Методы определения кальция в алюминиевых сплавах

1. Весовой метод определения кальция в виде окиси кальция

Сущность метода. Метод основан на образовании труднорастворимого соединения щавелевокислого кальция при рН = 4 по реакции:

От основного компонента алюминия кальций отделяют в щелочном растворе карбонатом натрия. Железо отделяют аммиаком в виде гидроокиси, марганец - окислением бромом до двуокиси. В фильтрате после осаждения кальция щавелевокислым аммонием определяют содержание магния.

Реактивы. Аммоний сернистый, свежеприготовленный.

Выполнение определения. Навеску 0,5-2,0 г образца помещают в стакан емкостью 400-500 см³, прибавляют 0,5 г углекислого натрия и небольшими порциями 20-25 см³ едкого натра (250 г/л).

Вначале растворение протекает бурно, поэтому необходимо охлаждение.

По окончании растворения прибавляют 45-50 см³ воды, нагревают до кипения и кипятят в течение 10-15 мин. Осадку дают отстояться, затем фильтруют и промывают 4-5 раз горячим раствором углекислого натрия (10 г/л). Осадок на фильтре растворяют в 40 см³ разбавленной соляной кислоты (1:1) с несколькими каплями азотной кислоты, собирая раствор в стакан, в котором производилось осаждение. Фильтр промывают 5-6 раз горячей водой, помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают. Остаток растворяют в 5-6 см³ НCl (плотность 1190 кг/м³). Полученный раствор присоединяют к основному.

К объединенному раствору прибавляют 5 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³), 10 г хлористого аммония, разбавляют водой до 150-200 см³, нагревают до кипения, прибавляют 3 капли индикатора метилового красного и сумму гидроокисей осаждают аммиаком. Осадок отфильтровывают, промывают 8-10 раз горячим раствором хлористого аммония (20 г/л) (предварительно нейтрализованным соляной кислотой по метиловому красному), растворяют в горячей разбавленной соляной кислоте (1:1) и затем повторяют осаждение гидроокисей аммиаком с добавлением 5-7 г хлористого аммония, как указано выше. Фильтрат от первого осаждения гидроокисей аммиаком сохраняют. После второго осаждения гидроокисей аммиаком осадок отфильтровывают, 8-10 раз промывают горячим раствором хлористого аммония (20 г/л) и отбрасывают.

Фильтрат прибавляют к основному раствору. К объединенному раствору прибавляют соляную кислоту (плотность 1190 кг/м³) до кислой реакции по метиловому красному и в избыток 5 см³; выпаривают до момента кристаллизации солей. Прибавляют 30 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и выпаривают досуха (под стеклом). Соли растворяют в 50-60 см³ воды, прибавляют 1-2 капли индикатора метилового оранжевого, 20 см³ бромной воды, аммиака (плотность 900 кг/м³) до изменения окраски и избыток 2 см³ и нагревают до кипения. Осадок двуокиси марганца отфильтровывают, промывают 6-8 раз теплой водой и отбрасывают. Фильтрат нейтрализуют разбавленной соляной кислотой (1:1) в присутствии индикатора метилового красного и кипятят до просветления раствора.

К раствору прибавляют 20 см³ бромной воды, аммиака (плотность 900 кг/м³) до изменения окраски, нагревают до кипения и кипятят в течение 2-3 мин. Осадок двуокиси марганца отфильтровывают и промывают, как указано выше.

В фильтрате определяют содержание кальция и магния. Для этой цели к раствору прибавляют соляную кислоту (плотность 1190 кг/м³) до кислой реакции и 2-3 см³ в избыток. Раствор нагревают до кипения, затем осторожно при перемешивании приливают 20 см³ раствора щавелевокислого аммония (40 г/л) и аммиака (плотность 900 кг/м³) по каплям до изменения окраски индикатора, кипятят в течение 1-2 мин и оставляют стоять в течение 12 ч. Осадок оксалата кальция отфильтровывают на плотный фильтр, содержащий небольшое количество бумажной массы, стакан и фильтр с осадком промывают 8-10 раз теплым раствором щавелевокислого аммония (1 г/л). Фильтрат сохраняют для определения магния. Осадок на фильтре растворяют в 20 см³ разбавленной соляной кислоты (1:1), собирая раствор в стакан, в котором производилось осаждение. Фильтр промывают 6-8 раз разбавленным раствором соляной кислоты (2:98). Раствор разбавляют водой до 100-150 см³ и повторяют осаждение кальция 10-15 см³ раствора щавелевокислого аммония, как описано выше, и оставляют стоять в течение 3-4 ч. Осадок фильтруют на плотный фильтр и промывают 8-10 раз теплым раствором щавелевокислого аммония (1 г/л). Фильтрат от осадка присоединяют к основному фильтрату для определения магния.

Фильтр с осадком помещают в прокаленный и взвешенный платиновый тигель, осторожно озоляют и прокаливают при. температуре 1000-1100°С. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Взвешивание производят быстро в тигле, покрытом крышкой.

Процентное содержание кальция вычисляют по формуле:

где А - вес окиси кальция, г;

0,7147 - переводный множитель;

G - навеска образца, г.