Коэффициент поправки раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3 определяют по раствору соли цинка следующим образом:
к 25 см3 раствора соли цинка концентрации точно 0,025 моль/дм3 прибавляют 5 см3 буферного аммиачного раствора, 0,1 г индикаторной смеси эриохрома Т или 10-12 капель раствора кислотного хрома темно-синего и 70 см3 воды.
Раствор перемешивают и титруют из бюретки раствором трилона Б до перехода фиолетово-красной окраски в синюю (при применении эриохрома черного Т) или малиновой в неизменяющуюся синюю (при применении кислотного хрома темно-синего). Коэффициент поправки (К) раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3 вычисляют по формуле
,
где V - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3, израсходованный на титрование, см3.
Раствор серно-кислого цинка концентрации 0,026 моль/дм3, готовят следующим образом:
7,2 г серно-кислого цинка растворяют в воде и доводят объем раствора водой до 1 дм3.
Коэффициент соответствия раствора определяют следующим образом:
25 см3 раствора серно-кислого цинка помещают в колбу для титрования, прибавляют 70 см3 воды, 5/см3 аммиачного буферного раствора, 0,1 г индикаторной смеси эриохрома черного Т и титруют раствором трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3 до перехода фиолетовой окраски в синюю.
Коэффициент соответствия (К1) раствора серно-кислого цинка концентрации 0,025 моль/дм3 вычисляют по формуле
,
где V - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3, израсходованный на титрование, см3;
К - коэффициент поправки раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм3.
3.8.4. Приготовление испытуемого раствора
2,0-2,1 г силиката натрия взвешивают в платиновой чайке. Параллельно проводят контрольный опыт на чистоту реактивов. Навеску смачивают водой и смешивают с 2 см3 серной кислотой 7-10 см3 фтористо-водородной кислоты. Смесь выпаривают сначала на водяной бане до полного удаления фтористо-водородной кислоты, затем переносят на электроплитку и нагревают до обильного выделения паров серной кислоты. Когда содержимое чашки превратится в сиропообразную массу, застывшую при охлаждении, нагревание прекращают.
После этого в чашку наливают 10-15 см3 воды, 3-4 см3 соляной, кислоты и, помешивая стеклянной палочкой, полностью растворяют остаток солей при осторожном нагревании на водяной бане.
Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 или 250 см3, ополаскивают чашку не менее трех раз горячей водой, сливая воду каждый раз в ту же колбу. Затем колбу с содержимым охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.
3.8.5. Проведение анализа
50 см3 раствора, приготовленного в соответствии с п. 3.8.4, переносят сухой пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 15 см3 раствора трилона Б, опускают бумагу «конго», добавляют 30-35 см3 воды, нагревают до 50 °С и прибавляют по каплям водный аммиак с массовой долей 25 % до покраснения бумаги, а затем раствор водного аммиака с массовой долей 10 % до ярко-красного цвета бумаги. Затем прибавляют 20 см3 ацетатного буферного раствора, 10 см3 раствора соляно-кислого гидроксиламина и кипятят 1-2 мин. После этого сразу же титруют раствором серно-кислого цинка с индикатором ксиленоловым оранжевым, 10 капель которого предварительно добавляют в раствор. Титрование продолжают до перехода желтой окраски раствора в фиолетово-красную. Отмечают объем раствора серно-кислого цинка, израсходованный на титрование (V1). При обработке результатов необходимо учитывать результат контрольного опыта.
3.8.6. Обработка результатов
Массовую долю суммы оксида железа и оксида алюминия в пересчете на оксид алюминия (Х) в процентах вычисляют по формуле
,
где V2 - объем раствора серно-кислого цинка концентрации 0,025 моль/дм3, израсходованный на титрование контрольного опыта, см3;
V4 - объем раствора серно-кислого цинка концентрации 0,025 моль/дм3, израсходованный на обратное титрование пробы, см3;
К1 - коэффициент соответствия раствора серно-кислого цинка концентрации 0,025 моль/дм3;
V3 - общий объем анализируемого раствора, см3;
0,001275 - масса Аl2О3, соответствующая 1 см3 раствора трило-на Б концентрации точно 0,025 моль/дм3, г;
m - масса навески, г;
V4 - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3;
х - массовая доля потерь при прокаливании (п. 3.4), %.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми не превышает допускаемое, равное 0,05 %.
Суммарная относительная погрешность анализа ±5 % при доверительной вероятности Р = 0,95.
3.9. Определение массовой доли оксида железа (III)
3.9.1. Сущность метода
Метод основан на образовании сульфосалицилата железа, окрашенного в аммиачной среде в желтый цвет (рН 8-11,5) и на последующем фотоколориметрировании окрашенного раствора.
3.9.2. Аппаратура, реактивы, растворы
Фотоэлектроколориметр по нормативно-технической документации или спектрофотометр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 10 %.
Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 20 %.
Метиловый красный по ТУ 6-09-5169, приготовление раствора по ГОСТ 4919.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор концентрации 1 моль/дм3, готовят следующим образом:
53,50 г хлористого аммония растворяют в 1 дм3 воды и, если необходимо, фильтруют.
Аммоний азотно-кислый по ГОСТ 22867, раствор с массовой долей 2 %.
Аммоний железо (III) сульфат (1:1:2) 12-водный (железоаммонийные квасцы) по ТУ 6-09-5359.
Оксид железа по ТУ 6-09-5346.
3.9.3. Приготовление стандартных растворов оксида железа (III)
Раствор А массовой концентрации 1 мг/см3 Fе2О3, готовят следующим образом:
6,0399 г железоаммонийных квасцов растворяют в 100 см3 дистиллированной воды, подкисленной 9 см3 соляной кислоты, и разбавляют водой до 1 дм3.
Точную концентрацию раствора устанавливают гравиметрическим методом. Для этого из бюретки отмеряют в три стакана вместимостью 300 см3 каждый 10, 20, 30 см3 стандартного раствора, разбавляют до 120-150 см3 водой, нагревают до кипения и осаждают гидроокись железа аммиаком в присутствии метилового красного. Полученный осадок фильтруют через фильтр «белая лента», промывают горячим раствором азотно-кислого аммония с массовой долей 2 %, в который добавлено несколько капель аммиака. Фильтр с осадком помещают в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый тигель, озоляют, прокаливают до постоянной массы при 850 °С и вычисляют массовую концентрацию раствора (мг/см3 Fe2O3).
Допускается готовить стандартные растворы из оксида железа (III).
Раствор А готовят следующим образом:
1 г высушенного при (110 ± 5) °С в течение 1 ч оксида железа помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают 100 см3 соляной кислоты 1:1 и, накрыв колбу, нагревают на водяной бане до полного растворения. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят водой до метки и перемешивают.
Раствор Б массовой концентрации 0,1 мг/см3 Fe2O3, готовят разбавлением водой раствора А в десять раз.
Раствор В, содержащий, массовой концентрации 0,01 мг/см3 Fe2O3 готовят разбавлением водой раствора Б в десять раз.
3.9.4. Построение градуированной кривой
В мерные колбы вместимостью 100 см3 отмеряют бюреткой 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 см3 раствора Б.
В каждую колбу добавляют 10 см3 раствора хлористого аммония концентрации 1 моль/дм3, 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты с массовой долей 20 % и прибавляют по каплям раствор аммиака с массовой долей 10 % до появления устойчивой желтой окраски и сверх того 3 см3. Растворы перемешивают и доводят объем водой до метки.
Одновременно готовят раствор сравнения, не содержащий Fe2O3.
Вторая градуировочная кривая строится аналогично первой, но при этом берут раствор В массовой концентрации 0,01 мг/см3.
Оптическую плотность растворов измеряют на фотоэлектроколориметре пользуясь синим светофильтром (длина волны 450 нм), в кюветах с толщиной слоя 30 мм.
По полученным данным строят градуировочный график.
Значения оптической плотности откладывают по оси ординат, а соответствующие им количества Fe2O3 в миллиграммах - по оси абсцисс.
Для построения каждой точки градуировочного графика вычисляют среднее арифметическое значение оптической плотности по результатам трех параллельных определений.
Градуировочный график проверяют не реже одного раза в 6 мес, а также при замене реактивов или фотоэлектроколориметра.
3.9.5. Проведение анализа
В мерную колбу вместимостью 100 см3 переносят 25 см3 испытуемого раствора, приготовленного в соответствии с п. 3.8.4, приливают 10 см3 раствора хлористого аммония концентрации 1 моль/дм3, 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты с массовой долей 20 % и аммиака сначала до появления устойчивой желтой окраски и сверх того 3 см3, после чего разбавляют водой до метки. Одновременно готовят раствор сравнения, не содержащий Fe2O3.
3.9.6. Обработка результатов
По полученной оптической плотности, пользуясь градуировочным графиком, находят содержание Fe2O3 в испытуемом растворе,
Массовую долю оксида железа (X5) в процентах вычисляют по формуле
,
где m1 - масса Fe2O3, найденная по градуировочному графику, мг;
V - общий объем раствора, см3;
m - масса навески, г;
V1 - объем аликвотной части раствора, взятый для фотоколориметрирования, см3;
х - массовая доля потерь при прокаливании (п. 3.4), %.
При необходимости в результат определения вносят поправку на массовую долю оксида железа, определяемую контрольным опытом.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми не превышает допускаемое, равное 0,01 %.
Суммарная относительная погрешность анализа ±5 % при доверительной вероятности Р = 0,95.
3.10. Фотоколориметрический метод определения массовой доли оксида железа (III) с 1,10-фенантролином
3.10.1. Сущность метода
Метод основан на образовании оранжево-красного комплексного соединения железа с 1,10-фенантролином (l = 508 нм). Трехвалентное железо предварительно восстанавливается солянокислым гидроксиламином.
3.10.2. Реактивы, растворы, аппаратура
Колориметр фотоэлектрический по нормативно-технической документации или спектрофотометр.
Кислота уксусная по ГОСТ 61.
Гидроксиламингидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой долей 10 %.
Натрий уксусно-кислый по ГОСТ 199, раствор с массовой долей 40 %.
1,10-фенантролин, спиртовой раствор с массовой долей 1 %.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 высшего сорта.
Ацетатный буферный раствор с рН 5,0, готовят следующим образом:
38 г уксусно-кислого натрия растворяют в 500 см3 воды, добавляют 6,7 см3 уксусной кислоты, доливают водой до объема 1000 см3 и перемешивают.
Стандартные растворы оксида железа (III), готовят, как указано в п. 3.9.3.
Универсальная индикаторная бумага.
3.10.3. Проведение анализа
В мерную колбу вместимостью 100 см3 переносят 25 см3 испытуемого раствора, приготовленного по п. 3.8.4, добавляют 3 см3 раствора гидроксиламина гидрохлорида и добавляют по каплям раствор уксусно-кислого натрия до рН 3,0 (рН контролируют с помощью универсальной индикаторной бумаги). Затем прибавляют 10 см3 буферного раствора, 2 см3 раствора 1,10-фенантролина, доливают водой до метки и перемешивают. Через 40 мин измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре, используя зеленый светофильтр с длиной волны l = 540 нм в кюветах с толщиной слоя 30 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, приготовленный также, как испытуемый раствор.
Содержание оксида железа (III) в испытуемом растворе в миллиграммах находят по градуировочному графику.
3.10.4. Построение градуировочного графики
В мерные колбы вместимостью по 100 см3 приливают из бюретки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 см3 стандартного раствора В массовой концентрации 0,01 мг/см3 Fe2О3. Одновременно готовят раствор сравнения. Далее поступают в соответствии с п. 3.10.3. По полученным значениям оптической плотности растворов и известным содержаниям оксида железа (III) строят градуировочный график. Второй градуировочный график строится аналогично первому с использованием раствора Б массовой концентрации 0,1 мг/см Fe2О3.
3.10.5. Обработка результатов - по п. 3.9.6.
При разногласиях в оценке массовой доли оксида железа анализ проводят фотоколориметрическим методом с 1,10-фенантролином.
3.11. Определение массовой доли оксида кальция (комплексонометрический метод)
3.11.1. Сущность метода
Метод основан на прямом титровании трилоном Б анализируемого раствора при рН 12 с индикатором хром темно-синим или флуорексоном после разложения силиката натрия смесью фтористо-водородной и серной кислот и растворения остатка в разбавленной соляной кислоте.
3.11.2. Реактивы и растворы
Натрий сернистый (сульфид) по ГОСТ 2053, раствор с массовой долей 2 % (свежеприготовленный).
Гидроокись натрия по ГОСТ 4328, х. ч., раствор концентрации 2 моль/дм3.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Индикатор «конго» красный.
Сахар-рафинад по ГОСТ 22, раствор с массовой долей 2 %.
