Апаратура, реактиви та розчини
Піч муфельна з терморегулятором, яка забезпечує нагоівання до температури (1000 ± 50) °С.
Спектрофотометр або колориметр фотоелектричний лабораторний.
Натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83.
Натрій тетраборнокислий безводний: натрій тетраборнокислий 10-водний згідно з ГОСТ 4199, зневоджений за температури (400 + 20) °С.
Калій вуглекислий згідно з ГОСТ 4221.
Суміш для сплавлення: натрій вуглекислий, натрій тетраборнокислий безводний та калій вуглекислий змішують у співвідношенні 1:1:1 або натрій ву лекислий та натрій тетраборнокислий безводний у співвідношенні 2:1.
Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118, розведена 1:3.
Кислота сірчана згідно з ГОСТ 4204, розчин з молярною концентрацією еквівалента 0,125 моль/дм3.
Кислота оцтова згідно з ГОСТ 61, розведена 1:1.
Кислота аскорбінова.
Кислота винна згідно з ГОСТ 5817.
Кислота лимонна моногідрат згідно з ГОСТ 3652.
Амоній молібденовокислий згідно з ГОСТ 3765, х. ч. розчин . масовою часткою 5 %: 50 г молібденовокислого амонію розчиняють у 500—600 см3 вод і під час нагрівання, не доводячи до кипіння. Одержаний розчин фільтрують через фільтр «синя стрічка», додають 100 см3 оцтової кислоти (1:1) і доводять водою до 1000 см3. Якщо після додавання оцтової кислоти розчин стане каламутним, його ще раз фільтрують. Розчин зберігають у посудині з темного скла; придатний протягом тижня.
Суміш відновлювальна: 5 г лимонної або 15 г винної кислоти і 1 г аскорбінової кислоти розчиняють на холоді у 100 см3 води. Розчин придатний протягом 4—5 діб.
Кислота кремнієва водна згідно з ГОСТ 4214.
Натрію гідроксид згідно з ГОСТ 4328, х. ч.
Стандартні розчини оксиду кремнію (IV).
Розчин А: 0,25 г кремнієвої кислоти, попередньо прожареної протягом 1 год за температури (1000 ± 50) °С, сплавляють у платиновому тиглі з 5 г суміші для сплавлення. Сплав розчиняють у поліетиленовій посудині в 300 см3 води з додаванням 20 г гідроксиду натрію. Після охолодження розчин переводять у мірну колбу МІСТ.'ІСТЮ 500 см3, доводять водою до позначки і перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовій посудині (розчин А).
Стандартний розчин має масову концентрацію оксиду креми ю 0,0005 г/см3. Розчин придатний протягом 2—3 місяців.
Градуювальний стандартний розчин: відбирають піпеткою 25 см3 стандартного розчину А в мірну колбу місткістю 250 см3, доливають 15 см3 соляної кислоти, доводять водою до позначки і перемішують (розчин Б). Градуювальний стандартний розчин Б має масову концентрацію кремнію (IV) 0,00005 г/см3. Розчин використовують у день приготування
.
Для приготування стандартного розчину оксиду кремнію (IV) допускається використання стандартних зразків.
Масу наважки стандартного зразка алюмосилікатного вогнетриву т у грамах для 1 дм3 стандартного розчину з масовою концентрацією оксиду кремнію 0,00005 г/см3 обчислюють за формулою
_
(2)
свіжо-
у пла-
0,00005-1000 т = —іде С — атестоване значення масової частки оксиду кремнію (IV) у стандартному зразку, %.
Стандартні розчини оксиду кремнію (IV) із стандартних зразків застосовують приготованими.
Наважку стандартного зразка масою, розрахованою за формулою (2), вміщують тиновий тигель, змішують з 3—4 г суміші для сплавлення і сплавляють протягом 5—10 хв у муфельній печі за температури (1000 + 50) °С до одержання цілком прозорого розплаву. Розплав розподіляють тонким шаром по стінках тигля, обертаючи його за допомогою щипців.
Тигель зі сплавом після остигання вміщують у стакан, у який попередньо налита суміш 200 см3 розчину соляної кислоти (1:3) і 40 см3 роз лну трилону Б, нагріта до кипіння. Розчиняють під час нагрівання без кип’ятіння, перевішуючи до повного розчинення сплаву. Одержаний прозорий розчин охолоджують, одре у переводять у мірну колбу місткістю 1000 см3, доводять до позначки водою, перемішую ь, зберігають у поліетиленовій посудині. Стандартний розчин має масову концентрацію о зиду кремнію 0,00005 г/см3.
Сіль динатрієва етилендиамін-N, N, N ', N '-тетраоцтової ислоти 2-водна (трилон Б) згідно з ГОСТ 10652, розчин з молярною концентрацією екві алента 0,05 моль/дм3.
Проведення аналізу
Наважку матеріалу масою 0,1 г сплавляють у плати овому тиглі з 3—4 г суміші для сплавлення у муфельній печі за температури (1000 ± 50) 5 3 протягом 5—15 хв. Сплав розподіляють по стінках тигля, обертаючи його щипцями. С стиглий тигель зі сплавом опускають у стакан, у який попередньо налита суміш 200 с 3 розчину соляної кислоти (1:3) і 40 см3 розчину трилону Б, нагріта до кипіння. Розчинюють під час нагрівання без кип’ятіння, перемішуючи до повного розчинення сплаву. Одержаний прозорий розчин одразу переводять у мірну колбу місткістю 1000 см3, доводять де позначки водою і ретельно перемішують.
Для визначення оксиду кремнію (IV) в мірну колбу місткісю 100 см3 відбирають алік- вотну частину розчину, що дорівнює 10 см3, доливають 50 се.3 розчину сірчаної кислоти 0,125 моль/дм3, 10 см3 розчину молібдату амонію, перемішую-:. і залишають на 15—20 хв, потім доливають 5 см3 відновлювальної суміші, перемішують доливають водою до позначки, знову перемішують і через ЗО хв вимірюють оптичну густину синього кремніє- молібденового комплексу на фотоколориметрі з червоним сві- пофільтром (ділянка світло- пропускання 600—750 нм) у кюветі з товщиною поглинальногс шару 10 мм. (Допускається використовувати кювети з іншою товщиною шару залежно від типу колориметра за виконання умов п.12 ГОСТ 2642.0.)
Як розчин порівняння використовують розчин кремніємолібденового комплексу, одержаний в умовах проведення аналізу з 7 см3 стандартного розчину оксиду кремнію (IV) за масової частки його від 40 % до 70 %, або розчин кремніємолібденового комплексу, одержаний з 4 см3 стандартного розчину за масової частки оксиду кремнію (IV) від 10 % до 40 %.
Масу оксиду кремнію (IV) в грамах знаходять за градуювалыим графіком.
Для побудови градуювального графіка для визначення оксиду кремнію (IV) за масової частки від 40 % до 70 % у мірні колби місткістю 100 см3 підбирають такі аліквотні частини стандартного розчину Б оксиду кремнію (IV): 8,0; 9,0; 10,0; И,0; 12,0; 13,0; 14,0 см3, що відповідає 0,00040; 0,00045; 0,00050; 0,00055; 0,00060; 0,00065; 0,00070 г оксиду кремнію (IV). Додають відповідно 6,0; 5,0; 4,0; 3,0; 2,0; 1,0 см3 поди.
Далі визначення здійснюють за 5.3.1, використовуючи як розчин порівняння розчин, який містить 0,00035 г оксиду кремнію (IV).
За знайденими середніми арифметичними значеннями оптичної густини з трьох серій дослідів та відповідними до них масами оксиду кремнію (IV) будують градуювальний графік.
Для побудови градуювального графіка для визначення оксиду кремнію (IV) за масової частки від 10 % до 40 % у мірні колби місткістю 100 см3 відбирають аліквотні частини градуювального стандартного розчину оксиду кремнію HV): 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0 см3, що відповідає 0,00025; 0,00030; 0,00040; 0,00050; 0,00060; 0,00070; 0,00080 г оксиду кремнію (IV). Додають відповідно 11,0; 10,0; 8,0: 6,0; 4,0; 2,0 см3 води.
Далі визначення здійснюють за 5.3.1, використовуючи як розчин порівняння розчин, який містить 0,00020 г оксиду кремнію (IV).
За знайденими середніми арифметичними значеннями оптичної густини з трьох серій дослідів та відповідними до них масами оксиду кремнію (IV) у грамах будують градуювальний графік.
Опрацювання результатів
Масову частку оксиду кремнію (IV) Аї у відсотках обчислюють за формулою
т • V
Ху =~—- ■ 100 , (3)
16/771
де т — маса оксиду кремнію (IV), знайдена за градуювальник графіком, г;
І/ — об’єм вихідного розчину, см3;
І/, — об’єм аліквотної частини розчину, см3;
ті — маса наважки, г.
Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки оксиду кремнію (IV) наведено у таблиці 1.
ПРЯМИЙ ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОКСИДУ КРЕМНІЮ (IV) (за масової частки від 0,1 % до 10 %)
Суть методу
Метод грунтується на розкладанні проби лужним плавленням, переведенні кремнієвої кислоти у жовтий кремніємолібденовий комплекс з подальшим відновленням його до синього і фотометричному вимірюванні оптичної густини розчинів на ділянці світлопропус- кання 600—750 нм.
Апаратура, реактиви та розчини
Апаратура, реактиви та розчини — за 5.2.
Натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83.
Натрій тетраборнокислий 10-водний згідно з ГОСТ 4199, зневоджений за температури (400 ± 20) °С.
Суміш для сплавлення, яка складається з вуглекислого натрію та безводного тетра- борнокислого натрію у співвідношенні 2:1.
Стандартні розчини оксиду кремнію (IV): готують за 5.2 або використовуючи стандартні зразки.
Градуювальний стандартний розчин з масовою концентрацією оксиду кремнію (IV) 0,000025 г/см3: відбирають піпеткою 25 см3 стандартного розчину А у мірну колбу місткістю 500 см3, доливають 25 см3 соляної кислоти, доводять водою до позначки і перемішують (розчин В). Розчин застосовують у день приготування.
Градуювальний стандартний розчин з масовою концентрацією оксиду кремнію (IV) 0,00001 г/см3: відбирають піпеткою 10 см3 стандартного розчину А у мірну колбу місткістю 200 см3, доливають 10 см3 соляної кислоти, доводять водою до позначки і перемішують (розчин Д). Розчин застосовують у день приготування.
Масу наважки стандартного зразка відповідного типу вогнетривкого матеріалу для стандартного розчину з масовою концентрацією оксиду кремнію (IV) 0,000025 г/см3 обчислюють за 5.2. Маса наважки стандартного зразка повинна бути не менш як 0,1 г.
Проведення аналізу
Наважку матеріалу масою 0,2 г (за масової частки оксиду кремнію (IV) від 0,2 % до 5 %) або масою 0,1 г (за масової частки оксиду кремнію (IV від 5 % до 10 %) змішують у платиновому тиглі з 4—5 г суміші для сплавлення і сплат іяють у муфельній печі за температури (1000 ± 50) °С протягом 20—25 хв. Остиглий ти ель зі сплавом вміщують у стакан, у який попередньо налито 60 см3 соляної кислоти (1:5 , нагрітої до кипіння (в разі аналізу мулітокорундових та корундових проб у цей сами стакан доливають 20 см3 0,05 моль/дм3 розчину трилону Б). Розчиняють під час нагр ання без кип’ятіння, перемішуючи. Одержаний розчин переводять у мірну колбу міст стю 200 см3, доводять до позначки водою і перемішують.
У мірну колбу місткістю 100 см3 відбирають аліквотну ча гину розчину, що дорівнює 10 см3, додають 50 см3 0,125 моль/дм3 розчину сірчаної кис юти, 10 см3 розчину молі- бдату амонію і залишають на 15—20 хв, потім доливають 5 с і3 розчину відновлювальної суміші, перемішують, доводять до позначки водою, перемішуй ть. Через ЗО хв вимірюють оптичну густину розчину синього кремніємолібденового комп ексу на фотоколориметрі з червоним світлофільтром (ділянка світлопропускання 600—750 нм) у кюветі з товщиною поглинального шару 20 мм за масової частки оксиду креми ю (IV) від 0,1 % до 1 % і товщиною поглинального шару 10 мм за масової частки окс/ду кремнію (IV) понад 1 %. Як розчин порівняння використовують розчин контрольного досліду, який містить всі реактиви, що застосовуються під час аналізу.
Масу оксиду кремнію (IV) у грамах знаходять за градую- альним графіком.
Для побудови градуювального графіка за масової частки оксиду кремнію (IV) до 1 % у мірні колби місткістю 100 см3 відбирають алікво ні частини градуювального стандартного розчину Д: 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3, що відповідає 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001 г оксиду кремнію (IV). У колби доливають відповідно: 9,0; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0; 0 см3 води, по 50 см3 0,125 моль/дм3 розчину сірчаної кислоти, по 10 см3 розчину молібдату амонію і залишають на 15—20 хв Потім доливають по 5 см3 розчину відновлювальної суміші, перемішують, доводять до позначки водою і знову перемішують. Через ЗО хв вимірюють оптичну густину розчину на фотоколориметрі, як указано у 6.3.1, у кюветі з товщиною поглинального шару 20 мм.Для побудови градуювального графіка за масової частки оксиду кремнію (IV) понад 1 % у мірні колби місткістю 100 см3 відбирають аліквоти частини градуювального стандартного розчину В: 4,0; 7,0; 10,0; 13,0; 16,0; 20,0 см3, що відповідає 0,00010; 0,000175; 0,000250; 0,000325; 0,000400 і 0,000500 г оксиду кремнію (IV). У колби додають відповідно 16,0; 13,0; 10,0; 7,0; 4,0; 0 см3 води, а далі роблять, як описано у 6.3.2. Оптичну густину розчину вимірюють у кюветі з товщиною поглинального шару 10 мм.
За знайденими середніми арифметичними значеннями оптичної густини із трьох серій вимірювань та відповідними до них масами оксиду кремнію (IV) у грамах будують градуювальні графіки.
Опрацювання результатів
Масову частку оксиду кремнію (IV) Хі у відсотках обчислюють за формулою
X
(4)
. юо ,И- /7?1
де /77 — маса оксиду кремнію (IV), знайдена за градуювальним графіком, г;
200 — об’єм вихідного розчину, см3;
V — об’єм аліквотної частини розчину, см3;
т — маса наважки, г.
Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки оксиду кремнію (IV) наведено у таблиці 1.
ПРИСКОРЕНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОКСИДУ КРЕМНІЮ (IV) У КРЕМНЕЗЕМИСТИХ ВОГНЕТРИВАХ (за масової частки понад 90 %)
Суть методу
Метод грунтується на розкладанні наважки проби щавлевою та фтористоводневою кислотами і гравіметричному визначенні оксиду кремнію (IV) ;■ і різницею мас наважки проби і залишку після видалення кремнію у вигляді SiF*.
Апаратура, реактиви та розчини
Піч муфельна з терморегулятором, яка забезпечує нагрівання до температури 1000—1100 °С.
