В настоящее время в России, да и во всем мире остро стоит проблема контрафактных автомобильных запчастей. Например: под видом качественных бронзовых вкладышей продаются более дешевые и менее устойчивые к износу латунные запчасти.
Я решил провести небольшую исследовательскую работу.Для этого поставлю для себя цели.
Цель работы: теоретически обосновать и экспериментально проверить методику качественного определения компонентов во вкладышах для автомобилей .
Теоретическая часть:
Бронза – это сплав меди и олова, кремния, бериллия, алюминия, свинца и других элементов. Однако только олово довольно часто применяют для того, чтобы получить качественную бронзу. Также существуют сплавы, в которых используется никель и/или цинк. Называются они шпиатр и представляют собой дешевый аналог бронзы.
В зависимости от того, какой металл присутствует в сплаве, различают бронзу: оловянную, бериллиевую, алюминиевую, кремниевую.
Благодаря такой разновидности материал делится на две большие группы – оловянную и безоловянную. Ранее существовала также мышьяковистая бронза, но широкого распространения она не получила.
Латунь также является сплавом, но здесь в качестве основного элемента выступает цинк в сочетании с медью, в который иногда могут добавлять никель, олово, свинец, марганец, железо или другие элементы. Уже в Древнем Риме были известны способы получения этого сплава. Римляне научились плавить медь с цинковой рудой. Только лишь в 1781 году в Англии для получения латуни стал использоваться цинк в чистом виде. В девятнадцатом веке благодаря особому цвету этот металл стал использоваться в качестве поддельного золота и это довольно быстро распространилось на многие страны.
Экспериментальная часть:
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: экспериментально определить состав сплава разных образцов.
ОБОРУДОВАНИЕ: пробирки, мерные стаканы, штатив для пробирок, фильтровальная бумага, держатели для пробирок, водяная баня.
РЕАКТИВЫ: 4 разных образца сплавов, азотная кислота, раствор аммиака, реактив “Чугаева”, иодид калия.
Для эксперимента были приобретены автомобильные запчасти в торговых сетях Липецка из, по-утверждению продавцов, из сплава бронзы.
Определение в сплаве катиона меди и кремния.
1.При помощи напильника получили с каждого из образцов стружку, поместили в пробирки и прономеровали.
2.В каждую пробирку налили 1-2 мл концентрированной азотной кислоты. Каждый раствор приобрел голубой оттенок, что говорит о содержании меди в каждом из сплавов. Если бы в сплаве присутствовал кремний, выпал бы диоксид кремния в виде белого осадка. Ниже приведены уравнения реакций.
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Sn + 4HNO3(конц) = H2O +H2SnO3 + 4NO2↑
Fe + 6HNO3(конц. ) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
Определение в сплаве катиона олова.
Для определения олова все 4 раствора нагрели на водяной бане. В первом и втором образцах выпал белый осадок, этим осадком является бета-оловянная кислота.
Определение в сплаве катионов цинка, алюминия и марганца.
Для определения цинка и алюминия в растворы добавили раствор аммиака, в третьем и четвертом образце наблюдали выпадение белого осадка и быстрое его растворение в избытке аммиака. Это гидроксид цинка. Так как весь осадок растворился в сплавах не было алюминия, так же если бы сплаве присутствовал марганец, на этой стадии выпал бы нерастворимый гидроксид марганца (розовые кристаллы)
Cu(NO3)2+4(NH3•H2O)=[Cu(NH3)4](NO3)2]+4H2O Zn(NO3)2 + 2(NH3•H2O) = Zn(OH)2 + 2NH4NO3 Zn(OH)2+4(NH3•H2O)=[Zn(NH3)4](OH)2+4H2O Fe(NO3)3 +3 (NH3•H2O) = Fe(OH)3 + 3 NH4NO3
Определение в сплаве катионов железа.
Растворы пропускаем через фильтровальную бумагу, на ней остается осадок бета-оловянной кислоты с бурым оттенком (гидроксид железа (III)), это говорит о содержании железа в растворах.
Определение в сплаве катионов никеля.
В растворы нитратов сплавов добавляем реактив “Чугаева”, ярко розового осадка не выпало, значит в сплавах нет никеля. Этой реакции могло помешать железо, но содержание железа в латуни и бронзе пренебрежимо мало.
Определение в сплаве катионов свинца.
Для этого к растворам добавляем раствор иодида калия. Если бы в растворах был свинец, выпал бы желтый осадок, но его не последовало, соответственно в сплавах не было свинца.
Таким образом, в ходе исследования выяснилось, что сплав один и два являются бронзой, а сплавы три и четыре латунью. В состав первого и второго сплавов входит: медь, олово, и небольшое количество железа. В состав третьего и четвертого сплавов входит: медь и цинк.
Выводом данного исследования можно сделать утверждение о том, что в России довольно часто людей просто обманывают.
Будьте внимательней и не давайте себя обманывать. : )