Springen naar inhoud

Titanium beitsen met een HF/Salpeterzuur oplossing


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 juni 2009 - 07:49

Hallo allemaal,

Even een korte introductie aangezien dit mijn eerste post zal worden:
Ik ben Bart, woon in Assen, ben 28 jaar oud en werk nu bijna een jaar in de galvanische industrie.

Op mijn werk beitsen we Titanium voordat er scheuren onderzoek word uitgevoerd. Dit doen we door de proefstukken in een bad met Salpterzuur (Ī35%) en HF (Ī2,6%) te plaatsen.

Mijn vragen zijn:
Welke reactie treed hier op, reageert de HF met de titanium, zo ja wat word er gevormt en waar dient dan de Salpeterzuur voor?

Als ik dit weet kan ik mij verder verdiepen in de analyse van de verschillende componenten. Momenteel word alleen de Salpeterzuur concentratie bepaald (titratie met Methyloranje als indicator) en de HF concentratie word bepaald door mbv een proefplaat de beitssnelheid te bepalen.

De methyloranje verkleurd hierbij vrij traag vanwege het feit dat de kleur omslaat voor het omslag punt van de titratie zelf. Volgens mij is dit niet een heel betrouwbare meting aangezien je eigenlijk de HF en de Salpeterzuur titreert en dus zal je berekende salpaterzuur concentratie sterk afhankelijk zijn van de HF concentratie op dat moment.

Iemand ideeen?

Groet, Bart

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 juni 2009 - 10:58

De salpeterzuur / HF combinatie is essentieel. De salpterzuur werkt als oxidator, welke er voor zorgt dat de titaan van de metaal toestand (oxidatietoestand 0) naar de oxidatietoestand +4 wordt geoxideerd. De HF zorgt er vervolgens voor dat dit geoxideerde titaan in oplossing kan gaan als complex.

Zonder HF zou er wel oxidatie optreden, maar alleen maar heel oppervlakkig. Het geoxideerde titaan zou een dun ondoordringbaar laagje krijgen van TiO2 en zou verder niet meer oplossen. Het HF zorgt er voor dat er geen opbouw van TiO2 is, maar vorming van een oplosbaar complex TiF62-.

Als je de salpeterzuur zou weglaten, dan zou de oxidatie (vrijwel) niet plaatsvinden en dan gaat het metaal heel langzaam in oplossing. Zonder salpeterzuur lost het heel langzaam op, maar dan ontstaat titaan in de +3 oxidatie toestand en krijg je een groen titaan(III) complex in oplossing. Zonder extra zuur naast het HF gaat dit echter tergend langzaam. Dat komt omdat HF een zwak zuur is. Je kunt titaan ook goed oplossen in een zoutzuur/HF mix, dan lost het snel op onder vorming van waterstofgas en de oplossing wordt dan donkergroen vanwege de vorming van een titaan/fluoride complex (welk complex, dat weet ik niet). Die donkergroene kleur is natuurlijk niet handig en daarom verdient salpeterzuur de voorkeur, dan blijft de oplossing kleurloos, want het titaan(IV) complex met fluoride is kleurloos.

Die titratie van de HNO3 m.b.v. methyloranje lijkt mij best wel nauwkeurig (mits goed uitgevoerd). Zoals ik al zei, HF is een erg zwak zuur en bij de lage pH waarbij methyloranje omslaat is de HF vrijwel volledig aanwezig als ongeioniseerd molecuul en is er hoegenaamd geen vrij F-. Dus, je meet alleen de concentratie salpeterzuur. Pas bij hele lage concentraties salpeterzuur (van een paar tienden van procenten of zo) gaat de HF interfereren met de meting.

#3

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 juni 2009 - 12:30

Goedenmiddag,

Alvast heel erg bedankt voor het antwoord!! :lol:
Ik heb nog slechts een klein vraagje over, als de HF niet getitreerd wordt door de NaOH dan kan ik dus ook kiezen om het omslag punt mbv een pH-elektrode bepalen.

Omdat de methyloranje voor het omslag punt van de oplossing zelf omslaat zal ik dan hoger uitkomen maar wel een stabielere waarde generen aangezien de automatische titrator preciezer werkt dan mijn kleurenblinde ogen..

Of heb ik dit fout gedacht?

Ik zal eens kijken wat het verschil is wanneer ik hem automatisch titreer, als ik geen grote veranderingen zie is mijn probleem dus opgelost.

Groeten Bart

#4

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 juni 2009 - 14:39

Wanneer ik een oplossing maak van Salpeterzuur ca 400g/l en ik titreer deze mbv de automatische titrator vind ik netjes mijn 400g/l terug. Echter wanneer ik aan deze oplossing 5% HF toevoeg dan zie ik wel dat mijn equvalentie punt verschuift.

Als ik het dan goed beredeneer dan zou ik zeggen dat de HF wel degelijk in ionen splitst en mee doet bij de titratie met natronloog. Hieruit moet ik toch concluderen dat de HF/Salpeterzuur oplossing uitsluitend mbv de methyloranje getitreerd kan worden aangzien deze op een lagere pH omslaat als de oplossing zelf?

Mvg,
Bart

#5

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 juni 2009 - 14:46

Wanneer ik een oplossing maak van Salpeterzuur ca 400g/l en ik titreer deze mbv de automatische titrator vind ik netjes mijn 400g/l terug. Echter wanneer ik aan deze oplossing 5% HF toevoeg dan zie ik wel dat mijn equvalentie punt verschuift.

Als ik het dan goed beredeneer dan zou ik zeggen dat de HF wel degelijk in ionen splitst en mee doet bij de titratie met natronloog. Hieruit moet ik toch concluderen dat de HF/Salpeterzuur oplossing uitsluitend mbv de methyloranje getitreerd kan worden aangzien deze op een lagere pH omslaat als de oplossing zelf?

Mvg,
Bart

en

Die titratie van de HNO3 m.b.v. methyloranje lijkt mij best wel nauwkeurig (mits goed uitgevoerd). Zoals ik al zei, HF is een erg zwak zuur en bij de lage pH waarbij methyloranje omslaat is de HF vrijwel volledig aanwezig als ongeioniseerd molecuul en is er hoegenaamd geen vrij F-. Dus, je meet alleen de concentratie salpeterzuur. Pas bij hele lage concentraties salpeterzuur (van een paar tienden van procenten of zo) gaat de HF interfereren met de meting.


Je hebt dat laatste stukje dus bewezen met je automatische titrator.

#6

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 juni 2009 - 21:20

Als je die automatische titrator kunt laten omslaan bij een veel lagere pH, dan kun je dat mechanisme wel gebruiken. In mijn vorige post gaf ik aan dat HF nauwelijks splitst in ionen, maar dat is wel bij de condities van de titratie met methyloranje (bij een pH van pakweg 3 of zo). Als je gaat titreren tot een pH van 7, dan gaat die HF je wel degelijk parten spelen en dan werkt dat als een buffer, die pas opgebtruikt is als vrijwel alle HF is omgezet naar fluoride.

Samengevat: Kijk of je de automatische titratie op een pH van 2,5 ... 3 kunt zetten en dan verwacht ik dat je weer keurig de hoeveelheid salpeterzuur meet en (vrijwel) geen HF.

#7

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 juni 2009 - 11:12

Ik kan uit de teksten niet opmaken welke indicatorelectrode bij de automatische titrator gebruikt wordt. Een glaselectrode wordt echter ge-etst en beschadigd door de aanwezige fluoride ionen.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#8

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 juni 2009 - 09:22

Ik heb een paar mogelijke oplossing gevonden.

Zoals woelen al zei kan ik de automatische titrator instellen zodat hij niet verder gaat dan de benodigde pH. Deze optie ga ik als eerste proberen.

Daarnaast zou ik eventueel ook eerst een overmaat loog kunnen toevoegen en vervolgens met zuur terug titreren waardoor het omslagpunt van de Salpeterzuur duidelijker zichtbaar zal zijn. (eventueel een tweede optie om te proberen.)

Ik weet dat de HF mijn glaselektrode langzaam zal weg etsen. Maar gegeven dat er van een 3,5% HF oplossing 5 ml gepipeteerd en verdund wordt zal dit verschijnsel wel mee vallen.

Groeten,
Bart

#9

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 juni 2009 - 09:33

Ik heb een paar mogelijke oplossing gevonden.

Zoals woelen al zei kan ik de automatische titrator instellen zodat hij niet verder gaat dan de benodigde pH. Deze optie ga ik als eerste proberen.

Daarnaast zou ik eventueel ook eerst een overmaat loog kunnen toevoegen en vervolgens met zuur terug titreren waardoor het omslagpunt van de Salpeterzuur duidelijker zichtbaar zal zijn. (eventueel een tweede optie om te proberen.)

Ik weet dat de HF mijn glaselektrode langzaam zal weg etsen. Maar gegeven dat er van een 3,5% HF oplossing 5 ml gepipeteerd en verdund wordt zal dit verschijnsel wel mee vallen.

Groeten,
Bart

Ik heb inmiddels een methode gemaakt in de automatische titrator met een Fixed equivalentiepunt op een pH van 4.2 (einde methyloranje omslag). Met deze methode kom ik op dezelfde waarde voor mijn Salpeterzuur gehalte als wanneer ik hem titreer mbv de methyloranje.

Zoals gezegd zie je dat wanneer de pH toeneemt dat de HF langzaam in ionen splitst en dus het EP laat opschuiven naar een hogere pH, dit is omzeild door het EP punt vast in te stellen.

Er is me weer veel duidelijk geworden en bij deze wil ik iedereen bedanken voor het mee denken en de hulp!

Case Closed..

#10

Bartje81

    Bartje81


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 oktober 2010 - 11:08

Kan iemand mij de reactie vergelijking geven van de reactie tussen Titanium en Salpeterzuur tot TiO2

EDIT: Ti2 + 2 HNO3 -> 2TiO2 + ???

Veranderd door Bartje81, 26 oktober 2010 - 11:12


#11

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 november 2010 - 20:07

De vergelijking die Bartje81 zoekt is:

Ti + 2NO-3 ----) TiO2 + 2NO-2


Titanium is echter aan de lucht van al een dunne oxydelaag voorzien.

Met fluorideionen vormen de titaanionen een sterke binding dank zij de twee kleine ionstralen.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#12

gerarddekker

    gerarddekker


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 maart 2016 - 11:11

HF vind ik thuis niet echt geschikt om in te werken. Dat doe ik liever in een lab.

 

Titanium kan je ook etsen / bijtsen met multi-etch  (http://www.biketweak...lti-etch-europe)

 

Het is volgens mij een combinatie van amonium persulfaat en NaF

 

Werkt verder ook prima. 






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures