Шпаргалка по "Химии"

    Основные  точки контроля производства серной кислоты башенным методом:

    - анализ сырья (колчедана): определение  влаги, серы, полуторных окислов, железа, алюминия, кремния, мышьяка, меди, кальция, магния, селена, теллура, углерода;

    - анализ огарка: определение серы, полуторных окислов, железа, алюминия, кремния, меди, цинка, кальция, магния, кобальта;

    - определение сернистого ангидрида,  мышьяка и селена в газах;

    - определение сернистого ангидрида и окислов азота в газах;

    - определение окиси и двуокиси  азота в газах;

    - определение кислорода и окислов  азота в газах;

    - анализ серной кислоты: определение  концентрации серной кислоты и окислов азота;

    - определение окислов азота в  нитрозилсерной кислоте;

    - анализ конечного продукта: определение  серной кислоты, окислов азота (N203), селена.

27. Фотоколориметрическое  определение общего  содержания железа (III) в серной кислоте

    Трехвалентное железо с сульфосалициловой кислотой образует внут- рикомплексное соединение, окрашенное в фиолетовый цвет:

    

    +

    

 

    В зависимости от рН среды возможно образование комплексных соединений и другого состава, поэтому реакцию следует проводить в строго определенных условиях.

    Реактивы:

    - а-динитрофенол; водный раствор,  насыщенный при 15—20°;

    - сульфосалициловая кислота: 

    - тропеолиновая бумага: полоски фильтровальной  бумаги смачивают 0,1%- ным раствором тропеолина 00 и высушивают в атмосфере, не содержащей паров аммиака и кислот;

    - соляная кислота, пл. 1,19; 0,1 н. раствор;

    - железоаммонийные квасцы, стандартный  раствор: 

    - азотная кислота, пл. 1,12;

    - "аммиак водный, 5%- и 10%-ный водные "растворы.

    Построение  калибровочной кривой. Из микробюретки в мерные колбы емкостью 100 мл вливают 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 и 8 мл раствора 2; добавляют 3 мл раствора а-динитрофенола, перемешивают и нейтрализуют 5%-ным раствором аммиака до пожелтения: Если же'растворы окрашены в желтый цвет, то сразу после прибавления а-динитрофенола их следует обесцветить 0,1 н. раствором соляной кислоты.

    После нейтрализации аммиаком во все колбы  добавляют по 2,5 мл раствора сульфосалициловой кислоты, объем растворов доводят водой до метки, растворы тщательно перемешивают и выдерживают 15 мин. Затем измеряют оптическую плотность раствора в фотоколориметре с зеленым светофильтром в кювете толщиной слоя 30 мм и строят кривую зависимости оптическая плотность О — концентрация с.

    Выполнение  определения. Навеску 25 г анализируемой серной кислоты, взятой с точностью до 0,01 г, количественно переносят в стакан емкостью 250 мл, в который предварительно налито 50 мл дистиллированной воды, перемешивают, добавляют 3 мл азотной кислоты (пл. 1,12) и кипятят 10 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную» колбу емкостью 250 мл, стакан обмывают водой, собирая промывные воды в ту же колбу, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Затем 10 мл раствора переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, добавляют 3 мл раствора а-динитрофенола и нейтрализуют 5%-ным раствором аммиака до слабого пожелтения. После этого приливают 2,5 мл раствора сульфосалициловой кислоты и объем раствора доводят водой до метки. Раствор перемешивают и дают постоять 15 мин. Оптическую плотность раствора измеряют в фотоколориметре в условиях, аналогичных измерениям стандартных растворов. По найденной оптической плотности анализируемого раствора по градуировочному графику находят концентрацию железа в миллиграммах. Процентное содержание железа X вычисляют по формуле

    

    

    где с — количество железа, найденное по градуировочной кривой, мг; g — навеска испытуемой кислоты, г.

28. Контроль в производстве  фосфорной кислоты

    Фосфорная кислота широко применяется в  производстве концентрированных и сложных удобрений. Обычно используют термическую или экстракционную фосфорную кислоту. Термическая фосфорная кислота содержит небольшое количество примесей (обычно менее 1 %), которые не мешают определению Р206 прямым титрованием щелочью. Экстракционную кислоту получают разложением природных фосфатов. Она содержит значительное количество примесей (серную и кремнефтористоводородные кислоты, железо, алюминий, кальций, магний, щелочные металлы и др.). Прямое титрование экстракционной кислоты приводит к искаженным результатам, так как при титровании первого иона водорода (по метиловому оранжевому) одновременно титруется серная и кремнефтористоводородная кислоты: В результате затрачивается дополнительное количество щелочи. В экстракционнойфосфорной кислоте определяют содержание Р206, S03 ион F-, общее содержание полуторных окислов Fe203, СаО и MgO. В зависимости от состава исходного сырья и метода производства экстракционной кислоты могут быть различные примеси и в различных количествах. Фосфорная кислота, получаемая в дигидратном процессе, содержит от 20 до 32% Р206, до 2% фтора и 3% серного ангидрида. Кислота, получаемая в ангидридном процессе, содержит 43—45% Р206, 5—6% серного ангидрида, около 0,5% фтора. Упаренная фосфорная кислота содержит 54—55% Р2Об, 0,2—0,4% фтора и серный ангидрид (в зависимости от его содержания в неупаренной кислоте).

    В любой кислоте Р205 можно определить весовым цитратным методом в виде Mg2Pa07. При малом содержании фтора (0,5—0,6%), что обычно связано с высокой концентрацией фосфорной кислоты в растворе, Р206 можно определить методом прямого титрования или хроматографическим методом, так как в этих условиях фтор мало влияет на результаты анализа.

    Кислоты, содержащие до 25% Р205, можно определять фотоколо- метрическим методом.

29. Определение фосфорной  и серной кислот 

    При получении фосфорной кислоты экстракционным методом очень важным является определение в реагирующей массе содержания серной (избыток или недостаток ее) и фосфорной кислот. В реакционной массе могут одновременно присутствовать H2S04 и Н3Р04 (при избытке H2S04):  

    Если  расход щелочи с метиловым оранжевым  больше, чем при титровании с фенолфталеином, значит, имеется избыток серной кислоты, если меньше, то недостаток.

    Положим, на титрование с метиловым оранжевым  израсходовано vx мл 0,1 н. раствора едкого натра. При дальнейшем титровании с фенолфталеином израсходовано v2 мл 0,1 н. раствора едкого натра, причем vx > v2, следовательно, присутствует смесь серной и фосфорной кислот. Зная vs и v2, можно рассчитать количество граммов на литр серной и фосфорной кислот.

30. Определение фосфорной  кислоты фотоколориметрическим  методом

    Метод основан на измерении синей окраски  раствора фосфорномолибденовой гетерополикислоты. Фосфорная кислота с молибдатом аммония в кислой среде образует комплексное соединение, окрашивающее раствор в лимонно-желтый цвет (а-форма):

 

    В присутствии восстановителей а-форма  переходит в р-форму, которая окрашивает раствор в синий цвет:

    

    Р-Форма  представляет собой устойчивое соединение, при помощи которого можно определять небольшие количества фосфора. Восстановители при этом должны быть не слишком сильными, чтобы не восстанавливать молибден, входящий в реактив (NH4)2Mo04, что может привести к завышенным результатам. Обычно для восстановления используют SnCl2, FeS04, Na2S03, гидразин, аскорбиновую кислоту и др. Интенсивность синей окраски пропорциональна содержанию фосфора.

31. Определение основного  вещества в кальцинированной  соде объемным  методом

    Кальцинированная  сода Na2C03 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Определение содержания основного вещества Na2C03. Метод основан на титровании углекислого натрия кислотой. Реакция протекает в две стадии:

    Затем образовавшийся бикарбонат натрия реагирует  дальше с соляной кислотой:

    

    Кривая  титрования Na2C03 кислотой имеет два  скачка, и характеризуется двумя точками эквивалентности. Первая точка эквивалентности наступает после того, как весь Na2C03 нейтрализован кислотой по уравнению (а). Раствор в точке эквивалентности содержит только NaHC03 и NaCl. Значение рН в точке эквивалентности определяют по формуле

    

    

    Наиболее  подходящим индикатором в этом случае для установления точки эквивалентности  является фенолфталеин. Вторая точка  экви- валетности наступает после  того, как весь NaHC03 нейтрализован  по уравнению (б). Раствор во второй точке эквивалентности содержит NaCl и насыщен углекислым газом. Величина рН в этой точке эквивалентности соответствует

    

    

    Титрование  до второй точки эквивалентности  проводят в присутствии метилового оранжевого.

    Грамм-эквивалент Na2C03 при определении по фенолфталеину  равен грамм-молю, а при титровании по метиловому оранжевому — половине грамм-моля.

32. Определение кальция  и магния в фосфорных  удобрениях

    Определение кальция. Кальций осаждают в виде оксалата из уксуснокислого раствора:

    

    Осадок  растворяют в серной кислоте:

    

    Выделившуюся  щавелевую кислоту титруют пепманганатом калия:

    

    Осаждение кальция ведут при строго определенном значении рН 4,0 в присутствии индикатора метилового оранжевого или бромкрезоло- вого зеленого, так как при указанном рН полуторные окислы образуют растворимые комплексные соединения со щавелевой кислотой и не мешают определению.

    Определение магния. Сначала определяют общее содержание кальция и магния титрованием их раствором трилона Б:

    

    

    Аналогично  идет реакция с ионами кальция. По количеству израсходованного на титрование раствора трилона Б определяют общее содержание кальция и магния в пересчете на СаО (в процентах). Из полученной величины вычитают количество окиси кальция, найденное титрованием его перманганатом калия (см. формулу VII, 20). Полученный результат пересчитывают на процентное содержание окиси магния при помощи коэффициента пересчета К, который находят следующим образом:

    

    

    Определению мешают железо и алюминий, которые  осаждают раствором аммиака в виде гидроокисей.

33. Отбор проб металлов  и сплавов

    Отбор проб. Технические продукты, как правило, не бывают однородными. Поэтому отбор средней пробы и правильная ее подготовка для анализа имеют исключительно важное значение. Средняя проба — небольшое взятое из общей массы количество вещества, средний состав которого идентичен среднему составу всего испытуемого продукта. Самый точный анализ неправильно взятой средней пробы создает неверное представление о составе и свойствах анализируемого продукта. Поэтому взятие средней пробы является одной из важнейших операций при контроле качества сырья, материалов и готовой продукции. Решающее значение имеет методика отбора средней пробы. Отбор проб производят очень тщательно.

    Способ отбора пробы зависит от агрегатного состояния и степени однородности вещества. Чем однороднее вещество, тем легче взять его среднюю пробу. На заводах отбор средних проб и их подготовку проводит отдел технического контроля (ОТК). Подготовленную для анализа пробу готовой продукции делят на две части. Одну часть отправляют на анализ в лабораторию, а другую хранят установленное время (3—6 месяцев) на случай арбитражной проверки.

    Методы отбора проб конкретных продуктов и материалов обычно описываются в стандартных и технических условиях.

    В металлических отливках неоднородность возникает в результате ликвации — расслаивания при затвердении вследствие разных плотностей отдельных компонентов. К неоднородности приводит также сегрегация материала. Сегрегация — расслаивание материала по степени его дисперсности, которое происходит при перевозке, тряске и пересыпке материала. При этом мелкие куски располагаются ближе к нижней части тары, а более крупные — к поверхности.

    Способ отбора пробы зависит не только от состояния материала (сыпучий, кусковой), но и от того, поступает материал без упаковки или в таре (мешки, бочки, цистерны). При этом надо учитывать степень однородности материала, условия хранения, явления сегрегации и ликвации.

    Объектом  анализа может быть как однородное, так и неоднородное вещество. Обычно приходится работать с неоднородными  веществами, средний состав которых  надо определить. Поэтому важной задачей аналитика является отбор представительной средней пробы

    Процесс отбора состоит из ряда операций: измельчение, просеивание, квартование. Каждая операция оказывает влияние на правильность отбора средней пробы и, следовательно, представительной пробы.