§ 33. Определение содержания алюминия

Методы количественного определения алюминия. Существуют различные методы определения алюминия.

а) Весовые методы.

1) Осаждение в виде гидроокиси и взвешивание в виде (см. «Весовой анализ»).

2) Осаждение в виде оксихинолята и непосредственное взвешивание полученного осадка или взвешивание после прокаливания в виде (см. «Весовой анализ»).

б) Объемные методы

1) Осаждение в виде оксихинолята алюминия, растворение полученного осадка в хлористоводородной кислоте, обработка высвободившегося оксихинолина смесью бромида и бромата калия и титрование избытка окислителя иодометрическим методом.

2) Комплексонометрический метод.

Существуют и другие методы определения алюминия, основанные на использовании цветных реакций ионов алюминия.

Среди весовых методов определения алюминия в сталях, сплавах и других материалах металлургического производства, а также в минеральном сырье, наиболее быстрым, точным и универсальным является фторидный (криолитовый) метод, разработанный И. В. Тананаевым и П. Я- Яковлевым. Метод основан на осаждении ионов алюминия в виде криолита фторидом натрия при в присутствии цитрата и оксалата аммония, как комплексующих агентов, и последующем переведении осадка криолита в оксихинолинат алюминия, который прокаливают и взвешивают в виде . Проведению весового анализа мешают редкоземельные элементы и ионы щелочноземельных металлов. Метод широко применяется. В настоящее время весовое окончание определения заменено комплексонометрическим титрованием, получившим наиболее широкое применение в практике определения алюминия.

Комплексонометрический метод определения алюминия. Комплексоно-метрическое определение алюминия основано на образовании внутри-комплексной соли алюминия с комплексоном III и последующем оттитровании добавленного в анализируемый раствор избытка стандартного раствора комплексона солями цинка, железа или тория. По количеству вошедшего в реакцию с ионами алюминия комплексона III судят о содержании алюминия в анализируемом растворе.

Определение алюминия в присутствии ксиленолового оранжевого. Исходный раствор, содержащий ионы алюминия, разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе емкостью , тщательно перемешивают, доэодят до метки и снова перемешивают. Берут пипеткой аликвотную часть раствора ) и переносят в коническую колбу. Затем в коническую колбу приливают избыток стандартного раствора комплексона III, добавляют ацетатного буферного раствора, кипятят 5 мин, охлаждают, добавляют 7 капель ксиленолового оранжевого и титруют избыток комплексона III стандартным раствором соли цинка до перехода лимонно-желтой окраски раствора в розовую.

Характеристики стандартного раствора соли цинка предварительно определяют прямым титрованием раствором комплексона III в присутствии ксиленолового оранжевого в ацетатной буферной среде до перехода розовой окраски раствора в лимонно-желтую.

Определение алюминия в присутствии сульфосалицилата натрия. Анализируемый раствор готовят как указано выше, но титруют стандартным раствором соли железа (III) в присутствии сульфосалицилата натрия до возникновения красно-коричневого окрашивания, устойчивого в течение 1 мин.

Характеристики стандартного раствора соли железа (III) определяют прямым титрованием стандартного раствора комплексона III раствором соли железа (III) также в присутствии сульфосалицилата натрия в ацетатной буферной среде.

Расчеты — см. гл. I, § 10.

В тех случаях, когда алюминию сопутствуют мешающие его комплексонометрическому определению ионы, принимают ряд необходимых мер для устранения вредного влияния этих примесей.

Один из вариантов комплексонометрического определения алюминия, выполнению которого не мешают многие катионы и анионы, в том числе катионы щелочноземельных металлов и железа и анионы серной, фосфорной и других кислот, основан на образовании внутрикомплексной соли алюминия с комплексоном III и последующем разложении ее фторидом натрия. При этом образуется более устойчивое комплексное соединение алюминия , а комплексон III, ранее связанный с ионами алюминия, освобождается. Выделившийся комплексон III оттитровывают стандартным раствором соли цинка в присутствии ксиленолового оранжевого.

Если в титруемом растворе не содержатся другие катионы, мешающие определению алюминия, то по количеству вступившего в реакцию комплексона III легко вычислить содержание алюминия в анализируемом продукте.

В том случае, когда в титруемом растворе содержатся также другие катионы, например , реагирующие, подобно ионам алюминия, с комплексоном III, то по количеству вступившего в реакцию комплексона III нельзя судить о содержании алюминия. Необходимо установить, сколько комплексона III непосредственно связано с ионами алюминия. Для этого после того как весь избыток комплексона III будет связан ионами цинка в виде внутрикомплексной соли, к раствору прибавляют насыщенного раствора фторида натрия и кипятят 5 мин. В процессе кипячения с комплексное соединение алюминия с комплексоном III разлагается. При этом освобождается эквивалентное количество комплексона III, ранее связанного с ионами алюминия. Внутрикомплексное соединение кальция при кипячении не разлагается. По охлаждении к раствору вновь добавляют немного указанного выше индикатора и оттитровывают выделившийся комплексон III стандартным раствором соли цинка.

Расчет результатов анализа проводят, исходя из того, что титр 0,1 н. раствора соли цинка, выраженный через определяемое вещество, соответствует или .

Другой вариант комплексонометрического определения алюминия в присутствии ионов кальция основан на раздельном титровании их при различном значении с разными индикаторами (см. § 34).