ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОВАНАДИЙ
МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ кремния
ГОСТ 13217.4-90
(CT СЭВ 1210-89)
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО
СТАНДАРТОВ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОВАНАДИЙ
Методы
определения кремния
Ferrovanadium.
Methods for determination of silicon
|
ГОСТ
13217.4-90
(CT СЭВ 1210-89)
|
Срок действия с
01.07.91
до 01.07.2001
Настоящий
стандарт устанавливает гравиметрический и атомно-абсорбционный методы определения кремния при массовой доле его от 0,2 до
4,0 %.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу 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. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на
выделении из сернокислого раствора кремния в виде кремниевой кислоты,
прокаливании ее до диоксида кремния и удалении в виде тетрафторида кремния.
Массовую долю кремния вычисляют по разности между массой осадка до обработки
фтористоводородной кислоты и массой остатка после обработки фтористоводородной
кислотой.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 и раствор 1:50.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461.
Кислота серная
по ГОСТ 4204,
растворы 1:1 и 1:4.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Натрия пероксид.
2.3. Проведение
анализа
Навеску массой
2,0 г при массовой доле кремния до 0,5 % или 1,0 г при массовой доле кремния
свыше 0,5 % помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см3 и приливают 50 см3 раствора серной кислоты 1:4.
Нагревают до
полного растворения навески, осторожно приливают 5 см3 азотной кислоты
и выпаривают раствор до паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение
5 мин.
В случае
труднорастворимого в кислотах феррованадия навеску помещают в железный или
никелевый тигель и смешивают с 5 - 6 г пероксида натрия. Содержимое тигля
нагревают при температуре 300 - 400 °С до спекания пробы, а затем сплавляют при температуре 650
- 700 °С в течение 5
- 6 мин. Затем тигель с плавом охлаждают, помещают в
стакан из фторопласта вместимостью 400 - 500
см3, приливают 80 - 100 см3 воды и
выщелачивают плав без нагревания.
После выщелачивания
плава тигель извлекают, протирают его стенки стеклянной палочкой с резиновым
наконечником и ополаскивают водой. Раствор осторожно переносят в стеклянный
стакан, в котором находится 10 см3 раствора серной кислоты 1:1, и приливают 30 см3 раствора серной кислоты 1:1.
Раствор выпаривают до паров серной кислоты, которым дают выделяться 5 мин. При
любом способе разложения содержимое стакана охлаждают, осторожно приливают 10
см3 соляной кислоты, приливают 100
- 150 см3
теплой воды и нагревают до растворения солей.
Кремниевую
кислоту отфильтровывают на фильтр средней плотности с небольшим количеством
беззольной фильтробумажной массы. Осадок промывают 9 - 10 раз горячим раствором соляной кислоты и затем 2 - 3 раза горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют.
Фильтрат
переносят в стакан, снова выпаривают до паров серной кислоты и дополнительно
выделяют кремниевую кислоту, как указано выше.
Фильтры с
осадком кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель,
высушивают, озоляют и прокаливают в течение 40 мин при температуре 1000 - 1050 °С.
После охлаждения
в тигель с осадком добавляют три капли раствора серной кислоты 1:1, выпаривают
до удаления паров серной кислоты и прокаливают при температуре 1000 - 1050 °С в течение 10 мин.
Тигель с осадком
охлаждают в эксикаторе, взвешивают, осадок смачивают несколькими каплями воды,
прибавляют 3 - 4 капли раствора серной кислоты
1:1, 5 - 6 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают до удаления паров
серной кислоты. Затем тигель прокаливают при температуре 1000 - 1050 °С в течение 15
- 20 мин, охлаждают в эксикаторе и снова взвешивают.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю
кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
(1)
где m1 - масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки
фтористоводородной кислотой, г;
m2 - масса тигля с
остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m3 - масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки
фтористоводородной кислотой, г;
m4 - масса тигля с
остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;
0,4674 -
коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
т - масса навески пробы, г.
2.4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности определения массовой доли
кремния приведены в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля кремния, %
|
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 0,2 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
|
0,03
|
» 1,0 » 2,0 »
|
0,06
|
0,07
|
0,06
|
0,07
|
0,04
|
» 2,0 » 4,0 »
|
0,09
|
0,11
|
0,09
|
0,11
|
0,06
|
3.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
3.1.
Сущность метода
Метод основан на
измерении атомной абсорбции кремния в пламени закись азота -
ацетилен при длине волны 251,6 нм с предварительным
растворением навески пробы в растворе азотной кислоты.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный
спектрометр со всеми принадлежностями.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461,
растворы 1:1, 1:20.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118, растворы 1:1 и 1:50.
Кислота серная
по ГОСТ 4204,
раствор 1:1.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Желатин, раствор
5 г/дм3.
Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111, раствор, содержащий
20 г/дм3 железа: 144,3 г
азотнокислого железа растворяют в 500 см3 раствора азотной кислоты 1:20,
переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Фоновый раствор:
50 г калия-натрия углекислого растворяют в 150 см3 воды, добавляют
50 см3 раствора
азотной кислоты 1:1, кипятят до удаления углекислого газа. Раствор охлаждают,
переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Натрия
гидроокись по ГОСТ
4328, раствор 100 г/дм3; хранят в посуде из полиэтилена.
Калий углекислый
- натрий углекислый по ГОСТ 4332.
Кремния двуокись
по ГОСТ
9428.
Стандартный
раствор кремния: 2,1394 г двуокиси кремния, предварительно прокаленной при
температуре 950
- 1000 °С и
охлажденной в эксикаторе, помещают в платиновый тигель, прибавляют 6 г
калия-натрия углекислого, перемешивают и сплавляют при температуре 800 -
850 °С в течение 30
- 40 мин.
Тигель
охлаждают, плав выщелачивают в 200 см3 горячей воды в стакане из фторопласта и
приливают 20 см3 раствора гидроксида натрия.
Раствор
кремнекислого натрия фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
фильтр промывают 5 - 6 раз горячей водой и
отбрасывают. Раствор в колбе охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают и
переливают в посуду из полиэтилена. Раствор хранят не более 30 суток.
Для определения
массовой концентрации кремния в стакан вместимостью 250 см3 помещают 50,0
см3 стандартного
раствора, приливают 30 см3
раствора серной кислоты, нагревают до выделения ее паров, а затем еще 10
- 15 мин, и охлаждают. Осторожно приливают 15 см3 воды, 10 см3
раствора желатина, перемешивают, приливают 100 см3 горячей воды, снова
перемешивают и через 5 мин осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр
средней плотности с небольшим количеством беззольной фильтро-бумажной массы. Осадок промывают 9 - 10 раз горячим раствором соляной кислоты 1:50 и еще 2
- 3 раза горячей водой.
Фильтр с осадком
помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Осадок
прокаливают при температуре 1000 - 1050
°С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и
взвешивают. Затем осадок смачивают 2 - 3
каплями воды, добавляют 3 - 4 капли раствора
серной кислоты, 5 - 7 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают досуха.
Остаток в тигле прокаливают при температуре 1000 - 1050 °С в течение 15 мин,
охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Массовую
концентрацию стандартного раствора (с),
выраженную в граммах на кубический сантиметр кремния, вычисляют по
формуле
(2)
где 50 - объем стандартного раствора, взятый для анализа, см3.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску
пробы массой 0,5 г помещают в стакан или колбу вместимостью 100 см3,
приливают 15 см3 раствора азотной
кислоты 1:1 и растворяют без нагревания. После растворения добавляют 15 см3 воды и кипятят до удаления оксидов азота. Раствор
фильтруют через фильтр средней плотности в колбу вместимостью 100 см3, фильтр промывают несколько
раз горячей водой. Фильтрат сохраняют.
Фильтр с осадком
помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре
650 - 700 °С до полного выгорания
углерода. Остаток сплавляют с 1 г калия-натрия углекислого при температуре 800
- 850 °С в течение
10 мин.
Плав
выщелачивают в горячей воде, добавляют по каплям при перемешивании раствор
азотной кислоты 1:1 до удаления углекислого газа. Раствор охлаждают, объединяют
с основным фильтратом, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают до метки водой и перемешивают.
3.3.2. Атомную
абсорбцию кремния измеряют параллельно в растворе контрольного
опыта, растворе пробы и растворах для построения градуировочного графика при
длине волны 251,6 нм в пламени закись
азота-ацетилен.
3.3.3. После
вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения
атомной абсорбции раствора пробы находят массу кремния по градуировочному
графику.
Таблица 2
Массовая доля кремния, %
|
Масса кремния в атомизируемом растворе, мг
|
Объем стандартного раствора, см3
|
От 0,2 до 1 включ.
|
1 - 5
|
1 - 5
|
Св. 1 » 2 »
|
5 - 10
|
5 - 10
|
» 2 » 4 »
|
10 - 20
|
10 - 20
|
3.3.4. Для
построения градуировочного графика в колбы вместимостью по 100 см3, помещают
стандартный раствор кремния в соответствии с табл. 2. В одну из колб стандартный раствор не добавляют; во
все колбы добавляют по 10 см3
раствора нитрата железа, 5 см3
фонового раствора, 15 см3 раствора
азотной кислоты 1:1, доливают водой до метки и
перемешивают.
Градуировочный
график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции
раствора, не содержащего стандартный раствор кремния, из значений абсорбции
растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массам кремния.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую
долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
(3)
где m5 - масса кремния
в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
m - масса навески пробы, г.
3.4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния
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 № 1094
3. ВЗАМЕН ГОСТ 13217.4-79
4. Стандарт
полностью соответствует СТ СЭВ 1210-89
5. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2.
Гравиметрический метод. 1
3. Атомно-абсорбционный метод. 3
|