МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Химико-аналитические методы

Инструкция Ы* 5-Х

ЖЕЛЕЗО

М О С К В А - 1065 г.

МИНИСТЕРСТВО ГБОЛСГОИ СССР Научный Совет по аналитический методам при ВИМСе

Химико-аналитические методы Инструкция )е 5 - X

ФОТОКОЛОРИМЕТРИ ЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗА С СУЛЬФОСАЛИЦИЛОВОИ КИСЛОТОЙ

Всесоюзный научно-исслодовательский институт минерального сырья (ВИМС)

Москва, 1905 г.

В соответствии с приказом Госгеолкома СССР « 229 от 18 мая 196<* г.инструкция * 5 - X рассмотрена и рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применение для анализа рядовых проб.

(Протокол X I от 29.ХП.6<* г.)

Председатель    В.Г.Сочевэнов

Председатель секции химико-аналитических

методов    К.С.Пахомова

Ученый секретарь

Инструкция fc 5 - X рассмотрена в соответствии с приказом Государственного геологического Комитета СССР *г 229 от 18 мая 1964г. Научным Советом по аналитическим методам (протокол It I от 2S.Xil.o4r.) и утверждена ВИМСом с введением в дейотвие с I/ УП-65Г.

ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА С СУЛЬФОСАЛИЦИ-ЛОВОЙ КИСАОТОИ^х/

Сущность метода

Метод основан на способности железа (Ш) образовывать с сульфосалициловой кислотой в аммиачном растворе при pH 8,5-11,5 внутрикомплексное соединение, окрашенное в желтый цвет. Если в растворе присутствует железо (П), то оно, по-видимому, окисляется в щелочной среде каслородом воздуха и интенсивность окраски комплекса будет пропорциональна обиему содержанию железа (1,4). Окраска возникает практически мгновенно и остается устойчивой в течение 2-Э месяцев. Максимум поглощения света раствором сульфосалицилового комплекса железа - около 424 имк. Окраска растворе подчиняется закону Вера в нешироком интервале концентраций железа, преимущественно при малых их значениях.

Определению железа этим методом не мешают ионы фосфата, фторида, умеренные количества марганца, а также сульфат-,хлорид и нитрат-ионы, /'лп подавления диссоциации окрашенного комплекса и для исключения влияния алюминия, оериллия, кальция, магнил, тория, редкоземельных элементов, уменьшавших концентрации свободной сульфосалициловой кислоты в растворе (5*ъ)•необходимо применять не менее, чем 50-кратныи избыток последней.

Медь, никель, кобальт, хром (J), уран (У1) при значительном их содержании мешают определению, образуя с сульфосалици-ловоЯ кислотой ь щелочной среде окрашенные соединения. В присутствии значительных количеств титана (свыше 5$ двуокиси титана) возникающая в растворе слабая желтая окраска устраняется при добавлении избытка аммиака. Напротив, в присутствии больших количеств кальция или магния (10-15$) следует воздерживаться от прибавления большого избытка аммиака во избежание ослабло нип окраски. Наиболее надежно при анализе материалов, содержащих значительные количества кальция, магния и меди, предвари-

х/ Внесена в ИСАИ химико-аналитической лабораторией ~ ВИМС,1*ь4 г.

тельно выделить гидроокись хелеаа аммиаком. Марганец м церий в аммиачных растворах окисляется кислородом воздуха* образуя бурые гидраты окисей (коричнево-красное окрашивание). При небольших количествах их влияния можно избежать прибавлением в раствор соли гидроксиламиыа. Большие количества марганца необходимо предварительно отделять (5*6).

Недопустимо присутствие в растворе перекиси водорода и персульфата* так как они влияет на окраску растворов.

В зависимости от характера исследуемого материала применяется различные методы разложения.

Для пород* содержащих железо в кислоторастворимой форме* достаточно обработки соляной кислотой или смесью соляной и азотной кислот. Силикатные породы с невысоким содержанием крем-некислоты можно непосредственно сплавлять с пиросульфатом калия. Высококремнеземистые материалы разлагается фтористоводородной и серной кислотами.

В ходе полного вкалмза для определения железа отбирает аликвотную часть раствора после отделения кремневой кислоты или после сплавления суммы полуторных окислов с пиросульфатои калия и растворения сплава в разбавленной серной кислоте (2).

Метод позволяет определять от 0,05 до 5% окиси железа.

Допустимые расхождения (3)

Содержание окиси железа, % I Допустимые расхождения, __1_ШлА_

1-5    15 - 9

0,1 - 1    ^0-15

0,05 - 0,1    50 - 40

Реактивы

I. Кислота азотная, d 1_%4^Х^

d. Кислота серная, d !,&<*, рнзбаьлеккая 1:1 и 1:19.

3.    Кислота соляная, <1    1,19    и    разбавленная 1:4

4.    Кислота фтористоводородная, <Ю£-ный раствор

5.    Кислота сульфосалициловая, 25/&-ный раствор. В отсутствие сульфосалкциловой кислоты готовят 25£-ныИ раствор судь-фосалнциловокислого натрия.

х/ «1 -относительная плотность.

Jr 5 - X

6. Аммиак, 25^-кый раствор

/. Гидроксиламин сернокислый.

8.    Калий пиросернокислый (пиросульфат калия).

9.    Натрий углекислый, безводный (сода).

1U. Стандартный раствор железа. 0,1000 г окиси железа х.ч. (для титра) растворяет при слабом нагревании в 20 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1 или перегнанной. Раствор переносят в мерную колбу емкостью I л и доливают водой до метки. 1 мл раствора содержит 0,1 мг окиси железа.

Стандартный раствор железа можно также приготовить из железо-аммонийных квасцов. Для этого 0,6039 г не выветрившихся кристаллов железо-аммонийньех квасцов х.ч. растворяют в 100-- 190 мл серной кислоты 1:19 и доводят объем до I л.водой.

Для установления титра раствора отбирают две аликвотные части по 25 мл, переносят кх в стоканы, прибавляют немного обезволенной бумажной массы, нагревают до кипения и приливают аммиак до явного запаха. Осадки отфильтровывают, промывают горячим 2/г-ным нейтральным раствором азотнокислого аммония, помещают во вэвеженные тигли, высуаивают, озоляют фильтры при хоро-осм доступе воздуха и остатки прокаливают в муфельной печи при 950-1000°С до постоянного веса. Средний из двух вес осадка, деленный на 25% составляет содержание окиси железа в I мл стандартного растворе.

Ход анализа

А. Разложение материала

1. Растворение в соляной и азотной кислотах.

Навеску 0,1-1,0 г (в зависимости от предполагаемого содержания железа) помечают в стакан, смачивают несколькими каплями воды, добавляют 10-20 мл соляной кислоты d 1,19, нагревают и слабо кипятят. Если порода при этом не разлагается, то добавляют 5-7 мл азотной кислоты d 1,4 и продолжают кипячение. Спустя 30-40 минут содержимое стакана разбавляют водой. Признаком полного разложения материала служит отсутствие темных частиц в нерастворимом остатке.

В случае неполного разложения осадок отфильтровывают,промывают 3-4 раза горячей водой, фильтр озоляют и остаток сплав-

s.

► 5 - X

ляют в платиновой тигле с 0,5-1,0 г соды. Сплав растворяют в соляной кислоте (1:ч) и присоединяют к основному раствору. Раствор переводят в мерную колб} емкостью 100 мл, доводят водой до метки и перемешивают.

При анализе пород, содержащих большие количестве кальция, магния, меди, марганца, после полного разчоксния материала раствор осторожно нейтралируют 2>/rNt3i аммиаком до выделения осадка гидроокисей железа и алюминия (частично захватывающих марганец). Реакцию раствора проверяют, смешивая на фарфоровой крышке 2 капли испытуемого раствора с I кеглей цетилового красного: окраска должна быть желто!:, быстро |*..льтру-ют через фильтр средней плотности, осадок промывают о-А раза горячей водой, смывают с фильтра обратно в стакан, пр.смнают фильтр соляной кислотой 1:* , нагревают до растворения, и пс лученный раствор переводят в мерную колбу.

2.    Сплавление с пиросуль^атом калия.

Навеску 0,1-1*0 г помещают i платиновый или фарфоровый тигель, прибавляют 10-кратное количество пяросуль'ата калия г. осторожно нагревают на горелке. Ниросулы-ат плавится л смачивает навеску. Температуру ногревания постепенно повышал,доводя до темно-красного каления, и выдерживают до получения прозрачного сплава. Если при продолжительном сплавлении сплав начинает густеть и затвердевать, то тигель охлаждают, добавляют еще некоторое количество лиросуль*]ота калия, несколько капель серной кислоты d 1,84 и продолжают оглавление. Сплав извлекают кз тигля горячей серной кислотой 1:15 , нагр'-вают до растворения, охлаждают, р.створ переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят водой до метки и перемешивают.

3.    Обработка фтористоводородной и серной кислотами

Навеску 0,1-1,0 г ь платиновой чалке смачиьают водой, при*

диваюг 10 мл <»и£-ной фтористоводородной кислоты, 10 ил серной кислоты 1:1 , нагревают на плитке и, изредка перемешивая, упаривают до появления густых паров серной кислоты. Ь случае неполного разложения материала прибавляет еще 5 мл фтористоводородной кислоты и снова упаривают. После охлаждения смывают стенки чавки водой и вновь упаривают до полного удаления серной кислоты. Остаток в чайке сплавляют на горелке с достаточным количеством лиросульфата калия. Тигель охлаждают, сплав извлекают в стаквн горячей серной кислотой I;19 , нагревают до растворения, раствор переводят в мерную колбу емкостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.

6.

*5 - X

Ь. Определение железа

Раствор, полученный одним из указанных выие способов* фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан и отбирают для определение железа аликвотную часть в мерную колбу емкостью 50 мл. Прибавляют 0*5-1.О г сернокислого гидроксиламина (при незначительном содержании марганца гидроксиламин можно не добавлять) и выдерживают 30 мин.Прибавляют 10 мл 25*-ного раствора иульфосалмикловои кислоты (или 15 мл 15,.г-ного раствора сульфоса лицилонокислого нагрия), Перемевиьоют, приливают 25/6-ный аммиак до появления желтого окраоивания к затем добавляют 5 мл избытка аммиака. Раствор охлаждают, доливают водой до метки и переменивают.

Олноьременно готовят нулевой раствор, не содержащий железо. мля . того в черную колбу емкостью 50 мл вносят гидрокси-лзкии (если он прибавлялся в испытуемый раствор) и сульфоса-лициловую кислоту в количествах, указанных выие, разбавляют водой, прибавляют аммиак до слабого запаха и избыток его 5 мд, доводят до истки водой и переиеоивают.

оптическую плотность испытуемого раствора «вперяют на фотоколориметре ФЭК-Н-57 с светофильтром ► 9 в кювете о тождм-иои слоя 10 ми, по отношению к нулевому раствору.

Параллельно анализу ведут глухой опыт о теми же реактж-

вмми.

Пост^оение_калиб£овочного графика. В мернне колбы емкостью 50 мл отаери1йпт микробюреткои 0; 0,2; 0,5; 1,0; 1*5;

2,0; 2,5; 3,0; ч,0; 5*0 мл стандартного раствора, содержащего 0,1 мг окиси железа в I мл (0; 0,02; 0,05; 0*10; 0*15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,^0; 0,50 мг окиси железа); в каждую колбу наливают по 10 мл 25£-ного раствора сульфосалициловой кислоты (или по 15 мл 15%-ного раствора сульфосалициловокислого натрия) аммиак до появления желтой окоаскм и по 5 мл избытка его. Раствор охлаждают, довавают до метки водой ■ перевеивают. Измеряют оптическую плотность распора по относеяво ж жужевоиу раствору.

Строят график, откладывая по оси абсцисс содержание железа в мг, по оси ординат - величину оптической плотности.

7

Вычисление результатов анализа

Содержание окиси железа в исследуемом материале вычисляют по формуле:

А . О

^F*2°5 ⁼ В.НЛО³

где: А - количество окиси железа, найденное по калибровочному графику, мг;

О - общий объем испытуемого раствора, мл;

В - объем аликвотной части испытуемого раствора, взятой для определения, мл;

Н - навеска, г.

Литература

1.    Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Колориметрический анализ. II.-Л. Госхимиздат, 1951.

2.    Васильев П.И. Методы ускоренного анализа силикатов. М«, Госгеалтехиэдат, 1951.

3.    Изменения и дополнения к "Временной инструкции по внутрилабораторному контролю МГ и ОН СССР", 1962.

4.    Коренман К.И. Быстрое ыикроопределение железа.

Ж. прикд• хим. 7,6,1092 (193**).

5.    Кузнецов В.И. О колориметрическом определении железа с сульфосалициловой кислотой. Зав.лаб.12 , 3 , 278 (19%).

6. Финкельжтейи Л.И., Борецкая В.А. Методы анализа минерального сырья. М., Госгеолтехиздат, 1958, стр.91.

Подписано к печати <Lo/lk-ЬоГ.

Звказ I7G Уч.мзд.л.0,4 Л103646 Тираж 800

Ротапринт ВИМСа