,0 г К₂О в 1 л, 4,583 г Na₂SO₄ и 3,7 г K₂SO₄ растворяют в мерной колбе вместимостью 1 л.

Типовой раствор кальция (раствор Б), содержащий 0,25 г СаО  в 1 л, 0,4555 г высушенного углекислого  кальция (карбоната кальция) помещают в мерную колбу вместимостью 1 л, добавляют 200 мл воды и осторожно  небольшими дозами прибавляют 45—50 мл соляной кислоты (1:5). Затем содержимое колбы доводят водой до метки.

Приготовление эталонных  растворов и построение градуировочных графиков

При определении натрия и  калия на пламенном фотометре  фотометрируют серию эталонных  растворов с известным содержанием  натрия и калия, в которых количество кальция почти такое же, как  в анализируемом материале. Если оксида кальция в пробе не более 1 %, для приготовления эталонных растворов используют типовой раствор, не содержащий кальций (раствор А).

В пять колб вместимостью 1 л  наливают раствор А в количестве, указанном в таблице 8, и добавляют дистиллированной воды до метки.

Эти растворы фотометрируют  и на основании полученных данных строят градуировочный график № 1, откладывая по оси абсцисс содержание Na₂O (соответственно К₂О), по оси ординат — показание стрелки гальванометра.

Состав эталонных растворов, применяемых для построения градуировочного  графика для проб, не содержащих СаО, указан в таблице 8. 

 

Таблица 8

Номер эталонного раствора	Содержание, мг/л		Количество раствора А, мл
	Na2O	К2О
1	200	200	100
2	150	150	75
3	100	100	50
4	50	50	25
5	20	20	10

 

 

При анализе материалов, содержащих СаО более 1 %, пользуются градуировочными графиками № 2—5, построенными на основании результатов  фотометрирования эталонных растворов, в состав которых входит кальций. Эталонные растворы в этом случае готовят следующим образом. В мерные колбы вместимостью 1 л вводят растворы А и Б в количестве от 5,0 до 60,0 мл. Затем к содержимому колбы добавляют дистиллированной воды до метки.

Таким способом приготавливают четыре серии эталонных растворов. Каждая серия состоит из пяти эталонных  растворов с различным содержанием Na₂O и К₂О, но с одинаковым содержанием СаО.

Содержание СаО в эталонных  растворах в зависимости от содержания СаО в пробе должно соответствовать  значениям, указанным в таблице 9.  

 

Таблица 9

x	Содержание СаО в эталонных растворах, мг/л	Количество раствора Б, мл	Содержание СаО в анализируемой пробе, %	Масса навески, г
1	0	0	£1	Не нормируется
2	50	5	Св. 1 до 3     » 3 » 5	0,2 0,1
3	100	10	» 5 » 7     » 7 » 10	0,2 0,1
4	300	30	» 10 » 20     » 20 » 30	0,2 0,1
5	600	60	» 30 » 40      » 40 » 50      50 и более	0,2 0,15 0,1

 

  

 

4.8.2 Порядок проведения  анализа

Навеску массой 0,1—0,2 г разлагают  в платиновой чашке смесью 5 мл серной и 10—20 мл фтористоводородной кислоты  сначала при медленном, затем  при сильном нагревании. После этого содержимое чашки выпаривают досуха, пока не удалятся фтористоводородная и серная кислоты. После этого чашку ставят в муфельную печь, нагретую до 600 °С.

Через 10—15 мин чашку вынимают из муфеля, остаток в чашке растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды и фильтруют в мерную колбу  вместимостью 100 мл.

Осадок, образовавшийся на фильтре, промывают теплой водой, объем содержимого  колбы доводят водой до метки, затем наливают в стаканчик вместимостью 50 мл и определяют на пламенном фотометре  натрий и калий в соответствии с инструкцией к прибору.

4.8.3 Обработка  результатов анализа

Содержание оксида калия  находят по градуировочному графику  № 1. При определении оксида натрия пользуются графиком, который построен по результатам фотометрирования растворов, содержащих кальция столько же, сколько  и анализируемый раствор, при  этом учитывают массу взятой навески.

Массовую долю оксидов  натрия Na₂O и калия К₂О, %, определяют по формуле

,                  (27)

где С — количество Na₂O или К₂О, определенное по градуировочному графику, мг/л;

V — общий объем анализируемого раствора, мл;

m — масса навески, г.

Абсолютное допустимое расхождение  результатов параллельных определений  не должно превышать значений, указанных  в таблице 10. 

 

Таблица 10                                                     В процентах

Массовая доля оксида натрия (калия)	Абсолютное допустимое расхождение
До 1,0 включ. Св. 1,0 » 5,0      »   »  5,0	0,05   0,10 0,25

 

 

4.9 Определение  оксида железа двухвалентного

Метод основан на кислотном  разложении анализируемой пробы  в потоке углекислого газа с последующим  титрованием двухвалентного железа перманганатом калия.

4.9.1 Средства контроля  и вспомогательное оборудование

Весы аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью измерения  не более 0,0002 г.

Электроплитка с закрытой спиралью.

Баня песчаная.

Аппарат Киппа, в котором  получают углекислый газ действием  раствора соляной кислоты на мраморную  крошку или известняк.

Колбы конические по ГОСТ 25336 вместимостью 250 мл.

Бюретки по ГОСТ 29251 и ГОСТ 29252.

Тигель платиновый по ГОСТ 6563.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор 1:4.

Калий марганцовокислый (перманганат  калия) по ГОСТ 20490 0,1 Н титрованный раствор (приготавливают из стандарт-титра).

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:3.

Мраморная крошка или известняк.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484.

4.9.2 Порядок проведения  анализа

4.9.2.1 В коническую колбу вместимостью 250 мл наливают 100 мл серной кислоты. Колбу закрывают пробкой с двумя отверстиями, в которые вставлены стеклянные трубки, согнутые под прямым углом. Одна из трубок (по ходу газа) доходит до дна колбы, вторая кончается под пробкой. Длинную трубку присоединяют к аппарату Киппа с углекислым газом. Открыв кран у аппарата, пропускают поток углекислого газа через колбу в течение 3 мин. В это время отвешивают на сухом часовом стекле 1—1,5 г навески материала, находящегося в воздушно-сухом состоянии. Приоткрыв пробку, быстро всыпают навеску в колбу. Не прекращая тока газа, взвешивают стекло и по разности определяют массу навески. Содержимое колбы кипятят 30 мин, пропуская при этом ток углекислого газа. Затем снимают колбу с плитки и, не прекращая тока газа, охлаждают содержимое колбы. После чего отсоединяют колбу от прибора Киппа, прибавляют 150 мл свежепрокипяченной холодной воды и титруют 0,1 Н раствором марганцовокислого калия (перманганатом калия) до розового цвета, не исчезающего в течение 20—30 с.

4.9.2.2 Материалы, не растворяющиеся  в серной кислоте без остатка,  разлагают в смеси фтористоводородной (плавиковой) и серной кислот.

Навеску анализируемого материала  в воздушно-сухом состоянии массой 0,5—1 г помещают в платиновый тигель, смачивают водой, прибавляют 10 мл раствора серной кислоты, доливают до половины тигля горячую свежепрокипяченную дистиллированную воду, закрывают тигель крышкой с отверстием, вставляют  в него стеклянную трубку от аппарата Киппа и пропускают углекислый газ. Тигель нагревают на песчаной бане, пропуская углекислый газ, до начала кипения жидкости. Затем прекращают подачу углекислого газа (отсоединяют  от прибора), приоткрывают крышку и  быстро прибавляют 7 мл фтористоводородной кислоты.

Тигель плотно закрывают  крышкой (без отверстия) и осторожно  нагревают до появления белых  паров. После чего содержимое тигля  кипятят 10 мин.

Содержимое тигля переносят  в стакан вместимостью 400— 500 мл, прибавляют 150 мл свежепрокипяченной и охлажденной  до комнатной температуры воды, 5 мл серной кислоты и быстро титруют 0,1 Н раствором марганцовокислого  калия до розового цвета, не исчезающего  в течение 20—30 с.

4.9.3 Обработка  результатов анализа

Массовую долю оксида железа (II) FeO, %, определяют по формуле

,                                             (28)

где     V — объем 0,1 Н раствора марганцовокислого калия (перманганата калия), пошедшего на титрование, мл;