Х2 – масова частка оксиду титану, %;
0,6380 – коефіцієнт перерахування оксиду титану на оксид алюмінію.
Допустимі розбіжності між результатами паралельних визначень не повинні перевищувати за абсолютною величиною:
0,03 % – при вмісті оксиду алюмінію в піску до 0,2 %;
0,10 % – при вмісті оксиду алюмінію в піску від 0,2 % до 0,8 %;
0,15 % – при вмісті оксиду алюмінію не менше 0,8 %.
11.14.2 Фотоколориметричний метод
Суть методу полягає в утворенні рожево-червоної комплексної сполуки алюмінію з алюміноном в оцтовокислому середовищі при рН = (5,0 – 6,0) з подальшим вимірюванням оптичної густини забарвленого розчину електрофотоколориметром.
Стандартні розчини оксиду алюмінію:
– розчин А готують так: металевого алюмінію поміщають у мірну колбу на 250 см3, доливають 20 см3 розбавленої 1:1 сірчаної кислоти, нагрівають до повного розчинення, охолоджують, доводять об’єм розчину водою до мітки, перемішують (1 см3 розчину А містить 1 мг окису алюмінію);
– розчин Б готують так: піпеткою відбирають 10см3 стандартного розчину А, поміщають у мірну колбу на 1000 см3, доводять об’єм розчину водою до мітки і перемішують (1 см3 розчину Б містить 0,01 мг оксиду алюмінію).
Маса наважки піску визначається залежно від вмісту оксиду алюмінію (таблиця 5).
Таблиця 5
|
Вміст оксиду алюмінію, % |
Маса наважки, г |
Об’єм алікватної частини розчину, мл |
|
Від 0,01 до 0,02 вкл. |
1,0 |
Весь розчин |
|
Понад 0,02 » 0,04 » |
0,5 |
Весь розчин |
|
» 0,04 » 0,10 » |
0,5 |
40 |
|
» 0,10 » 0,30 » |
0,5 |
20-10 |
|
» 0,30 » 0,50 » |
0,1 |
40-20 |
Наважку піску поміщають у платиновий тигель або чашку, прожарюють при температурі (700 – 750) оС протягом (15 – 20) хв, охолоджують і розкладають сумішшю сірчаної і фтористоводневої кислот за 11.12.1.
До сухого залишку після видалення фториду кремнію добавляють 1 см3 розбавленої 1:9 сірчаної кислоти, доливають гарячу воду до об’єму (10 – 15) см3 і кип’ятять до повного розчинення солей.
Розчин переносять у мірну колбу на 100 см3 (при вмісті оксиду алюмінію від 0,01 до 0,04 %).
До розчину краплями доливають 1 н розчин їдкого натру до рН = 5,0 (перевіряють універсальним індикаторним папером) і води до об’єму 20 см3, потім піпеткою доливають 1,5 см3 розчину 2 % аскорбінової кислоти, 2 см3 свіжовиготовленого розчину алюмінону, доливають до мітки буферним розчином рН = (5 – 6) ( оцтовокислого натру розчиняють у 1000 см3 води, додають 3 мл оцтової кислоти і змішують), змішують і ставлять на 5 хв на водяну баню, нагріту до 90 оС. Охолоджують до кімнатної температури й вимірюють електрофотоколориметром оптичну густину розчину через 25 хв, застосовуючи зелений світлофільтр = 540 нм у кюветі з товщиною світлопоглинаючого шару .
Розчином порівняння служить розчин контрольного досліду.
При вмісті оксиду алюмінію від 0,04 до 0,5 % аналіз виконують на аліквотній частині розчину.
За величиною оптичної густини аналізованого розчину встановлюють вміст оксиду алюмінію за калібрувальним графіком.
Для побудови калібрувального графіка в 10 мірних колб на 100 см3 відмірюють бюреткою 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18 і 20 см3 стандартного розчину Б, що відповідає 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 і 2,0 мг оксиду алюмінію, в одинадцяту колбу стандартний розчин не поміщають. Наливають у кожну колбу воду до об’єму 20 см3 і піпеткою по 4,5 см3 розчину аскорбінової 2 % кислоти та по 2 см3 розчину 0,1 % алюмінону й далі проводять аналіз, як зазначено вище.
Розчином порівняння служить вміст колби, у якій стандартний розчин Б відсутній.
Для побудови калібрувального графіка беруть середнє арифметичне результатів трьох вимірювань оптичної густини кожного розчину.
За отриманими середніми значеннями оптичної густини й відомим вмістом оксиду алюмінію будують калібрувальний графік.
Вміст оксиду алюмінію у відсотках обчислюють за формулою
, (12)
де m1 – маса окису алюмінію, знайдена за калібрувальним графіком, мг;
V – об’єм вихідного розчину, см3;
V1 – об’єм аліквотної частини розчину, см3;
m – маса наважки проби, г.
Розбіжність між результатами двох паралельних визначень – згідно з 11.14.1.
11.14.3 Фотоколориметричний метод з антразохромом
Суть методу полягає в утворенні комплексної сполуки алюмінію з антразохромом в оцтовокислому середовищі при рН (4,8-4,9) та вимірі оптичної густини забарвленого розчину при = 590 нм.
Стандартний розчин, що містить 0,01 мг/см3 оксиду алюмінію, готують із державного стандартного зразка (ДЗС) скла. Наважку ДСЗ скла поміщають у платинову чашку чи тигель, розкладають сумішшю сірчаної і фтористоводневої кислот, як зазначено в 11.12.1. Сухий залишок розчиняють при кип’ятінні в (4 – 5) см3 соляної кислоти й (30 – 40) см3 води. Переносять у мірну колбу на 500 см3, охолоджують, доливають водою до мітки і перемішують.
Допускається приготування стандартного розчину оксиду алюмінію із металевого алюмінію. Для цього алюмінію розчиняють при нагріванні в 20 см3 соляної кислоти 1:1, охолоджують, переносять у мірну колбу на 500 см3, доливають водою до мітки й перемішують.
Розчин містить 1 мг/см3 оксиду алюмінію.
Безпосередньо перед використанням готують розчин, що містить 0,01 мг/см3 оксиду алюмінію: 5 см3 розчину, що містить 1 мг/см3 оксиду алюмінію, поміщають у мірну колбу на 500 см3 , доливають 50 см3 соляної кислоти (1:1), а потім доводять водою до мітки й перемішують.
Фоновий розчин готують так: сірчанокислого натрію розчиняють в (200 – 300) см3 води, додають 40 см3 соляної кислоти, 0,64 см3 сірчаної кислоти й доливають водою до .
Наважку піску кварцового (0,1 – 0,25) г поміщають у платинову чашку чи тигель, розкладають сумішшю сірчаної і фтористоводневої кислот, як зазначено в 11.12.1.
Сухий залишок розчиняють при кип’ятінні в (4 – 5) см3 соляної кислоти й (30 – 40) см3 води, переносять у мірну колбу на 250 см3, охолоджують, доливають водою до мітки й перемішують.
Аліквотну частину розчину (10 – 25) см3 поміщають у колбу на 100 см3, доливають 5 см3 розчину гідроксиламіну, 5 см3 розчину фонового, нагрівають протягом (3 – 5) хв на водяній бані, охолоджують, доливають 20 см3 холодної дистильованої води та 2 краплі - або -динітрофенолу.
Одночасно готують розчин порівняння, що містить усі реактиви, крім розчину проби.
Розчин у колбі обережно краплями нейтралізують розчином аміаку 1:2 до появи світло-жовтого забарвлення. Потім краплями доливають розчин соляної кислоти 1 моль/л і 3 см3 розчину соляної кислоти до зменшення інтенсивності кольору. Піпеткою доливають 10 см3 розчину антразохрому, потім 16 см3 розчину оцтовокислого амонію або натрію. Розчин доливають до мітки холодною водою, перемішують і через 30 хв вимірюють оптичну густину розчину при = 590 нм у кюветі з товщиною шару , що підлягає колориметруванню.
У мірні колби на 100 см3 кожна бюреткою відміряють 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12 см3 розчину, що містить 0,01 мг/см3 Al2O3. У кожну колбу доливають 5 см3 розчину гідроксиламіну, 5 см3 розчину фонового, додають 2 краплі - або -динітрофенолу, обережно, краплями нейтралізують розчином аміаку (1:2) до слабожовтого забарвлення. Одночасно готують розчин порівняння, що містить всі реактиви, крім стандартного розчину оксиду алюмінію.
Потім у колбу додають краплями розчин соляної кислоти 1 моль/л до зменшення інтенсивності жовтого забарвлення і її надмір 3 см3. Доливають піпеткою в кожну колбу по 10 см3 розчину антразохрому й потім 15 см3 розчину оцтовокислого амонію або натрію. Розчин доливають холодною водою до мітки, змішують і через 30 хв вимірюють оптичну щільність розчину при = 590 нм у кюветі з товщиною шару , що підлягає колориметруванню.
На підставі отриманих даних будують калібрувальний графік, за яким визначають масу оксиду алюмінію.
Масову частку оксиду алюмінію у відсотках обчислюють за формулою
, (13)
де m1 – маса окису алюмінію, визначена за калібрувальним графіком, г;
m – маса наважки піску кварцового, г;
V – об’єм розчину, що аналізується, см3;
V1 – об’єм аліквотної частини розчину, що підлягає аналізу, см3.
Розбіжність результатів паралельних визначень не повинна перевищувати 0,05 % при масовій частці оксиду алюмінію (0,05 – 0,5) % та 0,15 % – з масовою часткою оксиду алюмінію понад 0,5 % до 2 %.
11.15 Визначення вмісту оксиду хрому (Cr2O3)
Масова частка оксиду хрому (Сr2О3) визначається атомно-абсорбційним або іншими видами аналізу на приладах, що забезпечують точність вимірювання заданих величин показників і їх відхилень.
Допускається визначати вміст оксиду хрому (Сr2О3) методом, що базується на взаємодії дифенілкарбазиду з іонами шестивалентного хрому із утворенням у кислому середовищі сполуки, забарвленої у червоно-фіолетовий колір згідно з ДСТУ Б В.2.7-72 (ГОСТ 8269.1). Цей метод використовується для пісків із вмістом оксиду хрому (Cr2O3) більше 0,1 %.
11.16 Визначення вмісту металевого заліза
Метод заснований на нейтралізації металевого заліза сірчаною кислотою й титруванні отриманої суміші розчином перманганату калію (KMnO4).
Відносна похибка методу 15 %.
Для випробовування у конічну колбу на 250 см3 поміщають (2 – 3) г проби, розтертої й висушеної при температурі (105 – 110) оС, додають 10 см3 2н сірчаної кислоти й 10 см3 дистильованої води. Залишають цю суміш при кімнатній температурі на 10 хв, після чого нагрівають її на слабкому вогні до кипіння і кип’ятять 5 хв.
Потім вміст колби охолоджують, додають холодну дистильовану воду і, не фільтруючи, титрують 0,025 н розчином марганцевокислого калію (KMnO4) до рожевого забарвлення, що не зникає протягом 30 с.
Масову частку металевого заліза у відсотках обчислюють за формулою
, (14)
де V – об’єм марганцевокислого калію (KMnO4) з молярною концентрацією еквівалента 0,025 моль-екв/л, витрачений на титрування;
C – кількість заліза, що відповідає 1 см3 0,025 моль-екв/л розчину марганцевокислого калію (KMnO4) і дорівнює 0,001396 (титр заліза), г;
m – маса наважки пилоподібного кварцу, г.
11.17 Визначення вмісту оксиду титану (ТіО2)
Суть методу полягає в утворенні перекисної сполуки титану жовтого кольору в розбавленому розчині сірчаної кислоти і фотометруванні розчину з метою визначення вмісту оксиду титану.
Відносна похибка аналізу – 15 %.
Дозволяється визначати вміст оксиду титану за допомогою приладів та обладнання, які гарантують точність аналізу аналогічно методу, описаному в 11.17.
Приготування стандартних розчинів оксиду титану (ТіО2)
Розчин А готують так: наважку оксиду титану, прожарену при (1000 – 1050) оС в платиновому тиглі до постійної маси , зважену з похибкою не більше 0,0002, плавлять у платиновому тиглі з (6-7) г піросірчанокислого калію при (800 – 1000) оС до утворення прозорого сплаву. Сплав охолоджують, переносять у колбу на 500 см3 і вилуджують гарячою розбавленою сірчаною кислотою, доливають кислотою до мітки й перемішують. Титр розчину визначають методом зважування.
Розчин Б готують так: відбирають піпеткою 100 см3 розчину А в мірну колбу на 1000 см3, доливають водою до мітки й перемішують.
1 см3 розчину Б містить 0,1 мг оксиду титану.
Наважку поміщають у платиновий тигель, прожарюють при температурі (1000 – 1200) оС протягом 1 год і розкладають сумішшю сірчаної і фтористоводневої кислот за 11.12.1.
До охолодженого сухого залишку проби після видалення фтористого кремнію доливають (15 – 20) см3 розбавленої сірчаної кислоти (1:33), нагрівають до розчинення. Отриманий розчин поміщають у мірну колбу на 100 см3. Доливають такий же об’єм розбавленої сірчаної кислоти, 3 см3 розбавленого перекису водню (1:9), (1-2) краплі ортофосфорної кислоти, доливають розбавленою сірчаною кислотою до мітки й перемішують.
Одночасно готують розчин порівняння – нульовий, що містить 100 см3 об’єму з 3 см3 розбавленого перекису водню, (2 – 3) краплями ортофосфорної кислоти й розбавленої сірчаної кислоти.
Оптичну густину розчину визначають на електрофотоколориметрі, використовуючи синій світлофільтр у зоні світлопропускання = (400 – 450) нм у кюветах із товщиною світлопоглинаючого шару .
За величиною оптичної густини розчину, який аналізується, визначають вміст оксиду титану за калібрувальним графіком.
Для побудови калібрувального графіка у 10 мірних колб на 100 см3 доливають із бюретки 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 і 10 см3 стандартного розчину Б, що відповідає 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 і 1,0 мг оксиду титану. В кожну колбу доливають по (1 – 2) краплі ортофосфорної кислоти, (3 – 5) см3 розбавленого перекису водню, доливають розбавленою сірчаною кислотою до мітки й перемішують.
Для побудови калібрувального графіка беруть середнє арифметичне результатів трьох вимірів оптичної густини кожного розчину.
За отриманими середніми значеннями оптичної густини й відомими показниками вмісту оксиду титану будують калібрувальний графік. Визначають масу оксиду титану в розчині для дослідження за калібрувальним графіком.
Вміст оксиду титану у відсотках обчислюють за формулою
, 15)
де m1 – маса оксиду титану, визначена за калібрувальним графіком, г;
m – маса наважки піску кварцового, г.
Допускається визначення масової частки оксиду титану (ТіО2) атомно-абсорбційним або іншими видами аналізу на приладах, що забезпечують точність вимірювання заданих величин показників і їх відхилень.
