ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ
ТИТАНОВЫЕ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ГОСТ 19863.1-91
КОМИТЕТ
СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ
ТИТАНОВЫЕ
Методы
определения алюминия
Titanium alloys. Methods for the determination of
aluminium
|
ГОСТ
19863.1-91
|
Дата введения 01.07.92
Настоящий
стандарт устанавливает комплексонометрический (при массовой доле от 0,2 до 10,0
%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 10,0 %) методы
определения алюминия.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За
результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух
параллельных определений.
2. КОМПЛЕСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ПОСЛЕ
ОТДЕЛЕНИЯ ГИДРООКИСЬЮ НАТРИЯ
2.1. Сущность метода
Метод основан на
растворении пробы в серной кислоте, отделении алюминия от титана, марганца и
хрома гидроокисью натрия в присутствии хлорида железа (III), связывании алюминия трилоном Б и титровании избытка трилона Б
уксуснокислым цинком с эриохромом черным Т в качестве индикатора. Мешающее
влияние ванадия при соотношении ванадия и алюминия не более чем 1:1 устраняют
введением пероксида водорода.
2.2. Аппаратура, реактивы и
растворы
Шкаф сушильный с
терморегулятором.
рН-метр.
Термометр стеклянный
жидкостный или ртутный до 100 °С с ценой деления 1 °С.
Фильтры
обезволенные по ТУ 6-09-1678.
Кислота серная
по ГОСТ 4204
плотностью 1,84 г/см3 и раствор 1:2.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461
плотностью 1,35 - 1,40 г/см3.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3 и растворы 1:1 и 1:4.
Кислота уксусная
по ГОСТ 61
плотностью 1,05 г/см3.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760.
Аммоний
уксуснокислый по ГОСТ 3117,
раствор 200 г/дм3.
Барий хлористый
по ГОСТ 4108,
раствор 100 г/дм3.
Натрия
гидроокись по ГОСТ
4328, раствор 200 г/дм3: 200 г гидроксида натрия растворяют в
800 см3 воды. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают
25 см3 раствора хлористого бария, перемешивают, через одни сутки
фильтруют через ватный тампон или сливают декантацией в колбу вместимостью 1 дм3
и закрывают пробкой с ловушкой для углекислого газа. Реактив готовят и хранят в
полиэтиленовой посуде.
Железо (III) хлорид 6-водный по ГОСТ 4147
раствор 100 г/дм3: 100 г хлорида железа (III) растворяют в 200 см3 раствора соляной кислоты 1:4,
приливают 700 см3 воды и перемешивают.
Водорода
пероксид по ГОСТ 10929.
Гидроксиламина
гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор
100 г/дм3.
Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ
18300.
Эриохром черный T, раствор 5 г/дм3: 0,5 г эриохрома черного Т
смешивают с 4,5 г гидрохлорида гидроксиламина и растворяют в 100 см3
этилового спирта.
Индикатор
метиловый оранжевый: 0,1 г реагента помещают в. коническую колбу вместимостью
100 см3 и растворяют при нагревании в 50 см3 воды.
Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 50 см3 воды и
перемешивают.
Индикатор конго
красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см3 воды при слабом
нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 50 см3
воды и перемешивают.
Индикаторная
бумага конго: фильтры средней плотности («белая лента») пропитывают раствором
конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 - 105 °С, нарезают и
хранят в бюксе. Бумага пригодна к применении) в течение одного месяца.
Соль динатриевая
этилендиамин - N, N, N¢, N¢-тетрауксусной
кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ
10652, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3: 18,61 г
трилона Б растворяют в 200 см3 воды, фильтруют через фильтр средней плотности
(«белая лента») в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой
до метки и перемешивают.
Цинк
уксуснокислый 2-водный по ГОСТ 5823, раствор
с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3: 11 г уксуснокислого цинка
помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в 200 см3
воды, приливают 20 см3 уксусной кислоты, доливают водой до метки и
перемешивают.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Стандартный
раствор алюминия
1 г алюминия
помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 100 см3
раствора соляной кислоты 1:1. Колбу накрывают часовым стеклом или воронкой и
растворяют алюминий при нагревании, поддерживая постоянный объем тем же
раствором соляной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры,
переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до
метки и перемешивают.
1 см3
раствора содержит 0,001 г алюминия.
Для установления
массовой концентрации трилона Б по алюминию (Т) в три конические колбы вместимостью по 250 см3
помещают по 10 см3 стандартного раствора алюминия, приливают по 20
см3 трилона Б, 100 см3 воды, 5 см3 раствора
гидроксида натрия, две капли индикатора метилового оранжевого и нейтрализуют
раствором соляной кислоты 1:1 до перехода желтой окраски индикатора в красную,
затем приливают 5 см3 соляной кислоты, кипятят 2 мин и охлаждают до комнатной
температуры.
Раствор
нейтрализуют аммиаком до изменения окраски индикатора из красной в желтую и
добавляют 15 - 20 капель в избыток, устанавливая значение рН 9 (допускается
применение универсальной индикаторной бумаги).
Раствор
охлаждают до температуры 15 - 20 °С, приливают 10 см3 раствора уксуснокислого
аммония, восемь капель раствора эриохрома черного Т и быстро титруют раствором
уксуснокислого цинка до перехода синей окраски раствора в красно-фиолетовую.
Массовую
концентрацию трилона Б по алюминию (Т),
г/см3, вычисляют по формуле
(1)
где С - массовая концентрация
стандартного раствора алюминия, г/см3;
V - объем
стандартного раствора алюминия, используемый для титрования, см3;
V1 - объем
раствора трилона Б, используемый для титрования, см3;
V2 - объем
раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование, см3;
К - соотношение между растворами трилона Б и уксуснокислого цинка
(2)
Устанавливают
соотношение K между растворами трилона Б и уксуснокислого цинка: в коническую колбу
вместимостью 250 см3 помещают 20 см3 трилона Б, приливают
100 см3 воды, две капли индикатора метилового оранжевого,
нейтрализуют раствором соляной кислоты 1:1 до перехода окраски индикатора из
желтой в красную. Затем приливают 2 см3 соляной кислоты, кипятят 2
мин и охлаждают до комнатной температуры.
Раствор
нейтрализуют аммиаком до изменения окраски индикатора из красной в желтую и
добавляют 15 - 20 капель в избыток, устанавливая значение рН 9 (допускается
применение универсальной индикаторной бумаги).
Раствор
охлаждают до температуры 15 - 20 °С, приливают 10 см3 раствора
уксуснокислого аммония, восемь капель раствора эриохрома черного Т и быстро
титруют раствором уксуснокислого цинка до перехода синей окраски раствора в
красно-фиолетовую.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл. 1 помещают в
коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3
раствора серной кислоты и нагревают до полного растворения.
Таблица 1
Массовая доля алюминия, %
|
Масса навески пробы, г
|
От 0,2 до 1,0 включ.
|
1
|
Св. 1,0 » 10,0 »
|
0,5
|
В раствор
добавляют по каплям азотную кислоту до исчезновения фиолетовой окраски, три капли
в избыток, выпаривают до появления паров серной кислоты и продолжают нагревание
в течение 3 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 50 см3
воды, нагревают до кипения и кипятят до растворения солей. Затем приливают 10
см3 раствора хлорида железа (III) и при интенсивном перемешивании переводят раствор порциями по 10
- 15 см3 в мерную колбу вместимостью 250 см3, содержащую
90 см3 горячего раствора гидроксида натрия. Колбу охлаждают в
проточной воде до комнатной температуры, доливают водой до метки и
перемешивают.
Осадку дают
отстояться в течение 15 - 20 мин, раствор фильтруют через фильтр средней
плотности («белая лента») в коническую колбу вместимостью 250 см3,
отбрасывая первые порции фильтрата.
2.3.2.
Аликвотную часть раствора 100 см3 переносят в коническую колбу
вместимостью 250 см3, добавляют две капли индикатора метилового
оранжевого и нейтрализуют раствором соляной кислоты 1:1 до перехода окраски
индикатора из желтой в красную. Затем приливают 5 см3 соляной
кислоты, кипятят 2 мин и охлаждают колбу до комнатной температуры в проточной воде.
Если в сплаве
содержится ванадий, то к охлажденному раствору приливают 3 см3
пероксида водорода и выдерживают 10 мин.
Затем приливают
из бюретки раствор трилона Б в соответствии с табл. 2, выдерживают 10 мин и нейтрализуют аммиаком до
изменения окраски индикатора метилового оранжевого из красной в желтую.
Таблица 2
Массовая доля алюминия, %
|
Объем раствора трилона Б, см3
|
От 0,2 до 3,0 включ.
|
10
|
Св. 3,0 » 10,0 »
|
20
|
Если в сплаве
содержится ванадий, то в раствор помещают бумагу конго и проводят нейтрализацию
аммиаком до изменения ее окраски из синей в красную от одной капли аммиака.
Приливают 15 - 20
капель аммиака в избыток, устанавливая рН 9 (допускается применение
универсальной индикаторной бумаги).
Колбу с
раствором охлаждают в проточной воде до температуры 15 - 20 °С, приливают 10 см3
раствора уксуснокислого аммония, восемь капель раствора эриохрома черного Т и
быстро титруют раствором уксуснокислого цинка до перехода синей окраски
раствора в красно-фиолетовую.
2.3.3.
Контрольный опыт учитывают в соотношении (K1) между растворами трилона Б и уксуснокислого цинка. Для этого в
коническую колбу вместимостью 250 см3 переносят аликвотную часть
раствора контрольного опыта 100 см3 и продолжают по п. 2.3.1.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую
долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
(3)
где V1 - объем
раствора трилона Б, используемый для титрования, см3;
V2 - объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на
титрование, см3;
Т - установленная массовая концентрация раствора трилона Б по
алюминию, г/см3;
K1 - соотношение
между растворами трилона Б и уксуснокислого цинка;
т - масса пробы в аликвотной части раствора, г.
2.4.2.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Массовая доля алюминия, %
|
Абсолютное допускаемое расхождение, %
|
результатов параллельных определений
|
результатов анализа
|
От 0,20 до 0,50 включ.
|
0,04
|
0,06
|
Св. 0,50 » 1,00 »
|
0,10
|
0,15
|
» 1,00 » 2,00 »
|
0,15
|
0,20
|
» 2,00 » 4,00 »
|
0,20
|
0,25
|
» 4,00 » 8,00 »
|
0,26
|
0,30
|
» 8,0 » 10,0 »
|
0,3
|
0,4
|
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ
3.1. Сущность метода
Метод основан на
растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении
атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени ацетилен - закись
азота.
3.2. Аппаратура, реактивы и
растворы
Спектрофотометр
атомно-абсорбционный с источником излучения для алюминия.
Ацетилен по ГОСТ
5457.
Закись азота
медицинская.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1, 2:1.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461
плотностью 1,35 - 1,40 г/см3.
Кислота борная
по ГОСТ 9656.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 104.84.
Кислота
борофтористоводородная: к 280 см3 фтористоводородной кислоты при
температуре (10 ± 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают.
Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Калий хлористый
по ГОСТ
4234, раствор 20 г/дм3.
Титан губчатый
по ГОСТ 117746 марки ТГ-100.
Растворы титана
Раствор А, 20
г/дм3: 4 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3,
добавляют 160 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 8 см3
борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После
растворения навески добавляют 2 см3 азотной кислоты и кипятят
раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят
в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и
перемешивают.
Раствор Б, 10
г/дм3: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 150 см3,
добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3
борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После
растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор
в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную
колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Стандартный раствор
алюминия: 1 г алюминия помещают в стакан вместимостью 300 см3,
добавляют 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым
стеклом и растворяют при умеренном нагревании, поддерживая постоянный объем тем
же раствором кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3,
доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3
стандартного раствора содержит 0,001 г алюминия.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл. 4 помещают в
стакан из стеклоуглерода вместимостью 100 см3, приливают 20 см3
раствора соляной кислоты 2:1, 1 см3 борофтористоводородной кислоты и
растворяют при умеренном нагревании.
Таблица 4
Массовая доля алюминия, %
|
Масса навески пробы, г
|
Вместимость мерной колбы, см3
|
Объем добавляемого раствора, см3
|
соляной кислоты 1:1
|
хлористого калия
|
От 0,1 до 1,0 включ.
|
0,5
|
100
|
2
|
10
|
Св. 1,0 » 10,0 »
|
0,25
|
250
|
5
|
25
|
После растворения
пробы добавляют десять капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1
мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу
вместимостью согласно табл. 4,
добавляют раствор соляной кислоты 1:1 и раствор хлористого калия (согласно
табл. 4), доливают водой до метки и
перемешивают.
3.3.2. Раствор
контрольного опыта готовят по п. 3.3.1,
используя вместо навески пробы навеску губчатого титана.
3.3.3. Построение градуированного графика
3.3.3.1. При массовой доле алюминия от 0,1 до 1,0 %.
В шесть мерных
колб вместимостью по 100 см3 помещают по 25 см3 раствора титана
А, в пять из них отмеряют 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0 см3 стандартного
раствора алюминия, что соответствует 0,0005; 0,0015, 0,0025; 0,0035; 0,005 г
алюминия.
3.3.3.2. При массовой доле алюминия от 1,0 до 10,0 %.
В шесть мерных
колб вместимостью по 100 см3 помещают по 10 см3 раствора
титана Б, в пять из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3
стандартного раствора алюминия, что соответствует 0,001; 0,0025; 0,005; 0,0075;
0,01 г алюминия.
3.3.3.3. К
растворам в колбах, приготовленным по пп. 3.3.3.1, 3.3.3.2,
добавляют по 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см3
раствора хлористого калия, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.4. Раствор
пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного
графика распыляют в пламя ацетилензакись азота (восстановительное) и измеряют
атомную абсорбцию алюминия при длине волны 309,3 нм. По полученным значениям
атомных абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям алюминия строят
градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения - Массовая
концентрация алюминия, г/см3».
Массовую
концентрацию алюминия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта
определяют по градуировочному графику.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую
долю алюминия (Х1) в
процентах вычисляют по формуле
(4)
где C1 - массовая
концентрация алюминия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику,
г/см3;
С2 - массовая концентрация алюминия в
растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V - объем раствора
пробы, см3;
m - масса навески
пробы, г.
3.4.2.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 5.
Таблица 5
Массовая доля алюминия, %
|
Абсолютное допускаемое расхождение, %
|
результатов параллельных определений
|
результатов анализа
|
От 0,10 до 0,25 включ.
|
0,02
|
0,03
|
Св. 0,25 » 0,50 »
|
0,05
|
0,06
|
» 0,50 » 1,00 »
|
0,10
|
0,15
|
» 1,00 » 2,50 »
|
0,15
|
0,20
|
» 2,50 » 5,00 »
|
0,20
|
0,25
|
» 5,00 » 7,50 »
|
0,25
|
0,30
|
» 7,5 » 10,0 »
|
0,3
|
0,4
|
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И
ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Г. Давыдов, д-р техн.
наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук;
Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук; А.И.
Королева; О.Л. Скорская, канд.
хим. наук
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению
качеством продукции и стандартам от 05.05.91 № 625
3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.1-80
4. Периодичность
проверки - 5 лет
5. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2. Комплесонометрический метод
определения алюминия после отделения гидроокисью натрия. 1
3. Атомно-абсорбционный метод определения алюминия. 4
|