Способ определения карбонатного углерода в твердых материалах Советский патент 1985 года по МПК G01N31/16 C01B31/24 

о:

Nj

сл

00

4;

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в геологии, горно-добывающей промышленности и при обогащении полезных ископаемых, для изучения химического состава руд и продуктов их обогащения.

Известен способ определения карбонатного углерода в железных рудах, включающий разложение навески в концентрированной фосфорной кислоте и последующее поглощение выделившегося при разложении карбонатов диоксида углерода раствором гидроксида калия на газоанализаторе 1.

Недостаток данного способа - его сложность из-за необходимости работы с концентрированной кислотой и стеклянной аппаратурой, исключающей возможность его применения в рядовых лабораториях и полевых условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения карбонатного углерода в твердых материалах, включающий разложение анализируемого материала раствором соляной кислоты (1:4) в присутствии 20/о-ного раствора сернокислой меди при комнатной температуре в течение четырех часов, поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование 2.

Однако при анализе марганцевых руд находящиеся в них природные минералы пиролюзит, манганит, браунит и др. содержат диоксид марганца, являющийся окислителем, и при взаимодействии которого с соляной кислотой выделяется хлор, а поглощение последнего раствором щелочи приводит к повышению результатов анализа и понижению точности определения (до 20%). Кроме того, известный способ длителен. Время, затрачиваемое на одно определение, составляет 6ч.

Целью изобретения является повышение точности определения при анализе марганцевых руд и ускорение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения карбонатного углерода в твердых материалах, включающему разложение анализируемого материала раствором серной кислоты, разбавленной водой в соотношении 1:3-4, при 50-70°С, поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование, используют серную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:3-4.

Кроме того, разложение проводят при 50-70°С.

Разложение анализируемого материала при 50-70°С серной кислотой, разбавленной водой в соотношении 1:3-4, не вызывает каких-либо осложнений в анализе (выделение хлора, окисление твердого углерода, выпадение солей и т. п.) и позволяет провести анализ в течение 1-2ч. Использование более концентрированных растворов (HjSOx,:) приводит к занижению результатов анализа из-за выпадения в осадок солей, которые обволакивают частицы материала и затрудняют доступ кислоты к зернам карбонатов. Так, при разложении проб, содержащих минералы, имеющие в своем составе кальций (кальцит, доломит, манганокальцит, кальциевый родохрозит), крепкими растворами серной кислоты вы деляется осадок гипса. При использовании более разбавленных растворов (HiSO, 1:5-1:8) также не обеспечивает полнота разложения навески

, . Проведение разложения анализируемого материала при температуре выше 70°С недопустимо, так как это приводит к нарушению герметичности колб, потерям диоксида углерода и занижению результатов анализа. При температуре ниже 50°С для

0 достижения полноты разложения требуется увеличение продолжительности нагрева, что приводит к увеличению времени анализа.

Пример 1. Навеску анализируемого стандартного образца с 0,59 е с массой 0,1 г помещают в тигель небольшого размера. В коническую колбу на 250 см с плотно подогнанной резиновой пробкой наливают 25 см серной кислоты концентрацией 1:3 и при наличии растворимых сульфидов 5 см 20/о-ного раствора серно-кислой меди. В пробирку вносят точно 15 см раствора 0,2 моль/дм щелочи, пинцетом быстро помещают пробирку и тигель с навеской в колбу, плотно закрывают резиновой пробкой, осторожно опрокидывают тигель и перемешивают навеску с кислотой. Пробы выдерживают на нагретой водяной бане при 50°С в течение двух часов, затем охлаждают, извлекают пинцетом пробирку из колбы, обмывают ее снаружи водой,

0 просушивают фильтровальной бумагой и переводят щелочь, обмывая внутренние стенки пробирки дистиллированной водой, в коническую колбу на 100 см , в которую приливают 20 см 10°/о-ного раствора хлос ристого бария. Прибавляют 3 капли фенолфталеина и титруют раствором 0,1 моль/дм кислоты свободную щелочь.

Последовательно титруют все пробы серии, соблюдая меры предосторожности от влияния атмосферного диоксида углерода.

0 Массовую долю карбонатного углерода в процентах (X) вычисляют по формуле

(V-ifi)-ioo

А- ,

где С массовая концентрация раствора 5кислоты по карбонатному углероду (1 см 0,1 М раствора соляной кислоты соответствует 0,0022 г диоксида углерода);

объем раствора кислоты, израсходованный на титрование щелочи в контрольном опыте, Vf-объем раствора кислоты, израсходованный на титрование свобод ной щелочи в пробе, см т - масса навески, г. В стандартном образце определено 11,91% карбонатного углерода (известное содержание - 11,69). Ошибка определения - 1,87 OTH./O.

Пример 2. 0,3 г манганокальцита разлагают как описано в примере 1. Для разложейия используют 25 см серной кислоты, разбавленной 1:3,5. Разложение проводят при 60°С в течение 1,5ч. В образце определено 5,95% карбонатного углерода (известное содержание 5,94%). Ошибка определения составляет 0,00%.

Пример 3. 0,4 г марганцевой руды разлагают как описано в примере 1. Для разложения используют серную кислоту, разбавленную 1:4. Разложение проводят при 70°С в течение 1 ч.

В образце определено 1,23% (известное содержание составляет 1,21%). Ошибка определения - 1,80отн.%.

В таблице представлены данные о влиянии концентрации серной кислоты на точность определения карбонатного углерода (t-70°С, продолжительность нагрева 2ч).

Как видно из таблицы, наибольшая точность определения наблюдается при разложении серной кислоты, разбавленной 1:3-4.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет ПОВЫСИТЬ точность определения карбонатного углерода в марганцевых рудах до 5% и ускорить определение до 2 ч.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНАТНОГО УГЛЕРОДА В ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий разложение анализируемого материала раствором КИСЛОТЫ; поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при анализе марганцевых руд и ускорения процесса, используют серную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:3-4. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разложение проводят при 50-70°С.