3. Объемный баритовый метод

Сущность метода. Метод основан на сжигании навески в струе кислорода при температуре 1200-1350°С. Образовавшийся при этом углекислый газ поглощают раствором едкого барита, избыток которого оттитровывают раствором щавелевой кислоты в присутствии фенолфталеина.

Реактивы. 1. Дистиллированная вода, прокипяченная в течение 3-4 ч и охлажденная под пробкой, снабженной хлоркальциевой трубкой, заполненной кусочками едкого калл.

2. Кали едкое, раствор (300 г/л).

3. Кислота серная (плотность 1840 кг/м³).

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

5. Титрованный раствор едкого барита, ~0,02-0,03-н.: 3-5 г едкого барита растворяют в 1 л свежепрокипяченной воды при перемешивании. Раствор фильтруют и нерастворимый осадок отбрасывают. Раствору дают отстояться в течение 2-3 суток, сохраняют его в склянке под пробкой, снабженной хлоркальциевой трубкой, заполненной кусочками едкого кали.

6. Титрованный раствор щавелевой кислоты, ~0,02-0,03-н.: 1-2 г щавелевой кислоты растворяют в 1 л свежепрокипяченной воды. Титр щавелевой кислоты устанавливают по соответствующему стандартному образцу, проведенному через все стадии анализа.

7. Плавни: свинец, медь электролитная, железо малоуглеродистое, олово и др.

8. Хромовый ангидрид.

Приборы. Приборы с 1 по 8, перечисленные в газообъемном методе определения углерода, кроме аппарата для измерения объема газов 6.

9. Поглотительный аппарат, в состав которого входят: две изогнутые трубки 10 и 11 диаметром 12-13 мм, высотой 240 мм, емкостью 40 см³, с вплавленными в них стеклянными пластинками с отверстиями 12 для лучшего перемешивания жидкости током кислорода. Трубки укрепляются на специальной подвижной подставке.

10. Хлоркальциевая трубка.

11. Две бюретки емкостью 10 см³, соединенные со стеклянными трубками и пробками с бутылями, содержащими титрованные растворы.

12. Две стеклянные бутыли емкостью 3-5 л с тубусами для хранения титрованных растворов. Бутыли должны быть закрыты пробками, снабженными хлоркальциевыми трубками, заполненными кусочками едкого кали.

Схема установки для определения углерода объемным баритовым методом (рис. 13). Газометр, промывные сосуды для очистки и сушки кислорода, а также печь с фарфоровой трубкой для сжигания расположены по схеме, описанной в газообъемном методе определения углерода.

Рис. 13. Схема установки для определения углерода баритовым методом: 1 - электропечь с силитовыми нагревателями 2 - трансформатор с терморегулятором; 3 - термопара; 4 - газометр; 5 - промывная склянка с раствором едкого кали (300 г/л); 6 - промывная склянка с серной кислотой (плотность 1,84 г/см³); 7 - стеклянный кран для подачи кислорода; 8 - фарфоровая трубка для сжигания; 9 - хлоркальциевая трубка, заполненная хромовым ангидридом; 10 и 11 - поглотительные трубки; 12 - впаянные стеклянные пластинки с отверстиями

Газообразные продукты сгорания вместе с избытком кислорода проходят из трубки 8 через хлоркальциевую трубку, заполненную небольшим количеством хромового ангидрида и пыжом из стеклянной ваты. Хромовый ангидрид служит для окисления сернистых соединений.

Далее газовая смесь проходит через две поглотительные трубки 10 и 11, где углекислота, полученная в результате сгорания навески, поглощается раствором едкого барита, избыток которого оттитровывается раствором щавелевой кислоты.

Выполнение определения. Собрав установку, разогревают печь до требуемой температуры и, убедившись в герметичности ее, пропускают ток кислорода через всю систему со скоростью 4-5 пузырьков в секунду в течение 3-4 мин для вытеснения воздуха, заполняющего прибор. Затем, не прекращая тока кислорода, открывают пробку 13 и наливают из бюретки в первую поглотительную трубку 10 см³ раствора едкого барита. Закрывают пробку и наливают 10 см³ едкого барита во вторую трубку также под током кислорода.

Навеску 0,5-1 г (в зависимости от содержания углерода) помещают в предварительно прокаленную при 1000°С фарфоровую лодочку и добавляют соответствующий плавень.

При помощи крана 7 отключают ток кислорода, открывают резиновую пробку печи со стороны сосудов 5 и 6 для очистки кислорода, берут пинцетом лодочку с навеской и при помощи металлического крючка помещают ее в самую горячую зону печи. Быстро закрывают пробку, открывают кран 7 для подачи кислорода так, чтобы кислород поступал со скоростью 4-5 пузырьков в секунду.

Когда сгорание навески закончится, через 6-8 мин приступают к титрованию. Для этого, не прекращая тока кислорода, во вторую трубку вносят 2-13 капли фенолфталеина и титруют раствором щавелевой кислоты до исчезновения окраски индикатора. После этого открывают пробку 13 у первой поглотительной трубки и под током кислорода прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют раствором щавелевой кислоты так же, как и во второй трубке.

Соотношение титрованных растворов едкого барита и щавелевой кислоты устанавливают в тех же условиях, в которых производится определение, перед началом сжигания навесок после продувания системы кислородом и берут средний отсчет из двух-трех определений.

Титр раствора щавелевой кислоты устанавливают по соответствующему стандартному образцу, сжигая его в тех же условиях.

Процентное содержание углерода вычисляют по формуле:

где Т - титр раствора щавелевой кислоты, выраженный в г углерода;

К - отношение количества см³ раствора щавелевой кислоты к эквивалентному объему раствора едкого барита;

V₁ - количество см³ едкого барита, взятое для поглощения углекислоты;

V₂ - количество см³ раствора щавелевой кислоты, израсходованное на титрование избытка едкого барита;

G - навеска, г.