PP phân loại kim loại và các tính chất, thành phần của kim loại, xác định hàm lượng sắt trong hợp kim đồng bằng phương pháp so màu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
Khoa Công Nghệ Hóa Học
BÁO CÁO TIỂU LUẬN

PHÂN TÍCH CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TAÌ:

PHÂN LOẠI KIM LOẠI VÀ CÁC TÍNH CHẤT, THÀNH
PHẦN CỦA KIM LOẠI
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TRONG HỢP KIM ĐỒNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG


NỘI DUNG



Giới thiệu chung về kim loại



Phân loại kim loại và các tính chất



Thành phần của kim loại



HỢP KIM ĐỐNG, XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT PHƯƠNG PHÁ
P QUANG PHỔ 1,10 - PHENANTHROLINE

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI
1.1. Vai trò của kim loại trong đời sống:
–Kim loại có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của
xã hội loài người.
–Kể từ ngày thời kỳ đồ đá chuyển giao quyền hành cho thời
kỳ đồ đồng, các kim loại đã phục vụ con người một cách trung
thành, giúp con người khắc phục thiên tai, khám phá các bí mật
của thiên nhiên, chế tác ra các cơ cấu và máy móc tuyệt diệu.


1.2. Định nghĩa:

–Trong hóa học, kim loại là nguyên tố có thể tạo ra các điện
tích dương và có các liên kết kim loại.
–Các kim loại là một trong ba nhóm nguyên tố được phân biệt
bởi độ ion hóa và các thuộc tính liên kết của chúng, cùng với các
phi kim và á kim.


1.3. Các thuộc tính của kim loại:
1.3.1. Thuộc tính vật lí:
•Thông thường các kim loại có đặc tính là cứng, có
ánh kim, có khối lượng riêng tương đối lớn, dễ kéo dài và
dát mỏng, điểm nóng chảy cao, khả năng dẫn nhiệt và
điện tốt.
•Hầu hết kim loại ở thể rắn tại nhiệt độ phòng, trừ
thủy ngân ở thể lỏng.
•Khi nung thì kim loại chuyển từ trạng thái rắn sang

lỏng tại nhiệt độ xác định.
•Tính mài mòn.


1.3.2. Thuộc tính hóa học:
 Phần lớn các kim loại hoạt động hóa học khá mạnh.
 Phản ứng với oxi trong không khí để tạo thành oxit tương
ứng.
 Các oxit của kim loại mang thuộc tính bazơ.
 Những kim loại chuyển tiếp bị oxi hóa trong thời gian dài hơn.
 Một số khác như paladi, bạch kim hay vàng, không hề phản
ứng.
 Một số hình thành một lớp màng oxit vững chắc trên bề mặt
của chúng khiến phân tử oxi không thể xuyên qua được.


Chương 2: PHÂN LOẠI KIM LOẠI VÀ CÁC TÍNH CHẤT

Trong bảng tuần hoàn Menđêleep tất cả các kim loại được
phân loại theo tính chất hóa học của kim loại. Cụ thể người ta phân
kim loại ra thành hai nhóm chính: kim loại đen và kim loại màu.


2.1. Kim loại đen:

Gồm sắt và các hợp kim của sắt, chiếm 95% các kim loại



dùng trong kỹ thuật, thành phần chính gồm Fe: 95.7% - 99.8%,

C: 0.2 – 4.3%. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như: Si, P,
Mn….
Kim loại đen là vật liệu chủ yếu nhất dùng trong các



ngành công nghiệp, nhất là cơ khí.


2.2. Kim loại màu:
Gồm nhôm, đồng, thiếc, chì, kẽm, crôm, niken, volphram…
và các hợp kim của chúng.
Thường có giá thành đắc hơn kim loại đen, nhưng chúng có
những đặc tính mà kim loại đen không có như: làm dây dẫn điện,
mạ kim loại hoặc chế tạo các hợp kim không rỉ…
Độ nóng chảy không cao
Có tính dẻo tốt
Độ bền nhiệt, dẻo tương đối cao, có khả năng chống mài
mòn và ăn mòn tốt
Dẫn nhiệt, dẫn điện tốt.


Chương 3: THÀNH PHẦN CỦA KIM LOẠI
3.1. Kim loại đen:


Gồm có sắt, được sử dụng ở dạng hợp kim: gang, thép, ít

được dùng ở dạng nguyên chất.
3.1.1. Đặc tính và thành phần của gang:



Gang là hợp kim của sắt và carbon. Trong gang hàm

lượng carbon >2%.


Gang có màu nâu xám, dòn hơn thép, dễ nứt rạn khi chịu

tác dụng của lực cơ học, dễ đúc và gia công.


Chia thành 3 loại chính: gang thường dùng gồm: gang

xám và gang trắng, gang đặc biệt, gang hợp kim.


3.1.2. Đặc tính và thành phần của thép:
Là hợp kim của sắt được điều chế từ gang bằng cách làm giảm
bớt hàm lượng carbon còn 0.2 – 1.7% đồng thời đưa thêm một số
nguyên tố khác như: crom, niken, vanadi, volphram… và làm giảm
hàm lượng Si, S,P, Mn để tăng cơ lý tính cho thép.
Có độ bền cao, chịu được lực kéo, uốn có tính đàn hồi và biến
dạng tốt.
Thép có nhiều loại, thường gặp các loại sau: thép carbon và
thép hợp kim.


3.2. Kim loại màu:
Nhóm kim loại màu còn được phân thành năm nhóm nhỏ dựa vào

sự khác nhau về tính chất hóa lí, phương pháp luyện, mức độ khan hiếm,
ý nghĩa công nghiệp.
Kim loại màu nặng: đồng, chì, niken, kẽm, thiếc.
Kim loại màu nhẹ gồm: nhôm, magiê, titan, natri, bari, canxi,
stronti.
Kim loại màu ít: Coban, cađimi, molipđen, vonfram, antimon,
asen, thủy ngân, bitmut.
Kim loại quý: vàng, bạc, platin và nhóm platin: osmi, iridi, ruteni,
rodi, paladi.
Kim loại hiếm


Chương 4
HỢP KIM ĐỒNG
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT
PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ 1,10 PHENANTHROLINE



Phạm vi ứng dụng



Nguyên tắc



Tiến hành



Công thức tính


4.1. Phạm vi áp dụng:

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp quang phổ
phenanthroline để xác định hàm lượng sắt trong hợp kim đồng.
Phương pháp này áp dụng để xác định hàm lượng sắt đến
0.4%(m/m) với các hợp kim đồng.


4.2. Nguyên tắc:

Chiết sắt từ phần mẫu thử ở dạng phức chất sắt (III)- clo
bằng metyl isobutyl xeton.
Khử sắt (III) về sắt (II) bằng axit ascobic
Tiến hành phép đo quang phổ phức chất sắt (II) –
phenanthroline ở bước sóng với độ hấp thu cực đại.


4.3.2. Chuẩn bị mẫu thử:

Cân 5 g mẫu thử

+40 ml axit clohydric
+ 40 ml hhydro peoxit,

Hòa tan hoàn toàn
Làm nguội

Hút 25 ml
Phễu chiết

Định mức
250 ml

Axit clohydric

Đun sôi 2 phút đến hết
Hydro peoxit và làm nguội

+ 20 ml metyl isobutyl xeton
Cho vào phễu Loại bỏ pha nước
Chiết, lắc 15s
Tách các pha, + 20 ml axit clohydric
để chiết hữu cơ

rửa pha hữu cơ 3 lần


4.3.3. Tiến hành phân tích mẫu:
+ 10 ml axit ascobic, lắc 20s

 Giải chiết Fe
 từ pha hữu cơ
(2 lần)

Chuyển phần nước chiết
vào bình định mức 50ml

+ 5 ml dung dịch
1,10 phenanthroline
Tiến hành đo quang
Với λ= 510nm

Kết quả

Để yên 30
phút

Định mức đến vạch


4.3.1. Chuẩn bị dãy
chuẩn:


4.5. Cách tính kết quả
Công thức tính:
Dựa vào đường chuẩn và các giá trị đo được từ mẫu thử và mẫu trắng
suy ra hàm lượng Fe có trong mẫu.

Cm

Am Vđm
= Cc ×
×
Ac V xđ

Và hàm lượng Fe tính bằng % theo công thức:
m x 0.00002: đối với hàm lượng nhỏ hơn 0.004% (m/m)
m x 0.0002: đối với hàm lượng từ 0.003 đến 0.04% (m/m)
m x 0.002: đối với hàm lượng từ 0.03 đến 0.4% (m/m)
Trong đó m là khối lượng Fe có trong phần dung dịch thử đã lấy.