Кислота хлорная плотностью 1,5 г/см3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и раствор 1:1.
Уротропин технический по ГОСТ 1381 или гексаметилентетрамин, раствор 250 г/дм3.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 300 г/дм3.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233.
Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712, растворы 40 г/дм3 и 1 г/дм3.
Метиловый оранжевый, индикатор, раствор 1 г/дм3.
Индигокармин, индикатор, раствор: 0,25 г реактива растворяют в 50 см3 этилового спирта и доливают до объема 100 см3 водой;
или малахитовый зеленый, индикатор, спиртовой раствор 2 г/дм3.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962 или ГОСТ 18300.
Флуорексон, индикатор.
Тимолфталеин, индикатор.
Смесь индикаторов: 0,4 г флуорексона, 0,4 г тимолфталеина и 40 г хлористого натрия растирают в ступке и тщательно перемешивают.
Триэтаноламин, раствор 1:3.
Железо металлическое.
Кальций углекислый по ГОСТ 4530 или кальция оксид.
Стандартный раствор кальция: 1,0 г углекислого кальция, предварительно высушенного при температуре 110 °С, или 0,56 г оксида кальция, свежепрокаленного при температуре 850 °С, растворяют в 50 см3 раствора соляной кислоты. Раствор кипятят 5-10 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовая концентрация кальция в стандартном растворе приблизительно равна 0,0004 г/см3.
Для определения массовой концентрации кальция в стандартном растворе аликвотную часть 50,0 см3 помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают 200 см3 горячей воды, 25 см3 горячего раствора щавелевокислого аммония 40 г/дм3, нагревают до кипения и нейтрализуют раствор аммиаком, прибавляя его по каплям при перемешивании по индикатору метиловому оранжевому до изменения окраски индикатора. Затем добавляют 1 см3 аммиака в избыток.
Раствор с осадком кипятят 10 мин и оставляют на 12 ч.
Осадок оксалата кальция отфильтровывают на двойной плотный фильтр, содержащий фильтробумажную массу, колбу и фильтр с осадком промывают 6-8 раз холодным раствором щавелевокислого аммония 1 г/дм3, фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, осторожно озоляют и прокаливают в муфеле при температуре 1000 - 1100 °С до постоянной массы.
Массовую концентрацию раствора кальция С, г/см3, вычисляют по формуле (1), 4.2.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией 0,005 моль/дм3: 1,86 г реактива растворяют в 200 см3 воды. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 дм3, фильтр промывают 2-3 раза водой и отбрасывают. Раствор доливают до метки водой и перемешивают. Хранят раствор в полиэтиленовой посуде.
Массовую концентрацию раствора трилона Б устанавливают по стандартному образцу ферросилиция с химическим составом, соответствующим требованиям настоящего стандарта, и проведенному через все стадии анализа, как указано в 5.3, или по стандартному раствору кальция следующим образом.
В платиновую или стеклоуглеродную чашку помещают соответствующее количество стандартного раствора кальция, 0,5 г железа и далее проводят анализ по 5.3.
Массовую концентрацию раствора трилона Б С1, определяемую по стандартному раствору кальция и выраженную в г/см3 кальция, вычисляют по формуле
, (5)
где т5- масса кальция стандартного раствора, взятая для анализа, г;
V1 - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование стандартного раствора, см3;
V2- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3.
Массовую концентрацию раствора трилона Б С1, определяемую по стандартному образцу и выраженную в г/см3 кальция, вычисляют по формуле
, (6)
где - аттестованное значение массовой доли кальция в стандартном образце, %;
m6 - масса навески стандартного образца, соответствующая аликвотной части раствора, г;
V3 - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора стандартного образца, см3;
V2 - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3.
5.3 Проведение анализа
Навеску пробы массой 1 г помещают в платиновую или стеклоуглеродную чашку, приливают 20 см3 фтористоводородной кислоты, затем осторожно по каплям прибавляют азотную кислоту до прекращения бурной реакции и 5 см3 в избыток, приливают 20 см3 хлорной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров хлорной кислоты. После охлаждения стенки чашки обмывают водой и выпаривают раствор досуха. Затем приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха.
К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты и 30 см3 воды, нагревают до растворения солей, переносят раствор в коническую колбу вместимостью 250 или 500 см3 и приливают 150 см3 горячей воды. Раствор нейтрализуют аммиаком до выпадения осадка гидроксидов железа, который растворяют, добавляя несколько капель раствора соляной кислоты (1:1). Затем приливают 10-15 см3 раствора уротропина, нагревают и выдерживают раствор в течение 10-15 мин при температуре 70-80 °С для коагуляции осадка. После охлаждения раствор с осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки, перемешивают и дают осадку отстояться.
Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.
Аликвотную часть раствора, равную 200 см3, помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 5 см3 раствора триэтаноламина, 3-5 капель раствора индигокармина или малахитового зеленого и при интенсивном перемешивании при помощи мешалки (магнитной или механической) прибавляют раствор гидроксида натрия до изменения окраски раствора и 5 см3 в избыток. Затем прибавляют 0,1 г смеси индикаторов и титруют раствором трилона Б до резкого уменьшения или исчезновения зеленой опалесценции.
5.4 Обработка результатов
5.4.1 Массовую долю кальция Х3, %, определяют по формуле
, (7)
где С1- массовая концентрация раствора трилона Б, г/см3 кальция;
V4- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора пробы, см3;
V2- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
т - масса навески, соответствующая аликвотной части раствора пробы, г.
5.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кальция приведены в таблице 2.
Ключевые слова: ферросилиций, анализ, кальций, результат
