DSCF6844

146

X. ANALIZA STOPÓW

Stop jest to tworzywo metaliczne otrzymywane przez stopienie metali. Każdy stop składa się z osnowy, czyli głównego składnika, i domieszek. Domieszki mogą być techniczne bądź uszlachetniające. W zależności od natury osnowy stopy dzielimy na:

1)    żelazne — stale węglowe, stopowe, staliwa, żeliwa;

2)    nieżelazne:

a)    o osnowie miedzianej (mosiądze, brązy),

b)    o osnowie cynkowej (tzw. znale - ZnAlCu),

c)    o osnowie cynowej i ołowiowej (stopy łożyskowe i luty miękkie).

3)    lekkie:

a)    glinowe,

b)    magnezowe.

Każda z wymienionych grup zawiera wiele stopów mających zastosowanie techniczne. Stopy te różnią się dodatkami i ich ilościowym stosunkiem. Na przykład wśród stopów glinowych duże zastosowanie mają; silumin (9-13% Si), aldrey (stop Al-Mg z dodatkiem 0,5% Si) czy stopy typu duralu (z dodatkiem 2,5-5,2% Cu i 0,3-1,8% Mg). Schemat analizy ilościowej stopu uzależniony jest od jego składu. W celu przeprowadzenia składników stopu do roztworu stosuje się kwasy (HN0₃, H₂S0₄, HC1) lub NaOH.

W roztworach kwaśnych jon NO^ jest dobrym czynnikiem utleniającym. W zależności od rodzaju reduktora i zastosowanych warunków reakcji można go zredukować do związków azotu na wszystkich stopniach utlenienia:

NOj+2H⁺ + e f± N0₂+H₂0; E°= +0,79 V,

NOj+2H⁺ + 2e N0₂ + H₂0; E°= +0,94 V,

NOj+4H⁺ + 3e N0 + H₂0; E°= +0,96 V,

2NC^+ 12H⁺ + lOe tt N₂ + 6H₂0; E° = + 1,25 V,

NO;+ 10H⁺ + 8e fi NHJ + 3H₂0; E° - + 0,88 V.

Wartości potencjałów elektrodowych tych reakcji wskazują, że jon NOj jest dużo lepszym czynnikiem utleniającym niż jon H⁺. Metale takie jak srebro czy miedź, które są zbyt słabymi reduktorami, aby rozpuścić się w HC1, rozpuszczają się w HN0₃.

Podczas analizy stopów glinowych wykorzystuje się wodorotlenek sodu, który rozpuszcza glin zgodnie z równaniem:

2A1 + 20H-+ 6HjO & 2[Al(OH)J- + 3H₂

1. Analiza brązu i mosiądzu

Mosiądz i brąz są głównymi stopami miedzi. Mosiądz jest to stop miedzi z cynkiem. Zastosowanie techniczne mają stopy o zawartości do 50% cynku. Poza tym dodawane są inne składniki stopowe wpływające na własności stopu, jak: ołów, cyna, mangan, żelazo, glin, krzem.

Brązy są to stopy miedzi z cyną, najdawniej znane i stosowane stopy. Stopy miedzi z innymi metalami takimi jak krzem, mangan, beryl, glin i ołów nazywane są też brązami przez analogię do stopów miedzi z cyną. W przypadku brązów innych niż cynowe określa się ich rodzaj (np. brąz krzemowy, berylowy itp.). Stosowane są też brązy specjalne zawierające dodatek trzeciego składnika, nadającego im specjalne własności. Takimi dodatkami są najczęściej cynk i fosfor.

Ogólny schemat analizy polega na rozpuszczeniu tych stopów w kwasie azotowym (1,5 : 1) na gorąco. W tych warunkach cyna tworzy trudno rozpuszczalny kwas metacynowy:

3Sn + H₂0 + 4NOj+4H⁺    H₂Sn0₃ + 4NO

Osad tego kwasu odsącza się i po wyprażeniu oznacza jako SnO_z. Przesącz zawierający azotany miedzi, cynku i ołowiu odparowuje się z kwasem siarkowym celem usunięcia azotanów. Po rozcieńczeniu uzyskuje się osad PbSO.„ w którym oznacza się zawartość ołowiu. Ołów można również oznaczyć elektrolitycznie utleniając go na anodzie do Pb0₂. W takim przypadku nie trzeba usuwać z przesączu po cynie azotanów. Z pozostałego roztworu zawierającego miedź i cynk można oznaczyć kolejno oba te składniki elektrolitycznie albo strącić miedź jako rodanek miedzi (I), a następnie cynk w postaci fosforanu amonowo-cynkowego, który po wyprażeniu waży się jako Zn₂P₂0₇. Można również po oddzieleniu miedzi oznaczyć cynk kom-pleksometrycznie wobec czerni eriochromowej T jako wskaźnika.