ГОСТ 14250.8-80
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЕРРОТИТАН
МЕТОДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО
СТАНДАРТОВ
Москва
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЕРРОТИТАН
Методы определения ванадия
Ferrotitanium.
Method for determination of vanadium
|
ГОСТ
14250.8-80*
Взамен
ГОСТ 14250.8-69
|
Постановлением
Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. №
1172 дата введения установлена
с 01.07.80
Ограничение срока
действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета по
стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
Настоящий стандарт устанавливает
титриметрический
и атомно-абсорбционный методы определения ванадия (при массовой доле ванадия от
0,05 до 3,5 %) в ферротитане. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4524-84.
(Измененная редакция, Изм. 2).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа -
по ГОСТ
28473-90.
1.2. Лабораторная проба должна быть
приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с
сеткой № 016 по
ГОСТ
6613-86.
1а. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД
1а.1. Сущность
метода
Метод основан на окислении
четырехвалентного ванадия до пятивалентного марганцовокислым калием в
сернокислой среде.
Избыток марганцовокислого калия восстанавливают
нитритом натрия. Ванадий титруют раствором двойной сернокислой соли закиси
аммония - железа. Конец титрования фиксируют амперометрически,
потенциометрически или наблюдением за изменением окраски с применением
индикатора фенилантраниловой кислоты.
2. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Установка любого типа для
амперометрического или потенциометрического титрования ванадия.
Мешалка магнитная.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная
1:1, 1:9.
Кислота фенилантраниловая, раствор с
массовой концентрацией 2 г/дм3; 0,2 г фенилантраниловой кислоты
растворяют в 100 см3 воды, содержащей 0,2 г углекислого натрия.
Калий
марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.
Мочевина по ГОСТ 6691-77,
раствор с массовой концентрацией 300 г/дм3; свежеприготовленный.
Натрий
азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с
массовой концентрацией 40 г/дм3.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Натрий
углекислый по ГОСТ
83-79.
Калий
пиросернокислый по ГОСТ
7172-76.
Железо
металлическое восстановленное.
Титан
электролитический.
Ванадия
пятиокись, стандартные растворы А и Б.
Раствор А:
1,7852 г пятиокиси ванадия растворяют в 60 см3 раствора серной
кислоты (1:9), приливают 5 см3 азотной кислоты, раствор кипятят до
удаления окислов азота и нагревают до появления паров серной кислоты. Соли
растворяют в 40 см3 воды, нагревают до появления паров
серной кислоты, охлаждают и растворяют в 100 см3 воды при
нагревании. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
охлаждают, доливают до метки раствор серной кислоты (1:9) и перемешивают.
1 см3
раствора содержит 0,001 г ванадия.
Раствор Б: 10 см3
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до
метки раствор серной кислоты (1:9).
1 см3
раствора содержит 0,0001 г ванадия.
Соль закиси
аммоний - железа двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ
4208-72, растворы с концентрацией эквивалента 0,01; 0,025; 0,05 моль/дм3:
4; 10; 20 г соли Мора соответственно растворяют в 400 см3 воды,
приливают 50 см3 серной кислоты, охлаждают, разбавляют водой до
объема 1000 см3 и перемешивают.
Массовую
концентрацию раствора соли Мора устанавливают по стандартному раствору ванадия:
в три стакана вместимостью 250 см3 помещают 10 - 20 см3
стандартного раствора ванадия (раствор Б). Имитируют химический состав сплава
добавлением соответствующего количества железа и электролитического титана и
далее поступают, как указано в п. 3.1.
Массовую
концентрацию раствора соли Мора (Т),
выраженную в г/см3 ванадия, вычисляют по формуле
где m - масса ванадия во взятом стандартном растворе, г;
V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.
(Измененная
редакция, Изм. № 1, 2).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Титрование ванадия
амперометрическим или потенциометрическим способами
Навеску
ферротитана массой, указанной в табл. 1,
растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух
способов.
Таблица 1
Массовая доля ванадия, %
|
Масса навески, г
|
Концентрация раствора
соли Мора, моль/дм3
|
От 0,05 до 0,5
|
0,5
|
0,01
|
Св. 0,5 » 1,0
|
0,5
|
0,01; 0,025
|
» 1,0 » 3,5
|
0,25
|
0,025; 0,05
|
Способ 1. При
массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью
250 см3, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:1 и
растворяют при нагревании. Затем приливают небольшими порциями 5 см3
азотной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана
обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты.
Способ 2. При
массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую
чашку, смачивают водой, приливают 5 - 10 см3 раствора
фтористоводородной кислоты.
Затем по каплям
приливают 5 см3 азотной кислоты и нагревают до полного растворения.
К раствору в чашке приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:1,
выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают водой и
вновь выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50 см3
воды, нагревают до растворения солей и переносят в стакан вместимостью 250 см3.
Раствор,
полученный способом 1 или 2, доводят в стакане водой до 100 - 120 см3.
В стакан с исследуемым раствором погружают электроды, включают мешалку и устанавливают
напряжение 0,9 В. Приливают раствор соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05
моль/дм3 до полного восстановления хрома и ванадия. Затем добавляют
по каплям раствор марганцовокислого калия до появления розовой окраски, не
исчезающей в течение 1 - 2 мин.
Для
восстановления избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор
азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см3
раствора мочевины.
Записывают
начальное показание стрелки микроамперметра и титруют ванадий из микробюретки
раствором соли Мора, концентрацию которого в зависимости от содержания ванадия
определяют по табл. 1, прибавляя его
небольшими порциями и отмечая показания прибора после каждого прибавления
раствора.
По полученным
данным строят кривую титрования в координатах: объем раствора соли Мора (ось
абсцисс) - сила тока (ось ординат). При амперометрическом титровании точка
эквивалентности находится в месте пересечения ветвей кривой титрования. При потенциометрическом
титровании точку эквивалентности определяют в момент максимального скачка
потенциала.
(Измененная
редакция, Изм. № 1, 2).
3.2. Титрование ванадия с применением фенилантраниловой
кислоты
Навеску
ферротитана массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см3,
приливают 30 см3 раствора серной кислоты 1:1, умеренно нагревают до
полного растворения, затем приливают 5 см3 азотной кислоты. Раствор
выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана ополаскивают
водой и раствор вновь выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают
70 см3 воды и нагревают до растворения солей. Осадок кремниевой
кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 8 - 10 раз
горячей водой. Фильтрат сохраняют в конической колбе вместимостью 500 см3
(основной раствор).
Фильтр с осадком
помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 600 - 700 °С.
После охлаждения осадок в тигле смачивают водой, приливают 3 - 5 капель
раствора серной кислоты 1:1, 3 - 5 см3 раствора фтористоводородной
кислоты и выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают при температуре 600 -
700 °С и сплавляют с 1 г пиросернокислого калия.
Плав растворяют
в горячей воде и присоединяют к основному раствору. Раствор в колбе доводят
водой до объема 150 см3, охлаждают, прибавляют 10 см3
раствора соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3. Затем
для окисления ванадия прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до
появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 - 2 мин.
Для восстановления
избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор азотистокислого
натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см3
раствора мочевины. Энергично перемешивают и приливают 20 см3
раствора серной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, добавляют шесть капель раствора
фенилантраниловой кислоты и медленно титруют раствором соли Мора, концентрацию
которого в зависимости от массовой доли ванадия определяют по табл. 1, до перехода фиолетовой окраски раствора
в желто-зеленую.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
4. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую
долю ванадия (X) в процентах вычисляют по
формуле
где V - объем соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см3;
Т - массовая концентрация
раствора соли Мора, выраженная в г/см3 ванадия;
m - масса навески ферротитана, г.
4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли ванадия
приведены в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля ванадия, %
|
Погрешность результатов
анализа, %
|
Допускаемое расхождение, %
|
двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях
|
двух параллельных определений
|
трех параллельных определений
|
результатов анализа стандартного образца от аттестованного
значения
|
От 0,05 до 0,10 включ.
|
0,013
|
0,016
|
0,013
|
0,016
|
0,008
|
Св. 0,1 » 0,2 »
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,01
|
» 02 » 05 »
|
0,02
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,02
|
» 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 » 3,5 »
|
0,09
|
0,11
|
0,09
|
0,11
|
0,06
|
(Измененная редакция, Изм. № 2).
5.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
5.1 Сущность
метода
Метод основан на растворении пробы в смеси
соляной и азотной кислот, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной
абсорбции ванадия при длине волны 318,4 нм.
5.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный со
всеми принадлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная
1:99.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и
разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная
1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Калий хлористый по ГОСТ 4234-77,
раствор с массовой концентрацией 19 г/дм3.
Алюминий хлористый по ГОСТ 3759-75,
раствор с массовой концентрацией 89 г/дм3.
Железо треххлористое по ГОСТ
4147-74.
Железо металлическое.
Раствор железа: 12,5 металлического железа
или 60,5 г
треххлористого железа растворяют в 100 см3 раствора соляной кислоты,
окисляют 4 - 6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную
колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,025 г
железа.
Титан металлический.
Раствор титана: 12,5 г титана растворяют
при нагревании в 250 см3 раствора соляной кислоты. Раствор
охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают
до метки раствором соляной кислоты и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,025 г
титана.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ
9336-75.
Ванадий металлический.
Стандартные растворы ванадия.
Раствор А: 1,0000 г ванадия растворяют в 20 см3
азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
доливают до метки раствором азотной кислоты и перемешивают;
или 2,2980 г ванадиевокислого аммония в
мерной колбе вместимостью 1 дм3 растворяют в растворе азотной
кислоты, доливают до метки раствором азотной кислоты и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,001
г ванадия.
Раствор Б: 20,0 см3 раствора А
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки
раствором азотной кислоты и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит
0,0002 г ванадия.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
5.3. Проведение
анализа
5.3.1. Навеску ферротитана массой 0,5 г
растворяют в зависимости от содержания кремния в пробе одним из двух способов.
Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана
помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3
раствора соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. После прекращения
бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см3
раствора серной кислоты.
Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана
помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см3
раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см3
азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до
растворения пробы, затем добавляют 10 см3 раствора серной кислоты.
Раствор,
полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров серной кислоты, выпаривание
продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см3
воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3
раствора хлористого калия или хлористого алюминия, доливают до метки водой и
перемешивают (основной раствор). При необходимости раствор фильтруют через
сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции
фильтрата.
При массовой
доле ванадия свыше 1 % из основного раствора отбирают аликвотную часть 20 см3,
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 8 см3
раствора серной кислоты и 8 см3 раствора хлористого калия или
хлористого алюминия, доливают до метки водой и перемешивают.
5.3.2. Для
построения градуировочного графика при массовой доле ванадия до 1 % в восемь
стаканов вместимостью по 250 см3 наливают по 2 см3
раствора железа и по 2 см3 раствора титана на каждые 10 % их
содержания в навеске, добавляют по 5 см3 азотной и по 10 см3
раствора серной кислоты, затем в семь стаканов добавляют 1,0; 3,0; 6,0 см3
раствора Б:, далее 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 раствора А, что
соответствует 0,0002; 0,0006; 0,0012; 0,0020, 0,0030; 0,0040 и 0,0050 г
ванадия.
При массовой
доле ванадия свыше 1 % в шесть стаканов вместимостью по 250 см3
наливают по 0,4 см3 раствора железа и по 0,4 см3 раствора
титана на каждые 10 % их содержания в навеске пробы, добавляют по 1 см3
азотной и по 10 см3 раствора серной кислоты, затем в пять стаканов
добавляют 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см3 раствора
А, что соответствует 0,0010; 0,0015; 0,0020; 0,0025 и 0,0030 г ванадия.
Все растворы
выпаривают до паров серной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин,
затем растворы охлаждают, добавляют по 50 см3 воды и нагревают до
растворения солей. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы
вместимостью по 100 см3, добавляют по 10 см3 раствора
хлористого калия или хлористого алюминия, доливают до метки водой и
перемешивают.
5.3.3. Атомную
абсорбцию ванадия измеряют в растворе пробы контрольного опыта и в растворах
для построения градуировочного графика при длине волны 318,4 нм
в пламени закись азота-ацетилен.
Градуировочный
график строят по результатам, полученным после вычитания значения атомной
абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор ванадия, из значений
атомных абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и
соответствующим им массовым долям ванадия.
После вычитания
значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной
абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию ванадия в растворе пробы
по градуировочному графику.
5.4. Обработка результатов
5.4.1. Массовую
долю ванадия (V) в процентах вычисляют по
формуле
где С - концентрация ванадия в
анализируемом растворе или ее аликвотной части, найденная по градуировочному
графику, г/см3;
V - объем анализируемого раствора, см3;
m - масса навески или ее части,
соответствующей аликвотной части анализируемого раствора, г.
5.1 - 5.3, 5.3.1
- 5.3.3, 5.4, 5.4.1. (Введены дополнительно, Изм.
№ 1).
5.4.2. Нормы
точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли ванадия
приведены в табл. 2.
(Измененная
редакция, Изм. № 2).
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
1а.
Титриметрический метод. 1
2.
Аппаратура, реактивы и растворы.. 1
3.
Проведение анализа. 2
4.
Обработка результатов. 4
5. Атомно-абсорбционный метод. 4
|