4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА (III) С СУЛЬФОСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТОЙ (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОТ 0,05 ДО
6%).
4.1. Сущность метода.
Метод основан на измерении оптической плотности образующегося в аммиачной среде комплекса трисульфосалицилата железа при использовании сульфосалициловой кислоты в качестве комплексообразователя.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы.
Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая нагрев до температуры 950 — 1000°С.
Тигли платиновые № 100–7 и № 100–10 по ГОСТ 6563.
Колориметр фотоэлектрический лабораторный или спектрофотометр.
Натрий углекислый по ГОСТ 83.
Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоживают при температуре (400 ± 20) °С.
Калий углекислый по ГОСТ 4221.
Смесь для сплавления: углекислый натрий, тетраборнокислый натрий безводный и углекислый калий смешивают в отношении 1: 1: 1 или углекислый натрий и тетраборнокислый натрий — в отношении 2: 1.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1: 9.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1: 1 и 1: 3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Кислота сульфосалициловая 2-водная по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 30%.
Аммоний виннокислый средний по нормативной документации, раствор с массовой долей 25%.
Железа оксид по нормативной документации, х. ч., или железо карбонильное по ГОСТ 13610.
Стандартный раствор оксида железа (III): 0,1 г высушенного при (110 ± 5) °С в течение 1 ч оксида железа помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают 50 см3 соляной кислоты (1: 1) и, накрыв колбу, нагревают на водяной бане до полного растворения. Затем раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Стандартный раствор имеет массовую концентрацию оксида железа (III) 0,0001 г/см3 (раствор А).
Градуировочный стандартный раствор оксида железа (III): 20 см3 стандартного раствора А пипеткой переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 1 см3 серной кислоты (1: 9), доводят водой до метки и перемешивают. Градуировочный стандартный раствор имеет массовую концентрацию оксида железа (III) 0,00002 г/см3 (раствор Б).
4.3. Проведение анализа.
4.3.1. Исходные растворы для проведения анализа готовятся следующим образом.
Для получения исходного раствора навеску материала массой 0,2 — 0,5 г смешивают в платиновом тигле с 3 — 5 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (950 ± 50) °С в течение 20 — 40 мин. Остывший сплав помещают в стакан, в который предварительно налито 60 см3 нагретой до 60 — 70°С соляной кислоты (1: 3); растворение ведут при нагревании.
Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают (раствор 1).
При проведении анализа кремнеземистых, полукислых, шамотных огнеупоров и огнеупорных глин с массовой долей оксида кремния (IV) более 40% исходный раствор готовят по ГОСТ 2642.4, 3.3.1 (раствор 2).
Для определения оксида железа (III) можно использовать аликвотную часть раствора, полученного по ГОСТ 2642.3, разделы 4, 7, 9.
4.3.2. Объем аликвотной части исходных растворов 1 или 2, в зависимости от массовой доли оксида железа (III), приведен в таблице 1.
Таблица 1
Массовая доля оксида железа (III), % Объем аликвотной части раствора, см3
От 0,05 до 1,00 включ. 25
Св. 1,00 » 3,00 » 10
» 3,00 » 6,00 » 5
Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 2 см3 виннокислого аммония, 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, раствор аммиака до появления устойчивой желтой окраски и еще 3 см3 в избыток. Раствор охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают, в случае выпадения осадка или появления мути раствор следует отфильтровать.
Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 400 — 450 нм) в кювете толщиной слоя 30 или 50 мм (допускается использовать кюветы другой толщиной слоя в зависимости от типа колориметра при выполнении условий пункта 12 ГОСТ 2642.0). В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые реактивы.
Массу оксида железа (III) в граммах находят по градуировочному графику.
4.3.3. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают аликвотные части градуировочного стандартного раствора Б: 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0 см3, что соответствует 0,00002; 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,0006 г оксида железа (III).
Далее анализ проводят по 4.3.2.
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам оксида железа (III) в граммах строят градуировочный график.
4.4. Обработка результатов.
4.4.1. Массовую долю оксида железа (III) X, %, вычисляют по формуле
(1)
где т — масса оксида железа (III), найденная по градуировочному графику, г;
250 — исходный объем раствора, см3;
V — объем аликвотной части раствора, см3;
m1 — масса навески, г.
4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида железа (III) приведены в таблице 2.
Таблица 2
В процентах
Массовая доля оксида железа (III), % Нормы точности и нормативы контроля точности
D dк d2 d
От 0,01 до 0,02 включ. 0,007 0,009 0,008 0,005
Св. 0,02 » 0,05 » 0,011 0,014 0,012 0,007
» 0,05 » 0,1 » 0,016 0,020 0,017 0,011
» 0,1 » 0,2 » 0,022 0,028 0,023 0,014
» 0,2 » 0,5 » 0,04 0,05 0,04 0,02
» 0,5 » 1,0 » 0,05 0,06 0,05 0,03
» 1 » 2 » 0,07 0,09 0,08 0,05
» 2 » 5 » 0,11 0,14 0,12 0,07
» 5 » 10 » 0,16 0,20 0,17 0,11
» 10 » 20 » 0,22 0,28 0,23 0,14