ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОХРОМ
Метод определения азота
ГОСТ
21600.6-83
(СТ СЭВ 3612-82)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА
ССР
ФЕРРОХРОМ
Метод определения азота
Ferrochrome. Method for the determination of nitrogen
|
ГОСТ
21600.6-83
(СТ
СЭВ 3612-82)
Взамен
ГОСТ 21600.6-76
|
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 апреля 1983 г. № 2123 срок действия
установлен
с 01.07.84
до 01.07.89
Настоящий стандарт устанавливает
титриметрический метод определения азота в феррохроме (при массовой доле азота
от 0,01 до 8,0 %).
Метод основан на растворении
навески феррохрома в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются
аммонийные соли. Последние разлагаются гидроокисью натрия с выделением аммиака.
Выделяющийся при этом аммиак поглощают раствором борной кислоты. Образовавшийся
борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смешанного
индикатора.
Стандарт полностью
соответствует СТ СЭВ 3612-82.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к
методу анализа - по ГОСТ 27349-87.
1.2. Лабораторная проба - по
ГОСТ
24991-81 с дополнениями, указанными в табл. 1.
Таблица 1
Группа
феррохрома по ГОСТ
4757-79
|
Приготовление пробы
|
Низкоуглеродистый, среднеуглеродистый и
азотированный с массовой долей азота менее 4 %
|
Стружка толщиной 0,1 - 0,2 мм,
размельченная в агатовой ступке до крупности частиц, проходящих через сито с
сеткой № 1,6 по ГОСТ
6613-86
|
Углеродистый и азотированный с массовой
долей азота 4 % и более
|
Тонкий порошок с размером частиц,
проходящих через сито с сеткой № 008 по ГОСТ
6613-86
|
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И
РАСТВОРЫ
Установка для получения
бидистиллята (черт. 1).
1 - электроплитка; 2 -
дистилляционная колба; 3 - холодильник; 4 - колба-приемник; 5 -
предохранительная воронка
Черт. 1
Установка для определения
азота (черт. 2).
Допускается применение
установок другого типа.
Установка состоит из двух
очистительных склянок 1, заполненных
одна серной кислотой, другая водой; электроплитки 2; стеклянной трубки 3 диаметром 6 - 7 мм; двугорловой
колбы 4, вместимостью 1
дм3; воронки 5; кварцевого дефлегматора 6; кварцевого холодильника 7; кварцевого барботера 8; колбы-приемника дистиллята 9.
Вода бидистиллированная или
деионизированная. При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10
см3 серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого
калия до устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.
Черт. 2
Очищенную воду проверяют на
присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера; к 50 см3
полученной воды приливают 0,25 см3 раствор с массовой концентрацией 150 г/дм3
гидроокиси
калия и 0,5 см3 реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый
цвет, она может быть использована для анализа.
Воду хранят в стеклянной
бутыли с притертой пробкой.
Дистиллированная вода,
очищенная от ионов аммония, должна применяться в ходе анализа и для
приготовления всех растворов, используемых для определения содержания азота.
Для перегонки воды применяют
установку, представленную на черт. 1.
Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.
Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199-76,
перекристаллизованный: 150 г тетраборнокислого натрия растворяют при
температуре не выше 60 °С в 300 см3 воды и полученный раствор
фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или
водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают
препарат в виде тонкой кристаллической массы. Кристаллы отсасывают, промывают
небольшим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2 - 3 дня и
сохраняют в закрытой посуде.
Кислота борная по ГОСТ 18704-78,
раствор с
массовой концентрацией 20 г/дм3.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и
разбавленная 1:4, 1:100 и растворы, приготовленные из фиксанала соответствующим
разбавлением водой, с молярной концентрацией эквивалента 0,02 и 0,002 моль/дм3.
Устанавливают массовую
концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому или углекислому
натрию.
Устанавливают массовую
концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,02 моль/дм3
по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г
помещают в колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 150 см3
воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной
кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,02 моль/дм3
до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.
Устанавливают массовую
концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,002 моль/дм3
по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г
растворяют в 50 см3 воды и переливают в мерную колбу вместимостью
100 см3, доводят до метки водой и перемешивают. 10 см3
раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3
воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной
кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,002 моль/дм3
до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.
Устанавливают массовую
концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,02 моль/дм3
по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50
см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают водой до метки и перемешивают. 25 см3 раствора переносят в
колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды,
прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной
кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,02 моль/дм3
до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.
Устанавливают массовую
концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,002 моль/дм3
по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50
см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3,
доливают водой до метки и перемешивают. 5 см3 раствора переносят в
колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды,
прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной
кислоты с (1/2 H2SO4) = 0,002 моль/дм3
до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.
Массовую концентрацию
раствора серной кислоты (с) по
азоту, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле
где m - масса навески, соответствующая аликвотной части
тетраборнокислого или углекислого натрия, г;
V2 - объем раствора серной
кислоты, израсходованный на титрование, см3;
28 - молекулярная масса
азота;
m1 - молекулярная масса тетраборнокислого натрия,
равная 381,44 или углекислого натрия, равная 106.
Калия или натрия гидроокись,
раствор с
массовой концентрацией 400 г/дм3. В колбу вместимостью 5 дм3 помещают 1 кг
сухой гидроокиси калия или натрия, 10 - 20 г гранулированного цинка, кусочек
медной проволоки (медно-цинковая пара) и приливают 2,7 дм3
бидистиллированной воды.
Раствор кипятят до тех пор,
пока его объем не достигнет 2,5 дм3. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых
бутылях.
Метиленовый голубой.
Метиловый красный.
Смесь индикаторов: 0,125 г
метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3
этилового спирта.
Калий марганцовокислый по ГОСТ
20490-75.
Спирт этиловый
ректификованный по ГОСТ 5962-67.
Медь металлическая.
Цинк металлический
гранулированный.
Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.
Медь сернокислая 5-водная по
ГОСТ
4165-78.
Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.
Ртуть йодная.
Калия гидроокись по ГОСТ
24363-80, раствор
с массовой концентрацией 150 г/дм3; хранят в полиэтиленовой посуде.
Реактив Несслера: 12,5 г
йодистого калия растворяют в 15 см3 воды, к раствору прибавляют 17,5
г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К
полученному раствору приливают 445 см3 раствора гидроокиси калия,
перемешивают и дают отстояться осадку в течение трех дней. Прозрачный раствор
декантируют и хранят в склянке из темного стекла.
Растворы и реактивы готовят,
хранят и проводят анализ в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных
солей и окислов азота.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1.
Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (черт. 2). С этой целью подают воду
в холодильник 7 и подключают водоструйный
насос. В реакционную колбу 4 наливают
100 см3 40 %-ного раствора гидроокиси калия или натрия, 200 см3
бидистиллированной воды, в приемник 9 наливают 10 см3 раствора борной кислоты, проверяют
систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в
приемнике не соберется 100 см3 дистиллята.
3.2. Навеску феррохрома
массой, установленной табл. 2, (в зависимости от массовой доли азота) помещают
в колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 серной
кислоты (1:4), закрывают колбу ловушкой, наполненной серной кислотой (1:100) и
растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков газа.
Таблица 2
Массовая
доля азота, %
|
Масса навески, г
|
От 0,01 до 0,2 включ.
|
0,5
|
Св. 0,2 » 1,0 »
|
0,25
|
» 1,0 » 4,0 »
|
0,2
|
» 4,0 » 8,0 »
|
0,1
|
Если растворение навески
неполное, то нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест
или центрифугируют, промывают 4 - 5 раз горячей серной кислотой (1:100),
собирают фильтрат и промывные воды в чистую колбу и сохраняют.
В колбу, в которой
проводилось растворение навески, насыпают 10 г сернокислого калия и 1 г
сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, приливают 20 см3
серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка
навески. При этом расплав принимает густую консистенцию зеленого цвета без
видимых частиц остатка.
Плав охлаждают, приливают первоначальный
фильтрат и соли растворяют при нагревании. К аппаратуре присоединяют приемник,
в котором находится 50 см3 раствора борной кислоты. Подготовленный и
охлажденный анализируемый раствор осторожно переносят через капельную воронку
установки для определения азота (черт. 2) в реакционную колбу с предварительно
налитой в нее очищенной щелочью, как указано в п. 3.1.
Колбу и капельную воронку
ополаскивают 100 см3 бидистиллированной воды, нагревают реакционную
колбу на электроплитке до температуры 200 - 250 °С и отгоняют 200 см3
дистиллята в приемник.
Нагревание прекращают,
отсоединяют колбу-приемник от системы, обмывают барботер 8 бидистиллированной водой и титруют
растворами серной кислоты с (1/2
H2SO4) = 0,002 моль/дм3 при массовой доле
азота от 0,01 до 0,2 % и с (1/2
H2SO4) = 0,02 моль/дм3 при массовой доле азота
от 0,2 до 8,0 %.
Одновременно проводят
контрольный опыт на загрязнение реактивов.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую долю азота (X)
в процентах
вычисляют по формуле
где V - объем раствора серной кислоты, израсходованный на
титрование навески феррохрома, см3;
V1 - объем раствора серной
кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
с - массовая концентрация
раствора серной кислоты по азоту г/см3;
m - масса навески, г.
4.2. Нормы точности и
нормативы контроля точности массовой доли азота приведены в табл. 3.
Таблица 3
Массовая доля азота, %
|
D, %
|
Допускаемые расхождения, %
|
d, %
|
dк
|
d2
|
d3
|
От 0,01 до 0,02
включ.
|
0,004
|
0,005
|
0,004
|
0,006
|
0,003
|
Св. 0,02 » 0,05 »
|
0,006
|
0,007
|
0,006
|
0,007
|
0,004
|
» 0,05 » 0,10 »
|
0,008
|
0,010
|
0,008
|
0,010
|
0,005
|
» 0,10 » 0,2 »
|
0,016
|
0,020
|
0,017
|
0,020
|
0,010
|
» 0,2 »
0,5 »
|
0,024
|
0,030
|
0,025
|
0,030
|
0,016
|
» 0,5 »
1,0 »
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,02
|
» 1,0 »
2,0 »
|
0,05
|
0,06
|
0,05
|
0,06
|
0,03
|
» 2,0 »
5 »
|
0,10
|
0,12
|
0,10
|
0,12
|
0,06
|
» 5 »
8 »
|
0,13
|
0,16
|
0,13
|
0,16
|
0,08
|
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2. Аппаратура, реактивы и растворы.. 1
3. Проведение анализа. 4
4.
Обработка результатов. 4
|