Фотоколориметрический метод определения алюминия в виде комплекса с алюминоном

Методы определения алюминия

В металлическом олове

Сущность метода. После растворения навески в соляной кислоте в присутствии перекиси водорода алюминий отделяют на аммоните ТМ в Сl^--форме пропусканием 8-н. раствора по соляной кислоте. Алюминий в этих условиях не образует прочных хлоридных комплексов и уходит в фильтрат. Определение алюминия заканчивают фотоколориметрическим методом в виде комплекса с алюминоном:

Реакция протекает в уксуснокислой среде в пределах рН = 4,5.

Реактивы. Алюминон, водный раствор (1 г/л): 0,1 г алюминона растворяют в 30 см³ воды, кипятят 5 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу емкостью 100 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Выполнение определения. Навеску 1,0 г помещают в фарфоровую чашку и растворяют в 10 см³ перегнанной соляной кислоты с добавлением по каплям 4 см³ перекиси водорода (30%-ной).

Раствор выпаривают досуха. Остаток смачивают 1 см³ соляной кислоты и несколькими каплями перекиси водорода и снова выпаривают досуха. Для более полного удаления олова выпаривание с соляной кислотой повторяют три-четыре раза. Сухой остаток растворяют в 5 см³ 8-н. соляной кислоты и пропускают через колонку с анионитом ТМ в С1^--форме. Алюминий при этом не сорбируется анионитом и переходит в фильтрат. Колонка должна быть предварительно промыта 100 см³ 8-н. соляной кислоты. Перед сорбцией раствор над колонкой фильтруют. Чашку и фильтр промывают 40 см³ 8-н. раствора соляной кислоты. Пропускают еще 20-30 см³ 8-н. раствора соляной кислоты.

Раствор, содержащий алюминий, выпаривают до объема 5 см³, добавляют несколько капель азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) для разрушения органических веществ. Затем раствор выпаривают досуха. Выпавшие соли растворяют 15 каплями разбавленной соляной кислоты (1:1), прибавляют 1 каплю фенолфталеина и нейтрализуют разбавленным раствором аммиака (1:1) до появления окраски индикатора. Прибавляют 10 капель уксусной кислоты (80%-ной), 20 см³ воды и 2 см³ раствора алюминона (1 г/л). Затем раствор переносят в мерную колбочку емкостью 100 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность измеряют через 40-60 мин на фотоколориметре или на спектрофотометре СФ-4 в области длины волн 530 нм.

Содержание алюминия определяют по стандартному образцу, близкому по содержанию алюминия, или по стандартному раствору алюминия, проведенному через все стадии анализа. Холостую пробу проводят через все стадии анализа.

Процентное содержание алюминия вычисляют по формуле:

где D_x - оптическая плотность исследуемого раствора;

D_cт - оптическая плотность стандартного раствора алюминия;

С_ст - концентрация стандартного раствора, выраженная в г алюминия;

G - навеска, г.

В бронзе и других сплавах на медной основе

Сущность метода. Ион алюминия при взаимодействии с алюминоном (ауринтрикарбоновой кислотой) образует окрашенное в красный цвет внутрикомплексное соединение. Реакция протекает в уксуснокислой среде при рН = 4,5.

Влияние мешающих компонентов железа и др. устраняют осаждением в виде гидроокисей едким натром.

Реактивы. 1. Алюминон, водный раствор (1 г/л): 0,1 г алюминона растворяют в 50 см³ воды при нагревании. Раствор кипятят в течение 5 мин, охлаждают и разбавляют водой до 100 см³.

2. Фенолфталеин, спиртовый раствор (1 г/л).

3. Смесь кислот: три объема соляной кислоты (плотность 1190 кг/м³) и один объем азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³).

Выполнение определения. Навеску 0,1-1,0 г в зависимости от содержания алюминия помещают в стакан емкостью 100 см³, прибавляют 0,1 г металлического железа, 20 см³ смеси соляной и азотной кислот. Раствор выпаривают почти досуха, обрабатывают 10 см³ соляной кислоты (плотность 1190 кг/м³) и снова выпаривают почти досуха. Обработку соляной кислотой повторяют. Затем соли растворяют в 10 см³ разбавленной соляной кислоты (1:1), охлаждают и переносят в мерную колбу емкостью 100 см³, в которую предварительно добавлено 30 см³ раствора едкого натра (300 г/л).

Раствор разбавляют до метки водой и перемешивают. После отстаивания раствор фильтруют на сухой фильтр средней плотности в сухой стакан. Первую порцию фильтрата отбрасывают. Аликвотную часть, 5 см³, помещают в стакан емкостью 100 см³, прибавляют 1 каплю фенолфталеина, нейтрализуют разбавленной соляной кислотой (1:1) до исчезновения окраски и затем разбавленным раствором аммиака (1:1) до появления окраски. Прибавляют 10 капель уксусной кислоты (80%-ной), 20 см³ воды и 2 см³ раствора алюминона (1 г/л). Раствор переносят в мерную колбу емкостью 100 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность измеряют через 40-60 мин на фотоколориметре ФЭК-М с синим светофильтром.

Содержание алюминия определяют по стандартному образцу или по стандартному раствору алюминия, проведенному через все стадии анализа. Через все стадии анализа проводят холостую пробу, в которую, как и в стандартный раствор, введено 0,1 г металлического железа, не содержащего алюминия.

Процентное содержание алюминия вычисляют по формуле (22).

В бериллиевой бронзе

Сущность метода. Метод основан на отделении мешающих элементов - меди, свинца, олова, висмута и других в виде сульфидов в щелочной среде. Алюминий от бериллия отделяют осаждением оксихинолином в уксуснокислой среде. Определение алюминия заканчивают фотоколориметрическим методом в виде комплекса с алюминоном.

Выполнение определения. Навеску 1,0 г помещают в стакан емкостью 300 см³ и растворяют в 5 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³). По растворении прибавляют 30 см³ раствора едкого натра (80 г/л) и кипятят в течение 1 мин. Затем прибавляют 20 см³ сульфида натрия (80 г/л) тщательно взбалтывают в течение трех минут, осадок отфильтровывают и промывают водой. Осадок отбрасывают. К раствору прибавляют разбавленной соляной кислоты (1:1) в присутствии индикатора лакмуса и 2 см³ ее в избыток. Раствор нагревают до температуры 40-50°С для коагуляции осадка серы, который затем отфильтровывают и промывают водой. Раствор кипятят до удаления сероводорода. Затем раствор нейтрализуют аммиаком до выпадения осадка гидроокисей, который осторожно растворяют разбавленной соляной кислотой (1:1). Прибавляют 7 г уксуснокислого аммония, 15 см³ раствора оксихинолина (50 г/л) и тщательно перемешивают до выпадения осадка. Осадок с раствором нагревают до температуры 70°С и оставляют на теплой плите в течение часа. Осадок отфильтровывают на плотный фильтр, промывают теплой водой, озоляют и сплавляют с 2 г углекислого натрия. Плав выщелачивают в воде. Раствор фильтруют на фильтр средней плотности, нейтрализуют разбавленной соляной кислотой (1:1) и кипятят до удаления углекислого газа. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу емкостью 100 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть, 5 см³, помещают в стакан емкостью 100 см³ и далее продолжают анализ, как описано во втором варианте, начиная со слов: "Прибавляют 1 каплю фенолфталеина". Процентное содержание алюминия вычисляют по формуле (24).

В оловянистых бронзах

Сущность метода. После отделения олова дегерированием в фильтрате алюминий определяют в виде окрашенного в красный цвет соединения с алюминоном.

Выполнение определения. Навеску 1 г помещают в стакан емкостью 300 см³ и растворяют в 20 см³ разбавленной азотной кислоты (1:1). Раствор осторожно выпаривают до объема 2-5 см³. Прибавляют 2-3 г азотнокислого аммония, 2 см³ разбавленной азотной кислоты (1:1), 80-90 см³ горячей воды и кипятят 5-10 мин. Затем прибавляют бумажной массы, раствор тщательно перемешивают и оставляют стоять до просветления (1-2 ч), осадок отфильтровывают на плотный фильтр и промывают горячим раствором азотнокислого аммония (50 г/л) до полного удаления ионов меди. Осадок отбрасывают. Фильтрат выпаривают до объема 20-30 см³ и переводят в мерную колбу емкостью 100 см³, в которую предварительно добавлено 30 см³раствора едкого натра (400 г/л). Далее продолжают анализ, как описано во втором варианте фотоколориметрического метода с алюминоном.

Процентное содержание алюминия вычисляют по формуле (24).