ГОСТ 12360-82
Стали легированные и высоколегированные. Методы определения бора

 

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

 

ГОСТ 12360-82

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.01.83

до 01.01.98

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический, экстракционно-фотометрический методы определения общей массовой доли бора (при массовой доле бора от 0,0005 до 0,1 %) и метод потенциометрического титрования для определения общей массовой доли бора (при массовой доле бора от 0,05 до 2,0 %) в легированных и высоколегированных сталях.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-81.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

2.1. Сущность метода

Метод основан на отделении бора в виде борнометилового эфира дистилляцией с метиловым спиртом с последующим образованием окрашенного в синий цвет соединения борной кислоты с хинализарином в сернокислом растворе. Светопоглощение раствора измеряют при l = 620 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Дистилляционный аппарат (см. чертеж), изготовленный из кварца или стекла, не содержащего бор. Допускается применение аппаратов другой конструкции.

Спектрофотометр.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:3. Перед применением кислоту очищают 2 - 3 раза дистилляцией, прибавляя по 10 см³ метанола на каждые 250 см³ кислоты. Дистилляцию ведут до начала выделения паров серной кислоты.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80. Перед применением кислоту очищают 2 - 3 раза дистилляцией, прибавляя по 10 см³ метанола на каждые 250 см³ кислоты. Дистилляцию ведут до начала выделения паров ортофосфорной кислоты.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Олово двухлористое, раствор 1 г двухлористого олова растворяют в 100 см³ соляной кислоты.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332-76.

Метанол по ГОСТ 6995-77.

Эталон абсолютный.

Хинализарин, раствор: к 0,12 г хинализарина добавляют 114 см³ воды и серную кислоту до 2 дм³, раствор перемешивают.

Кислота борная по ГОСТ 18704-78 или ГОСТ 9656-75.

Стандартные растворы бора.

Раствор А: 0,5720 г борной кислоты растворяют в небольшом количество воды в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,0001 г бора.

Раствор Б: 50 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,000005 г бора.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Бусины из стекла или кварца, не содержащие бора.

Вода бидистиллированная по ГОСТ 6709-72.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску стали массой, указанной в табл. 1, помещают в колбу А дистилляционного аппарата, прибавляют 15 - 20 см³ раствора серной кислоты (1:3) или 10 - 15 см³ ортофосфорной кислоты. Колбу соединяют с притертой частью прибора, включают холодильник 1 и постепенно содержимое нагревают до полного растворения навески.

После растворения колбу снимают и раствор окисляют, прибавляя по каплям 3 - 4 см³ раствора перекиси водорода.

Колбу А вновь соединяют с прибором для дистилляции и кипятят раствор в течение 10 - 15 мин, затем охлаждают.

При массовой доле бора от 0,0005 до 0,04 % для дальнейшего анализа используют весь раствор; при массовой доле свыше 0,04 до 0,10 % раствор из колбы А переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают водой до метки, перемешивают и аликвотную часть этого раствора, равную 20 см³, переносят в колбу А.

Таблица 1

Затем прибавляют в колбу А 15 см³ ортофосфорной кислоты, несколько кварцевых или стеклянных бусин и соединяют колбу с прибором с помощью притертого шлифа.

Прекращают подачу воды в холодильник I, включают холодильник II, используя в качестве приемника к холодильнику II мерный цилиндр. Содержимое колбы А нагревают до тех пор, пока не перегонится вся вода (до постоянства объема раствора в мерном цилиндре).

После окончания дистилляции воды из колбы А прекращают подогрев и включают холодильник I; холодильник II остается включенным. Перегнанную воду переливают количественно из мерного цилиндра в кварцевый стакан или платиновую чашку и сохраняют.

В колбу В отмеряют 50 см³ метанола (допускается применение эталона), 7 - 8 см³ раствора гидроокиси натрия и прибавляют несколько стеклянных или кварцевых бусин. В затвор С вливают 3 см³ раствора гидроокиси натрия. Колбу В соединяют с притертой частью прибора и содержимое нагревают постепенно до тех пор, пока половина содержимого колбы не будет перегнана в колбу А. Отключают холодильник I, обе колбы постепенно нагревают в течение 50 мин. Весь бор должен находиться в колбе В. Нагрев колбы В прекращают, из колбы А перегоняют в колбу В весь метанол, потом прекращают подогрев колбы А, включают холодильник I, в колбу В прибавляют 0,5 г углекислого калия-натрия и раствор гидроокиси натрия из затвора С.

Колбу В соединяют с притертой частью прибора и, медленно подогревая, перегоняют весь метанол в колбу А.

Остаток из колбы В переносят количественно дистиллированной или деионизированной водой в кварцевый стакан или платиновую чашку.

Остаток в колбе А обрабатывают следующим образом: содержимое колбы разбавляют водой до 250 см³, фильтруют через плотный фильтр с бумажной массой, фильтр с возможным остатком промывают, переносят в платиновый тигель, осторожно высушивают и озоляют, прибавляют 0,5 г безводного углекислого калия-натрия и сплавляют в течение 20 мин. Плав выщелачивают 20 см³ ортофосфорной кислоты. Раствор переносят в колбу А прибора и повторяют процесс дистилляции. Полученный дистиллят присоединяют к раствору в кварцевом стакане или платиновой чашке и выпаривают досуха.

Сухой остаток в кварцевом стакане или платиновой чашке выщелачивают 5 см³ воды и 1,5 см³ добавляемой по каплям серной кислоты. Полученный раствор переносят количественно в мерную колбу или градуированный цилиндр вместимостью 10 см³, после охлаждения доливают водой до метки и перемешивают.

Содержимое мерной колбы или градуированного цилиндра фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан. В колбу вместимостью 50 см³ переносят пипеткой 4 см³ фильтрата, прибавляют 0,2 см³ раствора двухлористого олова и при помощи бюретки 40 см³ раствора хинализарина. Содержимое колбы перемешивают, охлаждают, выдерживают 30 мин и измеряют светопоглощение раствора при длине волны 620 нм.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

Массу бора находят по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.2. Для построения градуировочного графика к шести навескам железа массой по 1 г, помещенным последовательно в колбу А, отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см³ стандартного раствора Б; к седьмой навеске не добавляют стандартный раствор и проводят контрольный опыт. Колбу каждый раз соединяют с притертой частью дистилляционного прибора и поступают далее по п. 2.3.1, за исключением обработки нерастворимого остатка.

По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям масс бора строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю бора (X) в процентах вычисляют по формуле

Х = ×100,

где m - масса бора, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ - масса навески пробы или части навески, соответствующей аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

3. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

3.1. Сущность метода

Метод основан на превращении борной кислоты в тетрафторборную и экстракции 1,2-дихлорэтаном окрашенного в голубой цвет соединения тетрафтороборат-ионов с реагентом метиленовым голубым с последующим измерением светопоглощения экстракта при l = 657 нм.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 2,5 моль/дм³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78 и раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³. К 20 см³ фтористоводородной кислоты приливают 150 см³ воды и перемешивают. Хранят в сосуде из полиэтилена.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80 и разбавленная 1:1.

Смесь соляной и азотной кислот, свежеприготовленная: к 150 см³ соляной кислоты приливают 50 см³ азотной кислоты и перемешивают.

Смесь серной и ортофосфорной кислот: к 180 см³ ортофосфорной кислоты приливают 20 см³ серной кислоты и перемешивают.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76 и разбавленная 1:1.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332-76.

Калий фтористый по ГОСТ 10067-80, раствор: 150 г фтористого калия растворяют в воде и разбавляют водой до 1 дм³.

Хранят в сосуде из полиэтилена.

Метиленовый голубой, раствор: 3,739 г метиленового голубого растворяют в воде и разбавляют до 1 дм³. 100 см³ полученного раствора разбавляют водой до 1 дм³.

1,2-дихлорэтан по ГОСТ 1942-86. 1,2-дихлорэтан выдерживают с активированным углем в течение двух недель.

Кислота борная по ГОСТ 9656-75.

Стандартные растворы бора.

Раствор А: 0,5720 г борной кислоты растворяют в небольшом количестве воды в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,0001 г бора.

Раствор Б: 50 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,000005 г бора.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 и раствор в ортофосфорной кислоте: 25 г карбонильного железа помещают в кварцевую коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 300 см³ ортофосфорной кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, приливают по каплям перекись водорода до полного окисления железа (около 60 см³), нагревают раствор до кипения и кипятят до полного разложения перекиси водорода.

Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки водой и перемешивают. (Во избежание выпадения солей воду следует добавлять малыми порциями и тщательно перемешивать раствор после каждого добавления).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Определение бора в стали, растворимой в растворе серной кислоты

3.3.1.1. Навеску стали массой 0,25 г помещают в кварцевую колбу, приливают 15 см³ раствора серной кислоты и закрывают кварцевой пришлифованной насадкой с обратным воздушным холодильником (кварцевая трубка длиной около 35 см, с внутренним диаметром около 4 мм).

Содержимое сосуда нагревают при температуре до 150 °С с воздушным холодильником до растворения пробы. Потом раствор окисляют, прибавляя по каплям через холодильник 0,5 - 1,0 см³ раствора перекиси водорода, стенки холодильника ополаскивают небольшими порциями воды и продолжают нагревание в течение 5 мин.

После охлаждения снимают насадку, холодильник ополаскивают небольшими порциями воды и раствор пробы фильтруют через плотный фильтр с бумажной массой в полиэтиленовый сосуд вместимостью 250 см³, на котором меткой обозначены объемы 50 и 100 см³; при фильтровании применяют воронку из пластмассы. Допускается применение платиновых или кварцевых воронок. Фильтр с осадком промывают несколько раз водой, присоединяя промывную жидкость к фильтрату. Фильтр переносят в платиновый тигель, осторожно высушивают и озоляют. Остаток в тигле сплавляют с 0,5 г калия углекислого - натрия углекислого при 700 - 800 °С, плав выщелачивают водой и после охлаждения присоединяют к основному фильтрату.

3.3.1.2. При массовой доле в стали от 0,0005 до 0,005 % бора, полученный по п. 3.3.1.1 раствор разбавляют водой до 50 см³, приливают 10 см³ раствора фтористого калия или 10 см³ раствора фтористоводородной кислоты, перемешивают и оставляют на 2 ч. Допускается оставлять раствор на более длительное время, но не более 1 сут.

Затем прибавляют пипеткой 10 см³ раствора метиленового голубого и доливают до 100 см³. К раствору пипеткой прибавляют 25 см³ 1,2-дихлорэтана, сосуд закрывают полиэтиленовой крышкой, встряхивают в течение 60 с. Потом переносят в делительную воронку вместимостью 150 - 200 см³, органический слой (нижний) переводят во вторую воронку и промывают встряхиванием с точно отмеренными 10 см³ воды в течение 30 с. Органический слой фильтруют через сухой фильтр в сухой полиэтиленовый стакан, пипеткой отбирают 5 см³ фильтрата в мерную колбу вместимостью 25 см³, разбавляют до метки 1,2-дихлорэтаном, перемешивают и измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 657 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум светопропускания в интервале длин волн 620 - 680 нм.

Раствором сравнения служит дихлорэтан. Массу бора в граммах находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

3.3.1.3. При массовой доле бора в стали свыше 0,005 до 0,1 %, полученный по п. 3.3.1.1 раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, разбавляют водой до метки и перемешивают.

В полиэтиленовый сосуд приливают аликвотные части этого раствора и раствор серной кислоты согласно табл. 3.

Таблица 3

Раствор в полиэтиленовом сосуде разбавляют водой до объема 50 см³ и далее поступают согласно п. 3.3.1.2.

3.3.1.1 - 3.3.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3.1.4. Для построения градуировочного графика в семь кварцевых сосудов помещают по 0,25 г стали близкой по составу к анализируемой, но не содержащей бор, приливают по 15 см³ раствора серной кислоты и нагревают на водяной бане до растворения. Полученные растворы окисляют прибавлением по 0,5 см³ раствора перекиси водорода, продолжают нагревание в течение 5 мин и после охлаждения переносят в полиэтиленовые сосуды вместимостью 250 см³, на которых меткой обозначены объемы 50 и 100 см³, прибавляют по 0,5 г безводного углекислого калия-натрия и в шесть сосудов последовательно отмеряют 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 см³ стандартного раствора Б. Объемы всех растворов доливают водой до 50 см³, прибавляют по 10 см³ раствора фтористого калия или 10 см³ раствора фтористоводородной кислоты и далее проводят анализ, как указано в п. 3.3.1.2.

Раствор, не содержащий бор, служит для проведения контрольного опыта.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3.3.2. Определение бора в стали, нерастворимой в серной кислоте.

Таблица 3а

Навеску стали массой в соответствии с табл. 3а помещают в кварцевый стакан вместимостью 200 см³, приливают 30 см³ смеси соляной и азотной кислот, стакан накрывают пластмассовой крышкой и растворяют навеску при умеренном нагревании. Затем приливают 10 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот и нагревают раствор до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, смывают крышку и стенки стакана водой и вновь выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, приливают 40 см³ воды, перемешивают и нагревают до растворения солей. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают. (Во избежание выпадения солей воду следует добавлять малыми порциями и тщательно перемешивать раствор после каждого добавления).

Аликвотную часть раствора 20 см³ помещают в полиэтиленовый сосуд вместимостью 250 см³, приливают полиэтиленовой мензуркой 5 см³ раствора фтористоводородной кислоты, перемешивают и оставляют не менее чем на 30 мин. Допускается оставлять раствор на более длительное время, но не более 1 сут. Затем приливают 10 см³ раствора карбонильного железа, 20 см³ воды, 5 см³ раствора метиленового голубого, 25 см³ 1,2-дихлорэтана, перемешивая раствор после добавления каждого реактива. Сосуд закрывают полиэтиленовой крышкой, встряхивают в течение 60 с. Потом переносят в делительную воронку вместимостью 150 - 200 см³, органический слой (нижний) фильтруют через сухой фильтр или вату в сухой стакан вместимостью 50 см³. Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 657 нм или на фотоэлектроколометре со светофильтром, имеющим максимум светопропускания в интервале длин волн 620 - 680 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.

Раствором сравнения служит дихлорэтан.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Массу бора находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3.2.1. Для построения градуировочного графика в семь кварцевых стаканов вместимостью 200 см³ помещают навески карбонильного железа в соответствии с табл. 4. В шесть стаканов приливают последовательно 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см³ стандартного раствора бора Б. Седьмой стакан служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы приливают 30 см³ смеси соляной и азотной кислот, стаканы накрывают пластмассовыми крышками и растворяют навески при умеренном нагревании.

Далее поступают, как указано в п. 3.3.2. Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им значениям массы бора в аликвотной части раствора строят градуировочный график.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3.3.3. (Исключен, Изм. № 1).

3а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА В СТАЛЯХ С МАССОВОЙ ДОЛЕЙ ВАНАДИЯ до 1 %

3а.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения бора с Аш-резорционом и тионином при рН 5,0 - 5,2 после отделения бора гидроокисью натрия в сильнощелочной среде при рН 12 - 13. Светопоглощение раствора измеряют при l = 500 - 520 нм.

Вольфрам и молибден не мешают определению, влияние алюминия устраняют добавлением трилона Б.

3а.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, фотоэлектроколориметр, рН-метр.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563-75.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или ГОСТ 14262-78 и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77, раствор с молярной концентрацией 6,0 моль/дм³, 1 моль/дм³.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-78.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Кислота уксусная по ГОСТ 18270-72, раствор с молярной концентрацией 0,5 моль/дм³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с молярной концентрацией 5,0 моль/дм³, 1,0 моль/дм³.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Соль динатриевая этилендиаминтетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм³: 1,86 г трилона Б растворяют в 100 см³ воды.

Аммиак водный по ГОСТ 24147-80, раствор с молярной концентрацией 0,5 моль/дм³.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Аш-резорцин, динатриевая соль, раствор с молярной концентрацией 0,001 моль/дм³: 0,0494 г Аш-резорцина растворяют в 100 см³ воды.

Тионин 2-водный, краситель для микроскопии, спиртовый, раствор с молярной концентрацией 0,001 моль/дм³: 0,029 г тионина растворяют в 100 см³ этилового спирта.

Буферный раствор: готовят смешиванием равных объемов раствора уксусной кислоты (0,5 моль/дм³) и раствора аммиака (0,5 моль/дм³), затем устанавливают рН 5,0 - 5,2 по рН-метру добавлением растворов уксусной кислоты или аммиака.

Кислота борная по ГОСТ 9656-75.

Стандартные растворы бора.

Раствор А: 5,7154 г борной кислоты растворяют в 300 см³ воды в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г бора.

Раствор Б: 10 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,00001 г бора. Раствор Б готовят перед употреблением.

Вода бидистиллированная по ГОСТ 6709-72, дополнительно очищенная пропусканием через анионит АВ-17 и катионит КУ-2.

3а.3. Проведение анализа

3а.3.1. Навеску стали массой, указанной в табл. 3б помещают в кварцевый стакан вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ смеси воды, соляной и азотной кислот в соотношении 1:1:1, 2 см³ ортофосфорной кислоты, стакан накрывают пластмассовой крышкой и растворяют навеску при умеренном нагревании.

Таблица 3б

Если проба не растворяется в указанной смеси, для растворения используют смесь соляной и азотной кислот в соотношении 3:1 или 8:1 с добавлением 2 см³ ортофосфорной кислоты.

После растворения приливают 8 см³ разбавленной 1:1 серной кислоты и выпаривают до выделения слабых паров серной кислоты.

Соли растворяют в 5 см³ соляной кислоты, затем приливают 30 - 40 см³ воды и кипятят до полного растворения солей.

Нерастворимый остаток отфильтровывают через плотный фильтр, в кварцевый стакан вместимостью 200 см³, стакан и фильтр промывают несколько раз горячей водой. Фильтр помещают в платиновый тигель, сжигают и прокаливают при 600 - 700 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1 г углекислого натрия при 950 - 1000 °С в течение 15 - 20 мин. Плав растворяют в горячей воде с добавлением 1 - 2 см³ соляной кислоты и присоединяют к основному фильтрату.

Объединенный раствор выпаривают до 40 - 60 см³.

К раствору приливают порциями 60 см³ раствора гидроокиси натрия с молярной концентрацией 5 моль/дм³.

Для коагуляции осадка стакан ставят на водяную баню на 30 мин. Раствор с осадком охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см³, доливают водой до метки, перемешивают и фильтруют в сухую кварцевую колбу через фильтр средней плотности.

Из фильтрата отбирают пипеткой аликвотную -часть раствора для определения бора и помещают в стакан вместимостью 50 см³, добавляют 0,5 см³ раствора трилона Б (если масса алюминия в аликвотной части раствора превышает 0,25 мг, объем трилона Б увеличивают до 2,5 см³), воды до 20 см³ и с помощью рН-метра устанавливают рН 5,0 раствором соляной кислоты вначале с молярной концентрацией 6 моль/дм³, а затем 1 моль/дм³ или раствором гидроокиси натрия с молярной концентрацией 1 моль/дм³.

Затем добавляют точно 5 см³ раствора Аш-резорцина и 1 см³ раствора тионина при перемешивании, содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, ополаскивают стакан буферным раствором, доливают до метки буферным раствором, перемешивают и через 18 - 24 ч измеряют оптическую плотность раствора при l = 500 - 520 нм относительно контрольного опыта, проведенного через весь ход анализа.

При массовой доле бора свыше 0,0005 % проводят измерение через 2 ч.

Массу бора находят по градуировочному графику.

3а.3.1.1. Для построения градуировочного графика в семь кварцевых стаканов вместимостью 100 см³ помещают навески карбонильного железа в соответствии с массой навески, указанной в табл. 3б. В шесть стаканов приливают последовательно 1,0; 4,0; 7,0; 10,0; 12,0; 15,0 см³ стандартного раствора бора Б. Седьмой стакан служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы приливают 20 см³ смеси воды, соляной и азотной кислот в соотношении 1:1:1, 2 см³ ортофосфорной кислоты, стаканы накрывают пластмассовыми крышками и растворяют навески при умеренном нагревании.

Далее поступают, как указано в п. 3а.3.1.

По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им значениям массы бора в аликвотной части раствора строят градуировочный график.

3а.4. Обработка результатов

3а.4.1. Массовую долю бора (X¢₁) в процентах вычисляют по формуле

X¢₁ = ×100,

где m - масса бора, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ - масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, г.

3а.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности l = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2. Разд. 3а.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю бора (1) в процентах вычисляют по формуле

X₁ = ×100,

где m - масса бора, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ - масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, г.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

4. МЕТОД ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

4.1. Сущность метода

Метод основан на отделении бора от железа, никеля, хрома, молибдена и других элементов щелочью и хлористым барием с последующим определением бора в фильтрате методом потенциометрического титрования. Перед титрованием рН раствора устанавливают равным 6,9, добавляют маннит или инвертный сахар и титруют образовавшуюся комплексную кислоту раствором гидроокиси натрия до первоначального значения рН, равного 6,9.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Потенциометр (рН-метр).

Электроды: стеклянный и каломельный или хлорсеребряный, прилагаемые к потенциометру (рН-метру).

Мешалка.

Сосуды из кварца или стекла, не содержащего бор.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:10.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой концентрацией 30 г/дм³ свежеприготовленный.

Бария гидроокись по ГОСТ 4107-78, раствор: 50 г гидроксида бария растворяют в воде и раствор разбавляют водой до 1000 см³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5; 0,1 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³.

Раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³, гидроокиси натрия: к 5000 см³ раствора, содержащего 0,004 г/см³ гидроокиси натрия, приливают 10 - 15 см³ раствора гидроксида бария, перемешивают и дают отстояться осадку в течение суток.

Раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия: раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия разбавляют прокипяченной в течение 1 ч и охлажденной водой в отношении 1:4 и перемешивают.

Устанавливают массовую концентрацию раствора: в стакан вместимостью 400 см³ помещают от 5 до 10 см³ стандартного раствора бора, приливают 250 см³ воды, опускают мешалку и электроды, присоединенные к потенциометру. Приводят во вращение мешалку, приливают раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия почти до рН 6,9 и затем устанавливают точное значение рН = 6,9, приливая из бюретки раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия. К раствору, имеющему рН = 6,9, приливают 30 см³ раствора маннита или инвертного сахара (при этом рН раствора понижается) и титруют раствором с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия до исходного значения рН = 6,9.

Массовую концентрацию раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия (С), выраженную в граммах бора на кубический сантиметр, вычисляют по формуле

С = ,

где 0,0004 - концентрация бора в стандартном растворе, г/см³;

V - объем стандартного раствора бора, взятый для титрования, см³;

V₁ - объем раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия, израсходованный на титрование, см³;

V₂ - объем раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия, израсходованный на титрование в контрольном опыте, см³.

Кислота борная по ГОСТ 9656-75.

Стандартный раствор бора: 2,288 г борной кислоты растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,0004 г бора.

D (-) Маннит по ГОСТ 8321-74, насыщенный раствор.

Сахароза по ГОСТ 5833-75.

Раствор инвертного сахара: 1 кг сахарозы растворяют в 650 см³ воды, приливают 10 см³ соляной кислоты (1:10) и нагревают в течение 2 - 3 ч при 80 - 90 °С, затем охлаждают и приливают раствор с массовой концентрацией 100 г/дм³ гидроокиси натрия. Объем раствора щелочи, необходимый для нейтрализации соляной кислоты, устанавливают предварительным титрованием 10 см³ соляной кислоты (1:10) раствором с массовой концентрацией 100 г/дм³ гидроокиси натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.

Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332-76.

Метиловый оранжевый, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм³.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, 0,01 М раствор.

Барий хлористый по ГОСТ 4108-72, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм³.

Фенолфталеин по ГОСТ 5850-72, раствор в этиловом спирте с массовой концентрацией 20 г/дм³.

4.3. Проведение анализа

Масса навески стали в зависимости от массовой доли бора приведена в табл. 4.

Таблица 4

Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³ и приливают 40 см³ соляной кислоты (1:1).

Колбу закрывают резиновой пробкой со вставленным в нее обратным водяным холодильником, содержимое колбы нагревают до растворения навески, затем приливают 10 - 20 см³ раствора перекиси водорода и кипятят в течение 10 мин. Допускается растворение навески при 100 °С без холодильника в колбе, закрытой часовым стеклом.

В случае неполного растворения пробы раствор фильтруют через плотный фильтр с бумажной массой. Фильтр с осадком промывают раствором соляной кислоты (1: 10) и горячей водой, присоединяя промывные воды к фильтрату. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и остаток сплавляют с 0,5 г безводного углекислого калия-натрия при 900 - 950° С. После охлаждения плав выщелачивают 20 - 30 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и присоединяют раствор к основному фильтрату.

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, разбавляют водой до 200 - 300 см³ и приливают раствор гидроокиси натрия с молярной концентрацией 5 моль/дм³, до начала выпадения гидроксидов. Выпавшие гидроксиды растворяют, прибавляя по каплям соляную кислоту (1:1), прибавляют 30 - 35 см³ хлористого бария, и после перемешивания 10 - 15 см³ раствора гидроокиси натрия с молярной концентрацией 5 моль/дм³. Затем раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Часть раствора отфильтровывают через сухой фильтр в сухую мерную колбу вместимостью 250 см³. В стакан вместимостью 400 см³ переносят 250 см³ фильтра, осторожно приливают раствор соляной кислоты (1:1) до изменения окраски индикатора метилового оранжевого и прибавляют 5 см³ раствора трилона Б. Содержимое стакана кипятят в течение 3 - 5 мин и охлаждают.

В стакан с испытуемым раствором опускают мешалку и электроды, присоединенные к потенциометру. Приводят во вращение мешалку, приливают раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия почти до рН 6,9 и затем устанавливают точное значение рН = 6,9, приливая из бюретки раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³ гидроокиси натрия.

К раствору, имеющему рН = 6,9, приливают 30 см³ раствора маннита или инвертного сахара (при этом рН раствора понижается) и титруют раствором с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия до исходного значения рН = 6,9.

4.1 - 4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю бора (Х₂) с процентах вычисляют по формуле

Х₂ = ×100,

где V - объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование, см³;

V₁ - объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см³;

С - массовая концентрация раствора гидроокиси натрия, г/см³;

m - масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, г.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ:

Н. П. Лякишев, проф. член-корр.; Г. В. Козина, канд. хим. наук; Р. Д. Малинина, канд. хим. наук; Н. И. Елина; В. А. Балусов; З. Т. Кобозева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.01.82 № 381

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12360-66

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Срок действия продлен до 01.01.98 Постановлением Госстандарта СССР от 09.06.87 № 1941

6. Переиздание (июнь 1988 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 9-87)

 

СОДЕРЖАНИЕ