3.2. Аппаратура и реактивы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:3, 1:8.

Натрий углекислый ГОСТ 83-79.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76, раствор с массовой концентрацией 80 г/дм3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:3.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, перекристаллизованный из спирта, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.

Перекристаллизация молибденовокислого аммония: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при 70-80°С. Горячий раствор фильтруют через фильтр "синяя лента" в стакан, содержащий 300 см3 этилового спирта. Раствор охлаждают и выдерживают в проточной воде в течение 1 ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронку Бюхнера с фильтром "белая лента". Кристаллы промывают 2-3 раза этиловым спиртом порциями по 20-30 см3 и высушивают на воздухе.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67 или ГОСТ 18300-87.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3, свежеприготовленный.

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Медь сернокислая (II) пятиводная по ГОСТ 4165-78, раствор с массовой концентрацией 4 г/дм3 в серной кислоте, разбавленной 1:3.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Желатин по ГОСТ 11293-78, раствор с массовой концентрацией 5-10 г/дм3.

Диоксид кремния по ГОСТ 9428-73, прокаленный при 1000-1100°С.

Остальная аппаратура и реактивы по п. 2.2.

Стандартные растворы кремния

Раствор А: навеску диоксида кремния массой 0,2140 г сплавляют в платиновом тигле с 2 г безводного углекислого натрия. Плав выщелачивают в горячей воде, добавляют 40 см3 раствора гидроксида натрия с массовой концентрацией 100 г/дм3, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,0001 г кремния.

Раствор Б: 50 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,000020 г кремния.

Растворы хранят в полиэтиленовой посуде.

Установление массовой концентрации стандартного раствора кремния А: 50 см3 стандартного раствора помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 30 см3 соляной кислоты, выпаривают до влажных солей, добавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей. Стакан с осадком охлаждают до 50°С, добавляют 10 см3 соляной кислоты и 1-2 см3 раствора желатина. Через 1 мин добавляют еще 2 см3 желатина, перемешивают и дают отстояться 10 мин. Затем добавляют 50 см3 горячей воды, перемешивают, через 10 мин добавляют еще столько же горячей воды и снова перемешивают, после чего фильтруют через фильтр "белая лента" с фильтробумажной массой, промывают 8-10 раз соляной кислотой (1:50), и 4-5 раз горячей водой.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель и затем поступают, как указано в п. 2.3.2, включая обработку полученного осадка диоксида кремния фтористоводородной кислотой.

Массовую концентрацию стандартного раствора кремния (Т), выраженную в г/см3, рассчитывают по формуле

[(m - m ) - (m - m )] х 0,4674 х 100

1 2 3 4

T = ────────────────────────────────────── ,

V

где V - объем стандартного раствора кремния, взятый для

анализа, см3;

m - масса тигля с осадком диоксида кремния, г;

1

m - масса тигля с остатком после обработки

2 фтористоводородной кислотой, г;

m - масса тигля с осадком, полученным в контрольном опыте,

3 г;

m - масса тигля с остатком, полученным в контрольном

4 опыте, после обработки фтористоводородной кислотой, г;

m - масса навески пробы, г;

0,4674 - коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли кремния (см. табл. 3) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 10-15 см3 серной кислоты (1:8), и нагревают на водяной бане, не допуская кипения раствора.

┌─────────────────────────┬─────────────────────┬───────────────────────┐
│Массовая доля кремния, % │  Навеска стали или  │   Аликвотная часть    │
│                         │      чугуна, г      │                       │
├─────────────────────────┼─────────────────────┼───────────────────────┤
│От  0,01 до 0,05 включ.  │         0,5         │          10           │
│                         │                     │                       │
│Св. 0,05 "  0,10   "     │         0,3         │          10           │
│                         │                     │                       │
│ "  0,10 "  0,5    "     │         0,2         │           5           │
│                         │                     │                       │
│ "  0,5  "  1,0    "     │         0,1         │           5           │
└─────────────────────────┴─────────────────────┴───────────────────────┘

После растворения навески прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и в избыток 1-2 капли. Стенки колбы обмывают небольшим количеством воды и раствор продолжают нагревать 3-5 мин, не допуская кипения, до удаления оксидов азота. Раствор фильтруют через фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3 и промывают осадок на фильтре 3-4 раза небольшими порциями горячей воды, доливают до метки водой и перемешивают.

Две аликвотные части раствора (см. табл. 3) помещают в мерные колбы вместимостью 50 см3 (при массовой доле кремния от 0,01 до 0,05% или 100 см3 (при массовой доле кремния более 0,05%), в одну из них приливают 10 см3 раствора молибденово-кислого аммония, перемешивают и выдерживают 15 мин для образования желтой молибденовокремниевой гетерополикислоты. Затем в колбы приливают строго в указанном порядке, перемешивая после добавления каждого реактива: 10 см3 серной кислоты (1:3), 5 см3 раствора щавелевой кислоты, 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют величину оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 810 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале длин волн 600-650 нм. В качестве раствора сравнения применяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которую добавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.

Для восстановления желтой формы молибденовокремниевой гетерополикислоты можно использовать тиомочевину в присутствии сернокислой меди. В этом случае после выдержки раствора в течение 15 мин в колбы приливают 10 см3 раствора сернокислой меди, перемешивают, приливают 5 см3 раствора тиомочевины, доливают до метки водой и перемешивают. Через 3-5 мин измеряют величину оптической плотности как приведено выше. В качестве раствора сравнения применяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которую добавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.

Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.