Методы определения цинка

1. Весовой фосфатный метод (для сплавов на медной основе, не содержащих олова)

Сущность метода. Метод основан на осаждении цинка в нейтральном растворе при рН = 6,6 в виде двойной соли фосфата цинка и аммония состава NH₄ZnPO₄·Н₂O, переходящего при прокаливании в пирофосфат цинка Zn₂P₂O₇ по реакциям:

Метод применим после предварительного отделения меди электролизом и цинка в виде сульфида.

Реактивы. 1. Смесь муравьинокислая: к 200 см³ муравьиной кислоты прибавляют 250 см³ сернокислого натрия, 30 см³ аммиака (плотность 900 кг/м³), разбавляют водой до 1 л.

2. Спирт ректификат, разбавленный (1:1).

Выполнение определения. Навеску 0,5 г образца помещают в стакан емкостью 300 см³, прибавляют 10 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и растворяют при нагревании. Раствор кипятят до удаления окислов азота.

Раствор охлаждают, разбавляют водой до объема 150 см³, нейтрализуют аммиаком (плотность 900 кг/м³) до выпадения основных солей меди, которые растворяют прибавлением по каплям азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и дают 4 см³ ее в избыток. Затем прибавляют 4 см³ серной кислоты (1:11).

Раствор кипятят и отделяют медь электролизом при силе тока 1,5-2 а. К электролиту после отделения меди прибавляют 30 см³ соляной кислоты (плотность 1190 кг/м³), 30 см³ азотной кислоты (плотность 1400 кг/м³) и разрушают аммонийные соли кипячением. Последнюю операцию повторяют дважды. Затем прибавляют 15 см³ серной кислоты (1:1) и выпаривают до выделения ее паров^*.

^* (В случае неполного осаждения меди электролизом Остаток ее отделяют сероводородом из 5%-ного кислого раствора.)

По охлаждении растворяют соли в воде, прибавляют 3-4 капли метилоранжа и нейтрализуют аммиаком (плотность 900 кг/м³) до появления неисчезающего осадка гидроокиси цинка. Прибавляют 15 см³ раствора лимонной кислоты (400 г/л) и аммиака (плотность 900 кг/м³) по каплям до изменения окраски раствора в желтый цвет. К раствору приливают 25 см³ муравьинокислой смеси, разбавляют водой до объема 200 см³, нагревают до кипения и пропускают сероводород в течение 40 мин. Выдерживают раствор на теплой плите в течение 30 мин для полной коагуляции осадка и фильтруют на фильтр средней плотности с добавлением небольшого количества бумажной массы. Осадок промывают 8-10 раз холодным раствором муравьиной кислоты (4:1000), а затем на фильтре растворяют в горячей соляной кислоте (1:1), собирая раствор в стакан, в котором производилось осаждение, и промывают фильтр 6-8 раз горячей водой. Раствор кипятят до удаления запаха сероводорода.

К раствору прибавляют 2-3 капли метилового оранжевого, аммиак (плотность 900 кг/м³) до изменения окраски раствора и затем осторожно приливают соляную кислоту (плотность 1190 кг/м³) до слабокислой реакции. Раствор разбавляют водой до объема 200 см³, нагревают до кипения и медленно, по каплям, прибавляют 25 см³ раствора двузамещенного фосфорнокислого аммония (100 г/л) (нейтрализованного аммиаком по фенолфталеину до слабо-розовой окраски) при энергичном перемешивании до тех пор, пока осадок не станет кристаллическим, и затем прибавляют 10 см³ его в избыток, нагревают до кипения, кипятят в течение 10 мин и оставляют стоять в течение 12 ч.

Осадок отфильтровывают на два плотных фильтра и промывают 5-6 раз раствором двузамещенного фосфорнокислого аммония (10 г/л), нейтрализованным по фенолфталеину. Осадок растворяют в горячей соляной кислоте (1:11) и повторяют осаждение цинка.

При повторном осаждении берут 20 см³ раствора двузамещенного фосфорнокислого аммония (100 г/л). Осадок промывают 10-15 раз раствором фосфорнокислого аммония (10 г/л) и затем 5 раз 50%-ным спиртом.

Осадок помещают во взвешенный платиновый тигель, прокаливают при температуре 800°С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Процентное содержание цинка вычисляют по формуле:

где А - вес осадка пирофосфата цинка, г;

0,4291 - множитель для пересчета с пирофосфата цинка на цинк;

G - навеска образца, г.