Минералды тыњайтќыштардыњ химиялыќ технологиясы пєнінен зертханалыќ ж±мыстар



жүктеу 0.6 Mb.
бет3/4
Дата26.08.2018
өлшемі0.6 Mb.
1   2   3   4

3 Аммиак синтезі үшін қолданылатын катализатор құрамындағы Al2O3 мөлшері,%

4 Аммияк синтезінің катализаторы

Дәріс 9,10. Минералды тұздарды алу

Көптеп өндіретін және қолданылатын минералды тұздар: NaCl. Na2SO4. Na2S. NaF. K2Cr2O7. Na2Cr2O7. Na3PO4. KCl. K2SO4. MqCl2. MqSO4. CaCl2. CoSO4. Na2CO3. K2CO3. KBr. KCl. MqCl2. KCl-NaCl. Ca3(PO4)2.(NH4)2SO4.

Минералды тұздар ауыл шаруашылығында (тыңайтқыш ретінде) өндірісте және тұрмыста қоданылады. Минералды тұздар тегіне байланысты – табиғи және синтетикалық деп, құрамына байланысты (Na тұзы, Р тұзы, т.б.), алу әдісіне байланысты, қоданылуына байланысты жіктеледі.

Минералды тұздар химиялық өндірісте қолданылады және өндіріледі. Мысалы, NaCl –ды Cl2, Na2CO3, NaНСO3, HCl, NaОН алуға қолданылады, Na2SO4 –тек Na2S және шыны алуға көптеген Ғе, Аl, Ва тұздары, NaҒ, Na2S, NaНСO4 т.б. тұздар бояу өндірісінде, химиялық реактивтер алуға, катализатор алуға, пластмассалар алуға, жуғыш заттар алуға және т.б. қолданылады.

Металлургиялық өндірістерде минералды тұздар кендері байытуға және гидрометаллургиялық өндірістерде металдар алуға қолданылады. Көптеген минералдарды тұздар тау-кен өндірісінде, целлюлоза-қағаз өндірісінде, текстил өндірісінде, тері өндірісінде, фармация өндірісінде қолданылады.

Минералды тұздарды 2 жолмен алады:



  1. Табиғи тұздарды өндіру

  2. Табиғи және өндіріс шикізаттарынан тұздарды өндіру

1.Табиғи тұздарды өндіру табиғи еритін тұздар алу және өңдеу – галлдрия деп аталады. Бұл әдістің негізі: еріту→буландыру→кристалдандыру→сусыздандыру, сол кезде тұздардың жекеленіп бөлінуі жүреді.

Табиғи еритін тұздар – тұздар кені ретінде және табиғи ерітінді ретінде көлдерде, теңіздерде, жер асты бұлақтарында кездеседі, олардың негізгілері NaCl, Na2SO4, KCl, K2SO4, MqСО3, СаСО3, NaBr, КBr.

Минералды тұздарды ашық және жер асты әдістерімен өндіреді, жер асты әдістерден тұздар ерітіндісін бұрғылау скважиналары арқылы шығарады.


  1. Табиғи тұздарды табиғи және өндіріс шикізаттарынан өндіру. Қатты заттарды сақтау→байыту→кептіру→жағу→балқыту→тұндыру→фильтрлеу→булан-дыру→ерітіндіні суыту→кристалдандыру. Тұзды өндіру технологиясында сонымен бірге адсорбция және десорбция процестері де қолданылады. Осы қатарда жүретін реакциялар алмасу, айырылу, байыту, тотықсыздану, бейтараптану.

Тұздарды синтетикалық жолмен алу химиялық өндірістің және әртүрлі басқа өндірістердің қалдықтарын өңдеу болып табылады. Мысалы, азот тыңайтқыштарын бейтараптап алады (NH4OH+HNO3. KOH+HNO3), түсті металлургия мен Н2SO4 өндірісінің SO2 газынан сульфиттер алынады. HNO3 және Н2SO4 өндірісінің қалдық газдарынан Са(NO3)2, NaNO3 т.б. алынады.

Өзін- өзі тексеруге арналған сұрақтар:

1 Көптеп өндіретін және қолданылатын минералды тұздарды көрсет

2 Минералды тұздарды қандай жолдармен алады?

3 Табиғи тұздарды өндіру

4 Табиғи тұздарды шикізаттардан өндіру
«Минералды шикізаттар анализі» пәніне зертханалық сабақтарға әдістемелік нұсқаулар.

Минералды ресурстар: кенді пайдалы қазбалар; кенді емес пайдалы қазбалар;жанармай қазбалары; су ресурстары болып бөлінеді.

Кенді пайдалы қазбалар: темір кендері, титан кендері, алюминий кендері, полиметалл кендері, түсті металдар кендері болады.

Кенді емес пайдалы қазбаларға силикатты материалдар мен карбонатты материалдар т.б. жатады.

Силикатты тау жыныстары мен материалдары оксидтер үйлесуіне және олардың мөлшеріне байланысты әр түрлі болады.

Силикатты материалдар негізінен мына компоненттерден тұрады: SiO2, Al2O3, Fe2O3; CaO; MgO; Na2O; K2O; H2O, сонымен бірге аз мөлшерді мына заттар болады: TiO2; P2O5; MnO; Cr2O3; MnO; CO2; SO2 . Бұл оксидтер мөлшерінің қосылыстары 100%-ке жуық болады.



  1. Жалпы мағлұматтар

Химиялық анализдердің мынадай түрлері болады: жүйелі және бөлшекті; қысқартылған және толық.

Жүйелі химиялық анализді бір сынамадан орындайды, яғни біртіндеп кедергі келтіретін оксидтерді бөле отырып, бір сынамадан оны құрайтын оксидтерді анықтайды.

Бөлшекті химиялық анализді өз алдына бөлек сынамалардан жасайды, яғни әр оксидті анықтауға жеке сынама алады.

Қысқартылған химиялық анализ тапсырысберуші сұрауы бойынша орындалады, көбінесе силикат материалдарында мына оксидтерді SiO2, Al2O3, Fe2O3; CaO; MgO анықталады.

Толық химиялық анализ зерттелетін материал құрамына кіретін барлық оксидтерді анықтайды.




  1. Жалпы нұсқаулар




    • Сынаманы химиялық анализге дайындау: орташа сынама алудан; оны ұсақтаудан және мұқият араластырудан тұрады;

    • Орташа сынаманы 2-, 3- рет квартау арқылы 10 г материалды мына кесте бойынша алады: (2-1) кг →(200-100)г →(20-25)г →10 г;

    • Орташа 10 г сынаманы ұлпа тәрізді етіп майдалап ұнтақтайды (саусақ арасында ұқалағанда тырнайтын кесектер болмауы қажет) немесе №006 елеуіш (қалбыр) арқылы толық өткенге дейін майдалайды (№006 (10000 тесік/см2)). Сынаманы ұсақтауды агат, ешма, корундтан жасалған келіде қолмен жүргізеді (фарфор келіде силикат жыныстарын ұсақтауға болмайды);

    • Сынаманы тек аналитикалық таразыда 0,0002 г дәлдікпен өлшейді;

    • Анализ жүргізгенде стандартты химиялық реактивтер тек «х.т.» «т.а.». маркалы болу керек, фильтрлер «қызыл», «көк», «ақ» жолақты болулары керек, дистильденген суды қолданады;

    • Химиялық анализді әр уақытта зерттелетін материалдың 3-6 параллель сынамаларымен жүргізеді.

    • Анализ нәтижесі 0,01% дәлдікпен есептеледі;

    • Параллель анықтаулар арасындағы алшақтық МЕСТ 50418-92 бойынша реттеледі.




  1. Силикатты материалдарды химиялық анализін жүргізудің әдістемесі.

    1. Химиялық анализ орындалуының кестемесі.

Химиялық анализге байланысты барлық силикаттық технологияның материалдары 3 топқа бөлінеді:

    • суда еритін (мысалы, еритін шынылар - Na2O-n SiO2, K2O-n SiO2);

    • қышқылдарда еритін (мысалы, клингер, цементтер, нефелин);

    • қышқылдарда ерімейтін (мысалы, саздар, шикізаттар қоспасы және цемент өндірісі үшін шламдар, құмдар, силикатты шынылар, керамикалық материалдар);




    1. Силикатты материалдардың (қышқылдарда ерімейтін) химиялық жеделдетілген анализінің әдісі.

Химиялық анализдің жеделдетілген әдісінде жұмыстың келесі графигі ұсынылады:

1 - күн – сынаманы дайындау; қақтаған кездегі массаның жоғалуын және гигроскопиялық ылғалдықты анықтау; сынаманы балқыту және сілтілендіру;

2 - күн – кремний оксидін, бір жарым (жартылай) оксидтер қоспасын, темір оксидін анықтау;

3- күн – алюминий, кальций, магний оксидтерін анықтау.

3.2.1 Орташа сынама алу (МЕСТ 6613-79)
Материалдың барлық партиясының мөлшерінің химиялық құрамына физикалық және химиялық қасиеттеріне толық жауап беретін материалдың аз мөлшерін орташа сынама деп атайды.

Орташа сынама дұрыс алынбаса, өндірісте ақау болады, себебі шикізат материалына дұрыс сипаттама берілмейді. Орташа сынама анализге керек мәнге дейін кварттау әдісімен қысқартады (азайтады).

Кварттау процесін былай жүргізеді: барлық алғашқы сынаманы бірқалыпты (біркелкі) араластырады да конус тәрізді үйінді (үйме) жасайды, сосын күрекпен не шпателмен төбесі кесілген конус сияқты етіп тегістейді. Сосын жоғары жағынан қайтадан 4 бірдей бөлікке бөледі. Екі қарама-қарсы бөлігін лақтырып тастап, қалған 2 бөлігінен қайтадан конус жасап, алдыңғы жасаған операцияны қайталады, яғни тегістеп, кесілген конус жасап, қайта кварттап, яғни төртке бөліп, 2 бөлігін лақтырады, 2 бөлігін қайтадан конусқа айналдырады... Бұл операцияны сынама массасы 10 г болғанға дейін қайталайды.

Алынған орташа сынаманы ұсақтап, мұқият араластырыап, қақпағын жақсы жабылатын бюксте не арнайы қағаз пакетте жұмыс аяқталғанша сақтайды.


3.2.2. Гигроскопиялық ылғалдықты анықтау.

Гигроскопиялық ылғалдықты бөлек көрсетеді, яғни оның мәні қорытынды анализ нәтижесіне кіргізілмейді. Анализ нәтижесінің қосындысын құрайтын барлық басқа бөлімдерінің мөлшері абсолютті құрғақ затқа қатысты мына формуламен есептейді:


M = Mo (100-w)/100, г – мұндағы

Мо – зерттелетін материалдың ауада тұрған уақыттағы құрғақ массасы, г

W – гигроскопиялық ылғалдылықтың мөлшері; %

М – сынаманың абсолютті құрғақ массасы, г.

Анализді жүргізу:
1-2г ауада тұрған уақыттағы құрғақ сынаманы бюкске салып, кептіргіш шкафқа қойып (бюкс қақпағын аздап ашып қояды) 1-3 сағ. Тұрақты массаға дейін 105-1100С температурада кептіреді. Эксикаторда суытқан соң, аналитикалық таразыда өлшейді. Гигроскопиялық ылғалдылықтың мөлшерін мына формуламен есептейді:

W = 100• (M0-M),% , мундағы М0сынаманың кептіргенге дейінгі

----------------

М0

массасы, г; М-сынаманың кептіргеннен соңғы массасы, г.
3.2.3.Балқытқан кезде жоғалған массаны анықтау

Балқытылған кезде жоғалатын масса (∆m балқ.) деген – 10000С температураға дейін сынаманы қыздырғанда жоғалатын зат мөлшері.

Қақтаған кезде шикізат материалдарындағы көптеген заттардың ыдырауы әсерінен газ тәріздес заттар бөлінеді: органикалық заттардың тотығуы, сульфидтердің сульфаттарға дейін тотығуы, гигроскопиялық және химиялық байланысқан судың жоғалуы, сульфаттардан күкірт (Vl) оксидін бөліп, айрылады, аздап сублимация жүреді, яғни хлоридтердің возгонкасы жүреді.

Қақтаған кезде алдымен химиялық байланысқан су ұшады, гидросиликаттар мен карбонаттар мына теңдеулер бойынша айрылады:

Al2O3 •2SiO2 •2H2O→ 400-6000C Al2O3 •2SiO2+ 2H2O↑

CaCO3950-1000C CaO + CO2

Сосын сульфаттар айрылады: CaSO41200C CaO + SO3

Сульфидтердің сульфаттарға және пириттің сульфаттарға тотығуы да SO3-тің ұшуынан байланысты сынама массасының азаюына әкеледі.

Темір(II) оксидінің темір(III) оксидіне (FeO → Fe2O3) тотығуы сынама массасының көбеюіне әкеледі.

Анализді жүргізу:

Қақтаған кезде сынама массасының азаюын анықтау үшін, оның 0,5-1г массасын платина немесе фарфор тигеліне салып суық муфель пешке қояды, температураны біртіндеп көтеріп 10000С температурада 40 минут қақтайды. Эксикаторда суытып, өлшеп, қайтадан 20-30мин. 10000С-та қақтайды, тұрақты масса алғанға дейін қақтайды. Мына формула бойынша есептеуді жургізеді:

∆mбалқ. = M0-M •100%/ М, мұндағы М0- қақтағанға дейінгі сынама массасы, г

М- қақтағаннан соңғы сынама массасы, г.
Ескерту: егер сынамада карбонаттардың (CaCO3) бар екені белгілі болса,

сынаманы 9500С температурадан төмен температурада қақтауға болмайды, ал егер карбонатар болмаса – 9000С-тан төмен температурада қақтауға болмайды;



    • сынаманы қақтағанда 9000 не 9500С температураға жеткен соң ғана уақытты есепке алу керек.



      1. Силикаттарды еритін қосылыстарға қақтау арқылы айналдыру.

Қышқылдарда ерімейтін силикаттарды қышқылдарда еритін силикаттарға айналдыру үшін оларды күшті негіздермен қақтау арқылы байытады (қанықтырады, яғни сілтілердің артық мөлшерін алады).

Силикаттар анализ практикасында балқыту үшін әдетте соды Na2CO3, покаш K2CO3 немесе олардың қоспасын (Na2CO3•K2CO3) молекулалық қатынастары (1:1) етіп алады.

Содының артық мөлшері сілтілегенде NaCl қосылысына айналды, бірақ оның артық мөлшері SiO2 оксидінің тұнбаға түсуіне кедергі жасайды.

Алынған алғашқы материалдар қасиеттеріне байланысты балқытылған кезде жүретін процестер әртүрлі болады, бірақ қай жағдай болса да, сілтілік металдар силикаттары және алюминатторы түзіледі.

Мысалы, саз ыдырағанда:

Al2O3 •2SiO2•2H2O+3Na2CO3=2Na2O•SiO2+Na2O•Al2O3+3CO2↑+2H2O ↑

Дала шпатының ыдырауы:

K2O•Al2O3•6SiO2+7Na2CO3=K2CO3+Na2O• Al2O3+6Na2O•SiO2+6CO2 ↑.

Анализді жүргізу:

Платина тигелінде не калькада қақтайтын сынаманы 0,5-1,0г өлшеп алып, оған 4-6г сусыз соды не поташ, не олардың қоспасын қосады. Содының біраз бөлігін тигель түбіне салып, сынама үлгісін қосады да, қалған соды бөлігін үстіне салып, платина сыммен араластырады, жақсылап араластырған соң қалған содыны үстіне салып, 5000С қыздырылған муфель пешке қойып, пешті 800-9000С-қа дейін қыздырып, 40-60 минуттай қақтайды.

Егер поташ пен соды қоспасымен сынамаcын қақтаса, муфель пешті алдын ала 600-7000С-ға дейін қыздырып алу керек. Сынаманы қақтаған кезде соды не поташ ыдырауы әсерінен СО2 бөлінеді, сондықтан балқыма шашырамауы тиіс. СО2 бөлінуі тоқтаған соң, қақтауды тағы да 10 минуттай жүргізеді. Тигельді балқымамен қышқыш көмегімен алып, балқыманы бір қалыпты болатындай етіп тигельдің ішкі қабатына жайады да, тез суық суға салады, су тигель ішіне кіріп кетпеуі керек. Суық судағы тигель тез суыйды, балқыған масса сынады, қатады және тигель қабырғасынан бөлінеді, ары қарай SiO2-ні қалай анықтауға байланысты, балқыманы ерітеді.



      1. Кремний оксидінің мөлшерін анықтау.

Химиялық анализдің практикасыңда көп тараған екі жедел әдістер бар.
3.2.5.1. Кремний оксидінің мөлшерін коагуляция әдісімен анықтау (бұл әдісті кремний оксиді 50%-ке дейін болса)

Әдіс негізі:

Сынаманы сусыз содымен балқытуға және ары қарай кремний қышқылының концентрлі ерітіндісі және желатинамен тұнбаға түсіруге негізделген.

Балқыманы (I) ерітіндіге айналдыру үшін оған 20-25мл концентрлі тұз қышқылын құяды, сол кезде өтетін реакция: Na2O•SiO2 + 2HCl =H2SiO3 ↓ +2NaCl ақ түсті.

Кремний қышқылын бірден фильтрлеу мүмкін емес, себебі ол бір уақытта үш түрлі жағдайда болады: золь-гель-аморфты тұнба. Сондықтан кремний қышқылын бөліп алу үшін зольді гельге айналдырып, сосын аморфты тұнбаға айналдырады, себебі бұл тұнба тез фильтрленеді.

Кремний қышқылы золінің формуласы: n•H2SiO3, гель формуласы m•H2SiO3, мұндағы n » m (олар судың молекуласының саны). Зольдің гельден айырмашылығы: зольдің сыртында су қабаты (гидрофильді) көп, сондықтан сыртқы қабаттағы суды жоғалту үшін тұз қышқылында еріген балқыманы (I) ылғалды тұзға дейін қыздырады (упаривают), сол кезде ерітіндіден жартылай азеотроп - HCl•H2O ұшады (мұнда HCl дигидратирлейтін агент ролін атқарады, тұз қышқылынсыз золь сыртындағы су қабатының ұшуы қиындайды).

Кремний қышқылының бөлшектері теріс зарядталған, сондықтан олардың коагуляциясы (жабысуы) жүрмейді, сондықтан кремний қышқылының бөлшектерін ірілендіру үшін 1% желатиннің жанадан жасалған ерітіндісімен коагуляциялау тәсілін қолданады. Желатиннің қышқыл ортадағы бөлшектері оң зарядталған. Кремний қышқылының бөлшектері (теріс зарядты) және желатиндегі бөлшектері (оң зарядты) әрекеттескенде өзара бір-бірінің зарядтарын жояды да, іріленеді.

Реактивтер мен ерітінділер:

1.тұз қышқылы концентрлі;

2.су мен тұз қышқылының қатынасы 5:95;

3.жанадан жасалған 1% желатин ерітіндісі (700С температураға дейін қыздырылған 100 мл суда 1г желатин ерітіледі);

4. 1% - күміс нитратының ерітіндісі.

Анализді жүргізу:

Тигельдегі балқыманы 200мл көлемдей стақанға ауыстырады. Тигельді алдымен мұқият тұз қышқылымен жуып (шайқап ерітінділерді стақанға құйып отырады), сосын ыстық сумен тигельдің ішкі жағын жақсылап жуып, стақанға құяды. Стақанды шынымен жауып, сақтықпен 10-20 мл концентрлі тұз қышқылын құяды. Стақанды құмды моншаға қойып, ылғалды тұз түзілгенге дейін буландырады. 10мл 1% - желатин ерітіндісін құйып, су моншасына қойып, 5 минуттай шайқайды. 10 минуттай қойып қояды, „ақ” немесе ”көк„ таспалы фильтр қағазы арқылы 250 мл-лік өлшегіш колбаға фильтрлейді. Алынған фильтратты ф1 деп белгілеп қояды. Фильтрдегі тұнбаны 5:95 қатысындағы тұз қышқылымен тұнба түссізденгенге дейін жуады, сол кезде тұнбадағы адсорбцияланған Fe3+-ионы жуылады, сосын ыстық сумен хлор-ионы жуылып біткенше жуады (оны AgNO3 ерітіндісімен тексереді). Кремний қышқылының тұнбасы бар фильтрді платинадан жасалған тигельге салады да сақтықпен кептіреді, құм моншасында қыздырады, фильтр жанбауы керек. Сосын тұнбаны 10000С температурада 1 сағаттай қақтайды, суытып, өлшейді. Тұрақты масса алғанға дейін 10 минуттан бірнеше рет қақтайды. Егер тұнба жақсы жуылған болса, қақталған тұнба қар сияқты ақ болады, тұнба барпылдақ (рыхлый), сусымалы (сыпучим) болуы керек.

Егер тұнба дұрыс жуылмаса, тұнба сұр түсті, қақтаған кезде қатып қалады.
Кремний оксидінің мөлшерін мына формуламен есептейді:

m(SiO2)=M1-M •100/М0,%, мұндағы М1- тұнбасымен тигель массасы, г;

М – бос тигель массасы, г; М0 – алғашқы сынама массасы, г.

Кремний қышқылының тұнбасын бөліп алғаннан соңғы фильтратты (ф1) суық дистильденген сумен өлшегіш колбаның белгісіне дейін жеткізеді; мұқият араластырып, тығынмен жауып, жұмыс аяғына дейін сақтайды.


3.2.5.2. Кремний диоксидінің мөлшерін фотоколориметриялық әдіспен анықтау (егер кремнезем 40-70% арасында болса).

Әдіс негізі:

Бұл әдіс сары түсті кремнемолибденнің гетерополиқышқылының қышқыл ортада аммоний молибдатына айналуы мына реакция бойынша түзілуіне негізделген:

12(NH4)2MоO4 + H2SiO3+24HCl=H4[Si(Mо3O10)4] •H2O+24NH4Cl+10H2O

Анықтаудың сезімталдығын жоғарылату үшін сары кремнемолибден комплексін H4[Si(M03O10)4] аскорбин қышқылымен тотықсыздандырып көк түсті комплекске айналдырады (М06+ - ионының біраз бөлігі М05+- ионына дейін тотықсызданады).

Реактивтер:

1.Балқыма (1)-сусыз Na2CO3 және сусыз Na2B4O7 массаларының қатынасы 2:1. Әр 100г балқымаға 0,5г селитра қосады, сонда темір толық тотығады және сульфидті күкірт те толық тотығып, сульфатқа айналады.

2.Концентрлі тұз қышқылы;

3.Тұз қышқылы 1:3;

4.Тотықсыздандырғыш ерітіндісі: 1г аскорбин қышқылын МЕСТ 3652-69. 50мл суда ерітеді де фильтрлеп, 100мл-ге дейін сұйылтады немесе 1г аскорбин қышқылын және 15г 15г шарап (винная) қышқылын 100мл суда ерітеді;

5.Молибденқышқыл аммоний, (NH4)2MoO4 5%-ерітінді, МЕСТ 3765-64.

6.Стандартты ерітінді: 0,15г химиялық таза SiO2 реактивін 1г балқымамен (1) (Na2CO3 сусыз + Na2B4O7 сусыз = 2:1) платина тигелінде 10000С температурада 3-5 минут балқытады. Тигель суыған соң 100мл жылы тұз қышқылының ерітіндісі (1:3) бар стақанға орналстырады да 20мл 0,05н трилон Б ерітіндісін қосып, балқыма толық ерігенге дейін жақсылап араластырады. Ерітіндіні 500мл-лік өлшегіш колбаға ауыстырып, белгісіне дейін дистильденген су қосып, жақсылап араластырады.

7.Трилон Б 0,05н ерітіндісі 9,305г трилон Б 1л суда ерітіледі.

8.0,25н күкірт қышқылы, х.т.

Градуирлік график қуру.

100мл-лік өлшегіш колбаларға стандартты ерітіндіден 6,7,8,9,10 мл-ден құйып, 0,25м күкірт қышқылынан 50мл қосады, 10мл 5% аммоний молибдаты ерітіндісін қосып, араластырып, 15-20 минутқа қалдырады, сол уақыт аралығында сары кремнемолибден комплексі толық түзілуі қажет. Сосын 5мл тотықсыздандырғыш қоспасын құйып, колбаның белгісіне дейін дистильденген сумен жеткізіп, жақсылап араластырып, 30 минуттан соң оптикалық тығыздығын көк комплекстің өлшейді: λ=500-700нм, қызыл светофильтр, Е=2,0см.

Анализді жүргізу.

Силикат материалынан (саз, шамот, құм т.б.) 0,05г сынама алып 2-3г балқымамен (1) (Na2CO3 сусыз + Na2B4O7 сусыз -2:1) немесе 0,1г цемент және 1-2г балқыма (1) араластырып 9000С температурада балқытады. Балқыманы ерітеді, араластырып отырып: 100мл жылы тұз қышқылына (1:3) 20мл 0,05н трилон Б қосып. Алынған мөлдір ерітіндіні 500мл-лік өлшегіш колбаға құйып, белгісіне дейін жеткізіп, мұқият араластырады. Алынған ерітіндіден колориметриялық әдіспен SiO2, Al2O3, Fe2O3 анықталады, ал СаО, MgO трилонометриялық әдіспен анықталады.

100 мл-лік өлшегіш колбаларға анализденетін ерітіндіден 10 мл (SiO2 мөлшерін анықтау үшін) және 5мл стандарты ерітіндіден құяды (стандартты ерітіндіге қарағанда анализденетін ерітінді күнгірттеу (темнее) болуы керек, егер керісінше болса, анализденетін ерітінді көлемін 15-20 мл-ге дейін арттыру қажет). Екі колбаға да 50мл 0,25н күкірт қышқылының ерітіндісін, 10мл 5%-ті (NH4)2MоO4 ерітіндісін қосып, 15-20 минутқа қалдырады, ары қарай градуирлік график құру үшін жүргізілген операцияларды жүргізеді.

SiO2 мөлшерін градуирлік графикпен анықтайды: оптикалық тығыздық – m(SiO2) мөлшерін мына формуламен анықтайды: m(SiO2) = Д*500/М0*100% , мұндағы V – зерттелетін ерітіндінің аликвоты, мл;

500 – ерітіндінің алғашқы көлемі, мл;

M0 –сынама массасы, г;

Д - SiO2 –нің градуирлік графикпен алынған мәні;
3.2.6 Алюминий, темір, титан оксидтері қоспаларының мөлшерін анықтау (Al2O3+Fe2O3+TiO2)

Әдіс негізі: Бұл элементтердің гидроксидтері тек белгілі рН-та тұнбаға түсетіндіктен әдіс ерітіндінің сутегі иондарының концентрациясын реттеуге негізделген.

Мысалы, алюминий гидроксидінің тұнбасы рН 3-те басталып, рН 6,5 болғанда аяқталады. Бірақ, егер аммиак ерітіндісін артық мөлшерде қосса, алюминий гидроксидінің тұнбасы ери бастайды. Al(ОН)3 –тің минимальды ерігіштігі рН 6,5-7,5 арасында, едәуір еруі рН 9 кезінде болады.

Темір(ІІІ) гидроксидінің – Fe(ОН)3 тұнбаға түсуі сілтілік орта пайда болғанға дейін басталады, бірақ аммиак ерітіндісінде тұнбаның еруі аз.

Титан гидроксиді аммиактің артық мөлшерінде ерімейді.

Аммиакпен тұнбаға түскен гидроксидтерді Al(ОН)3 , Fe(ОН)3, Ti(OH)4 қақтайды және оксидтер қоспасы ретінде өлшейді. (Al2O3+Fe2O3+TiO2)

Реактивтер мен ерітінділер:


  1. 10%-ті аммиак ерітіндісі;

  2. 20 %-ті аммоний хлоридінің ерітіндісі;

  3. 2%-ті аммоний нитратының ерітіндісі;

  4. 1%-ті күміс нитраты.

Анализді жүргізу

Кремний қышқылын бөліп алғаннан кейінгі фильтраттан (ф 1) өлшегіш колбадан 100 мл аликвот алып 200-250 мл-лік стаканға құяды, 10 мл 20 %-ті аммоний хлориді ерітіндісін қосып қайнағанға дейін қыздырады да аммиактің шағын порцияларын қосып отырып тұнбаға түсіру процесін жүргізеді (аммиакті оның әлсіз иісі пайда болғанға дейін қосады). Тұнба бар ерітіндіні қайнағанға дейін қыздырады, тұнбаны шөктіреді де «қызыл жолақ» фильтр қағазы арқылы ыстық күйінде тұнбаны фильтрлейді. Тұнбаны ыстық 2%-ті аммоний нитратымен (хлор-ионы жуылып біткенше) жуады. Cl - -ионының жоқтығын AgNO3 ерітіндісімен тексереді. Гидроксидтер тұнбасы аморфты. Аморфты тұнбаларды оларды коагуляциямайтын ыстық электролиттермен жуады. Нитраттар 1000 0С температураға дейін қақтағанда ұшпайды. Тұнбаны фильтрмен фарфор тигельге салып, кептіріп, күлге айналдырып, 1 сағаттай қақтайды. Сосын тұрақты масса алғанға дейін 0,5 сағаттан 1000 0С температурада бірнеше рет қақтайды, эксикаторда суытып, өлшейді.

Оксидтер қоспасының мөлшерін мына формуламен анықтайды:

R2O3 =M*V/M0*V1*100%, мұндағы М-қақталған оксидтер қоспасының массасы, г (Al2O3+Fe2O3+TiO2);

М0 – сынама массасы, г;

V – фильтраттың жалпы көлемі, мл (250 мл);

V1- аликвот көлемі, мл

Оксидтерді (Al2O3+Fe2O3+TiO2) фильтрленген соңғы фильтратты (ф 2) өлшегіш колба белгісіне дейін суық сумен сұйылтып, мұқият араластырып, тығынмен жауып, жұмыс аяғына дейін сақтайды.
3.2.7 Темір оксидінің (Fe2O3) мөлшерін анықтау

Темір (ІІІ) оксидінің мөлшерін жеделдетілген әдістермен – колориметриялық және комплексонометриялық – анықтау.


3.2.7.1. Темір оксидінің мөлшерін фотоколориметриялық әдіспен анықтау (егер оксид мөлшері 2,5% дейін болса)

Әдіс негізі : Аммиакты ортада түзілген темірдің трисульфосалицилат комплексінің оптикалық тығыздығып өлшеуге негізделген әдіс.

Реактивтер мен ерітінділер:

1. 10%-ті аммиак ерітіндісі;



  1. 1н аммоний хлоридінің ерітіндісі;

  2. 20%-ті сульфосалицил қышқылы;

  3. Күкірт қышқылы, 1:9.

  4. Тұз қышқылы, 1:1.

  5. Темір (III) оксиді, х.т. МЕСТ 4173-66;

  6. Стандартты ерітінділер.




    1. Темір (III) оксидінің негізгі стандартты ерітіндісі

0,1г 105-1100С температурада кептірілген темір(III) оксидін конус тәріздес колбаға салып, 50мл тұз қышқылын (1:1) қосып, колбаны шынымен жауып, оксид толық ерігенге дейін су моншасында қыздырады, сосын суытады, 1000мл-лік өлшегіш колбаға ерітіндіні ауыстырып, колба белгісіне дейін сумен жеткізіп, жақсылап араластырады Т=0,0001г/мл болады.

7.2. жұмысшы стандартты темір(III) оксидінің ерітіндісі:

20мл негізгі стандартты ерітіндіні 100мл-лік өлшегіш колбаға құйып, 1мл H2SO4 (1:9) қосып, колба белгісіне дейін дистильденген су қосып, жақсылап араластырады. Т=0,00002г/мл.
Градуирлік график құру.

100мл-лік өлшегіш колбаларға жұмысшы стандартты ерітіндіден 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 мл аликвоттар құйып, сонда темір оксидінің мөлшері 2•10-5; 5•10-5; 1,0•10-4; 2,0•10-4; 3•10-4; 4•10-4 және 5•10-4 г болады. Әр колбаға 10мл 1н. аммоний хлориді ерітіндісін, 15мл 20%-ті сульфосалицил қышқылын және ерітінді түсі сары түске айналғанға дейін аммиак ерітіндісін қосады да 3мл сульфосалицил қышқылының артық мөлшерін қосады. Ерітінділерді колба белгісіне дейін сумен сұйылтып, араластырады. Ерітінділердің оптикалық тығыздығын көк светофильтрмен (400-450нлі) кювета қалыңдығы 30мм-де өлшейді. Градуирлік графикті сызады.

Анализді жүргізу:

SiO2-ні бөліп алған соңғы фильтраттан (ф1) 10-50мл (Fe2O3 мөлшеріне байланысты) аликвот алып, 100 мл-лік өлшегіш колбаға құяды, сосын 10 мл 1н. NH4Cl ерітіндісін, 15мл 20%-ті сульфосалицил қышқылын қосады да, тамшылатып 10%-ті аммиак ерітіндісін тұрақты сары түске дейін тамызады да тағы 3мл сульфосалицил қышқылын қосады да колбаның белгісіне дейін дистильденген су қосып, ерітіндіні араластырады. Басқа 100мл өлшегіш колбада еріткіш дайындайды: 10мл 1н. NH4Cl ерітіндісін, 15мл 20%-ті сульфосалицил қышқылы ерітіндісін құйып, 10%-ті NH4OH ерітіндісін тамшылатып құйып және тұз қышқылы ерітіндісін аликвот бөлігіндегідей мөлшеріндей болатындай етіп тұз қышқылымен еріткішті қышқылдайды.

Анықтауды жүргізгенде, оптикалық тығыздықты анықтағанда, салыстырмалы ерітінді ретінде кюветаға осы еріткішті құяды (сол жақ кюветаға), оң жақ кюветаға тексерілетін ерітіндіні құяды. Көк светофильтр арқылы оптикалық тығыздықты анықтайды. Градуирлік графиктен Fe2O3 концентрациясын табады.

Fe2O3 мөлшерін мына формуламен анықтайды:


m(Fe2O3)= Д•V•100, % мұндағы Д-градуирлік графиктен анықталған

---------------- Fe2O3 концентрациясы, мг/мл;

1000•M0•V1

V1-100 мл өлшегіш колбаға алынған аликвот көлемі, мл;

M0-сынама массасы, г;

V- зерттелетін ерітіндінің жалпы көлемі, мл.


3.2.7.2. Темір (III) оксидінің Fe2O3 мөлшерін комплексонометриялық

әдіспен анықтау.

Әдіс негізі. Әдіс азот қышқылымен Fe2+- иондарын Fe3+- иондарына тотықтыруға, орта қышқылдығы рН=1-2, түзілген Fe3+ иондарын сульфосалицил қышқылы (индикатор) қатысында трилон Б ерітіндісімен титрлеуге негізделген.

Трилон Б – Na2H4Тр, этилендиаминтетрасірке қышқылының натрий тұзы.

Трилонометрияда органикалық индикаторларды қолданады. Ерітінді түсінің өзгеруі индикаторлардың диссоциацияланған және диссоциацияланбаған күйлеріне байланысты:

H2Jnd↔ 2H+ + Jnd2-

шарап-қызыл түссіз ерітінде немесе

түсті ерітінді сабан түстес сары бояу

индикатор сульфосалицил қышқылы

Реактивтер және ерітінділер:

1.Азот қышқылы МЕСТ 4461-67, тығыздығы 1,4г/см3;

2.Сулы аммиак МЕСТ 3760-64, 10%-ті ерітінді;

3.Тұз қышқылы МЕСТ 3118-67, тығыздығы 1,19г/см3;

4.Тұз қышқылы, 1н. ерітінді;

5.Суьфосалицил қышқылы (индикатор) МЕСТ 4478-68, 30%-ті ерітінді;

6.Индикатор қағазы ”конго”


Анализді жүргізу:

Фильтрат Ф2 ден 25-50мл аликвотты конус тәріздес колбаға құйып, 1-2мл концентрлі азот қышқылын HNO3 қосады, шыны қақпақпен жауып, 5 минут қайнатады, сонда темір(II) тотығады (Аликват көлемі ерітіндідей темір ионы концентрациясына байланысты: ерітінді түсі қою болған сайын, аликватты азырақ алу керек). Колбаға ”конго” қағазының үзілін салып, оның түсінің бурыл болғанына дейін 10%-ті аммиак ерітіндісін тамшылатады, сосын бірден 10мл 1н. HCl ерітіндісін қосады да 100 мл-ге дейін суық дистильденген сумен сұйылтады. Сосын 5-6 тамшы 30%-ты сульфосалицил қышқылын қосады да 40-500С температураға дейін қыздырып, ыстық ерітіндіні 0,05н. трилон Б ерітіндісімен қызыл-күлгін түстің сабан-сары түске өтуіне дейін титрлейді.

Fe2O3 мөлшерін мына формуламен анықтайды:

m(Fe2O3) = V•T•K•100, % мұндағы V-титрлеуге кеткен трилон Б

------------------- көлемі, мл.

Мо

Т- трилон Б ерітіндісінің Fe2O3 бойынша титрі, г/мл: ТТрБ/Fe2O3 = 0,001996 г/мл.

Мо – сынама, г

К – сұйылту коэффициенті; K = 250/Vал
3.2.8. Аюминий оксидінің мөлшерін анықтау.

Алюминий оксидінің мөлшерін есептеу арқылы немесе комплексонометриялық әдіспен анықтайды.

3.2.8.1. Al2O3 мөлшерін есептеу арқылы анықтау.

Алюминий оксидінің мөлшерін 3.2.5 бөлімінде анықталған алюминий, темір, титан оксидтері қосылыстарының мөлшерінен 3.2.6 бөлімінде анықталған темір оксиді мен 3.2.8 бөлімінде титан оксиді мөлшерлерін алып тастау арқылы анықтайды.

% Al2O3 = % R2O3 – ( % Fe2O3 + % TіO2), мұндағы % R2O3 = ( % Al2O3 + % Fe2O3 + % TіO2).
3.2.8.2. Алюминий оксидінің мөлшерін комплексонометриялық әдіспен – фторидті әдіс (бұл әдісті алюминий оксиді мөлшері 25-40% болғанда қолданды).

Әдіс негізі:

Әдіс алюминий оксиді мөлшерін анықтау тура комплексонометриялық анықтауға негізделген. Алюминий және титан трилонаттарын натрий фторидімен (индикатор) анықтау.
Анализ жүргізетін құралды дайындау және анализ жүргізу жағдайы.


  1. Жалынды фотометр паспортын дұрыстап оқу керек, құралды 20 минуттай қыздырады.

  2. Шашырататын жүйенің гидравликалық затворын толтыру үшін дистилденген суды шашыратады.

  3. Фотометрдің сезімталдығын былай орнатады: салыстыратын ерітіндінің максимал концентрациясына сәйкес келетін сәуле интенсивтігі ерітінді шашыратылғанда шкала 80 бірліктен төмен болмау керек;

  4. Шашырататын жүйенің капилярінің орналасу тереңдігі әр уақытта тұрақты болу керек;

  5. Уақыт бірлігінде шашырайтын ерітінді мөлшері тұрақты болуы керек;

  6. Әр өлшем жүргізгеннен соң гальванометр тілі ноль мәніне келу үшін дистилденген суды шашыратады.

  7. Градуирлік қисықтың 3 нүктелерін 8-10 өлшем жүргізген соң периодты түрде тексеріп отырады.

  8. Газ беруді тоқтатып, жұмыс аяқталған соң жалынды фотометрдің шашыратқыш жүйесін 3 минуттай тұз қышқылымен қышқылданған сумен жуады, сосын спирт:су = 1:1 ерітіндісімен 2 минуттай жуады да, шашыратқышты кептіру үшін 2 минуттай ауаны сорады.

Анализ жүргізу

  1. Градуирлік график әдісі.

  1. 50 мл стакандарға салыстырмалы және анализденетін ерітінділерді құяды.

  2. Калийдің массалық концентрациясы ноль болатын салыстыратын ерітіндіні шашырату арқылы өлшегіш құрал шкаласының ноль мәнін тексереді.

  3. Анализденетін ерітіндіні фотометрлеуге дейін және кейін салыстырмалы ерітіндіні 2 рет фотометрлейді. Анализденетін ерітіндіні де 2 рет фотометрлейді, бірақ шашыратқыш жүйені сумен әр өлшемнен соң жуып отырады.

  4. Фотометрлеу аяқталған соң, абсцисса осіне салыстырмалы ерітіндідегі калий ионының массалық концентрациясын қойып, ординатаға құралдың көрсеткенін қойып, градуирлік график сызады.

Градуирлік графиктің масштабын былай алса [K+]=0,001 мг/мл – 5 мм; құралдың 1 бөлігі – 2 мм

Х=c*V1*V3*1,205*100/m*V2*1000, мұндағы

С- градуирлік графиктен табылған калийдің массалық концентрациясы, мг/мл.

V1-алғашқы анализденетін ерітіндінің көлемі, мл

V2 – сұйыту үшін қолданылған анализденетін ерітінді көлемі, мл

V3 – сұйытылған анализденетін ерітінді көлемі, мл

1,205 – калий ионының (K+) калий оксидіне (К2О) қатысты есептейтін коэффициенті

1000 – грамнан миллиграмға көшіретін коэффициент

100 – процентке есептелетін коэффициент
МЕСТ 20851.3-93.Силикатты минералдар құрамындағы калий мен натрийді анықтау



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет