7.2. Аналіз сплавів

Серед великої кількості сплавів найпоширенішими є такі:

- сплави на основі феруму – чавуни і сталі, звичайні та леговані;

- сплави на основі купруму – латуні та бронзи;

- сплави на основі алюмінію і магнію;

- сплави на основі стануму і плюмбуму – бабіти і припої.

Визначення типу сплаву.

Належність сплаву до певного типу вже можна частково визначити за зовнішнім його виглядом. Сплави купруму є жовтого кольору, магнію, алюмінію і стануму – білого, а феруму – темно-сірі. Густина їх теж різна. Найлегші – це сплави магнію і алюмінію. Надійніше можна визначити тип сплаву після проведення дослідів з розчинниками та виявлення основного компонента.

Більшість з чавунів і сталей розчиняються в розведеній хлоридній і сульфатній кислотах. Концентрована нітратна кислота пасивує поверхню сплаву і розчинення часто не відбувається. Крупинку сплаву розчиняють у розведеній H₂SO₄, додають краплю HNO₃ і нагрівають розчин. Після охолодження виявляють ферум(ІІІ) тіоціанатом амонію. Поява криваво-червоного забарвлення свідчить про те, що це сплав на основі феруму.

Сплави купруму, навпаки, не розчиняються у хлоридній і сульфатній кислотах, а переважно у нітратній. Для перевірки крупинку сплаву розчиняють у HNO₃ і додають надлишок розчину аміаку. Утворюється синій аміакат купруму.

Характерна особливість сплавів алюмінію – це розчинність у лугах:

2Al + 2NaOH + 2H₂O = Na[Al(OH)₄] + H₂↑ .

За бурхливим виділенням водню, яке починається через кілька хвилин від початку реакції, легко розпізнати сплави алюмінію. Крім того у гідроксиді натрію розчиняються також станум і цинк, які часто є компонентами алюмінієвих сплавів.

Сплави магнію добре розчиняються у кислотах. Крупинку сплаву розчиняють у розведеній хлоридній кислоті, розчин випаровують у тигельку до сухого стану і обробляють залишок водою. До одержаного розчину додають краплями розчин Fe₂(SO₄)₃. Утворення бурого осаду Fe(OH)₃ свідчить про наявність магнію.

Сплави стануму при дії нітратної кислоти і води дають нерозчинну станатну кислоту. В осаді залишається також стибіатна кислота HSbO₃, а решта компонентів – плюмбум, купрум, ферум, цинк та інші, переходять у розчин. Виявлення плюмбуму виконують у частині прозорого розчину дією H₂SO₄.

Після встановлення типу сплаву його аналізують. Нижче коротко описано аналіз сплавів різних типів.

Сплави на основі феруму.

У форфоровій чашці чи тиглі нагрівають 20-30 мг сплаву з 12-15 кр. 1М H₂SO₄. Після припинення виділення водню додають краплями концентровану HNO₃ (для руйнування карбідів) до припинення піноутворення і нагрівають до зникнення чорних крапок. Вміст чашки переносять у конічну пробірку і центрифугують. У розчині виявляють іони Fe(III), Cr(III), Mn(II), Ni(II), Cu(II), Co(II) та інші за схемою аналізу катіонів другої-третьої груп або порційним способом.

Сплави на основі купруму.

У тиглі розчиняють 20-30 мг сплаву в 20 кр. HNO₃ (1:1) при нагріванні. Якщо утворюється осад H₂SnO₃ i HSbO₃, то додають трохи сухого NH₄NO₃ і продовжують нагрівати суміш до повного розчинення сплаву. Вміст тигля переносять у конічну пробірку і центрифугують. Розчин відокремлюють від осаду, який промивають гарячим розчином NH₄Cl. У розчині можуть бути іони Cu(II), Pb(II), Cd(II), Al(III), Fe(III), Mn(II), Ni(II), Zn(II) та інші. Розчин переносять у фарфорову чашку, додають трохи 1М H₂SO₄ і випаровують до появи білого диму. Після охолодження сухий залишок обробляють водою і центрифугують. У розчині виявляють катіони за схемою аналізу катіонів другої-третьої груп, а в залишку перевіряють наявність PbSO₄. Для цього його розчиняють у ацетаті амонію при нагріванні. У розчині виявляють Pb(II) (див. 5.6.5).

Сплави на основі алюмінію.

У фарфоровому тиглі розчиняють 20-30 мг сплаву у 20 краплях 25%-вого розчину лугу. Може залишитися чорний осад, в якому є ферум, нікол, манган і магній. Осад розчиняють у HNO₃ і виявляють катіони цих металів відомими методами. Лужний розчин алюмінату підкислюють хлоридною кислотою і виявляють іони Al(III), Zn(II) i Sn(II).

Сплави на основі стунуму.

У фарфоровому тиглі чи чашці при нагріванні обробляють 20-30 мг сплаву нітратною кислотою(1:1). Додають сухого NH₄NO₃ і продовжують нагрівати до повного розкладу сплаву. Осад H₂SnO₃ i HSbO₃ промивають гарячим розчином NH₄Cl і аналізують так, як описано в 5.5.9. У розчині можуть бути іони Pb(II), Cu(II), Cd(II), Fe(III), Zn(II) та інші. Цей розчин аналізують так, як і розчин мідного сплаву.