Вопрос:
Подскажите методики анализа электролита химического оксидирования алюминия следующего состава:
- хромовый ангидрид 3-5 г/л;
- гидрофторид калия 1,5-2,0 г/л;
- калий железосинеродистый 0,5- 1,0 г/л.
Особенно важно определить содержание хрома (VI) , (III) и фторид- ион.
Ответ:
Определение хромового ангидрида и хрома (III) из одной навески объемным методом.
Сущность метода. Для определения хромового ангидрида хром (VI) восстанавливают до (III) в сернокислой среде солью Мора в присутствии фенилантраниловой кислоты или п-арсенофенилантраниловой кислоты
2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 + 6H2O
Для определения содержания общего хрома в этом же растворе весь хром в виде (III) окисляют до (VI) персульфатом аммония в присутствии катализатора – ионов серебра
Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 8H2O → 2H2CrO4 + 3(NH4)2SO4 + 6H2SO4
После разрушения избытка персульфата кипячением хромовую кислоту восстанавливают до хрома (III) солью Мора в присутствии индикатора
2H2CrO4 + 6FeSO4 + 6H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 6Fe2(SO4)3 + 6H2O
Для установления полноты окисления хрома (III) вводят ионы марганца (II); появление розовой окраски раствора (марганцевая кислота) свидетельствует о полном окислении хрома. Содержание хрома (III) определяют по разности между общим содержанием хрома и содержанием хрома (VI).
Ход анализа. Определение хромового ангидрида. 5 мл электролита отбирают в коническую колбу емкостью 250 мл, добавляют 50 мл воды, 10 мл раствора серной кислоты (1:1), 10 капель индикатора и титруют солью Мора (0,05 н. раствор в 10% серной кислоте) до изменения окраски раствора с красной до зеленой (с фенилантраниловой кислотой) или с фиолетовой до зеленой (с п-арсенофенилантраниловой кислотой).
Определение общего хрома. В колбу, в которой оттитрован хром (VI), вводят 3 капли 1% раствора сульфата марганца, 10 мл 0,2% раствора нитрата серебра, 20 мл 10% раствора персульфата аммония, нагревают до появления розовой окраски раствора, кипятят 15 мин, добавляют 10 мл раствора соляной кислоты (1 : 3) и нагревают до исчезновения розовой окраски и осветления раствора. В охлажденный раствор добавляют 10 капель индикатора и титруют солью Мора (индикаторы и переход окраски такие же, как при определении хромового ангидрида).
Расчет содержания хромового ангидрида:
1,667? V1
CrO3 (г/л) = ------------ ,
m
где V1 - объем 0,05 н. соли Мора, израсходованной на первое титрование, мл; m – объем электролита, взятого для анализа, мл.
Расчет содержания хрома (III):
0, 8667 (V2 – V1)
Cr3+ (г/л) = ------------------------,
m
где V1 - объем 0,05 н. соли Мора, израсходованной на первое титрование, мл; V2 - объем 0,05 н. соли Мора, израсходованной на второе титрование, мл; m – объем электролита, взятого для анализа, мл.
Определение фторидов фотоколориметрическим методом.
Сущность метода. Метод основан на уменьшении фторидами интенсивности окраски комплекса алюминия с арсеназо 1 в результате образования бесцветного фторидного комплекса при рН 3 – 5. Интенсивность окраски измеряют на фотоколориметре. Предварительно хром (и фосфаты, если они есть в растворе) осаждают хлоридом бария в щелочной среде.
Ход анализа. К 5 мл раствора в мерной колбе емкостью 500 мл прибавляют 50 мл воды, 50 мл 20% раствора едкого натра и 50 мл 20% раствора хлорида бария, разбавляют до метки водой и фильтруют через сухой двойной фильтр «белая лента» в сухую коническую колбу емкостью 250 мл. К 25 мл раствора в мерной колбе емкостью 100 мл добавляют 30 мл воды, 1,5 мл (точно) арсеназо 1 и нейтрализуют соляной кислотой до перехода малиновой окраски раствора в оранжевую от одной капли HCl. Вводят 2 мл 0,01 М раствора нитрата алюминия. 30 мл ацетатного буферного раствора (рН 3,5) и разбавляют до метки водой. Через 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре с оранжевым светофильтром в кювете 50 мм на фоне холостой пробы (раствор реактивов без арсеназо 1).
Расчет: содержание фторидов определяют методом сравнения, для чего измеряют оптическую плотность стандартных растворов фторида натрия (проведенных через все стадии анализа рабочей пробы) с различными концентрациями, охватывающими весь диапазон возможных значений в электролите оксидирования и строят калибровочную кривую.
Для определения содержания фторидов можно также использовать фторид-селективные электроды, потенциал которых, измеряемый с помощью иономера (рН-метра), пропорционален концентрации фторидов. В этом случае также строят калибровочный график для растворов с различными содержанием фторидов и затем сравнивают с ним результаты анализируемой пробы.
Скопинцев В.Д., к.т.н