8. Трилонометрический метод (в цинковых и медных сплавах)

Сущность метода. Метод основан на осаждении алюминия в слабокислом растворе фтористым натрием в виде криолита с предварительным связыванием мешающих компонентов комплексообразователем - двузамещенным лимоннокислым аммонием. Криолит алюминия растворяют в смеси борной и соляной кислот. Затем алюминий отделяют в виде оксихинолята алюминия и заканчивают определение титрованием трилоном Б в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого.

Уравнения реакций:

Реактивы. 1. Аммоний щавелевокислый, насыщенный раствор (80 г/л).

2. Комплексообразователь: 1 объем раствора лимоннокислого аммония двузамещенного (400 г/л) смешивают с 1 объемом насыщенного раствора щавелевокислого аммония.

3. Ортооксихинолин, раствор (50 г/л): 50 г ортооксихинолина растворяют в 50 см³ 80%-ной уксусной кислоты, прибавляют 950 см³ воды и растворяют при нагревании (температура 60°С). По растворении охлаждают и фильтруют.

4. Смесь борной и соляной кислот.

К 300 см³ насыщенного раствора борной кислоты (при температуре 40-50°С) прибавляют 500 см³ соляной кислоты (плотность 1190 кг/м³), 1200 см³ воды и перемешивают.

5. Трилон Б, раствор: 18,6 г трилона Б растворяют в небольшом количестве воды. Раствор фильтруют и разбавляют до литра водой и перемешивают.

6. Цинк, уксуснокислый раствор: 11,0 г уксуснокислого цинка растворяют в 1 л воды.

7. Буферный раствор: аммоний уксуснокислый (100 г/л).

Выполнение определения. Навеску 0,3-0,5 г образца в зависимости от содержания алюминия помещают в стакан емкостью 400 см³ и растворяют в 30 см³ соляной кислоты (плотность 1150 кг/м³). По растворении прибавляют по каплям азотную кислоту (плотность 1370 кг/м³) до прекращения вспенивания. Затем прибавляют 20 см³ разбавленной серной кислоты (1:1) и выпаривают до паров серной кислоты.

Раствор охлаждают, стенки стакана обмывают водой и снова выпаривают до паров серной кислоты. Выпавшие соли растворяют в 50 см³ воды. Раствор охлаждают, прибавляют аммиак (плотность 900 кг/м³) до выпадения осадка гидроокисей, которые растворяют в разбавленной серной кислоте (1:1), и прибавляют 12-14 капель в избыток. К холодному раствору прибавляют 30 см³ раствора комплексообразователя и перемешивают. Затем прибавляют 60-80 см³ раствора фтористого натрия (35 г/л) и вновь перемешивают в течение 10-15 мин. Осадку дают отстояться в течение 20-30 мин, затем фильтруют на шарик из бумажной массы, промывают 3-4 раза стакан, в котором производилось осаждение, и осадок 8-10 раз раствором фтористого натрия (5 г/л).

Осадок на фильтре растворяют в 80-100 см³ горячей смеси борной и соляной кислот, раствор собирают в стакан, в котором производилось осаждение. После растворения осадка фильтр промывают 5-6 раз горячей водой, подкисленной борно-соляной смесью.

Раствор нейтрализуют аммиаком (плотность 900 кг/м³) в присутствии индикатора метилового красного до изменения окраски, а затем прибавляют соляную кислоту (плотность 1140 кг/м³) до появления розовой окраски и 5 капель в избыток. К раствору прибавляют 25-30 см³ раствора ортооксихинолина (50 г/л) (в зависимости от содержания алюминия до 1% или выше) и 10 см³ раствора уксуснокислого аммония (200 г/л). После энергичного перемешивания и появления мути прибавляют 25 см³ раствора уксуснокислого аммония (200 г/л) и 5 см³ аммиака (плотность 900 кг/м³).

После перемешивания раствор нагревают приблизительно до 60°С и оставляют стоять на теплом месте в течение 30 мин. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 10-12 раз теплой водой. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, покрывают слоем щавелевой кислоты (для предупреждения улетучивания оксихинолята алюминия), осторожно озоляют при температуре 450-600°С. К осадку прибавляют 5 г углекислого натрия и производят сплавление при температуре 1000°С в течение часа. Плав выщелачивают в воде. Раствор переносят в мерную колбу емкостью 250 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата. Аликвотную часть, 1О0 см³, помещают в коническую колбу емкостью 250 см³, прибавляют 25 см³ раствора трилона Б, 1-2 капли метилрота, нейтрализуют соляной кислотой (плотность 1140 кг/м³) до изменения окраски индикатора и добавляют ее в избыток в количестве 1 см³. Раствор кипятят 5-6 мин, нейтрализуют разбавленным аммиаком (1:1) до изменения окраски индикатора. Затем прибавляют 10 см³ буферного раствора (рН = 5,5), охлаждают, прибавляют 10 капель свежеприготовленного водного раствора ксиленолового оранжевого (0,5 г/л) и титруют раствором уксуснокислого цинка до изменения окраски индикатора. Соотношение растворов трилона Б и уксуснокислого цинка устанавливают в тех же условиях.

Титр раствора уксуснокислого цинка устанавливают по соответствующему стандартному образцу, проведенному через все стадии анализа. Холостую пробу также проводят через все стадии анализа.

Процентное содержание алюминия вычисляют по формуле:

где Т - титр раствора уксуснокислого цинка, г;

V₁ - количество раствора трилона Б, см³;

К - отношение количества раствора уксуснокислого цинка к эквивалентному объему раствора трилона Б;

V₂ - количество раствора уксуснокислого цинка, израсходованное на титрование избытка раствора трилона Б, см³;

G - навеска образца, г.

Следует применять кислоты перегнанные, воду - катионированную.