Присутні в розчині після визначення ферум оксиду трилонат феруму, що не руйнується при рН 4,8-5,0, а також іони силіцію, магнію, сірки не перешкоджають визначенню алюміній оксиду.
12.2.1 Засоби вимірювальної техніки, обладнання та реактиви
Ваги лабораторні загального призначення не нижче 2-го класу точності з найбільшою границею зважування не менше 200 г і з похибкою зважування не більше ±0,0003 г згідно з ГОСТ 24104.
Піч муфельна з можливістю встановлення температури до 1100 °С з похибкою вимірювання не більше ±25 °С.
Кислота хлоридна і розчин (1:3).
Кислота нітратна.
Амоніак, розчин (1:1,5).
Трилон Б, розчин з масовою концентрацією 0,05 моль/дм3 (0,05 М): готують згідно з 11.2.1.
Кислота сульфосаліцилова дигідрат.
Сульфосаліциловий індикатор згідно з 11.2.1.
Натрій гидроксид або калій гидроксид, розчин з масовою концентрацією 200 г/дм3.
Кислота ацетатна, льодяна або масовою концентрацією 800 г/дм3.
Натрій ацетат тригідрат або зневоднений (плавлений).
Суміш для сплавлення згідно з 9.4.1.
Ферум (III) хлориду гексагідрат, розчин молярною концентрацією 0,05 моль/дм3 (0,05 М): 13,5 г ферум (III) хлориду гексагідрату розчиняють в 300 см3 води, фільтрують у мірну колбу місткістю 1 дм3, доливають 8-10 см3 хлоридної кислоти, доповнюють водою до позначки, ретельно перемішують.
Галуни алюмокалієві, розчин із масовою концентрацією 0,05 моль/дм3:16 г галунів розчиняють в 300 см3 води, фільтрують розчин у мірну колбу місткістю 1 дм3, додають 9 см3 хлоридної кислоти, доповнюють водою до позначки, перемішують.
Ацетатний буферний розчин з рН 4,8-5,0: 165 г плавленого натрій ацетату або 270 г натрій ацетату тригідрату розчиняють в 300 -400 см3 води, фільтрують у мірну колбу місткістю 1 дм3, додають 60 см3 льодяної або 75 см3 ацетатної кислоти масовою концентрацією 800 г/дм3 і доливають до позначки водою.
Спирт етиловий ректифікований технічний.
Метиловий червоний (індикатор), розчин з масовою концентрацією 2 г/дм3 в етиловому спирті.
12.2.2 Підготовка до аналізу
Стандартні розчини алюміній оксиду готують за наведеними нижче способами.
1-й спосіб
Алюміній марки А 995 згідно з ГОСТ 11069, стружка або алюміній гранульований "х.ч." або "ос.ч.".
Стандартний розчин алюміній оксиду: точну наважку масою 0,625-0,66 г металевого алюмінію розчиняють у склянці у 150 см3 хлоридної кислоти (1:1) при нагріванні на водяній бані. Щоб уникнути втрат, склянку накривають годинниковим склом. Розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см3, доводять до позначки водою і перемішують.
Масову концентрацію алюміній оксиду у грамах у кубічному сантиметрі стандартного розчину обчислюють за формулою:
де т – маса наважки металевого алюмінію, г;
1,8895 – коефіцієнт перерахунку алюмінію на алюміній оксид.
2-й спосіб
Стандартний розчин алюміній оксиду: наважку алюміній хлориду масою 5,7 – 6,0 г розчиняють у 100 см3 розчину хлоридної кислоти (1:3) у склянці місткістю 200 см3. Розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см3, доливають до позначки водою, перемішують.
Стандартний розчин алюміній оксиду з масовою концентрацією алюміній оксиду приблизно 0,0012 г/см3 готують так.
Точну масову концентрацію розчину алюміній оксиду встановлюють гравіметричним методом. Для цього у склянку місткістю 250 – 300 см3 відбирають 50 см3 стандартного розчину, додають 20 – 25 см3 води, нагрівають до кипіння і осаджують алюміній гідроксид розчином амоніаку, додаючи його до слабкого запаху. Розчин з осадом нагрівають до кипіння, дають осаду осісти і відфільтровують на фільтр діаметром 11 см "червона стрічка". Осад промивають гарячим розчином амоній нітрату до негативної реакції на хлоридіон (реакція в 3 см3 фільтрату з 2-3 краплями розчину аргентум нітрату).
Фільтр з осадом вносять у зважений платиновий тигель, підсушують, озолюють і прожарюють до сталої маси в муфельній печі за температури (1100 ±50) °С.
Масову концентрацію алюміній оксиду у грамах у кубічному сантиметрі стандартного розчину обчислюють за формулою:
Галуни алюмокалієві, розчин із масовою концентрацією 0,05 моль/дм3: 16 г галунів розчиняють в 300 см3 води, фільтрують розчин у мірну колбу місткістю 1 дм3, додають 9 см3 хлоридної кислоти, доповнюють водою до позначки, перемішують.
По 25 см3 розчину алюмокалієвих галунів вносять у три склянки місткістю 150 см3, розводять водою до об'єму 100 см3 і дворазове осаджують алюміній гідроксид амоніаком по індикатору метиловому червоному.
Осад фільтрують і прожарюють за температури 1100 °С до сталої маси.
Масову концентрацію алюміній оксиду С2 у грамах у кубічному сантиметрі стандартного розчину обчислюють за формулою:
12.2.2.2 Установка титру розчину трилону Б по алюміній оксиду
Попередньо встановлюють об'ємне співвідношення між концентраціями розчинів трилону Б і ферум (III) хлориду масовою концентрацією 0,05 моль/дм3. Для цього спускають із бюретки в три конічні колби місткістю 250 – 300 см3 по 10 см3 розчину трилону Б, розводять водою до об'єму 100 см3, доливають 10 см3 ацетатного буферного розчину, 6 – 7 крапель сульфосаліцилового індикатора і титрують розчином ферум (III) хлориду до появи золотаво-жовтогарячого забарвлення, що не зникає протягом 1 хв.
Коефіцієнт К, що виражає об'ємне співвідношення між концентраціями розчинів трилону Б і ферум (III) хлориду, обчислюють за формулою:
Титр розчину трилону Б для визначення алюміній оксиду встановлюють таким способом. У три конічні колби місткістю 250 – 300 см3 спускають із бюретки по 10 см3 стандартного розчину (С, С1 чи С2), розводять водою до об'єму 100 см3, нейтралізують розчином амоніаку до зміни в червоний колір індикаторного паперу конто. Потім по краплях додають розчин хлоридної кислоти до зміни кольору паперу конго у бузковий та ще 8 – 10 крапель надлишку тієї ж кислоти. До отриманого розчину додають 25 см3 розчину трилону Б, нагрівають до кипіння, додають 10 см3 ацетатного буферного розчину, 6 – 7 крапель сульфосаліцилового індикатора, охолоджують до кімнатної температури і титрують розчином ферум (III) хлориду до появи золотаво-жовтогарячого забарвлення, стійкого протягом 1 хв.
12.2.3 Проведення аналізу
До розчину проби, яку аналізують, після визначення ферум (III) оксиду згідно з 11.2.3 додають таку кількість розчину трилону Б, щоб вистачило на повне зв'язування очікуваної кількості алюміній оксиду в комплекс і залишився надлишок близько 10 см3. Об'єм розчину трилону Б, що додають, С у кубічних сантиметрах обчислюють за формулою:
Після додавання розчину трилону Б розчин, який аналізують, нагрівають і доводять до кипіння, додають 10 см3 ацетатного буферного розчину, охолоджують до кімнатної температури і титрують розчином ферум (III) хлориду до появи золотаво-жовтогарячого забарвлення, що не зникає протягом 1 хв.
Примітка. У матеріалах, що не містять ферум оксиду, алюміній оксид визначають з окремої наважки масою 0,05 – 0,20 г в залежності від концентрації або з аліквоти фільтрату після відділення силіцій оксиду желатином згідно з 9.3.2.
Дозволяється також визначати ферум і алюміній оксиди, використовуючи осад гідроксидів, отриманий згідно з 10.2.3, після його розчинення в розчині хлоридної кислоти.
12.2.4 Обчислення результатів
12.3 Прямий фотометричний метод
Метод заснований на утворенні забарвленої в червоний колір комплексної сполуки іона алюмінію з алюміноном у розчині при рН 4,5 -4,8.
12.3.1 Засоби вимірювальної техніки, обладнання та реактиви
Ваги лабораторні загального призначення не нижче 2-го класу точності з найбільшою границею зважування не менше 200 г і з похибкою зважування не більше ±0,0003 г згідно з ГОСТ 24104.
Піч муфельна з можливістю встановлення температури до 1100 °С з похибкою вимірювання не більше ±25 °С.
Фотоелектроколориметр концентраційний з межею вимірювання оптичної густини розчинів D від 0 до 3 або ступеня пропускання (Т, %) від 0,1 % до 100 % або спектрофотометр, або інші засоби вимірювальної техніки подібного типу, які забезпечують таку саму точність вимірювання.
рН-метр або іономір.
Натрій ацетату тригідрат або зневоднений.
Натрій гідроксид, розчин з масовою концентрацією 10 г/дм3.
Кислота ацетатна, льодяна.
Кислота аскорбінова харчова, розчин із масовою концентрацією 2 г/дм3: 0,2 г кислоти розчиняють в 100 см3 води. Розчин придатний 2-3 доби.
Алюмінон (амонійна сіль ауринтрикарбонової кислоти), розчин із масовою концентрацією 1 г/дм3:1 г алюмінону розчиняють в 100 см3 води з наступним розведенням водою до 1 дм3. Розчин ретельно перемішують, витримують протягом 4 – 5 діб у темному місці, зберігають у посудині з темного скла.
Ацетатний буферний розчин рН 5,2 – 5,3: 100 г натрій ацетату зневодненого або 166 г натрій ацетату тригідрату розчиняють в 300 см3 води, фільтрують через фільтр "червона стрічка" і розводять водою до 950 см3, додають 15 см3 льодяної ацетатної кислоти, перемішують і перевіряють рН розчину на іономірі або рН-метрі; при значенні рН менше 5,2 додають по краплях розчин натрій гідроксиду, при рН більше 5,3 – декілька крапель ацетатної кислоти.
12.3.2 Підготовка до аналізу
12.3.2.1 Приготування градуювальник розчинів
Використовують градуювальні розчини, приготовлені згідно з 9.4.2.1. Наважку ГСЗУ масою 0,15 г приймають за основну і розраховують відносно неї масову частку алюміній оксиду у відсотках у всіх інших наважках (порядок обчислення аналогічний 9.4.2.1).
12.3.2.2 Побудова градуювального графіка
У п'ять мірних колб місткістю 50 см3 приливають відповідно 5 см3 кожного градуювального розчину, додають по 1 см3 розчину аскорбінової кислоти і по 5 см3 розчину алюмінону, потім додають по 10 см3 ацетатного буферного розчину, розводять до позначки водою, перемішують і після 15 хв вистоювання фотометрують розчини з зеленим світлофільтром із максимумом світлопропускання за довжини хвилі 530 – 536 нм в кюветі з товщиною поглинаючого світло шару 10 мм відносно дистильованої води.
За отриманими результатами визначення поглинання і відомої маси алюміній оксиду у градуювальних розчинах будують градуювальний графік або складають аналітичне рівняння.
12.3.3 Проведення аналізу
Для визначення масової частки алюміній оксиду у дві мірні колби місткістю 50 см3 відбирають: в одну – 5 см3 розчину, який аналізують, приготовленого згідно з 9.4.3; у другу – 5 см3 градуювального розчину, приготовленого згідно з 12.3.2.1, близького за масовою часткою аналіту до розчину, який аналізують. Потім в обидві колби доливають по 1 см3 розчину аскорбінової кислоти і по 5 см3 розчину алюмінону. Подальші операції – згідно з 12.3.2.2.
З метою суворого підтримання кислотності фотометрованих розчинів у випадку зміни умов фотометрування в порівнянні з умовами градуювання проводять такі операції:
при зменшенні розведення розчину, який аналізують, зменшують пропорційно кількість розчину хлоридної кислоти, що використовується для розчинення сплавленої згідно з 9.4.3 наважки про би;
при зменшенні аліквоти розчину, який аналізують, приготовленого згідно з 9.4.3, доводять її до об'єму 5 см3 додаванням контрольного розчину, приготовленого згідно з 10.3.2.1;
при збільшенні аліквоти розчину, який аналізують, додають натрій гідроксид для нейтралізації. Окремо титрують розчином натрій гідроксиду такий об'єм досліджуваного розчину, що дорівнює різниці між аліквотою і об'ємом 5 см3. Об'єм розчину натрій гідроксиду, витрачений на таке титрування, додають до відібраної аліквоти розчину, який аналізують;
при проведенні аналізу ферумвмісних матеріалів (піритні недогарки, ферумвмісні шлаки, золи, вапняково-недогаркові сировинні суміші тощо), де масова частка ферум оксиду перевищує 10 %, рекомендується визначення алюміній оксиду проводити в окремій наважці проби масою не більше 0,1 г, а до відібраної для аналізу аліквоти додають 5 см3 розчину аскорбінової кислоти.
12.3.4 Обчислення результатів
Перед обчисленням масової частки алюміній оксиду вводять поправку на зміну умов фотометрування відповідно до 4.15.
Масу алюміній оксиду в міліграмах знаходять за градуювальним графіком і обчислюють масову частку аналіту за формулою (11).
Безпосередньо масову частку алюміній оксиду у відсотках визначають за градуювальним графіком, побудованим в координатах "поглинання – масова частка аналіту у відсотках" або знаходять за аналітичним рівнянням. При відступі від умов градуювання в частині маси наважки, об'єму аліквоти або ступеня розведення розчинів обчислення вмісту аналіту проводять за формулою (12).
12.4 Диференційний фотометричний метод
Метод заснований на вимірюванні поглинання червоного комплексу, утвореного іоном алюмінію з алюміноном в розчині, який аналізують, відносно поглинання розчину стандартного зразка, підготовленого аналогічно.
Засоби вимірювальної техніки, обладнання та реактиви – згідно з 12.3.1.
Підготовка до аналізу
12.4.2.1 Приготування граду/овальних розчинів
Використовують градуювальні розчини, приготовлені згідно з 9.5.2.1, прийнявши наважку ГСЗУ масою 0,10 г за основну, і обчислюють відносно неї масову частку алюміній оксиду у відсотках у всіх інших наважках (порядок обчислення аналогічний 9.4.2.1).
12.4.2.2 Побудова градуювального графіка
У п'ять мірних колб місткістю 50 см3 приливають відповідно 5 см3 кожного градуювального розчину, додають по 5 см3 розчину аскорбінової кислоти і по 5 см3 розчину алюмінону, потім додають по 10 см3 ацетатного буферного розчину, доповнюють до позначки водою, перемішують і отримані розчини для розвитку забарвлення залишають на 3 год, потім фотометрують відповідно до 12.3.2.2 відносно основного градуювального розчину; при цьому оптичний нуль фотометричного приладу типу КФК-2 за шкалою поглинання в залежності від чутливості встановлюють за цим розчином в інтервалі оптичної густини 0,250-0,300. У випадку використання приладів із цифровою індикацією – згідно з 9.5.2.2.
