Химическая пассивация деталей из меди и ее сплавов

Методика анализа раствора

Определение и назначение.

Настоящая инструкция составлена на основании ОСТ 4 ГО. 054. 076 и предназначена для анализа электролита хромирования.

Состав раствора

Калий двухромовокислый, техн. ГОСТ2652-78 -80 – 100 г/л

Кислота серная, техн. ГОСТ2184-77 — 15 –25 г/л

1.Требования техники безопасности при проведении химических анализов

1.1 Наибольшую опасность при работе представляют:

  • токсичность;
  • химико-термический  ожог;
  • электроопасность;

1.2 Источники (носители)  опасности:

  • растворы и электролиты, содержащие свободные кислоты, щелочи, используемые при проведении анализов
  • электрооборудование(контрольно-измерительная аппаратура, сушильные шкафы, электронагревательные приборы), находящиеся под напряжением.
  • концентрированные растворы кислот и щелочей, используемые при проведении анализов.

1.3  Для обеспечения безопасности работающих необходимо:

1.3.1 Работу с токсичными веществами производить при включенной проточно-вытяжной вентиляции;

1.3.2 Использовать индивидуальные средства защиты (халат, очки, резиновые перчатки);

1.3.3 При проявлении запаха горького миндаля сообщить начальнику лаборатории.

1.3.4 Убедиться путем внешнего осмотра в исправности защитного заземления и наружной электропроводки;

1.3.5 Пользоваться спец. одеждой.

1.4  При производстве работ соблюдать «Инструкцию по охране труда для лаборантов хим. лаборатории участка гальваники и очистных сооружений», выполнять требования пожарной безопасности и правил промсанитарии.

2. Оборудование, посуда, реактивы.

2.1. Шкаф вытяжной ШЗНЖ или заводского изготовления.

2.2. Весы аналитические ВЛА-200М ГОСТ 24104-80Е

2.3. Электроплитка ГОСТ 306-76

2.4. Посуда мерная лабораторная ГОСТ 1770-74Е      

2.5. Колбы конические емкостью 250мл ГОСТ 1770-72

2.6. Химические стаканы с носиком емкостью200-300мл ГОСТ 106520-73

2.7. Муфельная печь ТУ16-531-408-72

2.8. Аммиак 25% раствор ГОСТ 3760-79

2.9. Кислота соляная 1:1 ГОСТ 3118-77

2.10. Кислота фосфорная (пл.1,7) ГОСТ 6552-80

2.11. Дифениламин ГОСТ 5825-70

2.12. Спирт этиловый ГОСТ 18300-72

2.13. Барий хлористый ГОСТ 4108-72

2.14. Барий хлористый, 10% ГОСТ 4108-72

2.15. Кислота уксусная, 98% ГОСТ 61-75

2.16. Серебро азотнокислое, 0,5% ГОСТ 1277-75

2.17. Трилон Б, 0,1н ГОСТ 10652-73

2.18. Эрихром черный ЕТ — индикатор ТУ 6-09-1760-77

2.19. Цинк сернокислый, 0,1н ГОСТ4174-77

2.20. Цинк хлористый или сернокислый, 0,1н ГОСТ4529-78

2.21. Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) 0,1н ГОСТ 4208-72

3. Методы анализа

3.1. Определение двухромовокислого калия

3.1.1. Сущность метода.

Метод основан на восстановлении шестивалентного хрома до трехвалентного раствором закисной соли железа по реакции:

К2Сr2O7 + 6FeSO4 + 7H2O = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3.1.2. Ход анализа.

Раствор разводят в мерной колбе и отбирают в коническую колбу 250 мл аликвотную часть раствора, содержащую 1 мл анализируемого раствора, приливают 100мл воды, 2 мл фосфорной кислоты, 2 капли фениламина и титруют  0,1н раствором соли Мора до перехода окраски раствора в зеленую.

3.1.3. Расчет.

  • 0,0049— количество двухромокислого калия, соответствующее 1мл 0,1н раствора соли Мора, г/мл ;
  •  а— количество 0,1н раствора соли Мора, пошедшее на титрование, мл ;
  •  в- количество раствора, взятое на анализ, мл ;
  •  Н— содержание K2Cr2O7 в растворе, г/л ;

3.1.4. Приготовление растворов.

0,1н раствор соли Мора готовят следующим образом: 40г соли растворяют в 100 мл воды, приливают 50 мл серной кислоты(1:1), доливают водой до 1л и перемешивают.    

3.2. Определение серной кислоты.

3.2.1. Сущность метода.

Шестивалентный хром восстанавливают до трехвалентного спиртом. Серную кислоту осаждают хлористым барием

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2 HCl

с последующим отделением осадка сернокислого бария и растворением его в растворе трилона Б при рН = 10,5-11,5. Избыток раствора трилона Б титруют раствором хлористого цинка в присутствии хромогена черного в качестве индикатора.

3.2.2. Ход анализа.  

5 мл анализируемого раствора, помещают в коническую колбу 250мл, разводят водой до 100мл, приливают 10мл 98%-ной уксусной кислоты, нагревают до кипения и, перемешивая приливают 10-15мл горячего 10%-ного раствора хлористого бария. Раствор с осадком сернокислого бария отстаивают в теплом месте 1ч., фильтруют через два плотных фильтра, промывают несколько раз 1%-ным раствором соляной кислоты, затем теплой водой до отрицательной реакции на хлорид ион (качественная проба с азотнокислым серебром).

Промытый осадок вместе с фильтром помещают в колбу, в которой велось осаждение, приливают 100мл воды, 10мл 25%-ного раствора аммиака, 25мл 0,1н раствора трилона Б и нагревают при помешивании до растворения осадка сернокислого бария(не доводя до кипения).Затем раствор охлаждают, добавляют 5мл 25%-ногораствора аммиака (рН = 10,5-11,5), около 0,5г хромогена черного и титруют 0,1н раствором хлористого цинка до перехода окраски раствора из сине-зеленой в винно-красную. 

3.2.3. Расчет.

  • Н— содержание серной кислоты в растворе, г/л ;
  • а  – количество 0,1н раствора трилона Б, добавленное для растворения осадка сернокислого бария, мл;
  • в  – количество0,1н раствора хлористого цинка, израсходованное на титрование избытка 0,1н раствора трилона Б, мл;
  • Т  – титр 0,1н раствора трилона Б по серной кислоте(теоретический титр 0,0049),г/мл;
  • K– соотношение между растворами трилона Б и хлористого (сернокислого) цинка

3.2.4. Приготовление растворов.

Трилон Б 0,1н раствор:

18,6г. Трилона Б  растворяют в 350 мл воды, фильтруют в мерную колбу емкостью 1л, доливают водой до метки и перемешивают

Хромоген черный  ЕТ-00 (индикатор):

0,1г хромогена черного растирают в ступке с 30г. Хлористого натрия до получения однородной смеси. – при применении хлористого цинка, При использовании сернокислого цинка – берется чистый индикатор

Цинк хлористый, 0,1н раствор:

6,82г хлористого цинка растворяют в 100мл воды, к которой предварительно добавлено 15мл соляной кислоты (пл.1,19), переливают в мерную колбу емкостью 1л, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3     2 Метод

3.3.1. Сущность метода    

Метод основан на осаждении серной кислоты хлоридом бария.

H2SO4 + BaCl = BaSO4 + 2 HCl

Хром шестивалентный предварительно восстанавливают в трехвалентный спиртом или глицерином. Cr3+ связывают уксусной кислотой в растворимый устойчивый комплекс.

3Cr2(SO4)3 + 14CH3CO OH + 4H2O = 2 [Cr3(C2H3O2)6(OH)2] . CH3COO + 9H2SO4

Количественно осажденный сульфат бария определяют весовым или объемным методом.

3.3.2. Ход анализа

5мл электролита разбавить в мерной колбе водой до 50мл и отобрать 10мл в коническую колбу емкостью 250мл, разбавить водой до 100мл, прилить 10мл соляной кислоты (1:1), 10мл спирта и нагреть до перехода окраски раствора из желтой в зелёную. Раствор кипятить 25мин. до удаления уксусного альдегида. Прилить 10мл уксусной кислоты, нагреть до кипения и прилить 10-15мл горячего раствора хлористого бария.

Раствор с осадком сернокислого бария кипятить 3-5мин. Осадок отфильтровать через 2 плотных фильтра, стараясь не переводить его на фильтр. Промыть осадок теплой водой до отрицательной реакции на хлор-ион (качественная проба с серебром). Промыть осадок вместе с фильтром, поместить в ту же колбу, где велось осаждение, прилить 100мл воды, 10мл 25%-ного аммиака, 25мл 0,1N раствора трилона Б (пипеткой), нагреть при помешивании до растворения осадка (не доводя до кипения).

Затем раствор охладить и добавить 5мл аммиака (рН 10,5-11,5), несколько крупинок хромогена черного и титровать 0,1N раствором сернокислого цинка до перехода окраски из сине-зеленой в винно-красную.

3.3.3. Расчет

  • а – количество 0,1N раствора трилона Б, добавленное к пробе, мл;
  • в – количество 0,1N раствора сернокислого цинка, израсходованное на титрование избытка трилона Б;
  • Т – титр 0,1N раствора трилона Б по серной кислоте (теоретический титр 0,0049), г/мл.

3.3.4. Приготовление растворов

Для приготовления 0,1N раствора сернокислого цинка надо взять навеску 14,37г, ZnSO4.7H2O на 1 литр.