Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




09.07.2019


09.07.2019


08.07.2019


08.07.2019


04.07.2019


02.07.2019


29.05.2019


29.04.2019


25.04.2019


22.04.2019





Яндекс.Метрика
         » » Фотометрический метод определения марганца (при содержании марганца 0,05-2,5%)

Фотометрический метод определения марганца (при содержании марганца 0,05-2,5%)

22.11.2017

Вариант А в отсутствие ниобия и вольфрама, в присутствии кобальта

Сущность метода. Метод основан на окислении ионов двухвалентного марганца до семивалентного периодатом калия в сернокислом растворе (1,0-3,5 н.) в присутствии фосфорной кислоты и измерении интенсивности окраски раствора при длине волны 520—530 нм. Концентрация марганца должна быть 100—800 мкг в 100 мл раствора.

Реактивы и растворы. 1. Калий марганцевокислый, степень чистоты не менее 99,5% и перекристаллизованный. Перекристаллизация перманганата калия: 250 г марганцевокислого калия растворяют в 800 мл горячей дистиллированной воды (90° С) в стакане вместимостью 1000 мл. Фильтруют под разрежением через тигли с фильтрующей стеклянной пластинкой № 3. Профильтрованный раствор быстро охлаждают в ледяной воде до температуры 10° С при энергичном перемешивании и дают мелкокристаллическому осадку отстояться. Затем сливают раствор, переносят кристаллическую массу в тигли с фильтрующей стеклянной пластинкой № 3 и отсасывают. Перекристаллизацию повторяют еще раз.

Полученную кристаллическую массу после тщательного отсасывания переносят на стекло или в широкую фарфоровую чашку и сушат на воздухе в темноте, предохраняя от пыли. Когда кристаллическая масса при раздавливании стеклянной палочкой перестает слипаться, ее высушивают при температуре 80—100° C в течение 2—3 ч в сушильном шкафу. Затем переносят в банку из темного стекла с притертой пробкой. Очищенный таким образом марганцевокислый калий совершенно негигроскопичен. 2. Стандартные растворы марганца. Раствор А: 0,5754 г марганцевокислого калия помещают в стакан вместимостью 300 мл, смачивают водой, прибавляют 20 мл соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3) и осторожно выпаривают до образования солей. К сухому остатку вновь прибавляют 10 мл соляной кислоты и выпаривают досуха. Соли растворяют в 10 мл соляной кислоты, к охлажденному раствору прибавляют 20 мл разбавленной 1:4 серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, смачивают стенки стакана водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 30—40 мл воды, раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 1 л, разбавляют до метки водой и перемешивают. 1 мл раствора соответствует 0,0002 г марганца. Раствор Б: 100 мл раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 л, разбавляют до метки водой и перемешивают. 1 мл раствора соответствует 0,00002 г марганца. Раствор готовят перед применением. 3. Кобальт, сернокислый раствор: 4,7696 г кобальта сернокислого помещают в стакан вместимостью 400 мл, растворяют в 150—200 мл воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 мл, разбавляют до метки водой и перемешивают. 1 мл раствора содержит 0,002 г кобальта.

Выполнение определения. Масса навески пробы, раз-ведение и аликвотные части раствора в зависимости от содержания марганца указаны ниже:
Навеску стали помещают в стакан вместимостью 300 мл, прибавляют 60 мл разбавленной 1:4 серной кислоты, 3 мл фосфорной кислоты (пл. 1,70 г/см3) и растворяют при умеренном нагревании. По растворении навески прибавляют по каплям азотную кислоту (пл. 1,40 г/см3) до прекращения вспенивания раствора и кипятят до удаления оксидов азота.

При значительном содержании кобальта образец растворяют в 40 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1. По растворении навески прибавляют по каплям азотную кислоту (пл. 1,40 г/см3) до прекращения вспенивания раствора. Раствор кипятят в течение 5 мин для удаления оксидов азота. К охлажденному раствору прибавляют 20 мл разбавленной 1:1 серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, осторожно при перемешивании прибавляют 25—30 мл воды и растворяют соли при нагревании. В том и другом случае раствор охлаждают и переливают в мерную колбу вместимостью 50—100 мл, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть раствора, содержащую 200—500 мкг марганца, помещают в коническую колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 6 мл серной кислоты, разбавленной 1:1, 2 мл фосфорной кислоты (пл. 1,70 г/см3), раствор разбавляют до 80 мл водой и прибавляют 0,3 г перйодата калия. Раствор нагревают до начала кипения и оставляют стоять на водяной бане при 90° С в течение 1 ч. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны 525—530 нм относительно раствора сравнения. В качестве раствора сравнения используют оставшуюся часть окрашенного раствора каждой навески пробы, в которой восстанавливают марганцевую кислоту добавлением по каплям раствора азотистокислого натрия (50 г/л).

Содержание марганца находят по градуировочному графику.

Построение градуировочного графика. В конические колбы вместимостью 100 мл помещают 5, 10, 20, 25, 30 мл стандартного раствора марганца Б, что составляет 100, 200, 400, 500, 600 мкг марганца, 10 мл разбавленной 1:1 серной кислоты и 2 мл фосфорной кислоты. Если в образце содержится кобальт, то его вводят в количестве, соответствующем содержанию его в аликвотной части раствора анализируемой пробы.

Раствор разбавляют до 80 мл водой, прибавляют 0,3 г перйодата калия и далее поступают, как указано выше. По найденным значениям оптической плотности строят градуировочный график.

Содержание марганца, %, вычисляют по формуле (7).

Вариант Б — в присутствии хрома, вольфрама, ниобия и кобальта (при 0,1—0,5% Mn)

Сущность метода остается той же, что и в варианте А. Хром, никель, железо и вольфрам отделяют осаждением оксидом цинка. Влияние кобальта учитывают введением его в стандартный раствор марганца в количестве, соответствующем содержанию его в пробе.

Реактивы и растворы. Реактивы те же, что в варианте А. Суспензия оксида цинка 150 г/л: 150 г оксида цинка, прокаленного при температуре 600—800° С в течение 2 ч, растирают в ступке с 200 мл воды до густой консистенции. Затем прибавляют 300 мл воды и продолжают растирать до получения легко переливающейся массы. Затем переносят водой в количестве 500 мл в сосуд для хранения.

Выполнение определения. Навеску стали или сплава 1 г помещают в стакан вместимостью 300 мл и растворяют в 30—50 мл разбавленной 1:1 соляной кислоты или в 20—25 мл смеси кислот концентрированных соляной и азотной в соотношении 3:1 при нагревании. После растворения навески в соляной кислоте прибавляют по каплям азотную кислоту (пл. 1,40 г/см3) до прекращения вспенивания раствора и кипятят до удаления оксидов азота. В том и другом случае раствор охлаждают, прибавляют 20 мл серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в 30—40 мл воды при нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл. Количество раствора в мерной колбе должно составлять приблизительно 100 мл. Для нейтрализации избытка кислоты к раствору прибавляют при перемешивании небольшими порциями аммиак водный (пл. 0,91 г/см3) до перехода окраски в красно-бурую. Затем к раствору прибавляют порциями 3—5 мл суспензии оксида цинка до полной коагуляции осадка гидроксидов. На дне колбы должен появиться незначительный белый осадок, указывающий на полноту осаждения гидроксидов. Содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры, разбавляют до метки водой, перемешивают и дают осадку отстояться.

Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую коническую колбу вместимостью 250 мл, отбрасывая первые порции фильтрата. Аликвотную часть раствора (50 мл при 0,1—0,2% Mn и 25 мл при 0,2—0,5% Mn) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 5 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), 2 мл фосфорной кислоты (пл: 1,70 г/см3), разбавляют водой до 80 мл и перемешивают. Затем прибавляют 0,3 г перйодата калия и далее продолжают, как описано в варианте А фотометрического метода. Содержание марганца находят методом сравнения со стандартным раствором марганца.

Приготовление раствора сравнения. В три стакана вместимостью 300 мл помещают навески карбонильного железа массой 1 г, стандартный раствор Марганца и кобальта в количествах, соответствующих содержанию их в испытуемой пробе, приливают 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и далее поступают, как описано в выполнении определения.

Содержание марганца вычисляют по формуле, представленной в варианте А фотометрического метода.