§ 35. Определение в видимой области спектра

Определение марганца и хрома в стали при совместном присутствии

При растворении стали в кислотах и обработке полученного раствора окислителем хром окисляется до бихромата, а марганец до перманганата. Спектры поглощения водных растворов даны на рис. 103. При нм раствор почти не поглощает световых лучей. Оптическая плотность раствора обусловлена только . Определив оптическую плотность смеси при нм, можно определить содержание в растворе по формуле (24), зная молярный коэффициент поглощения . При нм и толщине слоя 1 см оптическая плотность раствора аддитивно складывается из оптической плотности, обусловленной , и оптической плотности, обусловленной , и согласно формуле (17):

где — молярный коэффициент поглощения при нм; концентрация ;

— молярный коэффициент поглощения при К — 430 нм; концентрация .

Расчет. Зная можно по формуле (40) определить

Определение молярного коэффициента поглощения перманганата калия при нм. Молярный коэффициент поглощения при 550 нм примерно равен 2420 (табличные данные). Концентрация эталонного раствора, который служит для определения молярного коэффициента поглощения , — должна быть так подобрана, чтобы оптическая плотность раствора приближалась к 0,5 (см. § 28). Если пользоваться кюветой длиной в 1 см, тогда:

Берут на аналитических весах 0,0316 г , пересыпают в мерную колбу емкостью , растворяют в воде, прибавляют разбавленной , доводят до метки и перемешивают. Молярная концентрация полученного раствора . Определяют оптическую плотность раствора при нм, применяя спектрофотометр или и стеклянную кювету длиной в 1 см. Каждое определение повторяют 3 раза и значение молярных коэффициентов поглощения определяют по формуле (26).

Берут среднее арифметическое полученных результатов.

Определение молярного коэффициента поглощения бихромата калия.

Молярный коэффициент поглощения при нм равен примерно 300 (табличные данные). Чтобы оптическая плотность раствора бихромата была 0,5 при длине кюветы 1 см, концентрация эталонного раствора должна быть:

На аналитических весах берут 0,48842 г . в мерную колбу емкостью , растворяют в воде, прибавляют разбавленной , доводят до метки и перемешивают. Молярная концентрация полученного раствора . Определяют оптическую плотность полученного раствора при нм, применяя стеклянную кювету длиной 1 см, и молярный коэффициент поглощения вычисляют по формуле (26).

Рис. 103. Спектры поглощения водных растворов: 1 - ; 2 - .

Методика определения. Навеску стали подбирают таким образом, чтобы она содержала около 0,01 г марганца и около 0,01 г хрома; например, если сталь содержит примерно марганца и хрома, то берут 1 г стали.

Навеску растворяют в смеси кислот при осторожном нагревании. После полного растворения раствор количественно переносят

Помещают приготовленного раствора в мерную колбу емкостью , прибавляют раствора нитрата серебра, 5 г твердого персульфата аммония; смесь нагревают до кипения и кипятят 1 мин. Затем содержимое колбы охлаждают, доводят раствор до метки и перемешивают.

Оптическую плотность полученного раствора определяют при 430 нм и оптическую плотность при нм. Молярную концентрацию определяют по формуле (24), молярную концентрацию — по формуле (40).

Расчет. Количество (в г) во взятой навеске определяют по формуле (25).

Содержание марганца (хрома) вычисляют в процентах по формуле, аналогичной формуле (39).