1. Электролитический метод

Сущность метода. Метод основан на выделении меди электролизом на платиновом сетчатом катоде в азотно-сернокислом растворе при силе тока 1-1,5 а и напряжении 2-3 в. Определение заканчивают весовым методом по количеству выделившейся меди.

Электролитическое выделение меди в присутствии больших количеств трехвалентного железа невозможно вследствие окисления металлической меди трехвалентным железом. При анализе материалов, содержащих железо, мышьяк и другие мешающие компоненты, электролитический метод определения меди применим только после предварительного отделения ее тиосульфатом натрия или другими реагентами.

Выполнение определения. Навеску 1 г образца помещают в стакан емкостью 300 см³, прибавляют 15 см³ свежеприготовленной серной кислоты (1:1), 5 см³, азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и растворяют сначала на холоду, затем осторожно нагревают до полного растворения. Обмывают стенки стакана водой и кипятят до удаления окислов азота. Разбавляют раствор горячей водой до объема 150 см³ и нагревают до кипения. Раствор кипятят 1 мин и ставят на электролиз. Электролиз проводят с применением сетчатых платиновых электродов при силе тока 1,5 а в течение 3-4 ч. Для проверки полноты выделения меди приливают 20 см³ воды и продолжают электролиз еще в течение 15 мин. Отсутствие меди на свежепогруженных частях катода указывает на окончание электролиза.

Не прерывая тока, электроды промывают последовательно в двух стаканах с водой, затем выключают ток, катод промывают спиртом, высушивают его при температуре 105-110°С в течение 5-7 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Процентное содержание меди вычисляют по формуле:

где А - вес осадка металлической меди, г;

G - навеска образца, г.

В электролите определяют медь фотоколориметрическим пиридино-родановым методом. Для этого поступают следующим образом.

Электролит выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, прибавляют 10 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и снова выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 20 см³ катионированной воды и фильтруют в мерную колбу емкостью 50 см³, разбавляют до метки катионированной водой и перемешивают. Берут аликвотную часть 10 см³, помещают в градуированную пробирку с притертой пробкой, прибавляют 1 см³ раствора лимонной кислоты (500 г/л), 2 капли фенолфталеина и нейтрализуют, прибавляя по каплям раствор едкого натра (250 г/л) до появления розовой окраски. Затем подкисляют 1-н. раствором серной кислоты до исчезновения окраски. Прибавляют 6 см³ раствора роданистого аммония (100 г/л), 1 см³ пиридина и 10 см³ хлороформа. Хорошо встряхивают и дают отстояться. Хлороформенный слой сравнивают со стандартным раствором меди методом уравнивания окраски. Для этого в одну из пробирок прибавляют все реактивы и затем стандартный раствор меди до одинаковой окраски с испытуемым раствором. Найденное количество меди приплюсовывают к основному, полученному путем электролиза.

Сущность метода. Метод основан на выделении олова дегерированием в азотнокислом растворе в виде β-метаоловянной кислоты с последующим фильтрованием и промыванием.

Реакция протекает по уравнению:

Осадок β-метаоловянной кислоты растворяют в горячем растворе едкого натра.

Уравнение реакции:

Адсорбированные β-метаоловянной кислотой небольшие количества меди осаждают сернистым натрием, растворяют и присоединяют к основному раствору.

Выполнение определения. Навеску 1 г образца помещают в стакан емкостью 300 см³, прибавляют 30 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и растворяют при умеренном нагревании. По окончании растворения стенки стакана обмывают водой и раствор выпаривают до выделения солей. Соли растворяют в 2 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³), разбавляют раствор горячей водой до объема 150-200 см³, прибавляют немного бумажной массы, кипятят 2-3 мин и выдерживают на теплой плите в течение двух часов. Выделившуюся метаоловянную кислоту фильтруют на плотный фильтр и промывают 8-10 раз горячим раствором азотной кислоты (3:97). Фильтрат сохраняют. Фильтр с осадком помещают обратно в стакан и растворяют олово в 100 см³ горячего раствора едкого натра (100 г/л). Прибавляют 100 см³ горячей воды, 15 см³ раствора сернистого натрия (50 г/л) и кипятят 2-3 мин. Дают осадку хорошо отстояться и затем фильтруют на фильтр средней плотности. Осадок промывают 6-8 раз холодным раствором сернистого натрия (10 г/л). Осадок помещают в фарфоровый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 500-600°С. Остаток растворяют в тигле с 3-5 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³), разбавляют 3-5 см³ воды и фильтруют. Полученный раствор присоединяют к основному.

Раствор нейтрализуют аммиаком (плотность 900 кг/м³) до выпадения основных солей меди, затем снова подкисляют азотной кислотой (плотность 1400 кг/м³) до растворения образовавшихся солей. К раствору прибавляют 4 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³), 4 см³ серной кислоты (1:1), 10 см³ азотнокислого аммония (500 г/л), разбавляют раствор водой до объема 200 см³, нагревают до кипения и кипятят 1 мин. Выделяют медь электролизом при силе тока 1 а в течение 12-14 ч.

Электрод должен быть полностью покрыт раствором во избежание окисления меди.

По окончании электролиза электролиты выпаривают до объема 5-10 см³ и разрушают аммонийные соли. Для этого прибавляют 25 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и 25 см³ соляной кислоты (плотность 1190 кг/м³), закрывают стакан стеклом и кипятят раствор до объема 10-15 см³ Операцию повторяют и затем выпаривают раствор до паров серной кислоты. Растворяют соли в воде и проверяют на присутствие меди фотоколориметрическим пиридино-родановым методом, как описано в варианте А.

Процентное содержание меди вычисляют по формуле (10).