Мокрая химия металла это
Контроль химического состава сталей и сплавов позволяет прогнозировать свойства готовых изделий и является важной составляющей комплексной проверки качества металла.
Методы химического анализа металлов
Анализ химического состава можно проводить как «мокрой химией», так и инструментальными методами. Метод «мокрой химии» заключается в предварительном растворении пробы и последующим выделении нужных компонентов (осаждением, электрохимическим разделением и др.) Такой анализ занимает много времени, иногда до нескольких дней и требует специального образования и высокой квалификации инженера. В противоположность этому инструментальные методы, выполняемые на современных приборах, позволяют проводить анализ химического состава металлов после короткого инструктажа и требуют лишь элементарных навыков работы на компьютере.
Приборы для анализа химического состава металлов
В настоящее время наибольшее распространение получили следующие приборы:
- Стилоскопы
- Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
- Портативные лазерные спектрометры
- Оптико-эмиссионные спектрометры
Стилоскопы
Стилоскопы являются простейшими спектральными приборами. Суть метода заключается в испарении металла под действием разряда и наблюдении оператором образующегося при этом свечения. По яркости спектральных линий можно судить о концентрации различных элементов. Стилоскопы имеют невысокую стоимость, но работа на них довольно сложна и требует специальных навыков, обучение которым занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, стилоскопы являются оценочными приборами, - результаты анализа зависят от субъективной оценки оператора. Эта особенность не позволяет использовать данные приборы во многих технологических процессах, когда требуются точные данные об элементном составе металла.
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры получили широкое распространение из-за небольшого веса и простоты обращения. Приборы часто называют «пистолетами» из-за внешнего сходства – в приборе есть рукоятка, курок и «дуло», в котором находятся рентгеновская трубка и детектор. При нажатии на курок трубка начинает генерировать рентгеновское излучение, оно вызывает ответное характеристическое излучение от атомов образца, которое регистрируется детектором. Малые размеры и вес позволяют использовать такие приборы вне лаборатории. Пробоподготовка не требуется – нужно только очистить поверхность металла от грязи, ржавчины, краски, окалины. Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры неприхотливы, не требуют периодических рекалибровок, а обучиться работе на них можно за несколько часов, однако существенным ограничением является невозможность анализа углерода, а также высокие пределы обнаружения серы и фосфора.
Оптико-эмиссионные спектрометры
Оптико-эмиссионные спектрометры позволяют анализировать все основные легирующие элементы в сталях и сплавах, включая углерод, серу, фосфор и др. По принципу работы эти приборы схожи со стилоскопами, но спектральные линии анализируются специальными детекторами. Обыскривание должно происходить в инертной среде, поэтому для работы оптико-эмиссионных спектрометров требуется аргон. Спектрометры этого типа обычно довольно массивны и являются настольными или напольными приборами, а передвижные (мобильные) модели располагают на специальных тележках. Несмотря на эти недостатки, оптико-эмиссионные спектрометры отличаются надёжностью, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью и требуют лишь простейшей пробоподготовки, благодаря чему на сегодняшний день этот метод является основным для анализа химического состава металлов в большинстве промышленных, экспертных и исследовательских лабораторий.
Портативные лазерные спектрометры
В последние годы на рынке появилось большое количество портативных лазерных приборов. По форме и размерам они похожи на портативные рентгенофлуоресентные спектрометры, а по сути работы – на оптико-эмиссионные приборы. Анализ происходит за счёт измерения интенсивности спектральных линий в оптическом диапазоне, но их появление вызывается воздействием лазера. Портативные лазерные спектрометры выгодно применять при анализе больших потоков лёгких цветных сплавов (алюминия, магния, титана), т.к. их анализ выполняется быстрее и точнее, чем на портативных анализаторах. Однако лазерные анализаторы значительно более прихотливы, чем рентгенофлуоресентные спектрометры – они температурозависмы, требуют регулярных перекалибровок и периодического обслуживания, при этом углерод, ключевой элемент при анализе сталей, анализируется со слишком большой погрешностью.
Иные инструментальные методы
Иные спектральные приборы – атомно-абсорбционные спектрометры, оптико-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, фотоколориметры требуют предварительного растворения пробы, из-за чего менее удобны и в настоящее время применяются реже. Тем не менее, в некоторых случаях, они имеют некоторые преимущества.
Заключение
К сожалению, на сегодняшний день не существует универсального прибора, совмещающего в себе все преимущества разных типов приборов, поэтому выбор метода анализа в каждом конкретном случае необходимо основывать на индивидуальном анализе задач предприятия.
Наша компания ООО "ВЕЛМАС" поставляет все виды оборудования анализа химического состава сталей и сплавов. Мы приглашаем Вас ознакомиться с перечнем приборов. Наши компетентные менеджеры проконсультируют вас по всем вопросам и помогут подобрать приборы, подходящие для решения именно ваших задач.
Мокрая химия - Wet chemistry
Влажная химия - это форма аналитической химии , в которой для анализа материалов используются классические методы, такие как наблюдение. Это называется влажной химией, поскольку большинство анализов проводится в жидкой фазе. Влажную химию также называют лабораторной химией, поскольку многие тесты проводятся на лабораторных стендах.
СОДЕРЖАНИЕ
Материалы
Влажная химия обычно использует лабораторную стеклянную посуду, такую как химические стаканы и градуированные цилиндры, чтобы предотвратить загрязнение материалов или вмешательство непреднамеренных источников. Бензин, горелки Бунзена и тигли также могут использоваться для испарения и выделения веществ в их сухих формах. Мокрая химия не выполняется с помощью каких-либо современных инструментов, поскольку большинство веществ автоматически сканирует вещества. Тем не менее, простые инструменты, такие как весы, используются для измерения веса вещества до и после изменения. Многие лаборатории в школах и колледжах обучают студентов основным методам влажной химии.
История
До эпохи теоретической и вычислительной химии влажная химия была преобладающей формой научных открытий в области химии. Вот почему это иногда называют классической химией или классической химией . Ученые будут постоянно разрабатывать методы для повышения точности влажной химии. Позже были разработаны инструменты для проведения исследований, невозможных для влажной химии. Со временем это превратилось в отдельный раздел аналитической химии, получивший название инструментального анализа. Из-за большого объема влажной химии, которая должна выполняться в современном обществе, и новых требований к контролю качества , многие методы влажной химии были автоматизированы и компьютеризированы для упрощения анализа. Ручное выполнение влажной химии чаще всего происходит в школах.
Методы
Качественные методы
Качественные методы используют изменения в информации, которые невозможно определить количественно для обнаружения изменений. Это может включать изменение цвета, запаха, текстуры и т. Д.
Химические тесты
В химических тестах используются реагенты для определения присутствия определенного химического вещества в неизвестном растворе. Реагенты вызывают уникальную реакцию, основанную на химическом веществе, с которым они вступают в реакцию, что позволяет узнать, какое химическое вещество находится в растворе. Примером может служить тест Хеллера, в котором в пробирку с белками добавлены сильные кислоты. На стыке веществ образуется мутное кольцо, что указывает на то, что кислоты денатурируют белки. Облако - признак того, что в жидкости присутствуют белки. Метод используется для обнаружения белков в моче человека.
Испытание пламенем
Испытание пламенем - более известная версия химического испытания. Он используется только на ионах металлов. Металлический порошок сгорает, вызывая выделение цвета в зависимости от того, какой металл был обожжен. Например, кальций (Ca) будет гореть оранжевым, а медь (Cu) будет гореть синим. Их цветовая эмиссия используется для создания ярких цветов фейерверков.
Количественные методы
Количественные методы используют информацию, которая может быть измерена и определена количественно, чтобы указать на изменение. Это может включать изменения объема, концентрации, веса и т. Д. [
Гравиметрический анализ
[File: Hot FIltration.jpg | thumb | Твердые частицы отфильтровываются из жидкости, которая собирается в стакане.]]
Гравиметрический анализ измеряет массу или концентрацию твердого вещества, которое либо образовалось из осадка, либо растворилось в жидкости. Массу жидкости записывают до начала реакции. Для осадка добавляют реагент до тех пор, пока осадок не перестанет образовываться. Затем осадок сушат и взвешивают, чтобы определить концентрацию химикатов в жидкости. В случае растворенного вещества жидкость можно фильтровать до удаления твердых частиц или кипятить до тех пор, пока вся жидкость не испарится. Твердые вещества оставляют в покое до полного высыхания, а затем взвешивают для определения их концентрации. Испарение всей жидкости - более распространенный подход.
Объемный анализ
Титрование называется объемным анализом, поскольку оно основано на измерениях объема для определения количества химического вещества. Реагент с известным объемом и концентрацией добавляется к раствору с неизвестным веществом и концентрацией. Количество реагента, необходимое для изменения, пропорционально количеству неизвестных веществ. Это показывает количество присутствующего неизвестного вещества. Если видимых изменений нет, к раствору добавляется индикатор. Индикатор меняет цвет в зависимости от pH раствора. Точная точка, в которой происходит изменение цвета, называется конечной точкой. Поскольку изменение цвета может произойти очень внезапно, важно быть предельно точным при всех измерениях.
Колориметрия
Колориметрия - уникальный метод, поскольку он обладает как качественными, так и количественными свойствами. Его качественный анализ включает запись изменений цвета, чтобы указать, что изменение произошло. Это может быть изменение оттенка цвета или переход на совершенно другой цвет. Количественный аспект включает сенсорное оборудование, которое может измерять длину волны цветов. Изменения длин волн можно точно измерить и помочь выявить изменения.
Использует
Методы влажной химии могут использоваться для качественных химических измерений, таких как изменение цвета ( колориметрия ), но часто включают более количественные химические измерения с использованием таких методов, как гравиметрия и титриметрия . Некоторые применения влажной химии включают тесты на:
- pH (кислотность, щелочность)
- проводимость (удельная проводимость)
- точка помутнения (неионные поверхностно-активные вещества)
- твердые или растворенные твердые вещества
- влажность ( титрование по Карлу Фишеру )
Влажная химия также используется в химии окружающей среды для определения текущего состояния окружающей среды. Используется для проверки:
- Биохимическая потребность в кислороде (БПК)
- Химическая потребность в кислороде (ХПК)
- идентификация покрытия
Он также может включать элементный анализ проб, например, источников воды , на такие предметы, как:
Как проверить химический состав металла
Читайте также: