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
         » » Амперометрический метод определения церия для сталей и сплавов (при содержании церия свыше 0,01 %)

Амперометрический метод определения церия для сталей и сплавов (при содержании церия свыше 0,01 %)

23.11.2017

Метод основан на титровании четырехвалентного церия раствором двойной соли сернокислого железа (II) и аммония в сернокислой среде на амперометрической установке с двумя платиновыми электродами при потенциале 0,4 В или с платиновым и каломельным электродами при потенциале 0,9 В по току окисления избыточных ионов двухвалентного железа. Церий до четырехвалентного состояния окисляют марганцевокислым калием, избыток последнего восстанавливают азотистокислым натрием. Церий от хрома и никеля отделяют осаждением суммы гидроксидов аммиаком после предварительного окисления хрома до шестивалентного над-сернокислым аммонием. От остальных мешающих определению элементов церий отделяют осаждением в виде фторидов с коллектором — лантаном или кальцием.

Реактивы и растворы. 1. Аммоний фтористый, 1 M раствор и раствор 10 г/л, нейтрализованный соляной кислотой (пл. 1,19 г/см3) до pH 3. 2. Соль динатриевая этилендиаминтетрауксусной кислоты (комплексон III), насыщенный раствор. 3. Лантан азотнокислый, раствор 5 г/л: 0,5 г оксида лантана помещают в стакан вместимостью 200 мл, растворяют в 10 мл азотной кислоты (пл. 1,40 г/см3), разбавляют водой до 100 мл и отфильтровывают. 4. Пероксид водорода по ГОСТ 10929—64. 5. Калий марганцевокислый в виде 0,1 г раствора:6.Натрийазотистокислый в виде раствора 40 г/л. 7. Двойная соль сернокислого железа (II) и аммония (соль Мора), раствор 1 г/л: 1 г двойной соли сернокислого железа (II) и аммония помещают в стакан вместимостью 1,5—2 л и растворяют в 200—250 мл воды, осторожно приливают 50 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), охлаждают, доливают водой до 1 л, тщательно перемешивают и фильтруют через фильтр средней плотности. 8. Стандартный раствор церия: 3,1 г азотнокислого церия растворяют в 20—30 мл соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3) при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, разбавляют водой до метки, перемешивают. 1 мл раствора содержит 0,001 г церия. Содержание церия в 1 мл раствора устанавливают гравиметрическим методом. Аликвотную часть 50 мл раствора азотнокислого церия помещают в стакан вместимостью 200—300 мл, приливают 5 мл соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3), и раствор выпаривают до влажных солей. Прибавляют 3—4 г щавелевой кислоты, 30—40 мл воды, кипятят раствор 3 мин и оставляют стоять на 12 ч. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности с добавлением небольшого количества беззольной бумажной массы. Осадок на фильтре промывают 5 — 6 раз холодным 1%-ным раствором щавелевой кислоты. Фильтр с осадком помещают в прокаленный и взвешенный фарфоровый тигель, высушивают, прокаливают при 700—800° С, охлаждают и взвешивают. Одновременно проводят контрольный опыт.

Содержание церия, г/мл, вычисляют по формуле
где G1 — масса тигля с осадком диоксида церия, г; G2 — масса тигля без осадка диоксида церия, г; V — количество раствора азотнокислого церия, взятого для определения, мл; 0,8142 — коэффициент пересчета с диоксида церия на церий.

Выполнение определения. Навеску образца 1 г помещают в стакан вместимостью 500 мл, приливают 50—60 мл смеси соляной (пл. 1,19 г/см3) и азотной (пл. 1,40 г/см3) кислот в отношении 3:1 и растворяют при умеренном нагревании. К раствору приливают 40 мл серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до паров серной кислоты. Раствор охлаждают, обмывают стенки стакана водой и повторяют выпаривание до паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, приливают 50—60 мл воды и нагревают до растворения солей. Раствор разбавляют горячей водой до 200—250 мл, приливают 30 мл аммиака (пл. 0,91 г/см3) для частичного уменьшения кислотности раствора. Затем приливают 10 мл раствора азотнокислого серебра (2,5 г/л), нагревают раствор до кипения и осторожно приливают 30 мл раствора надсернокислого аммония (250 г/л) и кипятят 2—3 мин, появление малиновой окраски марганцевой кислоты указывает на полноту окисления хрома. К кипящему раствору прибавляют 5 мл раствора хлористого натрия (50 г/л) и кипятят до полного восстановления марганцевой кислоты.

К раствору прибавляют аммиак (пл. 0,91 г/см3) до выпадения суммы гидроксидов и в избыток 2—5 мл, раствор нагревают до кипения и кипятят 1—2 мин, дают осадку отстояться в теплом месте и фильтруют на фильтр средней плотности. Осадок гидроксидов промывают 8—10 раз теплой водой с добавлением небольшого количества аммиака (пл. 0,91 г/см3), смывают с фильтра струей воды в стакан, где производилось осаждение суммы гидроксидов, и растворяют оставшийся на фильтре осадок в 30—40 мл горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр тщательно (12—14 раз) промывают горячей водой.

Фильтрат упаривают до объема 80—90 мл, приливают 10 мл соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3), 60 мл раствора фтористого аммония (1 М), 50 мл раствора комплексона III, 5 мл азотнокислого раствора лантана (5 г/л), нагревают до 50—60° С и создают pH раствора 2,5—3,0 раствором аммиака по универсальной индикаторной бумаге. Раствор кипятят 5 мин, проверяют pH раствора еще раз по универсальной индикаторной бумаге и оставляют стоять на 2—3 ч в теплом месте.

Осадок фторидов церия и лантана отфильтровывают на двойной плотный фильтр, содержащий небольшое количество бумажной массы, промывают 6—7 раз раствором фтористого аммония (10 г/л) с pH 3.

Осадок помещают в платиновый тигель, сжигают в муфеле при 500—550° С и прокаливают при этой же температуре в течение 1 ч. Затем осадок с помощью кисточки переносят в стакан вместимостью 100 мл, содержащий 5 мл соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3). Остаток в платиновом тигле растворяют в 2—3 мл горячей соляной кислоты (пл. 1,19 г/см3) при нагревании и присоединяют к основному раствору. Тигель обмывают горячей водой. К раствору приливают 5 мл азотной кислоты (пл. 1,40 г/см3), 1—2 мл пероксида водорода, кипятят до полного растворения фторидов, приливают 8 мл серной кислоты, разбавленной 1:1, 1—2 мл пероксида водорода и упаривают до паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 10—15 мл воды при нагревании, переводят раствор в стакан вместимостью 200 мл, обмывая стакан небольшим количеством воды, общий объем в стакане должен составлять 25—35 мл. В стакан погружают электроды, включают мешалку и устанавливают напряжение 0,9 В при титровании с платиновым и каломельным электродами и 0,4 В с двумя платиновыми электродами. Приливают 10 мл пирофосфата калия (800 г/л) и перемешивают раствор. Через 2—3 мин к раствору приливают по каплям раствор марганцевокислого калия (0,1 н.) до розовой окраски, не исчезающей в течение 1—2 мин. Избыток марганцевокислого калия восстанавливают, прибавляя по каплям раствор азотистокислого натрия (40 г/л), затем быстро добавляют 5 мл раствора мочевины (300 г/л).

Отмечают на миллиметровой бумаге начальное положение стрелки гальванометра, добавляют 0,0025 M раствор двойной соли сернокислого железа (II) и аммония из микробюретки порциями по 0,2 и 0,1 мл, а затем по 0,05—0,02 мл. Наносят на бумаге соответствующее каждой добавке реактива значение силы тока. Вначале стрелка гальванометра почти неподвижна, а после точки эквивалентности резко движется вправо. Строят кривую титрования: по оси абсцисс откладывают расход двойной соли сернокислого железа (II) и аммония, по оси ординат — величину силы тока (в делениях шкалы гальванометра). Точку эквивалентности находят по пересечению обеих ветвей кривой титрования. Через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

Содержание церия находят методом сравнения.

Метод сравнения. В стаканы вместимостью 500—600 мл помещают 1 г карбонильного железа и стандартный раствор церия в количестве, соответствующем его содержанию в анализируемой пробе, прибавляют 50— 60 мл смеси соляной (пл. 1,19 г/см3) и азотной кислот (пл. 1,40 г/см3) и далее поступают, как указано выше.