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Eine photometrische Kobaltbestimmung in Sthlen mit Hilfe des Pulfrich-Photometers.

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Analytisch-technische Untersuchungen
Eine photometrische Kobaltbestimmung in Stahlen mit Hilfe des Pulfrich-Photometers
V o n D r . E . B I S C H O I . ' u n d G. G E U E R , Sowinzerda
R h e i n m e t a l l - B o r s i g A.-G., Werk S o m m e r d a (Thiir.)
C h e m i s c h e , metallographi.sch:eiund p h y s i k a l i s c h e Versibchsanstalt
U
ber photometrische Bestimmungsmoglichkeiten des Kobalts
in legierten Stahlen ist bis heute nur das Verfahren
von Pinsll) bekannt. Die colorimetrischen Arbeitsmethoden,
die fur die Ermittlung des Kobalts in reinen Salzlosungen
antvendbar sind, sind auf Kobaltuntersuchungen im Stahl
nicht ohne weiteres zu iibertragen. Uns ist es nun gelungen,
q u a n t i t a t i v e Messungen rnit Hilf e des r o s a f a r b e n e n
Kobaltamminkomplexes2) auszufiihren. Voraussetzung fur die
Methode ist jedoch, daB die Legierungselemente des Stahls
entfernt werden. Dies gelingt, wenn man den aufgelosten Stahl
mit aufgeschlammtem Zinkoxvd3) versetzt. wobei samtliche
Mctalle -mit Xusnahme von Mangan und' Nickel ausgefallt
werden. Mangan scheidet:sich
als Braunstein aus, wenn die
ammoniakhaltige Kobaltlosung
oxydiert wird. Diese Braunsteinausscheidung la& sich aber
dmch Ammonchlorid verhindern. Um stets den gleichen
rosafarbenenKobaltamminkomplex zu erhalten, ist ferner eine
bestimmte Ammoniakmenge erforderlich.LNach Versuchen mit
einem 4,9%igen . Kobaltstahl
lie@ der giinstigste Ammoniakgehalt bei 25 cm3 (Abb. 1). Bei
zu wenigAmmoniak sieht die LoAh!,. 1. Veranderung der Exsung anstatt rosafarben brauntinktion einer Kobaltamniinlosung bei Anwendung verrot aus. Zur Oxydation der
sch'edener Mengen Ammoniak.
Kobaltlosung geniigen wenige
Tropfen einer frischen 3 yoigen
H,O,-I,osung. Wird zuviel HzO, genommen, so treten aus
der Losung Sauerstoffblaschen aus, die sich an der Wandung
der Kiivette absetzen und zu falschen MeBergebnissen beim
Photometrieren fiihren.
S,9% Co unter Hinzufiigen
Carbonyleisen hergestellt.
l
Kobaltgehalt
Trobr
von
I
wechselnden Mengen
E
Extinktion
1
Eichfaktor
Der inittlere Eichfaktor ergibt sich hieraus zu f = 6,0
Demnach ist: c = E.6,0 yo Co.
Derhwendungsbereich erstreckt sich auf die Untersuchung
von Kobaltstahlen bis zu einem Gehalt von 10% Kobalt.
Drei Werkzeugstiihle mit verschiedenen Kobaltgebalten
wurden einmal gewichtsanalytisch niit Nitroso-p-Naphthol
und zum anderen photometrisch auf Kobalt untersucht und
hierbei folgende Werte ermittelt :
Kobnlt
-cmichtsanalytisch
Probe
Kobalt
photometrisch
1,54
2,49
436
Sollwert nach Sngabe des dt. 11.Pr. A. Berlin-Dahlcm 4,9% Kobalt (Ni-frei).
Um den storenden EinfluB des Nickels zu untersuchen,
wurde eine Reihe von Eisen-Nickel-Mischungen (pulverisiert)
hergestellt und der Nickelgehalt so bemessen, daB er mit dem
eines 1, 2, 4, 8 und 12yoigen Nickelstahls iibereinstimmt.
Die schwach blaue Nickelammonsalzlosung wurde analog der
Arbeitsvorschrift fur die Kobaltbestiinmung hergestellt und
mit der Hagephotlampe und dem Hg-Filter (546) photometriert.
Als Vergleichslosung diente reines Wasser. Die Kiivettenlange
betragt 50 mm.
Arbeitsweise.
I n einein 250 cm3 fassenden MeOkolben ( F i t moglichst weiteiii
Hals) werden 1 g Spane mit 30 cin3 HCl (1:l) aufgelost, mit HNO,
oxydiert und zur Trockne eingedampft. Der Ruckstand wird mit
10 cm3 HC1 aufgenommen, mit Wasser verdiinnt und mit -7 cm8
konz. NH, abgestumpft. Eiri Ausfallen der Hydroxyde ist zu vermeiden. Dann versetzt man die kochende Losung unter kraftigem
Umschiitteln niit Zinkoxydmilch, bis blaues Lackmuspapier nicht
mehr sauer reagiert - jedoch unter Vermeidung eines Uberschusses
an ZnO - und fiillt nach dem Abkiihlen auf 250 cm3 anf. 100 cm3
des Filtrates = 0,4 g Einwaage werden-auf 'Is eingeengt nnd 2 cm3
HCl zugegeben. Die Losung wird auf ZOO abgekiihlt, damit keine
'l'riibung durch Ausfallen des Braunsteins eintreten kann. Das Ganze
wird in einen 100-cm3-MeOkolbengegossen, rnit 10 cms NH,Cl, einigen
'I'ropfen H,O,, 25 cmSNH, versetzt und auf 100 cm3Losung aufgefiillt.
Der Kobaltamminkomplex bildet sich innerhalb einiger Minuten.
Aus den ermittelten Werten und der Kurve (Abb. 3 ) ist zu
erkennen, daB die Extinktion bei niedrigen Nickelgehalten sehr
gering ist. Kobaltstiihle niit einem Nickelgehalt bis zu 1%
b e d n t r a c h t i g e n u. E. n i c h t d i e q u a n t i t a t i v e Ausw e r t u n g d e r K o b a l t b e s t i m m u n g . Aber auch bei hoheren
Gehalten an Nickel laljt sich die vorgeschlagene Kobaltbestimmung anwenden, wenn der entsprechende Extinktionswert fiir den Nickelgehalt von der Kobaltextinktion abgezogen
475
Reagentien.
1 . ijalzeure 1 :1; 2. Salpetersiiure,
konz.; 3. Ammoniak, konz.;
4. Ammoniumchlorid, 25?& ;
5 . Wassemtoffsuperoxyd, 3%ig.
0
1
-
2
3
6
5
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6
7
8
9
co
Abb. 2. Eichkurve fur Kobaltstahle.
'1 hrch. Eisenhiittcnwes. 13, 331 [1939/401.
50, %?Y [1925]; Chem. Ztrbl. 1925 11, 2282.
Kassler: Untersuchungs-Nethoden f. Roheisen, Stahl u. Ferro-Legierungen. Verlag
Enke, Stuttgart. 1933, 8. 60.
*) B. 9. Evans, Analyst
a)
Die Photonietrierung
wird mit der Hagephotlampe und dem Hg-Filter
(546)ausgef iihrt . Als Vergleichslosung dient reines
Wasser. Die KiivettengroBe betragt 50 111111.Die
Eichkurve
(Abb. 2)
wurde mit einem legierten
Kobaltstahl
mit
s
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0.10
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3 0.05
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0
1
2
3
4
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6
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Abb. 3 .
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8
9
10
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Bichkurve fur Nickelstahle.
wird. Dies setzt jedoch voraus, da13 der Nickelgehalt vorher
qumtitativ bestimmt wird und eine Nickelkurve, wie sie von
uns angefertigt worden ist, vorliegt. ~ i ~ e31.
g xirz
.
1941. [A. 21.1
B n g r w a x d l r Chemir
5d.Juhrq.1941. .Vv.19/20
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