Якщо різниця у масі абсорбційних трубок 13 лишається більшою ніж 0,0005 г, слід замінити абсорбент у трубках 11 та 12.
Зважені трубки 13 закріплюють на приладі, як показано на рисунку 2.
Відкривають кран на лійці, і фосфатна кислота починає капати до дистиляційної колби 14. По закінченні реакції вміст дистиляційної колби доводять до кипіння і підтримують слабке кипіння протягом 5 хв. Дистиляційну колбу охолоджують до кімнатної температури при ввімкненому потоці газу.
Абсорбційні трубки 13 перекривають, знімають та 15 хв витримують у приміщенні, де розташовані ваги. Після цього кожну трубку зважують окремо. Збільшення маси обох трубок використовують для обчислення частки карбон діоксиду (15.4).
Карбон діоксид майже повністю абсорбується у першій трубці 13. Якщо збільшення маси в другій трубці 13 перевищить 0,0005 г, слід замінити абсорбент у першій трубці та повторити випробування.
Масову частку карбон діоксиду СO2 у відсотках вираховують за формулою:
, (30)
де m27 - маса наважки цементу, г;
m28 -збільшення маси першої трубки 13 після абсорбування, г;
m29 - збільшення маси другої трубки 13 після абсорбування, г.
Якщо вирахувана масова частка карбон діоксиду згідно з формулою (30) є меншою ніж 0,5 %, то визначання треба повторити з наважкою (2,00 ± 0,05) г, зваженою з точністю + 0,0005 г. Якщо масова частка карбонатів у цементі висока, треба відповідно зменшити масу наважки.
Стандартне відхилення збіжності складає 0,07 %, а стандартне відхилення відтворюваності -0,10%.
Карбон діоксид видаляють сульфатною кислотою, зв'язують натрій гідроксидом та визначають гравіметричним методом. Дигідроген сульфід, який заважає проведенню експерименту, зв'язують меркурій (II) хлоридом.
Прилад (5.20) зображено на рисунку 3. Для створення розрідження в приладі потрібен невеликий вакуум-насос.
До дистиляційної колби 7 приладу (5.20) місткістю 100 мл вміщують наважку (1,00 ± 0,05) г цементу m30, зважену з точністю ± 0,0005 г. За допомогою шпателя наважку цементу змішують із приблизною кількістю (наприклад, 50 мг) меркурій (II) хлориду (4.87). Суміш суспендують достатньою кількістю води. Колбу закріплюють на шліфі лійки краплинної 1. Після цього крізь прилад 15 хв всмоктують повітря, яке до потрапляння до колби проходить крізь абсорбційну колонку 8, заповнену абсорбентом (4.86), та звільняється таким чином від карбон діоксиду.
Закриті абсорбційні трубки 4 протягом 15 хв витримують у приміщенні, де розташовані ваги, щоб урівняти температуру. Після цього зважують кожну з трубок окремо. Потік газу зупиняють, а трубки приєднують до приладу, як показано на рисунку 3.
Примітка. З трубками слід поводитись обережно, щоб уникнути зміни їх маси, а також ушкоджень або травмування. Рекомендується в цьому методі користуватись захисними рукавичками.
З лійки краплинної 1 до колби додають від 25 мл до 30 мл сульфатної кислоти 1:4 (4.17). При цьому необхідно слідкувати, щоб залишок кислоти залишився у краплинній лійці як запірна рідина.
Після повторного ввімкнення вакуум-насоса повітряний потік, що виділився, переміщує карбон діоксид крізь холодильник 2 та перші дві абсорбційні трубки 3, які призначені для висушування та заповнені магній хлоратом (VII) (4.85), до наступних двох абсорбційних трубок 4, заповнених абсорбентами (4.85 та 4.86) та попередньо зважених. Для попередження проникнення оточуючого повітря за трубками 4 встановлено абсорбційну трубку 5, заповнену магній хлоратом (VII) (4.85) та абсорбентом (4.86). До неї приєднано склянку для промивання газів 10, заповнену концентрованою сульфатною кислотою (4.15) або парафіном, для підрахування бульбашок, та порожню склянку для промивання газів 9.
Приблизно через 10 хв вміст дистиляційної колби доводять до кипіння і підтримують слабке кипіння 5 хв. Потім дистиляційній колбі дають охолонути до кімнатної температури, причому потік газу підтримують. Абсорбційні трубки 4 перекривають, знімають, 15 хв витримують у приміщенні, де розташовані ваги, до вирівнювання температури, а потім зважують.
Масову частку карбон діоксиду СО2 у відсотках вираховують за формулою:
, (31)
де m30 - наважки цементу, г;
m31 - збільшення маси трубки 4 після абсорбування, г;
Якщо вирахувана частка карбон діоксиду згідно з формулою (31) є меншою ніж 0,5 %, то визначання слід повторити з наважкою (2,00 + 0,05) г, зваженою з точністю ± 0,0005 г. Якщо вміст карбонатів у цементі високий, слід, відповідно, зменшити масу наважки проби.
Стандартне відхилення збіжності складає 0,07 %, а стандартне відхилення відтворюваності - 0,10%.
Збудження атомів лугів у бутановому, пропановому або ацетиленовому полум'ї призводить до випромінювання ними характерних спектрів у видимому діапазоні.
Інтенсивність випромінювання лугів при низьких концентраціях пропорційне їх масовій концентрації. Вплив великої кількості кальцію на визначання натрію компенсують фосфатною кислотою. Вплив фосфатної кислоти на випромінювання калію із стандартних розчинів компенсують введенням до стандартних розчинів кальцію.
Нові партії реактивів для визначання частки лугів за цим методом слід перевірити. Якщо частка лугів у реактиві перевищує 0,01 %, необхідно або замінити відповідну партію новою, яку слід перевірити тим же способом, або приготувати нові градуювальні розчини.
Градуювальні розчини слід готувати з використанням наведених у таблиці 4 об'ємів стандартних вихідних розчинів лугів, кислот та кальцію. Наведені в рядках 1-7 таблиці 4 об'єми розводять водою до 1000 мл та старанно перемішують. Градуювальні розчини необхідно зберігати у поліетиленових пляшках. Градуювальні розчини вводять у полум'я полум'яного фотометра (5.21). При цьому спочатку вводять контрольний розчин (табл. 4, S1), виставляючи лічильник приладу на нульову позначку. Потім належить ввести найбільш концентрований розчин (S7) та відрегулювати прилад, на найвищу інтенсивність. Інші стандартні розчини (S2 до S6) вводять у порядку зростання масової концентрації. Отримані при цьому інтенсивності визначають за довжини хвилі для Na2O - 589 нм, а для К2O - при 768 нм.
За вимірюваними інтенсивностями розчинів і відповідними концентраціями Na2O або К2О будують градуювальний графік.
Таблиця 4 - Об'єми розчинів для приготування градуювальник розчинів, а також масові концентрації натрій оксиду та калій оксиду в розчинах
|
Градуювальний розчин |
Розчин лугів стандартний основний (4.88), мл |
Розчин кислот стандартний (4.89), мл |
Розчин кальцію стандартний (4.90), мл |
Масові ; концентрації Na2О та K2O, мг/л |
|
S1 |
- |
100 |
100 |
0,0 |
|
S2 |
5 |
100 |
100 |
1,5 |
|
S3 |
10 |
100 |
100 |
3,0 |
|
S4 |
20 |
100 |
100 |
6,0 |
|
S5 |
30 |
100 |
100 |
9,0 |
|
S6 |
40 |
100 |
100 |
12,0 |
|
S7 |
50 |
100 |
100 |
15,0 |
17.4.1 Цемент із масовою часткою нерозчинного залишку менше 3 %
Примітка. Описаний нижче метод стосується цементів, в яких визначена згідно з розділом 9 масова частка нерозчинного залишку не перевищує 3 %.
До склянки місткістю 250 мл вміщують (0,5000 + 0,0005) г цементу, суспендують його в 50 мл води та додають 50 мл хлоридної кислоти 1:19 (4.7). Суміш підігрівають до розкладання цементу, причому грудочки руйнують скляною паличкою. Отриману суспензію охолоджують до кімнатної температури. Вміст склянки переводять з ополіскуванням водою до мірної колби місткістю 500 мл, додають 50 мл фосфатної кислоти 1:19 (4.20), доповнюють до позначки та перемішують. Достатню кількість розчину перед введенням у полум'я без промивання фільтрують через паперовий фільтр (5.23) до чистої та сухої склянки.
17.4.2 Цемент із масовою часткою нерозчинного залишку більше 3 %
Попередження 1. Внаслідок небезпечних випарів нітратної (4.12), перхлоратної (VII) (4.18) та флюоридної (4.10) кислот процеси, які супроводжуються випаровуванням, слід виконувати лише у відповідній витяжній шафі (див. попередження 2). Окрім того, при перемішуванні цих кислот та сумішей та поводженні з ними треба користуватись відповідним захистом для очей та гумовими або синтетичними рукавичками.
Примітка. Описаний нижче метод стосується цементів, в яких визначена відповідно до розділу 9 масова частка нерозчинного залишку перевищує 3 %.
До платинової чаші (5.22) вміщують наважку (0,5000 ± 0,0005) г цементу та додають 15 мл нітратної кислоти (4.12). Суміш нагрівають, наприклад, на нагрівальному приладі та випаровують до сухого залишку. Залишок після випаровування диспергують у 15 мл води та додають 15 мл перхлоратної (VII) кислоти (4.18) і 25 мл флюоридної кислоти (4.10).
Попередження 2. Випари перхлоратної (VII) кислоти здатні утворювати з органічними речовинами вибухонебезпечні суміші. Тому при роботі з перхлоратною (VII) кислотою слід дотримуватись особливих засобів безпеки, наприклад, при користуванні витяжними каналами з водяним зрошенням категорично заборонено використання органічних речовин у тій же витяжній шафі.
Суміш нагрівають та випаровують до сухого залишку. При цьому слід уникати перегрівання, часто перемішуючи суміш перемішувачем (5.24), стійким до флюоридної кислоти (4.10). До залишку після випаровування приливають 10 мл води та 50 мл кислоти хлоридної 1:19 (4.7) і нагрівають до його розчинення. Потім розчин охолоджують до кімнатної температури. Вміст платинової чаші із споліскуванням водою переводять до мірної колби місткістю 500 мл. До розчину додають 50 мл фосфатної кислоти 1:19 (4.20), доповнюють до позначки та струшують. Достатню кількість розчину перед введенням до полум'я без промивання фільтрують через паперовий фільтр (5.23) у чисту суху склянку.
Приготований відповідно до 17.4.1 або 17.4.2 розчин, який досліджують, вводять у полум'я полум'яного фотометра (5.21). Інтенсивність лінії натрію вимірюють за довжини хвилі 589 нм, а лінії калію - 758 нм. Частку натрій оксиду чи відповідно калій оксиду визначають шляхом лінійної інтерполяції інтенсивностей та відповідних масових концентрацій градуювальних розчинів за 17.3.
Для визначання масової концентрації натрій оксиду або калій оксиду в міліграмах на літр використовують графічне зображення, виконане відповідно до 17.3, або ж використовують для розрахунку інтенсивності та відповідні масові концентрації градуювальних розчинів із найближчими вищими і нижчими інтенсивностями наступним чином.
Масову концентрацію у пробі натрій оксиду чи, відповідно калій оксиду , мг/л, вираховують із визначених інтенсивностей чи відповідно за формулами:
, (32)
, (33)
де - масова концентрація градуювального розчину натрій оксиду чи відповідно калій оксиду з масовою концентрацією, нижчою ніж у розчині, який досліджують, мг/л;
- масова концентрація градуювального розчину натрій оксиду чи відповідно калій оксиду з масовою концентрацією, вищою ніж у розчині, який досліджують, мг/л;
- інтенсивність градуювального розчину з масовою концентрацією, нижчою ніж у розчині, який досліджують, мг/л;
- інтенсивність градуювального розчину з масовою концентрацією, вищою ніж у розчині, який досліджують, мг/л.
17.6.1 Частка натрій чи відповідно калій оксидів
Частку у цементі натрій чи відповідно калій оксидів , К2О у відсотках відповідної концентрації згідно з 17.5 розраховують за формулами:
, (34)
, (35)
де - масова концентрація натрій оксиду у досліджуваному розчині згідно з формулою (32), мг/л;
- масова концентрація калій оксиду у досліджуваному розчині згідно з формулою (33), мг/л.
17.6.2 Еквівалентна частка натрій оксиду
Еквівалентну частку натрій оксиду у відсотках отримують перерахунком частки калій оксиду в еквівалентну масову концентрацію натрій оксиду з додаванням масової концентрації натрій оксиду за формулою:
Еквівалентна частка натрій оксиду = Na2O + 0,658 К2О. (36)
Примітка. Визначену за цим стандартом еквівалентну частку натрій оксиду часто визначають, як розчинну у кислотах частку лугів, щоб відрізнити її від визначень, які виконують з допомогою інших екстракційних методів, наприклад, визначання розчинної у воді частки лугів.
Стандартне відхилення збіжності складає:
0,01 % для визначання Na2O;
0,02 % для визначання К2О.
Стандартне відхилення відтворюваності складає:
0,02 % для визначання Na2O;
0,03 % для визначання К2O.
Цемент із масовою часткою нерозчинного залишку менше 3 %, визначеного відповідно до розділу 9, обробляють хлоридною кислотою. У цементі із масовою часткою нерозчинного залишку більше 3 % спочатку видаляють леткі речовини за допомогою флюоридної та сульфатної кислот. У розчинах без летких речовин вміст лугів визначають методом полум'яної фотометрії.
