МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Химико-аналитические методы

Инструкция №51-Х

ЖЕЛЕЗО

МОСКВА- 1966 г.

Выписка из приказа ГГК СССР Ч* 229 от 18 кая 1964 года

7.Министерству геологии и охраны недр Казахской ССР* главным управлениям и управлениям геологии и охраны недр при Советах Министров союзных республик» научно-исследовательским институтам* организациям и учреждениям Госгеолкоыа СССР:

а) обязать лаборатории при выполнении количественных анализов геологических проб применять методы* рекомендованные ГОСТами, а также Научным советом, по мере утверждения последних ВИМСом.

При отсутствии ГОСТов и методов, утвержденных ВИМСом, разрешить временно применение методик, утвержденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноября 1954 г. L* 998;

в) выделить лиц, ответственных за выполнение лабораториями установленных настоящим приказом требований к применению наиболее прогрессивных методов анализа.

Приложение * Э, § 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрешается только фотографическим или электрографическим путем.

* 51-Х

нов для полного разложения материала. Более длительное нагревание может повлечь за собой частичное окисление железа 11.

По окончании разложения нагревание прекращают и через отверстие в крынке тигля приливают из пипетки 3 мл насыщенного раствора тетрабората натрия. Снимают крышку и быстро переносят жидкость в мерную колбу на 5Q мл ^ХК Тигель и крышку смывают небольшим количеством прокипяченой воды.

2. Разложение минералов серной кислотой

Навеску 5-20 мг (в зависимости от содержания закиси железа) помещают в колбу прибора для разложения емкостью 50 мд (рис. 2), смачивают 2-3 мл прокипяченой воды и пропускают углекислый газ в теченме 5 минут. Не превращая тока газа, нагревают до кипения на небольшом пламени горелки. Горелку отставляют, в воронку наливают 2 мд серной кислоты 1:3 и, осторожно приподнимая трубку, закрывающую воронку, вводят кислоту небольшими порциями в кожбу. Ори анализе некарбонатных минералов кислоту прибавляют сразу. Нагревают, не прекращая ток* углекиолого газа, до растворения навески.

В присутствии бария и больших количеств кальция, а также свинца образуется осадок сульфатов, который не мешает дальнейшему определению.

По окончании растворения колбу погружают в стакан с холодной водой, усиливая одновременно ток гЬэа, чтобы избежать попадания воздуха в колбу.

Остывший раствор быстро переносят в мерную колбу на 30 мд ^х) , пробку ■ колбу смывают небольшим количеством прокипяченой воды.

х) При определении большее содержаний закиси железа (2-43») берут колбн на 100 мв и увеличивают вдвое количество реактивов.

10

* 51-Х

3. Определен»? заказа, ж?деаа

К раствору в колбе, полученному одаим нз двух описанных методов, прибавляет I каплю тимолового синего и раствор буры до тех лор, пока фиолетовая окраски индикатора не перей-* дет в бледно-желтую. Перемеривают, немедленно прибавляют 2 мл раствора    диоирмдила, перемешивают, охлаждают

до комнатной температуры, доливают водой до ыетки л снова перемешивают. Через 30-40 минут измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре ФЭКН-5? с зеленым светофильтром 1е 4 в кювете с толщиной слоя 20 мм по отношению к кулевому раотвору.

Нулевой раствор в объеме 50 мл содержит 0,5 мд серной кислоты 1:1, I каплю тимолового синего, раствор буры (до перехода окраски индикатора) к 2 мл раствора дипмри-дида.

По ходу анализа ведут глухой опыт ча реактивах. Содержание аакьзи железа в растворе определяют по калибровочному гранку.

Поотооеяке- калибровочного гоаакка. В мерные колбы на 50 мл отмеривают иг мккробюрехки 0; 2; 4; 5; 3; 10 мл стая дартного раствора В, содержащего 0,01 мг Ре0 в I мд (0; 0,02; 0,04; 0,06; С,06; 0,1 мг РоО). Прибавляют 0,5 мл оараой кмелотм 1:1, немного воды, I каплю тимолового синего к далее, как описано в ходе анализа.

По подученным результатам строят график, откладывая по оок абсциоо содержание закиси железа в мг в 50мл растворе, по оои ординат* величину оптическое плотности.

Вычисление результатов анализа. Содержание важной желвак в и сол еду емок материале вычисляют по форцуяв:

а

* 51-X

(X - Ij) . A

H . 50

где: X - коллчество запоя железа в испытуемом растворе, найденное по калибровочному графику, мг;

Xj- количество закиск железа, найденное в растворе гнутого опыта, мг;

А - объем мспытуемого раствора, мл (50 клм 1Си);

50 - объем растворов якалы;

И - навеска, мг.

Литература

1.    Алнмарян И. 11. Количественный микрохнмнчесжяк анализ минералов, руд и горных пород. 0. Определение закиси железа в минералах и горних породах. Зав. лаб. 9, 5-6,545 (1940).

2. Алимарин И.С., Фрид Б.И. Количественный микрохимический анализ минералов и руд. М., Госхмммздат, 1961,стр. 134.

3.    "Временная инструкция по вну-рмлабораторяому контролю ЙГ а ОН СССР¹', 1962.

4.    Казаринова-Окнида В.А. Фотокснориметрнчеоклй метод определения записного мелева в природных фосфатах. Зав. лаб. 7,10, 1106 (1938).

5.    Сендзл Е.5. Колориметрическое определенна следов металлов. U., Гссхимнздат, 1949, стр. 222,

Технический редактор Л.Н.Хоровева Корректор К.Т.Оснпенко

Сдано в печать 10/1Х-66г. Подписано к печати 20/Д-ббг.

Х81773 Заказ * 13S Уч.иад.л.0,58 Тираж 900

Москва , Старомонетдай пер. ,29. CBQ ВИМСа

Исправления к инструкции № 51-X

"ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКИСИ ЖЕЛЕЗА С ДИПИРКДИЛОМ ИЗ МАЛЫХ НАВЕСОК"

1.    Стр. 5. После строки 6 оверху вставить: "Метод рекомендуется для анализа силикатных горных пород и минералов, не содержащих органических веществ, сульфидов, элементов с переменными валентностями (налр., урана 1У, ванадия У, марганца Ши 1У), а также труднораотвориыых минералов (турмалина, сподумена, топаза, ставролита и др.)^и.

2.    Стр. 12, § Ъ в списке литературы. Напечатано: Госхимиздат, 1949, отр. 222. Дополнить: Йзд; "мир", Москва, 1964, стр. 470.

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

Научный Совах so аналитическим методам при БИМСа

Лимико-аяалатические методы Инструкция Us 51 - X.

ФОТОКОЛС6Р«ШЕТРИЧ£СКС£ СОРЩШШЕ ЗАКИСИ IAAB3A С <с _% сС -ДИШРИДМОИ ИЗ МАЛЬй НАВЕСОК

Вое сошный научно-ис следовательски а институт минерального сырья (ВИМС)

Москва, 1966 г.

В соответствии с приказом Госгеолкома СССР fe 229 от 16 мая 1964 г инструкция Л» 51 - X рассмотрена и рекомендована Научным Советом ос аналитическим методам к применению для анализа рядовых проб - В категория.

(Протокол * 5 от 25.1.66г.)

Председатель НСАМ

Председатель секции хиыико-аналитмчоекмг

ыетодов    К.С.    Пахомова

Ученый секретарь

Инструкция X» SI - X рассмотрена в соответствия с приказом Государствен -кого геологического комитета СССР М»229 от 18 мая 1964 г Научным Советом по аналитическим методам (протокол И? 5 от 25.1,66г.) и утверждена ВИЫСом о введением в действие

о 1 октября 1966г.

ФОТСКОЛОРХМЕТРИЧВСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКИСИ ШЕЗА С вС, Л - ДИПИРИДИЛОМ ИЗ МАЛЫХ НАВЕСОК³^

Сущность метода

Двухвалентное железо образует с органическим основанием aO_f <■'- дипиридилом растворимое комплексное соединение, окраиенное в интенсивный красный цвет^1,2,\

Окраиенное комплексное соединение образуется в интервале pH 3-9, устойчиво по отношению к кислороду воздуха и не изменяется в течение длительного времени. Окраска развм-ваетоя быстро я строго подчиняется закону Беара в мярокях пределах концентрация железа П.

Максимум светопоглощения раствора скраденного комплекса лежит в интервале длин волн 524-526 ыык,

Большая часть элементов, входящих в состав обычных силикатных пород (кальций, магний, алюминий, титан и др.),дают о «6 , аС - дипиридилом неокрашенные соединения и поэтому не неяают колориметрическому определению закиси железа; но гак как на них расходуется реактив, \ i количество его соответственно увеличивают.

Определению закиси железа могут мешать элементы, имеющие собственную окраску.

х) Внесена в НСAM микрохимической лабораторией ВИМСа,

1966 г.

» 51-Х

Серебро и висмут образуют с    дипиридилом    осад

ки.

Некоторые двухвалентные металлы, например, кадмий, ртуть, цинк.,образуют о реактивом малорастворимые комплексы и этим уменьшают интенсивность окраски, вызванной железом Л. Их влияние можно устранить добавлением большого избытка реактива^.

В зависимости от концентрации элемента в анализируемом растворе, pH среды и других факторов могут мешать ртуть, I, большие количества меди, марганца, кобальта, никеля, хрома, а также бериллий, молибден и вольфрам⁵.

Чтобы железо Ш в отсутствие восстановителей не мешало определению, его маокнруют добавлением фосфата перед прибавлением aO_t j.' - дмпмридила. При одновременном присутствии в исследуемом материале трехвалентного железа и че-тырехвалентного урана в результате их взаимодействия при разложении материала образуется аквивадентное количество записного железа, и результаты определения аавыиаютоя. То же происходит в присутствии сульфидных минералов: выделяющийся при разложении сероводород восстанавливает трехва-лентное железо до двухвалентного.

Фосфаты при содержании до 20 мкг/мл пятиокиси фосфора и фториды при содержании до 500 мкг/мл не мешают определению. При очень высокой концентрации сульфат- и хлорид-ионов уменьиается раотворимооть комплексного соединения в

воде; в таких случаях наблюдается выделение красного осадка.

Силикатные породы и минералы вскрывают смесью фтористоводородной и серной кислот. Карбонаты, сульфаты, фосфаты и арсенаты разлагают только серной киолотой.

величина pH раствора, равная 3-9, устанавливается

» 51-Х _

раствором тетрабората натрия, который, нейтрализуя минеральную кислоту, создает нужную концентрацию ионов водорода. Кроме того, бор связывает ионы фтора, замедляя окисление закиси железа кислородом воздуха*).

Метод позволяет определять от 0,05 до 4,03» закиси железа из навески 20-5 мг.

Допустимые расхождения**)

Содержание железа, % j Допустимые расхождения, атн. %

1-5    15-19

0,1 - I    40-15

0,05- 0,1    50 - 40

Реактивы и материалы

1.    Киолота серная, разбавленная прокипяченой водой 1:1 и 1:3,

2.    Кислота фтористоводородная, 40^-ная, дважды перегнанная,

3.    Натрий тетраборнокислый (бура), насыщенный раотвор. Приготовляется растворением перекрмоталлизованной соли в прокипиченой воде,

4.    *<✓,«</ - дипиридил, 0,5^-яый раотвор. 0,5 г реактива растворяют при нагревании в нескольких каплях разбавленной серной кислоты и затем добавляют 100 мл прокипяченой воды. Раствор сохраняют в склянке из полиэтилена (во избежание выщелачивания закионого железа из стекла).

5.    Буфер ацетатный, раотвор. 100 мл 2*-ного раствора уксусной полоти смешивают о 100 мд 3£-ного раствора уксуснокислого натрия, не содержащего железа. Растворы готовят на прокипяченой воде,

х) При разложении только серной полотой вместо раотвора буры можно применить ацетатный буфер.

хх) Условно приняты допустимые расхождения, установленные для окиси железа³.

# 51-Х

6.    Стандартный раствор закиси железа. Раствор А. Навеску 0,5460 г своже серекристаллизованной я высушенной на воздухе соли Мора (железо 11 - аммоний сернокислое) растворяет в 100 мл прокипячено» воды, содержащей 2 мл серной кислоты 1:19, и разбавляют водой до 1л. I мл раствора А содержит 100 мкг закиси железа (FeO).

Титр раствора проверяют титрованием ванадатом аммония в присутствии фенилавтраниловой киолоты в качестве индикатора. Проверку повторяют каждый раз при построении калибровочного графика и при приготовлении разбавленного рабочего раствора.

Раствор Б (рабочий). 10 мл раствора А переносят в мерную колбу на 100 мд и доливают до метки прокипячено» . дистиллированной водой. I мл раствора Б содержи; 10 мкг (0,01 мг) FeO.

7.    Тимоловый синий, 0,04%-ный раствор в этиловом спирте.

Аппаратура

1.    Платиновый тигель емкостью 12-15 мл для разложения навески оервои и фтористоводородной кислотами.

2.    Крышка к платиновому тиглю из кислотоустойчивой пластмассы о двумя отверстиями (рис. I). Через отверстие диаметром 6,5 мм прибавляют фтористоводородную кислоту и выводят пары во вре»я кипячения жидкости. В отверстие диаметром 4 мм вмонтирована пластмассовая трубка для пропускании двуокиси углерода.

Новую крышку ^ля очистки нагревают сначала в концентрированной соляной кислоте, а затем в смеси фтористоводородной кислоты и разбавленной 1:3 оерной киолоты. Обработку кислотами повторяют до тех пор, пока сливаемая жидкость перестанет давать реакцию на железо.

6

* 51-Х

Рис. I. Крышка к платиновому тиглю из кислотоустойчивой пластмассы с двумя отверстиями

Рис. Л Прибор для разложения пробы сериой кислотой

7

* 51-Х

3.    Прибор для разложения навески серной кислотой (рио. 2), состоящий из колбы (I) о лрналифованной пробкой (2), через которую проходит воронка для вливания серной кис-} лоты (4), трубка для введения углекислого газа (5), вставляемая в воронку, и трубка для выхода углекнолого газа (3).

4.    Прибор для получения углекислого гава (рио. 3), состоящий из аппарата Киппа (I) о приспособлением, предохраняющим от попадания воздуха (2); \f - образной трубки со стеклянными бусами и бикарбонатом натрия (3); if - образной трубки о пемзой, пропитанной сернокислой медью (4); склянки с раствором соли хрома П или титана Ш (5); склянки о серной кислотой для счета пузырьков (6).

Ход анализа

I. Разложение минералов и горных пород Фтористоводородно и серной кислотами

Навеску 5-20 мг (в зависимости от предполагаемого содержания закиси железа) помещают в платиновый тигель емкостью 12-15 их,смачивают I мл воды*), содержимое переценивают, вращая тигежь, м добавляют 0,5 мл серной кислоты 1:1* Тигежь закрывают специальной крыижой лв пластмассы и устанавливают в кольцо штатива. Через трубку в крышке в течение 5 иинут пропускают ток углекислого газа оо око -ростью 2-3 пузырька в секунду. Тигель нагревают горелкой, пламя которой регулируют так, чтобы кидкооть в тигле равномерно кипела. Когда жидкость закипит, наг-«вакмв превращают, че^ез отверстие в крынке прибавляют 1-2 мл фтористоводородной кислоты, снова нагревают жидкость до кипения и продолжают кипятить в течение 7-8 минут - время, догтаточ-

х) Дистиллированную воду кипятят дли удаления кислорода и 0 охлаждают.