Страница 3: ДСТУ 3305.3-96. Вогнетриви та вогнетривка сировина. Методи визначення оксиду кремнію (IV) (62432)

Тиглі платинові № 100-7 або 100-9 згідно з ГОСТ 6563.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484.

Кислота щавлева згідно з ГОСТ 22180 і насичений розчин.

Калій піросірчанокислий згідно з ГОСТ 7172 або натрій піросірчанокислий.

У платиновий тигель, доведений до сталої маси, вміщують наважку масою 0,5 г, додають 0,2—0,3 г щавлевої кислоти і 10 см³ розчину фтористоводневої кислоти.

Тигель ставлять на електроплитку зі слабким нагріванням. Випарюють, періодично помішуючи, до стану вологих солей. В остиглий тигель додають 5 см³ фтористоводневої кислоти і випарюють насухо.

Сухий залишок змочують 1 см³ насиченого розчину щавлевої кислоти і знову випарю­ють насухо до повного видалення нальоту щавлевої кислоти. Залишок прожарюють у му­фельній печі за температури (1000 ± 50) °С протягом 10—15 хв. Охолоджують у ексикаторі і зважують. Прожарювання та зважування повторюють до досягнення сталої маси. Залишок у тиглі сплавляють з піросірчанокислим калієм (натрієм), розчиняють гарячою водою з додаванням 20 см³ соляної кислоти (1:3) і використовують для визначення оксидів заліза, алюмінію, кальцію (розчин 3).

(5)

де т — маса тигля з наважкою проби, г;

т- — маса тигля з прожареним залишком, г.

/772 — маса наважки, г.

тз — масова частка втрати маси під час прожарювання, % (визначають за ГОСТ 2642.2).

4. 2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки оксиду кремнію (IV) наведено у таблиці 1.

5. ГРАВІМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОКСИДУ КРЕМНІЮ (IV) У ХРОМОВМІСНИ ВОГНЕТРИВАХ (за масової частки понад 2 %)

   1. Суть методу

Метод грунтується на розкладанні проби сумішшю кислот що містить хлорну кислоту, яка сприяє виділенню оксиду кремнію (IV). Хром видаляють у вигляді хлористого хромілу. Оксид кремнію визначають за різницею маси прожареного саду оксиду кремнію до і після його оброблення фтористоводневою та сірчаною кислотами.

Тиглі та чашки платинові згідно з ГОСТ 6563.

Шафа сушильна з автоматичним регулюванням температ ри.

Піч муфельна з терморегулятором, яка забезпечує нагрівання до температури 1000—1100 °С.

Натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83.

Кислота азотна згідно з ГОСТ 4461.

Кислота хлорна згідно з діючою нормативною документацією.

Кислота сірчана згідно з ГОСТ 4204.

Суміш кислот: 2440 см³ хлорної кислоти та 375 см³ азотнеє кислоти розводять 225 см³ води і перемішують.

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118, розведена 1:1 та 5:95.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484.

Натрій хлористий згідно з ГОСТ 4233.

Натрій тетраборнокислий безводний: тетраборнокислий натрій 10-водний згідно з ГОСТ 4199 попередньо зневоджують у платиновій чашці на еле ктричній плиті, а потім у муфельній печі з поступовим підвищенням температури від 600 до (900 ± 50) °С. Одер­жаний плавлений тетраборнокислий натрій охолоджують, розтирають у порошок і збері­гають у банці для сипкого матеріалу в ексикаторі.

Суміш для сплавлення: вуглекислий натрій змішують з безводним тетраборнокислим натрієм у співвідношенні 2:1.

Спосіб розкладання проби залежить від виду аналізованих матеріалів та виробів.

В разі аналізу хромової руди і необпалених вогнетривких матеріалів та виробів на­важку проби масою 1,0 г вміщують у стакан місткістю 600 см³ додають 5 см³ азотної кислоти і кип’ятять.

В разі аналізу високообпалених виробів наважку проби масою 1,0 г опікають у плати­новому тиглі з 1,2 г вуглекислого натрію протягом 1 год за температури (1000 ± 50) °С. Вміст тигля переносять у стакан місткістю 600 см³ і обмивають тигель гарячою водою. Далі розкладання проби однакове для обох груп матеріалів.

У стакан доливають від ЗО до 50 см³ хлорної кислоти та 5 см³ сірчаної кислоти. Стакан накривають годинниковим склом і нагрівають на електричній плиті до утворення густого білого диму (початок розкладання проби). Злегка знижують температуру і нагрі­вання продовжують до повного розкладення проби. В кінці розкладання проби можна спостерігати виділення кристалічного ангідриду хрому, який уповільнює розчинення проби. Тоді вміст стакана охолоджують, додають 2—3 см³ води і знову продовжують нагрівання. Під час розкладання проби необхідний надлишок хлорної кислоти для утримування хрому шестивалентним. Якщо розчин зеленіє, треба додати 10 см³ хлорної кислоти і продовжу­вати розкладання.

Після закінчення розкладання проби хром видаляють у вигляді червоної леткої спо­луки хлористого хромілу. Не припиняючи нагрівання, у розчин тзодять невеликими пор­ціями хлористий натрій або соляну кислоту.

Одночасно з видаленням хлористого хромілу відбувається відновлення хрому, що суп­роводжується зміною кольору з оранжевого на зелений. Нову порцію хлористого натрію або соляної кислоти вводять тільки тоді, коли розчин знову забарвиться у оранжевий колір.

З огляду на сильну отруйність сполук хрому роботи, які пов язані з видаленням хло­ристого хромілу, допускається проводити тільки у шафах з доброю тягою.

Після видалення хрому (пари, які виходять, стануть безбарвними) розчин охолоджу­ють, додають 100—150 см³ гарячої води. Осад відфільтровують через фільтр середньої щільності, промивають теплим розчином соляної кислоти (5:95), а потім ретельно гарячою водою, особливо краї фільтру для запобігання вибуху в разі озолення його, що може при­звести до втрат кремнієвої кислоти. Фільтрат збирають у мірну колбу місткістю 500 см³ і зберігають. Фільтр з осадом вміщують у платиновий тигель, висушують, фільтр озолюють, осад прожарюють за температури (1100 + 50) °С у муфельній пе^і:! від ЗО до 40 хв. Тигель з осадом охолоджують в ексикаторі і зважують. Прожарений осад зволожують кількома краплями води, додають 5 крапель сірчаної кислоти, 8—10 см³ фтористоводневої кислоти і обережно випарюють на електроплиті насухо, не доводячи до кипіння. Залишок прожа­рюють 10 хв за температури (1100 + 50) °С, охолоджують в ексикаторі і зважують. За­лишок у тиглі сплавляють з 1 г суміші для сплавлення, розчиняють в 25 см³ соляної кислоти (1:1) і додають до фільтрату у мірній колбі місткістю 500 см³. Цей розчин може бути вихідним для визначення інших компонентів.

^ ₌ 'ZL^L.1OO, (6)

де т — маса тигля з прожареним осадом оксиду кремнію (IV) до оброблення кисло­тами, г;

/77і — маса тигля після оброблення осаду кислотами і гоожарювання, г;

/772 — маса наважки, г.

4. 2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки оксиду кремнію (IV) наведено в таблиці 1.

5. ГРАВІФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОКСИДУ КРЕМНІЮ (IV)

(за масової частки від 1 % до 90 %)

Метод грунтується на розкладанні наважки проби з безводним вуглекислим натрієм або піросірчанокислим калієм або розчиненні в соляній кис юті залежно від матеріалу проби, зневодженні кремнієвої кислоти у солянокислому середовищі. В осаді масову част­ку оксиду кремнію (IV) визначають гравіметричним методом, з;. іишкову кількість її в фільт­раті — фотометричним методом.

Піч муфельна з терморегулятором, яка забезпечує іагрівання до температури 900—1000 °С.

Тиглі платинові згідно з ГОСТ 6563, № 100-7 і № 100-9

Спектрофотометр або колориметр фотоелектричний лабораторний.

Натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83.

Калій піросірчанокислий згідно з ГОСТ 7172 або натрій іросірчанокислий.

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118.

Срібло азотнокисле згідно з ГОСТ 1277, розчин з масог. ло часткою 1 %.

Кислота сірчана згідно з ГОСТ 4204, розведена 1:4 та € 125 моль/дм³.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484, розчин масовою часткою 40 %.

Кислота аскорбінова згідно з діючою нормативною докук етацією.

Кислота лимонна згідно з ГОСТ 3652.

Кислота винна згідно з ГОСТ 5817.

Амоній молібденовокислий згідно з ГОСТ 3765, х. ч., роз ин з масовою часткою 5 %: 50 г молібденовокислого амонію розчиняють у 500—600 см³ зоди під час нагрівання, не доводячи до кипіння. Одержаний розчин фільтрують через фі. угр «синя стрічка», додають 100 см³ оцтової кислоти згідно з ГОСТ 61, розведеної 1:1, і доводять до 1000 см³. Якщо після додавання оцтової кислоти розчин стане каламутним, ще раз фільтрують, зберігають у посудині з темного скла протягом одного тижня.

Суміш відновлювальна: 5,0 г лимонної або 15,0 г винної кислоти та 1,0 г аскорбінової кислоти розчиняють на холоді у 100 см³ води; придатна протягом 4—5 діб.

Кислота кремнієва водна згідно з ГОСТ 4214, х. ч.Натрію гідроксид згідно з ГОСТ 4328, х. ч.

Стандартний розчин оксиду кремнію (IV) готують за 5.2 із оксиду кремнію (IV) або використовуючи стандартні зразки.

Градуювальний стандартний розчин з масовою концентрацією оксиду кремнію (IV) 0,00001 г/см³ готують за 6.2 (розчин Д),

В разі аналізу магнезіальних вогнетривів наважку масою 0.5 г вміщують у стакан місткістю 400 см³, розчиняють в ЗО см³ соляної кислоти (1:1) до повного розкладання проби. Розчин із стакана переносять у фарфорову чашку. Стінки стакана витирають па­личкою з гумовим наконечником (розчин 1).

Остиглий сплав з вуглекислим натрієм переносять у фарфорову чашку діаметром 12—15 см. Закривають чашку склом і обережно доливають 50 см³ соляної кислоти (1:1).

Залишки сплаву, які прилипли до стінок тигля, вимивають, прогріваючи тигель з цією самою кислотою на електричній плиті. Після повного розкладення сплаву скло знімають і обмивають гарячою дистильованою водою (розчин 2).

Остиглий сплав проби з піросірчанокислим калієм (натрієм) зміщують у стакан міст­кістю 400 см³, розчиняють гарячою водою з додаванням 20 см соляної кислоти і на­грівають у печі з слабким нагріванням до повного розчинення с лей. Розчин із стакана переносять у фарфорову чашку. Стінки стакана витирають палич* ою з гумовим наконеч­ником (розчин 3). Чашки з розчинами 1, 2, 3 випарюють на водя й бані насухо до вида­лення запаху соляної кислоти. Грудочки, що утворилися, оберех ю розтирають скляною паличкою з товкачиком. Висушений залишок змочують 10 см³ концентрованої соляної кислоти і знову випарюють до видалення соляної кислоти на вод іній бані.

Одержаний залишок витримують у сушильній шафі за температури 115—120 °С про­тягом 1 год.

Після охолодження сухий залишок змочують 20—25 см³ концентрованої соляної кис­лоти, витримують 10 хв, додають 100 см³ гарячої води.

Осад кремнієвої кислоти відфільтровують на фільтр «біла ст; чка» діаметром 9 см у мірну колбу місткістю 250 см³. Часточки осаду, які прилипли де чашки, переносять на фільтр за допомогою зволоженого шматочка фільтру.

Осад промивають на фільтрі гарячою водою (невеликою кіль.’ стю) до зникнення ре­акції на іон хлору з розчином азотнокислого срібла у промивних водах.

Фільтр з осадом вміщують у платиновий тигель, обережно висушують. Фільтр озо- люють і прожарюють осад у муфельній печі за температури 1000—1100 °С протягом 1 год, охолоджують в ексикаторі і зважують. Прожарювання повторюють го 10 хв до досягнення сталої маси.

Для одержання маси чистого оксиду кремнію (IV) до прожареного осаду доливають 1 см³ розчину сірчаної кислоти (1:4) і 10 см³ фтористоводневе’ кислоти. Вміст тигля випарюють насухо на закритій електроплиті, не доводячи до кипіння. Для повного вида­лення сірчанокислих солей і розкладання сірчаної кислоти тигель з залишком прожарюють за температури 1000—1100 °С протягом 15 хв, зважують. Прожарюють ще 10 хв до сталої маси, охолоджують в ексикаторі і зважують.

Залишок у тиглі сплавляють з 2—3 г піросульфату кал ю (натрію) у муфельній печі за температури 850—900 °С. Остиглий сплав розчиняють у 10 см³ соляної кислоти (1:1) і приєднують до основного фільтрату, доводять до позначки водою і перемішують (розчин А).

Вміст виділеного оксиду кремнію (IV) С у грамах обчислюють за формулою

(7)

де т — маса тигля з осадом оксиду кремнію (IV) до оброблення фтористоводневою кислотою, г;

ту — маса тигля з залишком після оброблення фтористоводневою кислотою, г.