тя—масса навески, г.
За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,3% при доверительной вероятности Р=0,95.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Определение массовой доли фтористого а л ю м и н и я
Метод основан на сплавлении пробы с углекислым калием — натрием, осаждении фтора в виде фторхлорида свинца с последующим растворением в азотной кислоте и титрованием хлорид—иона меркуриметрическим методом (раствором окисной азотнокислой ртути).
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Аппаратура, реактивы и растворы
Бюретки 1, 2, 3—2—25—0,1; 1, 2, 3—2—50—0,1 по ГОСТ 20292—74.
Весы лабораторные 2-го и 3-го класса с наибольшим пределом взвешивания до 200 г по ГОСТ 24104—88.
Колба мерная 2—250—2 по ГОСТ 1770—74.
Пипетки 4, 5, 6—2—1, 2, 5 и 2—2—100 по ГОСТ 20292—74.
Термометр термоэлектрический типа ТХА.
Термометр химический шкальный (0—100°С) по ГОСТ 215—73.
Цилиндр 1—50 по ГОСТ 1770—74.
Воронка по ГОСТ 25336—82.
Измельчитель вибрационный для механического измельчения.
Колбы Кн 2—250—19/26 ТХС по ГОСТ 25336—82.
Печь муфельная с автоматическим регулированием температуры.
Потенциометр по ГОСТ 7164—78.
Стаканы В-1—400 ТХС по ГОСТ 25336—82.
Стекло кварцевое по ГОСТ 2290—76 или песок кварцевый, ч.д.а.
Ступка агатовая или яшмовая.
Тигли платиновые с крышками № 6—7 по ГОСТ 6563—75.
Трубки кварцевые.
Холодильник по ГОСТ 16317—87.
Аммоний роданистый по ГОСТ 27067—86, раствор с массовой долей 1 %.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72.
Калий углекислый — натрий углекислый по ГОСТ 4332—76.Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, раствор с массовой долей 25%; растворы с (HNO3j=l, 2 и 6 моль/дм3 (1, 2 и 6 н.).
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и раствор с (НС1)=0,1 моль/дм3 (0,1 н.).
Кислота уксусная по ГОСТ 61—75, х. я., концентрированная и раствор с массовой долей 1%.
Метиловый оранжевый (индикатор), раствор с массовой долей 0,1%, готовят по ГОСТ 4919.1—77.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, х. ч., прокаленный до постоянной массы при 500—600°С, раствор с (NaCl) =0,1 моль/дм3 (0,1 н.).
Натрий нитропруссидный (индикатор), раствор с массовой долей 10%, хранят в темной склянке.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463—76.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75, раствор с массовой долей 0,5% на растворе азотной кислоты с (HNO3) = моль/дм3 (1 н.).
Кварцевый песок (при наличии кварцевого стекла или кварцевых трубок их измельчают в измельчителе) обрабатывают раствором соляной кислоты (1:1) в фарфоровом стакане при нагревании с 2—3-кратной декантацией кислоты до отрицательной реакции на ионы железа (проба с роданистым аммонием). Затем промывают на вакуум-фильтре водой до удаления хлор-иона (проба с азотнокислым серебром), подсушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре 700—800°С в течение 1 ч, затем охлаждают и растирают в агатовой или яшмовой ступке.
Допускается применение взамен кварцевого песка кислоты кремниевой водной по ГОСТ 4214—78, прокаленной при температуре 800—900°С в течение 1 ч.
Ртуть азотнокислая окисная по ГОСТ 4520—78, раствор с (1/г Hg(NO3)2-H2O) =0,1 моль/дм3 (0,1 н.) готовят следующим образом: 17 г азотнокислой окисной ртути растворяют в 20 см3 раствора азотной кислоты концентрации 6 моль/дм3 и в небольшом количестве воды, затем объем раствора доводят водой до 1 дм3 и перемешивают. Нормальность раствора азотнокислой окисной ртути устанавливают по раствору хлористого натрия с точной концентрацией 0,1 моль/дм3 в присутствии индикатора нитропруссида натрия.
Свинец уксуснокислый по ГОСТ 1027—67, раствор с массовой долей 12% на растворе уксусной кислоты с массовой долей 1%.
Фторхлорид свинца, насыщенный раствор; готовят следующим образом: 0,2 г фтористого натрия растворяют в 50 см3 воды, добавляют 100 см3 раствора хлористого натрия концентрации 0,1 моль/дм3, 2 см3 раствора азотной кислоты концентрации 2 моль/дм3, 0,5 см3 концентрированной уксусной кислоты, нагревают до 70—80°С и при непрерывном помешивании приливают 30 см3 раствора уксуснокислого свинца. Через 1—2 ч осадок отфильтровывают через фильтр «синяя лента» и промывают 6—7 раз холодной водой. Осадок с фильтра смывают в склянку, доливают водой до 1 дм3 и встряхивают в течение 15 мин. Для полного насыщения раствор оставляют на 15—16 ч. Раствор сохраняют в закрытой склянке. Перед применением раствор встряхивают, дают отстояться и фильтруют через фильтр «синяя лента» необходимое для анализа количество раствора, следя за тем, чтобы после фильтрования раствор был совершенно прозрачным.
Проведение анализа
0,25 г фтористого алюминия взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до Четвертого десятичного знака), помещают в платиновый тигель, смешивают с 0,4 г растертого кварцевого песка и 3 г калия углекислого—натрия углекислого поверх смеси насыпают еще 3 г углекислого калия-натрия. Тигель накрывают крышкой, ставят в муфельную печь при 750°С, повышают температуру печи до 870—900°С и сплавляют при этой температуре в течение 25—15 мин. Затем тигель вынимают и быстро охлаждают неполным погружением в холодную воду. Плав переносят в стакан и выщелачивают водой при нагревании. После охлаждения содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3. Объем раствора доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр «синяя лента» в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Отбирают пипеткой 100 см3 фильтрата в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют 50 см3 раствора соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм3, 1—2 капли индикатора метилового оранжевого и, прикрывая стакан часовым стеклом, раствор нейтрализуют из бюретки раствором азотной кислоты концентрации 2 моль/дм3 до появления розовой окраски раствора, затем приливают еще 2 см3 избытка раствора азотной кислоты концентрации 2 моль/дм3. Часовое стекло обмывают водой, помещая промывные воды в стакан с анализируемым раствором. Объем раствора в стакане доводят водой до 220 см3, добавляют 0,5 см3 концентрированной уксусной кислоты, раствор нагревают до 35—40°С и осаждают фтор, прибавляя по каплям при энергичном перемешивании стеклянной палочкой 30 см3 раствора уксуснокислого свинца в течение 3 мин. Затем раствор с осадком оставляют в покое при температуре 10—20°С не менее чем на 10 ч. Отстоявшийся осадок фильтруют через фильтр «синяя лента» диаметром 9 см. Осадок в стакане и на фильтре промывают пять раз насыщенным раствором фтор- хлорида свинца порциями по 5—6 см3, два раза холодной водой (охлажденной до 10—14°С) такими же порциями. При промывании осадка в стакане осадок тщательно перемешивают. Воронку с промытым осадком на фильтре устанавливают держателем над стаканом, в котором проводили осаждение фтора. Фильтр прокалывают стеклянной палочкой и осадок с фильтра смывают горячей водой в стакан. Затем фильтр промывают 10 см3 горячего раствора азотной кислоты с массовой долей 25% и тщательно горячей водой. Далее, убрав воронку с фильтром, промывают стенки стакана 10 см3 горячего раствора азотной кислоты с массовой долей 25% и горячей водой. Объем раствора в стакане доводят водой до 200—220 см3. После растворения осадка к холодному раствору прибавляют 1 см3 нитропруссида натрия и титруют раствором окисной азотнокислой ртути медленно, по каплям при интенсивном перемешивании до появления неисчезающей мути.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт с теми же количествами реактивов, но без анализируемого продукта.
Обработка результатов
Массовую долю фтористого алюминия (Xi) в процентах вычисляют по формуле
У (V—У,) -0,0019-250-100-1,473
где V — объем раствора окисной азотнокислой ртути концентрации точно с ('/2 Hg(NO3)2• Н2О) =0,1 моль/дм3 (0,1 н.), израсходованный на титрование анализируемого раствора, см3;
V7!—объем раствора окисной азотнокислой ртути концентрации точно с С/? Hg(NO3J2-Н2О) =0,1 моль/дм3 (0,1 н.), израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
0,0019 — масса фтора, соответствующая 1 см3 раствора окисной азотнокислой ртути концентрации точно с ('/2 Hg(NO3)2-H2O) =0,1 моль/дм3 (0,1 н.), г;
m—масса навески, г;
1,473 — коэффициент пересчета фтора на AIF3.
За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 1% при доверительной вероятности Р=0,95.
4.4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
Определение массовой доли фтористого а л ю м и н и я
Метод основан на отгонке фтора пирогидролизом в виде фтористого водорода с последующим титрованием гидроокисью натрия в присутствии фенолфталеина.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Схема пирогидролитической установки
7—’Трубчатая печь: 2—лодочка с образцом; 3—реакционная трубка: 4—конденсатор; 5—холодильник: 6— полиэтиленовый стакан; 7—парообразователь; S—термометр термоэлектрический, вставленный в кварцевый чехол: .9—трубка для подачи пара
Аппаратура, реактивы и растворы
Бюретка 1—2—25—0,1 по ГОСТ 20292—74.
Весы лабораторные 2-го и 3-го классов с наибольшим пределом взвешивания до 200 г по ГОСТ 24104—88.
Колба мерная 1—500—2 по ГОСТ 1770—74.
Пипетка 2—2—100 по ГОСТ 20292—74.
Колбы КнКШ 1—250—19/26 ТХС по ГОСТ 25336—82.
Установка для проведения гидролиза (см. чертеж). Установка состоит из:
трубчатой печи мощностью 1 кВт, обеспечивающей нагрев от 20 до 1200°С в течение 30—40 мин;
платиновой — по ГОСТ 6563—75 или кварцевой лодочки;
кварцевой или платиновой реакционной трубки диаметром 20 мм, длиной 230 мм;
кварцевого или платинового конденсатора диаметром 4—5 мм;
кварцевого или латунного холодильника;
полиэтиленового (пластмассового) стакана вместимостью 150—200 см3;
парообразователя (колба ПКШ-2000—29/32 ТХС) по ГОСТ 25336—82;
термометра термоэлектрического типа ТПП;
милливольтметра по ГОСТ 9736—80;
кварцевой трубки для подачи пара;
электроплитки по ГОСТ 14919—83;
винтовых зажимов для регулирования подачи пара.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72, не содержащая углекислоты, готовят по ГОСТ 4517—87, свежеприготовленная.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с (NaOH) = — 0,05 моль/дм3 (0,05 н.) коэффициент нормальности устанавливают по раствору серной кислоты концентрации 0,1 моль/дм3, приготовленной из фиксанала. Для этого отбирают пипеткой 10 см3 раствора серной кислоты концентрации 0,1 моль/дм3, добавляют 90 см3 воды, 0,1 см3 раствора фенолфталеина и титруют 0,05 и. раствором гидроокиси натрия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Затем раствор нагревают до кипения и снова титруют гидроокисью натрия до розовой окраски раствора. Раствор устойчив в течение 10 суток.
Фенолфталеин (индикатор), спиртовой раствор с массовой долей 0,1 % ■
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.
Проведение, анализа
Установку собирают, как показано на чертеже, электропечь нагревают до 30—50°С.
0,15 г фтористого алюминия взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака), помещают в лодочку, которую вставляют в реакционную трубку на расстоянии примерно 20 мм от края, и трубку помещают в печь. Одновременно в полиэтиленовый стакан, заполненный водой, погружают трубку конденсатора на глубину 5—10 мм. Реакционную трубку плотно вставляют в трубку для подачи пара из парообразователя. В момент соединения трубок винтовой зажим, соединяющий трубку с парообразователем, слегка открыт, а зажим, регулирующий контакт с атмосферным воздухом, открыт полностью. После прекращения выделения пузырьков в конденсате увеличивают поток пара. Для этого зажим на трубке медленно открывают примерно наполовину. Зажим, регулирующий контакт с атмосферным воздухом, закрывают, обеспечивая устойчивый поток пара в течение всего опыта, чтобы не произошло спекания образца.
Парообразователь наполняют дистиллированной водой, не содержащей углекислоты на 3/4 объема колбы. В воду добавляют 0,1 г марганцовокислого калия. Парообразователь накрывают асбестовым одеялом.
Проводят пирогидролиз фтористого алюминия, собирая конденсат в полиэтиленовый стакан, для этого температуру печи равномерно поднимают до 1150°С (за 25—30 мин) и выдерживают при этой температуре 15 мин.
Конденсат количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят водой до метки и перемешивают. 100 см3 раствора помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, прибавляют 0,1 см3 раствора фенолфталеина и титруют раствором гидроокиси натрия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Затем раствор нагревают до кипения и снова титруют гидроокисью натрия до розовой окраски раствора.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт, для чего в платиновую реакционную трубку помещают пустую лодочку.
Обработка результатов
Массовую долю фтористого алюминия (Х2) в процентах вычисляют по формуле
Y (V—V,)- 500 -0,00095 100 -1,473
Л2т-100
где V — объем раствора концентрацией точно 0,05 моль/дм3 гидроокиси натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см3;