В. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

§ 34. Определение в ультрафиолетовой области спектра

Определение молибдена в стали

Для растворения стали, содержащей в своем составе примесь молибдена, применяют смесь концентрированных хлористоводородной и азотной кислот, при этом образуются соединения молибдена (VI). Максимум поглощения молибдена (VI) расположен примерно в области нм. Это дает возможность определять молибден в растворе спектрофотометрическим методом в ультрафиолетовой области спектра. Концентрацию молибдена устанавливают по значению молярного коэффициента поглощения раствора.

Приготовление эталонного раствора. На аналитических весах отвешивают 0,2 г молибдата аммония марки и помещают его в мерную колбу емкостью растворяют в воде, доводят водой до метки и перемешивают. Молярная концентрация такого раствора равна:

где 1235,9 — молекулярный вес .

Пипеткой отбирают полученного раствора, переносят в мерную колбу емкостью , прибавляют -ного раствора , доводят водой до метки и перемешивают. Молярная концентрация полученного раствора равна .

Определение молярного коэффициента поглощения. Определяют оптическую плотность полученного эталонного раствора при 230 нм, применяя кварцевую кювету длиной 1 см. Нулевой раствор готовят следующим образом: в мерную колбу емкостью помещают -ного раствора и разбавляют водой до метки. Оптическую плотность эталонного раствора определяют на спектрофотометре . Измерения проводят 3 раза и берут среднее арифметическое полученных результатов. По полученным значениям оптической плотности эталонного раствора вычисляют молярный коэффициент поглощения раствора молибдена (VI) по формуле (26).

Методика определения. Отвешивают на аналитических весах 0,4 г стали, содержащей 2—3% молибдена. Навеску растворяют в фарфоровой чашке в хлористоводородной кислоте , к которой добавляют концентрированной . Смесь выпаривают досуха на водяной бане, остаток растворяют в воде, раствор фильтруют в мерную колбу емкостью . Осадок промывают водой, собирая промывные воды в мерную колбу, доводят объем до метки водой и перемешивают. Из колбы отбирают пипеткой в стакан раствора, прибавляют -ного раствора и нагревают до кипения. Полученный осадок отфильтровывают и промывают водой, собирая фильтрат и промывные воды в другой стакан. Раствор фильтруют вновь в мерную колбу емкостью . Фильтр промывают водой, собирая промывные воды в мерную колбу, доводят водой до метки и перемешивают. Измеряют оптическую плотность полученного раствора при нм 3 раза и берут среднее арифметическое полученных результатов.

Расчет. Концентрацию полученного раствора вычисляют по формуле (24). Количество молибдена рассчитывают по формуле (25). Зная содержание молибдена в исследуемой навеске, рассчитывают процентное его содержание в стали по формуле:

где а — навеска стали.

Определение титана в ильменитовых концентратах

Титан (IV) образует в сернокислой среде с перекисью водорода комплексное соединение . Оптическую плотность раствора титанового комплекса измеряют при нм на спектрофотометре . Определение концентрации титана проводят дифференциальным методом.

Приготовление исходного раствора. На аналитических весах отвешивают 1 г , навеску помещают в коническую колбу, прибавляют 25 г г/см3) и нагревают до полного растворения. Когда раствор охладится, его переливают без потерь в мерную колбу емкостью , доводят водой до метки и тщательно перемешивают. 1 г содержит 0,5994 г полученного раствора содержит 0,00119 г, или 1,2 мг .

Приготовление раствора сравнения. Отбирают пипеткой основного раствора, приливают в мерную колбу емкостью , прибавляют -ного раствора и -ного раствора , доводят объем до метки тем же раствором и перемешивают.

Концентрация полученного раствора:

Приготовление эталонных растворов. В три мерные колбы емкостью по приливают определенное количество исходного раствора. В каждую колбу прибавляют те же реактивы, что и при приготовлении раствора сравнения, доводят до метки -ным раствором и тщательно перемешивают. Состав эталонных растворов приведен ниже:

Методика определения. На аналитических весах отвешивают около 600 мг исследуемого ильменитового концентрата, помещают навеску в платиновый тигель, прибавляют несколько капель концентрированной г пиросульфата . и сплавляют при 800—900° С до получения прозрачного плава.

Затем при нагревании выщелачивают плав -ного раствора , содержащего -ного раствора . Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу емкостью , доводят до метки -ным раствором и перемешивают. Отбирают полученного раствора в мерную колбу емкостью , приливают все реактивы в тех же количествах, что и при приготовлении раствора сравнения. Определяют, как указано выше (см. § 27), значение относительных оптических плотностей эталонных растворов и раствора определяемой концентрации на спектрофотометре с кварцевой кюветой длиной 1 см. Строят калибровочный график и по нему находят концентрацию титана в исследуемом растворе.

Расчет. Содержание титана в растворе можно вычислить по формуле (23). Содержание титана в процентах по взятой навеске вычисляют по формуле, аналогичной формуле (39).

На указанном принципе основано также определение титана на фотоколориметре ФЭК-М (см. книга 2, гл. IX, § 7) или фотометре при работе с этими приборами следует применять светофильтры с областью пропускания 400—500 нм.

Определение бензола в циклогексане

Спектр поглощения бензола (рис. 102) имеет максимум поглощения при . Циклогексан не поглощает лучей в этой области. Оптическую плотность циклогексана с примесью бензола измеряют при нм и определяют содержание бензола по значению молярного коэффициента поглощения.

Рис. 102. Спектр поглощения бензола в ультрафиолетовой области спектра.

Приготовление эталонного раствора. На аналитических весах в мерной колбе емкостью взвешивают 0,016 г бензола . Доводят до метки циклогексаном . и перемешивают.

Определение молярного коэффициента поглощения бензола. Определяют оптическую плотность полученного эталонного раствора при нм на спектрофотометре , применяя кварцевую кювету длиной 1 см.

Нулевым раствором служит циклогексан. Измерение повторяют 3 раза и берут среднее арифметическое. Пользуясь полученным значением оптической плотности, вычисляют молярный коэффициент поглощения бензола по формуле (26).

Методика определения. Определяют оптическую плотность исследуемой пробы циклогексана при концентрацию бензола в исследуемой пробе находят по формуле (24). Оптическая плотность исследуемой пробы циклогексана должна быть в пределах от 0,2 до 1. Если концентрация бензола в циклогексане очень мала, то увеличивают длину кюветы, в которой проводят определение.

Например, предварительные опыты показали, что исследуемая проба циклогексана содержит примерно 0,0016 г бензола в пробы, отсюда молярная концентрация бензола равна . Согласно табличным данным молярный коэффициент поглощения бензола при нм равен 240; тогда оптическая плотность пробы циклогексана при толщине слоя 1 см равна Измерение таких значений оптической плотности связано с очень большой ошибкой; поэтому измерение проводят при длине кюветы, равной 10 см:

Это значение оптической плотности близко к оптимальному значению (0,44).

Наоборот, если исследуемая проба циклогексана содержит много бензола, ее предварительно разбавляют химически чистым циклогексаном.

Например, предварительные опыты показали, что исследуемая проба циклогексана содержит примерно 0,16 г бензола в пробы. Тогда молярная концентрация бензола равна . Оптическая плотность такого раствора при толщине слоя 1 см равна: . В этом случае исследуемой пробы разбавляют химически чистым циклогексаном до . Тогда концентрация бензола в цнклогексане будет и молярная концентрация — .

Оптическая плотность разбавленной пробы циклогексана при толщине слоя 1 см составит:

Расчет. Содержание бензола в исследуемой пробе (в г) определяют по формуле (25).