Приложение Б (рекомендуемое). Определение массовой доли полиоксихлорида в пересчете на оксид алюминия (Al2O3)

Приложение Б
(рекомендуемое)

Определение массовой доли полиоксихлорида в пересчете на оксид алюминия (Al₂O₃)

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в таблицах Б.1-Б.2. Диапазон измерений массовой доли оксида алюминия составляет от 1 % до 55 %. Продолжительность анализа одной пробы - 4 ч, серии из 10 проб - 8 ч.

Таблица Б.1 - Диапазон измерений массовой доли оксида алюминия, показатели точности измерений

Диапазон измерений массовой доли оксида алюминия, %	Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости) , %	Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) , %	Показатель точности (границы относительной погрешности при доверительной вероятности 0,95) , %
От 1 до 55 включ.	2,5	5	10

Таблица Б.2 - Относительные значения пределов повторяемости и воспроизводимости

Диапазон измерений массовой доли оксида алюминия, % масс.	Предел повторяемости (для двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости) r, %	Предел воспроизводимости (для двух результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости) R, %
От 1 до 55 включ.	7	14

Б.1 Метод измерений

Метод измерений основан на том, что в кислой среде катионы алюминия образуют с трилоном Б прочное комплексное соединение. Для увеличения скорости реакции образования комплекса алюминия раствор пробы коагулянта с трилоном Б, взятым в избытке, кипятят в течение 15 мин. Избыток трилона Б в слабокислой среде (рН = 5,5 ед. рН) титруют раствором цинка сернокислого в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого.

Б.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

Б.2.1 Средства измерений и вспомогательные устройства

Весы лабораторные аналитические специального или высокого класса точности с наибольшим пределом взвешивания 320 г по ГОСТ OIML R 76-1 или по ГОСТ Р 53228.

Иономер (или рН-метр) любого типа с термокомпенсатором или с автоматической температурной компенсацией.

Часы песочные на 5 мин или электронный таймер-секундомер.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или воды для лабораторного анализа 2-й степени чистоты по ГОСТ Р 52501.

Плитка электрическая с регулятором температуры по ГОСТ 14919.

Холодильник бытовой любого типа, обеспечивающий температуру хранения проб и растворов реактивов от 2 °С до 10 °С.

Примечание - Допустимо использовать другие средства измерения утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью, и иметь характеристики не хуже вышеуказанных.

Б.2.2 Лабораторная посуда

Бюретки вместимостью 25 и 50 см³ по ГОСТ 25336, 2-го класса точности.

Примечание - Допускается использовать автоматические титраторы.

Воронки стеклянные по ГОСТ 29251.

Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100, 250, 500 и 1000 см³ по ГОСТ 1770, 2-го класса точности.

Капельница по ГОСТ 29251.

Колбы конические вместимостью 100 и 250 см³ по ГОСТ 25336.

Пипетки градуированные вместимостью 1, 2, 5, 10 и 25 см³ по ГОСТ 29227, 2-го класса точности.

Пипетки с одной отметкой вместимостью 1, 2, 5, 10 и 25 см³ по ГОСТ 29169, 2-го класса точности.

Примечание - Допускается использовать дозаторы, отвечающие требованиям ГОСТ 28311.

Стаканы из термически и химически стойкого стекла вместимостью 50, 100, 250 и 600 см³ по ГОСТ 25336.

Стекло часовое.

Флаконы из темного стекла вместимостью 100, 250, 500 и 1000 см³ для хранения растворов.

Флаконы пластиковые с узким горлом вместимостью 250 и 500 см³.

Шпатели фарфоровые длиной 150-200 мм по ГОСТ 9147 или медицинские металлические и пластиковые.

Цилиндры мерные вместимостью 50, 100 и 250 см³ по ГОСТ 1770, 2-го класса точности.

Б.2.3 Реактивы и материалы

Аммиак водный, ч. д. а., по ГОСТ 3760.

Аммоний хлористый, х. ч., по ГОСТ 3773.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или для лабораторного анализа по ГОСТ Р 52501 (2-й степени чистоты).

Индикатор ксиленоловый оранжевый, ч. д. а.

Индикатор хромовый темно-синий, ч. д. а.

Индикатор эриохром черный Т, ч. д. а.

Калий хлористый, х. ч., по ГОСТ 4234.

Кислота серная, х. ч., по ГОСТ 4204.

Кислота соляная, х. ч., по ГОСТ 3118.

Кислота уксусная (ледяная), х. ч., по ГОСТ 61.

Магний сернокислый 7-водный, стандарт-титр С (1/2 MgSO₄ x 7Н₂O) = 0,1 моль/дм³ (0,1 н).

Натрий уксуснокислый 3-водный, ч. д. а., по ГОСТ 199.

Натрий хлористый, х. ч., ГОСТ 4233.

Стандарт-титр для приготовления буферных растворов по ГОСТ 8.135.

Трилон Б (этилендиамин-N,N,N,N-тетрауксусной кислоты динатриевая соль, 2-водная), х. ч., по ГОСТ 10652 или стандарт-титр С (1/2 C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈ x 2Н₂O) = 0,1 моль/дм³ (0,1 н).

Цинк сернокислый 7-водный, ч. д. а., по ГОСТ 4174.

Спирт этиловый 96,3 %-ный, категории "Люкс" по ГОСТ 5962.

Примечание - Допускается использование реактивов аналогичной или более высокой квалификации, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных.

Б.3 Подготовка к выполнению измерений

Б.3.1 Приготовление растворов

Б.3.1.1 Ацетатный буферный раствор со значением рН = (5,5  0,1) ед. рН

(55,00  0,01) г натрия уксуснокислого 3-водного переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и растворяют приблизительно в 500 см³ горячей (приблизительно 70-80 °С) дистиллированной воды, после охлаждения раствора до комнатной температуры доводят объем раствора в колбе до метки. После этого добавляют 3 см³ ледяной уксусной кислоты, перемешивают, доводят значение рН раствора до (5,5  0,1) ед. рН, добавляя концентрированную уксусную кислоту для снижения значения рН или добавляя небольшими порциями (примерно по 0,020 г) натрий уксуснокислый 3-водный для повышения значения рН раствора. Значение рН раствора контролируют на рН-метре. Срок хранения раствора - 1 месяц при комнатной температуре.

Б.3.1.2 Раствор цинка сернокислого молярной концентрации 0,05 моль/дм³

(14,380  0,001) г цинка сернокислого 7-водного (ZnSO₄ x 7Н₂O) переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и растворяют приблизительно в 900 см³ дистиллированной воды. Добавляют 1 см³ концентрированной серной кислоты и доводят объем раствора до метки, перемешивают. Срок хранения раствора - 3 месяца при комнатной температуре.

Б.3.1.3 Раствор трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм³

Содержимое ампулы стандарт-титра или навеску (18,6120  0,0005) г трилона Б переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, приблизительно наполовину заполненную дистиллированной водой. Навеску трилона Б растворяют и доводят объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой, перемешивают. Срок хранения раствора - 3 месяца при комнатной температуре.

Б.3.1.4 Раствор индикатора ксиленолового оранжевого с массовой долей 0,5 %

(0,25  0,01) г индикатора ксиленолового оранжевого растворяют в 20-30 см³ дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 50 см³.

Доводят объем раствора в колбе дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают. Срок хранения раствора - 1 месяц при комнатной температуре.

Б.3.1.5 Аммиачный буферный раствор со значением рН = (10,0  0,1) ед. рН

В мерную колбу вместимостью 500 см³, приблизительно наполовину заполненную дистиллированной водой, помещают (10,0  0,1) г хлористого аммония и 50 см³ водного аммиака, тщательно перемешивают и доводят до метки дистиллированной водой. Значение рН буферного раствора контролируют на рН-метре. Срок хранения раствора - 3 месяца при температуре 2-10 °С.

Примечание - Рекомендуется периодически перед применением буферного раствора проверять его значение рН. Если значение рН изменилось более чем на 0,2 ед. рН, то готовят новый буферный раствор.

Б.3.1.6 Раствор индикатора эриохрома черного Т с массовой долей 0,5 %

(0,50  0,05) г индикатора эриохрома черного Т помещают в стакан вместимостью не менее 100 см³, добавляют 20 см³ аммиачного буферного раствора (рН = 10), тщательно перешивают и добавляют 80 см³ этилового спирта. Срок хранения раствора - 10 суток при комнатной температуре во флаконе из темного стекла.

Примечание - Допускается вместо индикатора эриохрома черного Т использовать индикатор хромовый темно-синий, раствор которого готовят аналогичным способом. Срок хранения раствора во флаконе из темного стекла - 3 месяца при комнатной температуре.

Б.3.1.7 Приготовление сухой индикаторной смеси эриохрома черного Т

(0,25  0,01) г эриохрома черного Т смешивают с (25,0  0,1) г хлористого натрия или калия и тщательно растирают в ступке. Срок хранения смеси - 1 год при комнатной температуре во флаконе из темного стекла.

Б.3.1.8 Раствор магния сернокислого молярной концентрации 0,05 моль/дм³

Содержимое одной ампулы стандарт-титра переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят объем раствора в колбе дистиллированной водой до метки и перемешивают. Срок хранения раствора - 6 месяцев при температуре 2-10 °С.

Б.3.1.9 Раствор соляной кислоты с массовой долей 10 %

Раствор соляной кислоты готовят согласно ГОСТ 4517.

25 см³ концентрированной соляной кислоты добавить к 75 см³ дистиллированной воды, раствор перемешать и перелить во флакон из темного стекла для хранения раствора. Срок хранения раствора - 3 месяца при комнатной температуре.

Б.3.2 Установление поправочного коэффициента к молярной концентрации 0,05 моль/дм³ раствора трилона Б

В коническую колбу вместимостью 250 см³ вносят 10 см³ раствора сернокислого магния молярной концентрации 0,05 моль/дм³ и добавляют 90 см³ дистиллированной воды. Добавляют 5 см³ аммиачного буферного раствора (рН = 10,0  0,1 ед. рН) и 5-7 капель раствора индикатора эриохрома черного Т или хромового темно-синего или добавляют от 0,05 до 0,1 г сухой индикаторной смеси. Титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б до изменения окраски индикатора в точке эквивалентности. Окраска должна стать синей с зеленоватым оттенком при прибавлении индикатора эриохрома черного Т или синей с фиолетовым оттенком при использовании индикатора хромового темно-синего.

За результат титрования принимают среднеарифметическое значение из трех параллельных титрований, расхождение между которыми не превышает 0,05 см³.

Поправочный коэффициент К₁ рассчитывают по формуле с точностью до четвертого знака:

,

(Б.1)

где V - объем раствора сернокислого магния молярной концентрации 0,05 моль/дм³, взятого для определения поправочного коэффициента 10, см³;

- объем раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³, израсходованного на титрование, см³.

Если поправочный коэффициент К₁ раствора трилона Б отличается от 1,00 больше, чем на  0,03, то раствор укрепляют, разбавляют или готовят заново. Для укрепления раствора добавляют небольшими порциями (примерно по 0,020 г) трилон Б. После укрепления или разбавления раствора поправочный коэффициент устанавливают заново.

Б.3.3 Установление поправочного коэффициента к раствору цинка сернокислого молярной концентрации 0,05 моль/дм³

В коническую колбу вместимостью 250 см³ помещают 25 см³ раствора цинка сернокислого 7-водного молярной концентрации 0,05 моль/дм³, прибавляют около 70 см³ воды, 5 см³ аммиачного буферного раствора (рН = 10,0  0,1), около 0,1 г сухой индикаторной смеси эриохрома черного Т и титруют из бюретки раствором трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³ до перехода фиолетовой окраски раствора в синюю. За результат титрования принимают среднеарифметическое значение из трех параллельных титрований, расхождение между которыми не превышает 0,05 см³.

Поправочный коэффициент раствора сернокислого цинка К₂ рассчитывают по формуле с точностью до четвертого знака

,

(Б.2)

где V - объем раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³, израсходованный на титрование, см³;

- поправочный коэффициент раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³;

25 - объем раствора цинка сернокислого молярной концентрации 0,05 моль/дм³, взятого для определения поправочного коэффициента, см³.

Если поправочный коэффициент К₂ раствора сернокислого цинка отличается от 1,00 больше, чем на  0,03, то раствор укрепляют, разбавляют или готовят заново. Для укрепления раствора добавляют небольшими порциями (примерно по 0,020 г) цинк сернокислый. После укрепления или разбавления раствора поправочный коэффициент устанавливают заново. Поправочный коэффициент проверяют один раз в месяц при соблюдении условий хранения раствора.

Б.4 Проведение анализа

Навеску порошка или жидкого коагулянта взвешивают с точностью до 0,0005 г на аналитических весах в конической колбе вместимостью 250 см³. Масса навески зависит от марки реагента и содержания оксида алюминия. Рекомендуемые массы навесок исследуемых проб приведены в таблице Б.3.

Таблица Б.3 - Рекомендуемые массы навесок исследуемых проб в зависимости от содержания оксида алюминия.

Содержание оксида алюминия, %	Масса навески, г
От 1 до 11 включ.	0,40-0,55
Св. 11 до 20 включ.	0,25-0,35
Св. 20 до 35 включ.	0,15-0,2
Св. 35 до 40 включ.	0,1-0,15
Св. 40	0,09-0,11

К навеске добавляют 25 см³ раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³ и 80-100 см³ дистиллированной воды. Накрывают колбу часовым стеклом или маленькой воронкой и нагревают на электроплитке при слабом кипении в течение 15 мин.

Примечание - При анализе высокоосновных коагулянтов на основе ПОХА после добавления трилона Б возможно появление опалесценции (или помутнение раствора). В этом случае канализируемому раствору добавляют 1 см³ раствора соляной кислоты массовой доли 10 % (опалесценция пропадет сразу или после кипячения).

После кипячения обмывают часовое стекло (воронку) и конденсат со стенок колбы дистиллированной водой. Охлаждают колбу до комнатной температуры и добавляют 25 см³ ацетатного буферного раствора (рН = 5,5   0,1 ед. рН), 3-5 капель раствора ксиленолового оранжевого и титруют избыток трилона Б раствором цинка сернокислого до перехода окраски из желтой в розовую.

Б.5 Обработка результатов измерений

Массовую долю ПОХА в пересчете на оксид алюминия X, % вычисляют по формуле

,

(Б.3)

где - объем раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм³, взятый для анализа, см³;

- объем раствора сернокислого цинка молярной концентрации 0,05 моль/дм³, пошедший на титрование анализируемого раствора, см³;

и - поправочные коэффициенты для растворов трилона Б и сернокислого цинка соответственно;

0,002549 - масса оксида алюминия, реагирующая с 1 см³ раствора сернокислого цинка молярной концентрации 0,05 моль/дм³, г;

- 1 см³ раствора сернокислого цинка молярной концентрации 0,05 моль/дм³;

m - масса коагулянта, взятая для анализа, г.

Б.6 Оформление результатов измерений

Результат измерений в протоколах, %, представляют в виде:

,

(Б.4)

где - характеристика абсолютной погрешности результата измерения, %, которую рассчитывают по формуле

,

(Б.5)

где - значение показателя точности измерений массовой доли оксида алюминия, % (см. таблицу Б.1).