ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОВАНАДИЙ
Методы определения хрома
ГОСТ 13217.8-90
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОВАНАДИЙ
Методы определения хрома
Ferrovanadium.
Methods for determination
of chromium
|
ГОСТ
13217.8-90
|
Срок действия с 01.07.91
до 01.07.2001
Настоящий стандарт
устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения хрома
в феррованадии при массовой доле его от 0,3 до 3,0 %.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1.
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 27349.
1.2.
Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным
размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на отделении
хрома, марганца и железа гидроксидом натрия от основной массы ванадия и последующем
окислении хрома в сернокислой среде надсернокислым аммонием до шестивалентного
состояния. Определение хрома заканчивают методом обратного титрования, титруя
избыток раствора двухвалентного железа раствором марганцевокислого калия.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204,
растворы 1 : 4 и 3 : 97.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ
6552.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ
20485, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм3.
Серебро азотнокислое по ГОСТ
1277, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм3.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328,
растворы с массовой концентрацией 10 г/дм3 и 250 г/дм3.
Натрий хлористый по ГОСТ
4233, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83,
раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3.
Фенилантраниловая кислота,
раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3: 0,2 г фенилантраниловой
кислоты растворяют при нагревании в 100 см3 раствора натрия
углекислого.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220,
раствор с (1/6К2Сr2О7) = 0,05
моль/дм3: 2,4517 г при необходимости перекристаллизованного и
просушенного до постоянной массы при температуре 180 °С двухромовокислого калия
растворяют в 150 см3 бидистиллированной воды в мерной колбе
вместимостью 1 дм3, доливают до метки той же водой и перемешивают.
1 см3 раствора
содержит 0,000867 г хрома.
Соль закиси железа и аммония
двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ
4208, раствор с (FeSO4 · (NH4)2 · SO4 · 6H2O) =
0,05 моль/дм3: 20 г соли растворяют в 800 см3 раствора
серной кислоты 3 : 97 в мерной колбе вместимостью 1 дм3, после чего
доливают до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.
Массовую концентрацию
раствора соли Мора устанавливают по раствору двухромовокислого калия. Для этого
в коническую колбу вместимостью 500 см3 помещают 25,0 см3
раствора двухромовокислого калия, затем прибавляют 200 см3 воды, 30
см3 раствора серной кислоты 1 : 4, 5 см3 ортофосфорной
кислоты. К раствору прибавляют 5 - 6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют
раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в
изумрудно-зеленую.
Массовую концентрацию (с)
раствора соли Мора, выраженную в г/см3 хрома, вычисляют по
формуле
(1)
где c1 - массовая концентрация
раствора двухромовокислого калия, выраженная в г/см3 хрома;
V1 - объем раствора
двухромовокислого калия, взятый для титрования,
см3;
V -
объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование раствора
двухромовокислого калия, см3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490,
раствор с (1/5КМnО4) = 0,05
моль/дм3: 1,58 г реактива растворяют в 500 - 600 см3
воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до
метки и перемешивают. Раствор переливают в склянку из темного стекла,
выдерживают в течение 10 сут, а затем сифонируют в другую склянку из темного
стекла.
Для установки соотношения
между растворами марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250
см3 приливают из бюретки 25,0 см3 раствора соли Мора, 100
см3 воды, 50 см3 серной кислоты 1 : 4 и титруют раствором
марганцовокислого калия до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.
Соотношение растворов
марганцовокислого калия и соли Мора (К) вычисляют по формуле
(2)
где V2 - объем раствора
марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см3;
V3 - объем раствора соли Мора,
взятый для титрования, см3.
Массовую концентрацию
раствора марганцовокислого калия (c2), выраженную в г/см3
хрома, вычисляют по формуле
(3)
где с - массовая концентрация раствора соли
Мора, выраженная в г/см3 хрома;
V2 - объем раствора
марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см3;
V3 - объем раствора соли Мора,
взятый для титрования, см3.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой
1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 40
см3 раствора серной кислоты 1 : 4, затем 2 см3 фтористоводородной
кислоты, нагревают до растворения, приливают азотную кислоту до прекращения
вспенивания раствора и еще в избыток 2 см3. Раствор выпаривают до
выделения паров серной кислоты.
После охлаждения соли
растворяют при нагревании в 100 см3 воды. Охлаждают и нейтрализуют
раствором гидроксида натрия 250 г/дм3 до желтовато-зеленого цвета и
вливают при перемешивании в колбу вместимостью 500 см3, в которой
находится 50 см3 горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см3.
Раствор с осадком кипятят 5 мин, осадок отфильтровывают на фильтр средней
плотности, промывают 6 - 8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм3.
Затем осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение
гидроксидов. Фильтр промывают 30 см3 горячей серной кислоты 1 : 4 и
4 - 5 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Содержимое колбы
нагревают до растворения осадка. Охлаждают и нейтрализуют раствором гидроксида
натрия 250 г/см3 до желтого цвета. Затем раствор при перемешивании
вливают в колбу вместимостью 500 см3, в которой находится 50 см3
горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см3. Раствор с осадком
кипятят 5 мин, а затем осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и
промывают 6 - 8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм3.
Промытый осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение. Фильтр
промывают 30 см3 горячей серной кислоты 1 : 4 и 4 - 5 раз горячей
водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Фильтр отбрасывают. Содержимое
колбы нагревают до растворения осадка, приливают 20 см3 раствора
серной кислоты 1 : 4, 5 см3 ортофосфорной кислоты, доводят объем
раствора водой до 250 см3 и нагревают до кипения.
К горячему раствору
приливают 10 см3 раствора азотнокислого серебра, 30 см3
раствора надсернокислого аммония и умеренно кипятят до полного окисления хрома
и разложения избытка надсернокислого аммония. Колбу снимают с плитки, осторожно
приливают 10 см3 раствора хлористого натрия и кипятят раствор в
течение 3 - 5 мин для восстановления марганцовой кислоты.
Раствор охлаждают, приливают
из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в зеленую,
после чего добавляют еще 5 - 10 см3 раствора соли Мора. Избыток соли
Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого
калия до появления устойчивой в течение 2 мин розовой окраски раствора.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю хрома (X)
в процентах вычисляют по формуле
(4)
где c2 - массовая концентрация
раствора марганцовокислого калия, выраженная в г/см3 хрома;
V4 - объем раствора соли Мора,
добавленный к раствору пробы, см3;
V5 - объем раствора
марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли
Мора, см3;
K -
соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора;
m -
масса навески пробы, г.
2.4.2. Нормы точности и
нормативы контроля точности определения массовой доли хрома приведены в табл. 1.
Таблица
1
Массовая доля хрома, %
|
Погрешность
результатов анализа, %
|
Допускаемые
расхождения, %
|
двух
средних результатов анализа, выполненных в различных условиях
|
двух
параллельных определений
|
трех
параллельных определений
|
результатов
анализа стандартного образца от аттестованного значения
|
От 0,3 до 0,5 включ.
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,02
|
Св. 0,5 » 1,0 »
|
0,04
|
0,05
|
0,04
|
0,05
|
0,02
|
» 1,0 » 2,0 »
|
0,05
|
0,07
|
0,06
|
0,07
|
0,03
|
» 2,0 » 3,0 »
|
0,08
|
0,11
|
0,09
|
0,11
|
0,05
|
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
3.1. Сущность метода
Метод основан на измерении
атомной абсорбции хрома в пламени закись азота-ацетилен при длине волны 357,9
нм с предварительным растворением пробы в серной кислоте.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр
со всеми принадлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и
растворы 1 : 4 и 1 : 2.
Кислота соляная по ГОСТ
3118.
Железо металлическое.
Раствор железа 10 г/дм3:
10 г железа растворяют при нагревании в 40 см3 соляной кислоты,
приливают 5 см3 азотной кислоты, раствор кипятят до удаления оксидов
азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
доливают водой до метки и перемешивают.
Ванадия (V)
оксид.
Раствор ванадия 10 г/дм3:
17,9 г оксида ванадия растворяют при нагревании в 100 см3 соляной
кислоты, приливают 5 см3 азотной кислоты и кипятят до удаления
оксидов азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
доливают водой до метки и перемешивают.
Хром металлический.
Стандартный раствор хрома:
1,0000 г хрома растворяют в 50 см3 раствора серной кислоты 1:2,
окисляют азотной кислотой, выпаривают раствор до начала выделения паров серной
кислоты. Соли растворяют в воде при нагревании, охлаждают и переносят в мерную
колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовая концентрация хрома
в растворе равна 0,001 г/см3.
3.3. Проведение анализа
3.3.1.
Навеску пробы массой 0,5 г помещают во фторопластовый стакан или чашку из
платины или стеклоуглерода, приливают 20 см3 раствора серной кислоты
1 : 4, затем 2 см3 фтористоводородной кислоты, нагревают до
растворения, приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и
еще в избыток 2 см3. Раствор выпаривают до выделения паров серной
кислоты и охлаждают. Затем соли растворяют в 20 см3 воды при
нагревании и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают водой до метки и перемешивают.
Атомную абсорбцию хрома измеряют
параллельно в растворе контрольного опыта, растворе пробы, растворах для
построения градуировочного графика, растворе стандартного образца при длине
волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.
3.3.2. После вычитания
значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения абсорбции
раствора пробы находят массовую долю хрома в пробе методом сравнения со
стандартным образцом, с химическим составом, соответствующим требованиям
настоящего стандарта, или методом градуировочного графика, или методом добавок.
3.3.2.1. При применении
метода сравнения навеску стандартного образца проводят через все стадии
анализа, как указано в п. 3.3.1.
3.3.2.2. При применении
метода градуировочного графика в ряд стаканов помещают растворы ванадия и
железа в количествах, соответствующих их содержаниям в пробе, стандартный
раствор хрома, согласно табл. 2. В один стакан стандартный раствор хрома не
помещают. Во все стаканы приливают по 20 см3 раствора серной кислоты
1 : 4 и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.
Таблица
2
Массовая доля хрома, %
|
Масса
хрома в атомизируемом растворе, мг
|
Объем стандартного
раствора хрома, см3
|
От 0,3 до 0,6 включ.
|
1,5 -
3,0
|
1 - 3
|
Св. 0,6 » 1,5 »
|
3,0 -
7,5
|
3 - 8
|
» 1,5 » 3,0 »
|
7,5 -
15
|
8 - 16
|
Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания
значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор хрома, из
значений абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим
им массам хрома.
3.3.2.3. При применении
метода добавок к навеске пробы добавляют такое количество стандартного раствора
хрома, чтобы значение атомной абсорбции пробы с добавлением стандартного
раствора составляло не более двухкратного значения атомной абсорбции раствора
пробы и находилось в линейном диапазоне градуировочного графика. Далее анализ
проводят по п. 3.3.1.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю хрома (X1) в процентах,
определяемую методом сравнения, вычисляют по формуле
(5)
где А - аттестованное значение массовой доли
хрома в стандартном образце, %;
D -
значение атомной абсорбции раствора пробы;
D1 - значение атомной
абсорбции раствора контрольного опыта;
D2 - значение атомной
абсорбции раствора стандартного образца.
3.4.2. Массовую долю хрома (Х2)
в процентах, определяемую методом градуировочного графика, вычисляют по формуле
(6)
где m1 - масса хрома, найденная по
градуировочному графику, г;
т - масса навески пробы, г.
3.4.3. Массовую долю хрома (X3) в процентах, определяемую методом
добавок, вычисляют по формуле
(7)
где т2 - масса хрома в стандартном
растворе, добавленная к пробе, г;
D -
значение атомной абсорбции раствора пробы без добавления стандартного раствора
хрома;
D1 - значение атомной
абсорбции раствора контрольного опыта;
D3 - значение атомной
абсорбции раствора пробы с добавлением стандартного раствора хрома;
m -
масса навески пробы, г.
3.4.4. Нормы точности и нормативы контроля точности
определения массовой доли хрома приведены в табл. 1.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии
СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Г. Мизин, Т.А. Перфильева, С.И. Ахманаев, Л.М.
Клейнер, Г.И. Гусева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного
комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 04.05.90 № 1098
3. ВЗАМЕН ГОСТ 13217.8-79
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2. Титриметрический метод. 1
3. Атомно-абсорбционный метод. 4
|