Über die bestimmung von uran, zirkon, chrom, vanadin und aluminium im stahl

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Berieht: Chemische Analyse anorganlscher KSrper. 369 der P h o s p h o r als Phosphormolybdat abgeschieden und schliesslich als ~[g2 Ps 07 gewogen, wobei Vorschriften far die Gegenwart oder Abwesenheit yon Ti gegeben werden. Das Mangan ist nach der Wismutmethode und dem Chloratverfahren zu bestimmen. Der Kohlenstoff wird direkt verbrannt, alas C02 in Barytwasser aufgefangen, das BaC0 s ab- filtriert und mit Salzsaure titriert. Zum Abfiltrieren des BaCO 3 wird ein besonderer im Original nSher besehriebener Apparat benutzt. Weber. Zur sehnellen Bestimmung des Gesamtkohlenstoffs in Stahl and Gusseisen t~bergiesst E. Sernagiotto 1) l g des Drahts oder des feinen Pulvers mit 50 ccm einer 30°/oigen KaliumkupferchloridlOsung, die mit einigen Tropfen HC1 angesauert wird. Der als schwarzes Pulver zurOckbleibende Kohlenstoff wird in einem G oochtiegel oder einem in dem Original n~iher beschriebenen und abgebildeten Apparat auf rein geschliimmtem Mn0s gesammelt, zuniichst mit dem stark verdannten Reagens, dann mit Wasser gewaschen, bei 100 o getrocknet und im Rohr verbrannt. Der Kohlenstoff ergibt sich aus dem aufgefangenen C0~. Weber. Uber die Bestimmung yon Utah, Zirkon, Chrom, Vanadin und Aluminium im Stahl liegt eine Arbeit yon Charles Morris Johnson 2) vor. Zur Trennung tier Hauptmenge des Eisens yon den genannten Metallen versetzt der Verf. die das Eisen als Ferrosulfat enthaltende LSsung sehr langsam und unter Umriihren mit Ammoniak. Bei einem bestimmten l%utralit~itspunkt tritt eine schwach rote F~illung anf, die bei weiterem Zusatz yon einigen Tropfen 2~mmoniak dunkelrot wird. In dem l~iederschlage befinden sich das gesamte U, Zr, A1 usw., w~hrend 99 °/o des Eisens als Ferroammoniumsulfat gelSst bleiben. Bestimmung des Urans im Stahl. Man erwgrmt 59, bei weniger als 0,1 °/o U lOy, Spine in einem 600 ccm fassenden Becher- glas mit 50 ccm H. 2804 (1 : 3) unter Zusatz yon 50 ccm Wasser, filtriert nach beendeter LSsung den hauptsiichlich aus Karbiden bestehenden Rackstand ab und wgscht 25 real mit verd. H~SO4 aus (25 ccm H~S04 1 : 3 auf 600 ccsi verdannt). Da der Rtickstand U enthalten kann, wird er in einem Platintiegel verascht, mit 6 ccm, IdF und 6 ccm H:~S04 (1 : 3) abgeraucht und die nach dem Aufnehmen mit Wasser erhaltene LSsung mit dem zuerst erhaltenen Filtrat vereinigt. Die auf 250ccm verdannte Flttssigkeit versetzt man unter Umrahren mit NIt 3 (1 : 1) bis zum Auftreten einer schwachen F~illung nnd gibt tr0pfenweise weiter NH 3 hinzu (nicht mehr a.ls 10 Tropfen lJ'berschuss), bis der l~iederschlag eine dunkle F~irbung annimmt. Iqach dem Abfiltrieren 18st man den lqiedersehlag in 50ccm warmer ttCl (1:1), w~seht mit verd. HC1 (1 : 40) nach nnd versetzt die LSsung mit l~a 2 0.~ (in Mengen yon je 1 g) bis zur alka]ischen Reaktion. Nun gibt man 5g Na2CO s und 5g (l~H4)~ CO s hinzu, um das U in LSsung zu halten, erhitzt unter Umrahren 1) Annal: Chim. Appl. 9(113 (1918) ;durch Chem. Zentrbl. 90, IV, 440 (1919). -- ~) Chem. Me~allurg. Engineering 20, 528 ; dui'ch Chem. Zentrbl. 90, IV, 592 (1919). Frese~ius, Zeltschrif~ f. anal. Chemie. LIX. 8. u. 9. Hefi~. 24

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Berieht: Chemische Analyse anorganlscher KSrper. 369

der P h o s p h o r als Phosphormolybdat abgeschieden und schliesslich als ~[g2 Ps 07 gewogen, wobei Vorschriften far die Gegenwart oder Abwesenheit yon Ti gegeben werden. Das M a n g a n ist nach der Wismutmethode und dem Chloratverfahren zu bestimmen. Der K o h l e n s t o f f wird direkt verbrannt, alas C02 in Barytwasser aufgefangen, das BaC0 s ab- filtriert und mit Salzsaure titriert. Zum Abfiltrieren des BaCO 3 wird ein besonderer im Original nSher besehriebener Apparat benutzt. Weber .

Zur sehnellen Bestimmung des Gesamtkohlenstoffs in Stahl and G u s s e i s e n t~bergiesst E. S e r n a g i o t t o 1) l g des Drahts oder des feinen Pulvers mit 50 ccm einer 30°/oigen KaliumkupferchloridlOsung, die mit einigen Tropfen HC1 angesauert wird. Der als schwarzes Pulver zurOckbleibende Kohlenstoff wird in einem G oochtiegel oder einem in dem Original n~iher beschriebenen und abgebildeten Apparat auf rein geschliimmtem Mn0s gesammelt, zuniichst mit dem stark verdannten Reagens, dann mit Wasser gewaschen, bei 100 o getrocknet und im Rohr verbrannt. Der Kohlenstoff ergibt sich aus dem aufgefangenen C0~.

W e b e r . Uber die Bestimmung yon Utah, Zirkon, Chrom, Vanadin und

Aluminium im Stahl liegt eine Arbeit yon Cha r l e s Mor r i s Johnson 2) vor. Zur Trennung tier Hauptmenge des Eisens yon den genannten Metallen versetzt der Verf. die das Eisen als Ferrosulfat enthaltende LSsung sehr langsam und unter Umriihren mit Ammoniak. Bei einem bestimmten l%utralit~itspunkt tritt eine schwach rote F~illung anf, die bei weiterem Zusatz yon einigen Tropfen 2~mmoniak dunkelrot wird. In dem l~iederschlage befinden sich das gesamte U, Zr, A1 usw., w~hrend 99 °/o des Eisens als Ferroammoniumsulfat gelSst bleiben.

B e s t i m m u n g des U r a n s im S t ah l . Man erwgrmt 5 9 , bei weniger als 0,1 °/o U lOy, Spine in einem 600 ccm fassenden Becher- glas mit 50 ccm H. 2804 (1 : 3) unter Zusatz yon 50 ccm Wasser, filtriert nach beendeter LSsung den hauptsiichlich aus Karbiden bestehenden Rackstand ab und wgscht 25 real mit verd. H~SO 4 aus (25 ccm H~S04 1 : 3 auf 600 ccs i verdannt). Da der Rtickstand U enthalten kann, wird er in einem Platintiegel verascht, mit 6 ccm, IdF und 6 ccm H:~S04 (1 : 3) abgeraucht und die nach dem Aufnehmen mit Wasser erhaltene LSsung mit dem zuerst erhaltenen Filtrat vereinigt. Die auf 2 5 0 c c m

verdannte Flttssigkeit versetzt man unter Umrahren mit NIt 3 (1 : 1) bis zum Auftreten einer schwachen F~illung nnd gibt tr0pfenweise weiter NH 3 hinzu (nicht mehr a.ls 10 Tropfen lJ'berschuss), bis der l~iederschlag eine dunkle F~irbung annimmt. Iqach dem Abfiltrieren 18st man den lqiedersehlag in 5 0 c c m warmer ttCl (1 :1) , w~seht mit verd. HC1 (1 : 40) nach nnd versetzt die LSsung mit l~a 2 0.~ (in Mengen yon je 1 g) bis zur alka]ischen Reaktion. Nun gibt man 5g Na2CO s und 5 g (l~H4)~ CO s hinzu, um das U in LSsung zu halten, erhitzt unter Umrahren

1) Annal: Chim. Appl. 9(113 (1918) ;durch Chem. Zentrbl. 90, IV, 440 (1919). - - ~) Chem. Me~allurg. Engineering 20, 528 ; dui'ch Chem. Zentrbl. 90, IV, 592 (1919).

F r e s e ~ i u s , Zeltschrif~ f. anal. Chemie. LIX. 8. u. 9. Hefi~. 24

370 Bericht: Chemische Analyse anorganischer KSrper.

zum Kochen, filtriert ab und w~scht etwa 25 real mit einer LSsung aus, die je 2 g Ha 2 C0~ und (HH4)eCO 3 in 6 0 0 c c m Wasser enth~lt. Zu dem das gesamte U enthaltenden Filtrat gibt man HC1 (1 : 1) bis zur schwach sauren Reaktion, erhitzt wieder ~[e Stde. und versetzt nach dem Abkahlen mit 5 g (HH4)eItP04, dann macht man mit HH 3 ( 1 : 1 ) alkalisch, neutralisiert mit Essigs~ture und gibt noch 5 c c m Essigs~ure im [~bersehuss hinzu, um etwa vorhandenes Cr u~d ¥ in LSsung zu halten. Man filtriert nuch einigen Stdn. ab und w~scht den Uran- niederschlag etwa 40 m~l mit folgender Waschfl~ssigkeit aus. 5 g Ammoniumphosphat und 10 c c m H~S04 (1 : 3), die auf 100 c c m verdt~nnt werden, macht man schwach ammoni~kalisch, versetzt mit 5 c c m Essig- saure im Uberscbuss und verdfinnt auf 600 cc~,~. Der Hiederschlag wird in H2S0 ~ (1 : 3) wieder gelSst und bei vanadinreichem Stahl die LSsung. mit H~O 2 auf ¥ gepr~ft; ist dasselbe vorhanden, so muss die Phosphat- f~llung wiederholt werdem Die sehwefelsaure UranlSsui~g wird nuu zum Kochen erhitzt, mit einigen Tropfen KMn Q-LSsung versetzt, so dass die Farbung bei 15 Miuuten langem Koehen bestehen bleibt, alsdann dureh einen Ziukreduktor n~eh -J o n e s ~) gegossen und mit Permanganat- 15sung bis zum ersten Auftreten der Rotf~rbung titriert. Ist etwas ¥ vorhanden, so verschwiudet die F~rbung statt in einer Minute sehon in 5 Sekunden:

Bei der B e s t i m m u n g des U r a n s im C h r o m - W o l f r a m s t a h l verf~hrt man zun~ehst wie oben. Der naeh dem Heutralisieren mit Ammgniak erhaltene, anf~ngs rote Hiederschlag geht in Sehwarz und schliesslich in Bl~uliehweiss aber. Man gibt dann noeh 2 c c m H t t ~

hinzu, filtriert den das U enthaltenden Hiederschl~g ab und behandelt ihn wie beim Uranst~hl. Der beim LSsen des Stahls verbleibende Raekstand yon W- und Cr-Karbid enth~lt etwas U. Er wird daher mit verd. H2SO t vom Filter heruntergespfilt und dutch Erhitzen mit 30 ecru HH03 ( 1 : 2 0 ) oxydiert, bis er eine Gelbf~rbung zeigt. Man filtriert nun die Wolfr~ms~ure ab, wascht mit verd. H~ SOt aus, oxydiert alas Filtrat mit Ha.~ ()~ und vereinigt nae5 dem Abfittrieren des Eisen- hydroxyds mit der gauptlSsuug.

B e s t i m m u n g y o n A l u m i n i u m u n d Z i r k o n im S t a h l . 4 g Stahl werden in 50 c c ~ H eSOa ( 1 : 3 ) und 50 c c m Wasser gelSst, die unlSslichen Karbide abfiltriert und mit verd. H~S0t ausgewaschen. Der Rackstand wird gegl~ht, mit HF und H~S0t abgeraueht und die S ulfatlSsung mit der HauptlSsung vereinigt. Dutch F~llung mit ~H~ in geringem Uberschuss erh~lt man das gesamte A1 und Zr mit wenig Fe : man filtriert ab. 15st den Hiederschlag in 50ccm heisser H C1 (1 : l) und w~scht mit verd. tICl,vollst~ndig aus. Die L~sung engt man auf 50 c c m ein. oxydiert mit b~a~O~ bis zur alkalisehen Reaktion. erhitzt mit 5 g l~a~ CO~ zum Kochen und filtriert den das Fe und Zr enthaltenden ~iedersehlag ab. Man w~scht aus, 15st den Hiederschlag

I) Vergl. diese Ztschrft. 59, 241 (1920).

Ber~cht: Chemische Ana.]yse ~norgan~scher K6rper. o971

wieder in verd. H C1 und wiederholt die F~llung. Die vereinigten Filtrate, welche das A1 enthalten, neutralisiert man so weir mit tIC1, dass Kurkuma nicht, wohl aber rotes Lackmuspapier noch a]kalisehe Reaktion zeigt, l~sst das Aluminiumhydroxyd absitzen, filtriert und w~seht mit Ammoniumnitratl6sung aas. ~Ian 16st den :Niederschlag in heisser HC1 (1 : 1), f~llt ihn nochmals, gl~ht naeh dem Auswaschen im Platintiegel, verflachtigt etwas SiO~ mit HF und H2S04 und w~gt als A12Q. Der das Fe und Zr enthaltende Niederschlag wird in verd. II 2 S0~ gel6st; die LOsung wird mit 20 c c m einer ges~ttifften L6sung yon yon ~Na~ tIPO~ uncl ~*H 3 ( 1 : 1 ) bis zur Bildung eines Niederschlages" versetzt. Das so erhaltene Zirkonphosphat enth~lt, wenn die L6sung noeh sauer ist, nur wenig Fe und SiO.2. Nachdam die F~llung aber Naeht gestanden hat, filtriert man ab, w~iseht mit Wasser aus, gtaht ~m Platintieget und erhitzt mit HF und H. 2S0~ bis zum Auftreten von tI~S0~-d~mpfen, wobei das Fe als Sulfat in L6sung geht. Das ungel6st bl~ibende Zirkonphosphat wird abfiltriert, ausgewasehen und in dem- selben Platintiegel gegl~ht.

B e s t i m m u n g yon A l u m i n i u m im g e w 6 h n l i c h e n S t a h k ~[an 16st wieder 5 - -10 g in verd. H~SO~, behandelt den unlSslichel~_ Rt~ekstand mit d IF und H~S04 und bringt die L6sung zur HauptlSsung. Der bei tropfenweisem Zusatz yon NH 3 erhaltene Niederschlag enth~lt das gesamte A1 and 3 - - 4 % des Eisens, er wird in verd heisser H C! gel6st, die L6sung mit Na202 his zur alkalisehen Reaktien gegel~ Lackmus versetzt, mit 5 g Na~ CO 3 zum Kochen'erhitzt und der Eisen- niedersehlag abfiltriert. Das Filtrat wird mit HC1 neutralisiert, wie bei der Bestimmung yon A1 und Zr angegeben, and in dersel~oen Weise, wie daselbst beschrieben, welter verfahren.

B e s t i m m u n g yon C h r o m und Vanadi11. ManlSst 5 - -109 ' Stahl wieder in verd. H~SO~ und bringt den abfiltrierten and aus- gewasehenen R~ckstand, der noch etwas Cr und ¥ entb~lt, in das L6sungsgef~ss zurack. Das Filtrat versetzt man mit R~H 3 (1 :1 ) bis zur Bildung eines sehwarzen Niederschlags , gibt noch 2 c c m NH~ im tJberschuss hinzu und erreieht so eind vollst~ndige F~llung yon Cr and V mit sehr wenig Fe. )'[an filtriert, 16st wieder in 50 c c ~ , H2S Q (1 :3 ) und gibt die L6sung zu dem unl6sl~ehen Raekstand in das urspr~ngliche L6sungsgef~ss. Dann erhitzt man mi~ -i0 c c m ttNO~ (1:20), bis der Rtickstand bei vorhandenem W gelb, sonst weiss erscheint. Zu der heissen L6sung fagt man nun K MnO~,L6sung, bis sieh die abscheidenden Manganoxyde nach 20 Minuten langem Kochen nicht mehr- 16sen, and fiihrt hierdurch das Cr und V in die h6chste Oxydationsstufe aber. Naeh dem Abfiltrieren des Niederschlags erfolgt hierauf die Bestimmung yon Cr und V nach den Angaben des Verf. in seinem Buche- *Schnellmethoden ft~r die chemische Analyse yon Spezialst~hlen usw.,<.

Voraussiehtlich wird sich das den vorstehenden Methoden zugrnnde liegende Prinzip, die Trennung yon der Hauptmenge des Ferroeisens

2.~*

372 Bericht: Chemische Analyse anorganischer K5rper.

mittels ~H3, auch for die Bestimmung yon T i t a n und T a n t a l ver- w enden lassen, vielieicht auch zur Bestimmung kleiner Mengen yon K u p f e r und N i c k e l . W e b e r .

Zur Analyse yon Ferrozirkon and zirkouhaltigem Stahl schl~gt J. D. F e r g u s o n 1) die folgende Methode vor. Man 15st 1 y Ferrozirkon,. bezw. 3 g Stahl in 25, bezw. 50 c c m einer Mischung yon 2 Yol. Wasser, 1 Yol. konz. H[q03 und 1 ¥ol. konz. HC1, verdampft zur Trockne und erhitzt den Rfickstand mit 30 ecru heissem Wasser und 1 c c m konz. H,SO¢. Die ungelOst bleibende SiO 2 filtriert man ab, wgscht mit Wasser, hierauf mit koehender verdannter H2SO 4 ( ! : 2 0 ) und wieder einige Male mit Wasser aus. Die SiO 2 wird dann im Platintiegel geglaht; wenn sie dunkelgrau gef~rbt ist und Zirkonsilikat enthaltea kann, wird nach dem W~gen mit 3 c c m konz. HsS0~ und 3 c c m HF bis zum Auftreten yon weissen D~mpfen abgeraucht , d a s Abrauchen nach nochmaligem Zufagen yon HF wiederholt und schliessli~h zur Tcoekne gebracht. Ein etwa verbleibender Rackstand wird mit gbersch~ssigem ±Na2CO z ~/2 Stde. gesehmolzen, die Schmelze mit heissem Wasser behandelt, das ungelOst bleibende ~Natriumzirkonat, F%0 s e t c , abfiltriert, eingegschert und mit Ktt S0¢ aufgeschlossen. Die Schmelze 15st man in heissem Wasser Und filtriert zur HauptlSsung. Man erhitZt nun die auf 4~0 c c m verdannte Fl~ssigkeit zum Kochen und versetzt unter Umrtihren mit einer kochenden konz. LSsung yon Na2S20~ (6 g far je l g tier Legierung). Wenn die Flfissigkeit fast f~rblos ge~vorden ist und bei erneutem Zusatz yon ~I'hiosulfat etwas Schwefel ausfiillt, gibt man unter Umrahren eine k0chende, mSglichst konz. LSsung yon 1 g N%HP04 hinzu~ wodurch das Zirkon al~ weisser oder grt~nlicher, floekiger Niederschlag gef~llt wird. Nachdem man das Kochen einige Minuten fortgesetzt hat, l~sst man ~/~ Stde. stehen, filtriert, wascht wiederholt mit heissem Wasser aus, trennt den getrockneten ~Niederschlag vom Filter, das for sich verascht

"wird, und bringt das Zirkonphosphat zur W~gung. Es ist zu beachten, class das Eisen zur Ferrostufe reduziert werden muss und die LSsung vor tier F~llung etwa 1 °/o H.2S04 enthalten soll, damit die F~lluug ~on Fe und Ai verhfitet wird. Bei Gegenwart you Ti zeigt das Zirkon- phgsphat eine rStliche F~rbung, in solehem Falle wird tier geglahte b~iederschlag mit dem 30fachen Gewicht an N%CO~ ~/e--1 Stde. geschmolzen, das beim LSsen der Schmelze in heissem Wasser zurt~ek- bleibende Natriumzirkonat und -titanat geglfiht und mit KHSO 4 auf-" gesehlossen. Die Schmelze 16st man in kochendem Wasser, versetzt mit 1 °/o I-I e SOul erhitzt zum Sieden und gibt 2 0 : c c ~ 3 °/oiges H202 hinzu, um das Ti zu oxydieren, worauf das Zr wieder als. Phosphat gefallt wird. Das Abrauchen yon SiOe mittels HF 'muss bei Gegenwart yon wenigstens der gleichen Menge H~SO~ vorgenommen werden, damit dio Yerflfichtigung yon Zirkonfluorid vermieden wird. W e b e r.

!) Engin. Min. Jourm 106, 356 (1918); durch Chem. Zentrbl. 90, II, 320 (1919). , ,