ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ
ТИТАНОВЫЕ
Методы определения ниобия
ГОСТ 19863.9-91
КОМИТЕТ
СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ
ТИТАНОВЫЕ
Методы
определения ниобия
Titanium alloys.
Methods for the determination of niobium
|
ГОСТ
19863.9-91
|
Дата
введения 01.07.92
Настоящий
стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле от 0,1 до 5,0 %) и
атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,5 до 5,0 %)
методы определения ниобия.
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. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ С РЕАГЕНТОМ 1-(2-пиридил-А30)-РЕЗОРЦИНОМ (ПАР)
(при массовой доле ниобия от 0,5 до 5,0 %)
2.1. Сущность метода
Метод основан на
растворении пробы в растворе серной кислоты, образовании в растворе соляной
кислоты 0,75 моль/дм3 окрашенного оранжево-красного комплекса с ПАР и измерении
оптической плотности раствора при длине волны 536 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Печь муфельная с
терморегулятором.
Фильтры обеззоленные
по ТУ 6-09-1678.
Кислота серная
по ГОСТ 4204
плотностью 1,84 г/см3, раствор 1:2.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3, раствор 1 моль/дм3.
Кислота винная
по ГОСТ
5817, раствор 200 г/дм3.
Гидроксиламина
гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор
100 г/дм3.
Калий
пиросернокислый по ГОСТ
7172.
Соль динатриевая
этилендиамин - NNN',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная
(трилон Б) по ГОСТ
10652, раствор 0,0125 моль/ /дм3: 4,65 г трилона Б помещают в коническую колбу вместимостью
250 см3, приливают 100 см3 воды и растворяют при слабом нагревании. Раствор охлаждают
до комнатной температуры, фильтруют в мерную
колбу вместимостью 1000 см3,
доливают водой до метки и перемешивают.
Титан губчатый
по ГОСТ 17746
марки ТГ-100.
Пятиокись
ниобия.
Стандартный
раствор ниобия: 0,0715 г пятиокиси ниобия сплавляют в кварцевом или платиновом
тигле с 3 г пиросернокислого калия при температуре (800 ± 10)
°С в муфельной печи. После охлаждения тигель помещают
в стакан вместимостью 400 см3,
приливают 75 см3 раствора винной
кислоты и выщелачивают плав при нагревании. Раствор охлаждают до комнатной
температуры, переливают в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и
перемешивают.
1 см3 раствора
содержит 0,0001 г ниобия.
1-(2-пиридил-азо)-резорцин
мононатриевая соль (ПАР), раствор 1 г/дм3: 0,1 г реагента растворяют в 100 см3 воды.
2.3. Проведение анализа
2.3.1.
Навеску пробы массой 0,1 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 15 см3
раствора серной кислоты и нагревают до полного растворения.
Для проведения
контрольного опыта таким же образом растворяют 0,1 г титана.
В раствор
добавляют по каплям раствор гидрохлорида гидроксиламина до исчезновения
фиолетовой окраски, десять капель в избыток и кипятят 1 - 2 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 15 см3 раствора винной кислоты, переливают в мерную колбу
вместимостью 100 см3, доливают
водой до метки и перемешивают.
2.3.2. Аликвотную
часть раствора согласно табл. 1 помещают в
мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают 1 см3 раствора винной кислоты, 1 см3 раствора трилона Б, 38,5 см3 раствора соляной кислоты, 1 см3 раствора ПАР, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля ниобия, %
|
Объем аликвотной части, см3
|
От 0,5 до 2,5 включ.
|
2,5
|
Св. 2,5 » 5,0 »
|
1
|
2.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 1 ч при длине
волны 536 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм.
Раствором
сравнения служит раствор контрольного опыта со всеми используемыми
в анализе реактивами по пп. 2.3.1,
2.3.2.
2.3.4. Массовую
долю ниобия рассчитывают по градуировочному графику.
2.3.5. Построение градуированного графика
2.3.5.1. При массовой доле ниобия от 0,5 до 2,5 %
В восемь мерных
колб вместимостью по 50 см3 приливают по 2,5 см3 раствора титана, в семь из них отмеряют
0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 см3 стандартного раствора ниобия, что соответствует 0,00001;
0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005; 0,00006; 0,00007 г ниобия.
2.3.5.2. При массовой доле ниобия от 2,5 до 5,0 %
В восемь мерных колб вместимостью по 50 см3 приливают по 1 см3 раствора титана, в семь из них отмеряют 0,1; 0,2; 0,3;
0,4; 0,5; 0,6; 0,7 см3 стандартного
раствора ниобия, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005;
0,00006; 0,00007 г ниобия.
2.3.5.3. К
растворам в колбах, приготовленным по пп. 2.3.5.1 и 2.3.5.2,
приливают по 1 см3 раствора винной кислоты и далее поступают по пп. 2.3.2 и 2.3.3.
Раствором
сравнения служит раствор, в который не введен ниобий.
По полученным
значениям оптической плотности растворов и соответствующим
им массам ниобия
строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую
долю ниобия (X) в процентах вычисляют по формуле
(1)
где m - масса ниобия в растворе пробы, найденная по
градуировочному графику, г;
m1 - масса навески
пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.
2.4.2.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля ниобия, %
|
Абсолютное допускаемое расхождение, %
|
результатов параллельных определений
|
результатов анализа
|
От 0,50 до 1,00 включ.
|
0,04
|
0,05
|
Св. 1,00 » 2,50 »
|
0,06
|
0,07
|
» 2,50 » 5,00 »
|
0,12
|
0,15
|
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ С СУЛЬФОХЛОРФЕНОЛОМ С
(при массовой доле ниобия от 0,1 до 1,5 %)
3.1. Сущность метода
Метод основан на
растворении пробы в растворе серной кислоты, образовании в растворе соляной
кислоты 1 моль/дм3 сине-фиолетового комплексного соединения ниобий - сульфохлорфенол
С-тартрат и измерении оптической плотности раствора при длине волны 650 нм.
Влияние титана,
циркония и железа устраняют введением, соответственно, винной кислоты, трилона
Б и гидроксиламина гидрохлорида.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр
или фотоэлектроколориметр.
Печь муфельная с
терморегулятором.
Фильтры обезволенные
по ТУ 6-09-1678.
Кислота серная
по ГОСТ 4204
плотностью 1,84 г/см3, раствор 1:3.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3 и раствор 1:1.
Кислота винная
по ГОСТ
5817, растворы 30 г/дм3 и 200 г/дм3.
Гидроксиламина
гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор
100 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ
7172.
Соль динатриевая
этилендиамин - N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ
10652, раствор 0,0125 моль/ /дм3 (готовят по п. 2.2).
Титан губчатый
по ГОСТ 17746
марки ТГ-100.
Пятиокись
ниобия.
Стандартные
растворы ниобия
Раствор А -
готовят по п. 2.2.
1 см3 раствора А
содержит 0,0001 г ниобия.
Раствор Б
(свежеприготовленный): 10 см3 раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью
100 см3, доливают раствором винной
кислоты 30 г/дм3 до метки и
перемешивают.
1 см3 раствора
Б содержит 0,00001 г ниобия.
Сульфохлорфенол С,
раствор 10 г/дм3: 0,13 г реактива тщательно
измельчают в агатовой ступке, помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 80 см3
воды и растворяют при слабом нагревании. Через 1 ч раствор фильтруют через
фильтр («синяя лента») в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску
сплава массой 0,1 г помещают в коническую колбу
вместимостью 100 см3, приливают 25
см3 раствора серной кислоты и
нагревают до полного растворения.
Для проведения
контрольного опыта таким же образом растворяют 0,1 г титана.
В раствор
добавляют по каплям раствор гидрохлорида гидроксиламина до исчезновения
фиолетового окрашивания, десять капель в избыток и кипятят 1 - 2
мин. Раствор охлаждают до комнатной
температуры, приливают 10 см3
раствора винной кислоты, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.2. К аликвотной части раствора в соответствии с табл. 3 в мерной колбе
вместимостью 50 см3 приливают 1 см3 раствора трилона Б, 10 см3 раствора
соляной кислоты, 1 см3 раствора сульфохлорфенола
С, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 3
Массовая доля ниобия, %
|
Объем аликвотной части, см3
|
От 0,1 до 0,5 включ.
|
5
|
Св. 0,5 » 1,0 »
|
2
|
» 1,0 » 1,5 »
|
1
|
3.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 1 ч при длине
волны 650 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 30 мм.
Раствором
сравнения служит раствор контрольного опыта со всеми используемыми в анализе
реактивами.
3.3.4. Массовую
долю ниобия рассчитывают по градуировочному графику.
3.3.5. Построение градуированного графика
В шесть
мерных колб вместимостью по 50 см3
приливают по 2 см3 раствора
контрольного опыта, в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 3,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000005;
0,00001; 0,00002; 0,000025, 0,00003 г ниобия, и поступают по пп. 3.3.2 и 3.3.3.
Раствором
сравнения служит раствор, в который не введен ниобий.
По полученным
значениям оптической плотности растворов и соответствующим
им массам ниобия строят градуировочный график.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую
долю ниобия (Х1) в
процентах вычисляют по формуле
(2)
где m - масса
ниобия в растворе
пробы, найденная то градуировочному графику, г;
m1 -
масса навески пробы в соответствующей аликвотной части раствора, г.
3.4.2.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
Таблица 4
Массовая доля ниобия, %
|
Абсолютное допускаемое расхождение, %
|
результатов параллельных определений
|
результатов анализа
|
От 0,10 до 0,30 включ.
|
0,02
|
0,03
|
Св. 0,30 » 0,50 »
|
0,04
|
0,05
|
» 0,50 » 1,50 »
|
0,06
|
0,07
|
4.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ
4.1. Сущность метода
Метод основан на
растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении
атомной абсорбции ниобия при длине волны 334,4 нм в пламени ацетилен - закись
азота.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр
атомно-абсорбционный с источником излучения для ниобия.
Ацетилен по ГОСТ
5457.
Закись азота
медицинская.
Кислота соляная
по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3 и растворы 2:1, 1:1.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461
плотностью 1,35
- 1,40 г/см3.
Кислота борная
по ГОСТ 9656
и насыщенный раствор.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористоводородная:
к 280 см3 фтористоводородной
кислоты при температуре (10 ± 2) °С добавляют
порциями 130 г борной кислоты и перемешивают.
Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Водорода
пероксид по ГОСТ 10929.
Алюминий
хлористый по ГОСТ 3759.
Ниобий по ГОСТ 16100
марки Нбш-00.
Стандартные
растворы ниобия
Раствор А: 2,5 г
металлического ниобия помещают во фторопластовый стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в
20 см3 смеси
фтористоводородной и азотной кислот в соотношении 1:1. Растворение ведут при
комнатной температуре, смесь кислот добавляют небольшими порциями. После растворения
навески добавляют 30 см3
насыщенного раствора борной кислоты и оставляют
стоять на 10 мин. Затем добавляют 5 см3 пероксида водорода и 10 см3 соляной кислоты.
Раствор
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки,
перемешивают и переливают во фторопластовый стакан, в котором проводили
растворение.
1 см3 раствора А
содержит 0,025 г ниобия.
Раствор Б: 10 см3 раствора А
помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 1 см3 раствора пероксида водорода, 10 см3 соляной
кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б
содержит 0,0025 г ниобия.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу
вместимостью 100 см3, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 1 см3
борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор
охлаждают до комнатной температуры, добавляют 1 см3 раствора пероксида водорода, 10 см3 борофтористоводородной кислоты и 20 см3 раствора хлористого алюминия. После добавления каждого
реактива раствор осторожно перемешивают. Затем раствор переводят в мерную колбу
вместимостью 100 см3, доливают
водой до метки и перемешивают.
4.3.2. Раствор
контрольного опыта готовят по п. 4.3.1.
4.3.3. Построение градуированного графика
В пять
конических колб вместимостью по 100 см3 помещают по 0,5 г сплава, аналогичного
по составу анализируемому, но не содержащего ниобий, в четыре из них отмеряют
1,0; 4,0; 7,0; 10,0 см3
стандартного раствора Б, что соответствует 0,0025;
0,01; 0,0175; 0,025 г ниобия, и проводят растворение по п. 4.3.1.
4.3.4. Раствор
пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен - закись
азота (восстановительное) и измеряют атомную абсорбцию ниобия при длине волны
334,4 нм.
По полученным
значениям атомных абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям ниобия
строят градуировочный график в координатах «Значение атомного
поглощения - Массовая концентрация ниобия, г/см3».
Массовую
концентрацию ниобия в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют
по градуировочному графику.
4.4. Обработка результатов
4.4.1.
Массовую долю ниобия (Х2)
в процентах вычисляют по формуле
(3)
где С1 -
массовая концентрация ниобия в растворе пробы, найденная по градуировочному
графику, г/см3;
С2 - массовая концентрация ниобия в растворе контрольного опыта,
найденная по градуировочному графику, г/см3;
V - объем
раствора пробы, см3;
т -
масса навески в растворе пробы, г.
4.4.2.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 5.
Таблица 5
Массовая доля ниобия, %
|
Абсолютное допускаемое
расхождение, %
|
результатов параллельных определений
|
результатов анализа
|
От 0,50 до 1,00 включ.
|
0,05
|
0,10
|
Св. 1,00 » 2,50 »
|
0,10
|
0,15
|
» 2,50 » 5,00 »
|
0,15
|
0,20
|
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 5.05.91 № 625
3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.9-80
4. Периодичность
проверки - 5 лет
5. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2.
Фотометрический метод определения ниобия с реагентом
1-(2-пиридил-а30)-резорцином (ПАР)
(при массовой доле ниобия от 0,5 до 5,0 %) 1
3.
Фотометрический метод определения ниобия с сульфохлорфенолом с (при массовой
доле ниобия от 0,1 до 1,5 %) 3
4. Атомно-абсорбционный метод определения ниобия. 4
|