Определение массовой доли платины

Сущность метода заключается в фотоколориметрическом определении величины оптической плотности раствора, окрашенного в желто-оранжевый цвет комплексным соединением платинохлористоводородной кислоты с двухлористым оловом, образующимся в результате последовательного растворения навески прокаленного катализатора в серной кислоте, а затем в смеси соляной кислоты и перекиси водорода при нагревании, с последующей обработкой двухлористым оловом. Оптическую плотность измеряют при длине волны (400 ± 10) нм. Массовую долю платины находят с помощью градуировочного графика.

4.8.1 Приборы, посуда, реактивы

Печь электрическая, обеспечивающая регулируемый нагрев до 1000^оС.

Весы лабораторные общего назначения 2-го класса с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 3-го класса с наибольшим пределом взвешивания 1000 г по ГОСТ Р 53228.

Меры массы общего назначения по ГОСТ OIML R 111-1-2009.

Колориметр фотоэлектрический типа ФЭК-56М или КФК-2.

Мельница шаровая фарфоровая N 2, вместимостью 3000 см³ с фарфоровыми шарами диаметром 25 мм, насыпной объем шаров от 35 до 40 % от объема мельницы или мельница-ступка фирмы Retch (Германия).

Баня песчаная.

Щипцы тигельные.

Ступка по ГОСТ 9147 или агатовая.

Тигли корундовые низкие, марки КВП, изделие 55 по ТУ 14-8-190.

Тигли низкие 4 по ГОСТ 9147.

Эксикатор 2(1)-250 по ГОСТ 25336.

Вставка для эксикатора по ГОСТ 9147.

Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336.

Стаканы В(Н)-1(2)-100 по ГОСТ 25336.

Пипетки вместимостью 1, 5 и 20 мл по ГОСТ 29169.

Колбы Кн-1(2)-250 и Кн-1(2)-500 ТС по ГОСТ 25336.

Колба Кн-1-50-19/26 ТС или П-1-50-19/26 ТС по ГОСТ 25336.

Колбы 1-100-1(2); 1-500-1(2); 1-1000-1(2) по ГОСТ 1770.

Цилиндры 2(4)-50-1(2); 1(3)-100-1(2) по ГОСТ 1770.

Бюретка вместимостью 5 мл с ценой деления 0.02 мл по ГОСТ 29227.

Пробирки П2Т-25(50) ТС по ГОСТ 25336.

Склянки с резиновыми пробками вместимостью от 15 до 30 см³.

ТУ 2173-005-83467066-2014

Воронка ВФ-3-100 ХС или В-100-200 ХС по ГОСТ 25336.

Стекла часовые фарфоровые диаметром 55 мм или чашки фарфоровые по ГОСТ 9147.

Фильтры обеззоленные (синяя лента) по ТУ 6-09-1678.

Платина в порошке по ГОСТ 31290-2005.

Кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч., растворы молярной концентрации С(H₂SO₄) = 3 моль/дм³ и 9 моль/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, х.ч., плотностью 1.19, концентрированная и в виде растворов 1:1 и 1:24.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, х.ч.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 30 % масс.

Аммоний рениевокислый безводный по ТУ 48-7-1.

Оксид алюминия – носитель для катализаторов по ТУ 38.10216.

Олово металлическое гранулированное по ТУ 6-09-2704, ч.д.а.

Олово двухлористое по ТУ 6-09-5393, ч.

Ангидрон (перхлорат магния) по ТУ 6-09-3880.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается применение других средств измерения, вспомогательных устройств, посуды и реактивов, отличающихся от указанных в перечне, если они обеспечивают требуемую или большую точность измерений.

4.8.2 Приготовление растворов

4.8.2.1 Приготовление раствора двухлористого олова.

Растворяют 10,0 г двухлористого олова в 80 см³ концентрированной соляной кислоты, слегка подогревая в случае необходимости на водяной бане (до исчезновения мути). В раствор помещают одну-две гранулы олова. Используют только свежеприготовленный раствор.

4.8.2.2 Приготовление раствора сернокислого алюминия и сернокислого цинка.

Прокаленные при 550^оС оксиды алюминия массой 0,60 г и цинка массой 0,47 г растворяют в серной кислоте молярной концентрации 9 моль/дм³ при нагревании на песчаной бане.

Приготовленный раствор разводят в 4-5 раз дистиллированной водой, фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и разбавляют дистиллированной водой до метки. Этот раствор используется для приготовления стандартного раствора.

4.8.2.3 Приготовление стандартного раствора платины массовой концентрации 100 мкг/см³.

В химический стакан помещают 0,1 г платины, взвешивают с точностью до 0,1 мг и обрабатывают смесью концентрированных соляной и азотной кислот на песчаной бане. Для этого в стакан с навеской вливают сначала 7 см³ соляной кислоты, затем 1 см³ азотной кислоты. Обработку смесью кислот (выпаривая раствор почти досуха) проводят 2-3 раза до полного растворения платины, после чего полученную платинохлористоводородную кислоту трижды обрабатывают порциями по 2 см³ раствора соляной кислоты (1:1) до полного удаления оксидов азота. При растворении и выпаривании стакан покрывают часовым стеклом (при отсутствии часовых стекол можно ставить на стакан фарфоровую чашку). После этого, расходуя 30-40 см³ соляной кислоты (1:24), количественно переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и разбавляют раствором соляной кислоты (1:24) до метки.

4.8.2.4 Построение градуировочного графика.

Градуировочный график строится на основании определения оптической плотности растворов, содержащих платину, в пределах 1-5 мкг/см³ с интервалом в 1 мкг/см³. В мерные колбы вместимостью 100 см³ приливают из бюретки 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5.0 см³ стандартного раствора платины и доводят до метки раствором сернокислого алюминия. Срок хранения таких растворов платины не более 4 часов. Из каждой мерной колбы пипеткой отбирают по 20 см³ раствора, помещают в цилиндры или колбы с притертой пробкой вместимостью

ТУ 2173-005-83467066-2014

50 см³, прибавляют пипетками по 4 см³ соляной кислоты (1:1) и по 1 см³ раствора двухлористого олова. Смеси тщательно перемешивают встряхиванием и не менее, чем через 20 минут, но не более, чем через 1 час, измеряют их оптическую плотность (синий светофильтр, 400 нм, кювета с рабочей длиной 50 мм).

Холостой раствор (раствор сравнения) готовят следующим образом: в цилиндр или колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см³ вводят пипеткой в два приема по 40 см³ раствора сернокислого алюминия и цинка, прибавляют 8 см³ соляной кислоты (1:1) и 2 см³ раствора двухлористого олова. После тщательного перемешивания жидкость поровну разливают в две кюветы для холостого раствора.

Градуировочный график строят на миллиметровой бумаге. По оси абсцисс откладывают концентрацию платины, выраженную в мкг/мл, по оси ординат – оптическую плотность соответствующих растворов.

4.8.3 Проведение анализа.

4.8.3.1 Подготовка катализатора к анализу

Катализатор, содержащийся в одной из бутылок со средней пробой (не менее 500 см³), размельчают в тонкий порошок, проходящий через сито с размером стороны ячейки 0,200-0,315 мм. Размельчение ведут в шаровой мельнице с частотой вращения 75 мин^-1 в течение 3 часов. Полученный порошок просеивают через сито. Остаток на сите дополнительно растирают в ступке. Масса остатка обычно не превышает 3 г. Весь порошок тщательно перемешивают и хранят в плотно закрытой таре, используя для химических анализов. При помоле в других аппаратах продолжительность помола устанавливается в соответствии со спецификой аппарата.

Катализатор подвергают предварительной прокалке. Массу навески измельченного катализатора около 5 г помещают в фарфоровом тигле в холодную муфельную печь, равномерно разогревают в течение 4 часов (550 ± 10)^оС и прокаливают при этой температуре в течение 4 часов. Тигли ставят в центр пода печи, горячий спай термопары помещают непосредственно над тиглями. В печь нельзя ставить одновременно более четырех тиглей. По окончании прокаливания тигли охлаждают в эксикаторе над ангидроном, порошок катализатора пересыпают в пробирки или склянки с хорошо подобранными резиновыми пробками, из которых затем отбирают навески для анализа на платину.

Необходимо систематически следить за тем, чтобы массовая доля влаги в осушителе не превышала 13 % масс. С этой целью при каждой смене осушителя берут навеску ангидрона в бюксе. Открытый бюкс и его крышку хранят в том же эксикаторе. По привесу ангидрона в бюксе определяют увлажнение осушителя.

4.8.3.2 Определение потерь при прокаливании (ППП)

4.8.3.2.1 Подготовка тиглей

С помощью графитового карандаша или раствором хлорного железа маркируют дно тигля и устанавливают его в муфельную печь. Включают печь и поднимают температуру в ней со скоростью 10 ⁰С/мин. По достижении 850 ⁰С прокаливают тигель в течение 1 часа. После этого отключают нагрев, приоткрывают дверцы печи и переставляют тигель ближе к дверце (т.е. дают немного остыть). Через 5 мин осторожно помещают тигель в эксикатор с осушителем, где охлаждают до комнатной температуры. После этого взвешивают пустой тигель с точностью до 10^-4г.

4.8.3.2.2 Определение ППП

Насыпают в тигель около 5 г образца подготовленного катализатора. Взвешивают тигель с навеской с точностью до 10^-4г, помещают в муфельную печь. Включают печь и поднимают температуру в ней со скоростью 10 ⁰С/мин. По достижении 850 ⁰С прокаливают тигель с образцом в течение 3-х часов. После этого отключают нагрев, приоткрывают дверцы печи и переставляют тигель ближе к дверце (т.е. дают немного остыть).

ТУ 2173-005-83467066-2014

Через 5 мин осторожно помещают тигель в эксикатор с осушителем, где охлаждают до комнатной температуры. После этого взвешивают пустой тигель с точностью до 10^-4г.

4.8.3.2.3.Определение потерь при прокаливании (ППП) в образцах проводят по формуле:

ППП = % масс.

где: m_H – масса навески катализатора, г,

m' – масса навески катализатора после прокаливания при температуре 850⁰С, г.

4.8.3.3 Анализ.

Навески для анализа на платину рекомендуется брать непосредственно в стаканы. Масса навески для анализа на платину, в зависимости от типа катализатора, должна быть: при массовой доле платины 0,09-0,15 % масс. – около 0,6 г. 0,25-0,40 % масс. – около 0,5 г, 0,50-0,70 % масс. – около 0,3 г. Навеску катализатора, взятую для анализа (результат взвешивания в граммах записывается с точностью до четвертого десятичного знака), растворяют в химическом стакане в 15 см³ раствора серной кислоты молярной концентрации 9 моль/дм³ при нагревании почти до кипения на песчаной бане, не допуская, однако, ни кипения, ни выделения белых паров SO₃, то есть растворение ведут при (110 ± 10)^оС.

После растворения катализатора смесь охлаждают, добавляют в стакан 15-20 см³ воды, 2 см³ соляной кислоты, 1 см³ пероксида водорода и нагревают до полного растворения платины, закрыв стакан часовым стеклом (или, при отсутствии часовых стекол, поставив на него фарфоровую чашку). Если платина полностью не растворяется, необходимо повторить 1-3 раза обработку соляной кислотой и пероксидом водорода. Избыток пероксида водорода разлагают кипячением. Далее раствор разбавляют дистиллированной водой так, чтобы в растворе, приготовленном для колориметрирования, концентрация платины была близка к

значению 2,5-3,5 мкг/см³. Для этого, при анализе катализаторов с массовой долей платины 0,25-0,70 % масс., раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, затем раствор охлаждают до комнатной температуры, разбавляют водой до метки, тщательно перемешивают и фильтруют в сухую коническую колбу через фильтр с синей лентой – раствор 1.

Первые порции фильтрата 130-150 см³ отбрасывают, как обедненные платиной за счет адсорбции на бумаге фильтра, а от остального фильтрата в цилиндр или колбу с притертой пробкой вместимостью 50 см³ отбирают пипеткой 20 см³ раствора, добавляют пипетками 4 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и 1 см³ раствора двухлористого олова. Смесь тщательно перемешивают встряхиванием и не менее, чем через 20 минут, но не более, чем через 1 час, измеряют оптическую плотность желтого раствора в кювете длиной 50 мм с синим светофильтром, максимум пропускания которого лежит в области 400 нм.

Холостой раствор (раствор сравнения) готовят следующим образом: в цилиндр или колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см³ вводят пипеткой в два приема по 40 см³ раствора сернокислого алюминия и цинка, прибавляют 8 см³ соляной кислоты (1:1) и 2 см³ раствора двухлористого олова.

4.8.4 Обработка результатов.

Массовую долю платины Х, % масс., для катализаторов вычисляют по формуле:

X = (С × V × 10^-6 × 100 × 100)/m × (100 – ППП), (6)

где: С – концентрация платины, найденная по градуировочному графику, мкг/мл;

V – объем, до которого разбавлялся раствор катализатора в мерной колбе (500) см³;

m – масса навески прокаленного порошка катализатора, г;

ТУ 2173-005-83467066-2014

ППП – массовая доля потерь при прокаливании порошка катализатора, % масс.

Результат вычисления округляют до четвертого десятичного знака. За результат принимают среднее арифметическое трех определений, если расхождение между большим и меньшим значениями не превышает 0,02% отн. от большей величины.

Поиск по сайту: