МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

БРОНЗЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ

Метод определения циркония

Bronze fire-resistance.

Methods for the determination of zirconium

ОКСТУ 1709

ГОСТ 23859.8-79 С. 2

дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку прибавляют 25 см³ воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г циркония.

Раствор Б. 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки 2 М соляной кислотой и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения. 1 см³ раствора содержит 0,00005 г циркония.

Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония.

Раствор А. 3,5 г хлорокиси циркония Zr0CI₂8H₂0 помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, растворяют в 2 М соляной кислоте, до метки доводят этой же кислотой. Содержание циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.

Раствор Б. 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки 2 М соляной кислотой и перемешивают. 1 см³ раствора Б содержит 0,00005 г циркония.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску бронзы массой 0,1 г помещают в платиновую или фторопластовую чашку, прибавляют 1 см³ фтористоводородной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. После прекращения бурной реакции реакционную смесь нагревают до полного растворения навески. К полученному раствору добавляют 2 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты.

Если массовая доля циркония в бронзе выше 0,02 %, то остаток растворяют в 8 М соляной кислоте, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть (см. таблицу) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, в которую предварительно добавляют концентрированную кислоту в количестве, указанном в таблице. Прибавление концентрированной соляной кислоты необходимо для того, чтобы общая концентрация соляной кислоты (с учетом содержащейся во взятой аликвотной части) в конечном объеме была равной 8 М. Затем добавляют 10 см³ ацетона, 1 см³ раствора арсеназо III, доливают водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при 665 нм или на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 с красным светофильтром (656—700 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см.

Массовая доля циркония, % Объем аликвотной части, см3 Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г Количество добавленной НС1*, см3 От 0,005 до 0,02 Весь раствор 0,1 — Св. 0,02 » 0,05 15 0,03 24 » 0,05 » 0,1 10 0,02 28 » 0,1 » 0,2 5 0,01 32 » 0,2 » 0,3 2,5 0,005 34

* Объем указан для соляной кислоты с концентрацией 11,5—12,0 М; при использовании соляной кислоты другой концентрации проводят соответствующий перерасчет.

2.4. Обработка результатов

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

jr_ т • 100

Щ ’

где т — масса циркония, найденная по градуировочному графику, г; mi — масса навески, соответствующая аликвотной части, г.

2.1—2.4.1. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4.2.    Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений d, (d — показатель сходимости), вычисленных по формуле

d = 0,003 + о,зл;

где X— массовая доля циркония в сплаве, %.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.4.3.    Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле

D = 0,004 + 0,04Х,

где X— массовая доля циркония в сплаве, %.

2.4.4.    Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам жаропрочных (хромистых) бронз или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.

2.4.5.    Метод применяется при разногласиях в оценке качества жаропрочных бронз.

2.4.3—2.4.5. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПР1ДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АРСЕНАЗО III В 2 МОЛЬ/ДМ³ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЕ (при массовой доле циркония от 0,01 до 0,3 %)

3.1.    Сущность метода

Метод основан на образовании цирконием окрашенного комплекса с арсеназо III в 2 моль/дм³ соляной кислоте и измерении оптической плотности раствора.

3.2.    Аппаратура, реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, 2 моль/дм³ раствор.

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

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Цирконий металлический (йодидный).

Циркония хлорокись.

Стандартные растворы циркония

Раствор А. 0,1 г металлического циркония помещают в платиновую чашку, приливают 10 см³ концентрированной серной кислоты, 1 см³ фтористоводородной кислоты и нагревают до растворения. Раствор упаривают до начала появления белого дыма серной кислоты. По охлаждении стенки чашки ополаскивают водой, раствор перемешивают и снова упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку прибавляют 25 см³ воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см³ раствора А содержит 0,001 г циркония.

Раствор Б. 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения. 1 см³ раствора Б содержит 0,00005 г циркония.

Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония.

Раствор А. 3,5 г хлорокиси циркония Zr0Cl-8H₂0 помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, растворяют в 2 моль/дм³ соляной кислоте и доводят до метки этой же кислотой.

Содержание циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.

Раствор Б. 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 10 см³, доливают до метки 2 моль/дм³ соляной кислотой и перемешивают. 1 см³ раствора Б содержит 0,00005 г циркония.

34

ГОСТ 23859.8-79 С. 4

Арсеназо III, раствор 1 г/дм³: 0,1 г арсеназо III растворяют в 60 см³ воды при нагревании (не доводя до кипения), полученный раствор отстаивают и осторожно сливают в мерную колбу вместимостью 100 см³. Нерастворившуюся часть реактива растирают стеклянной палочкой, добавляют 10—15 см³ воды и снова нагревают, раствор отстаивают и сливают в мерную колбу. К охлажденному раствору добавляют 15 см³ раствора, 2 моль/дм³ соляной кислоты, доливают водой до метки. Раствор отстаивают 48 ч, периодически перемешивая. Затем фильтруют через плотный слой ваты, отбрасывая первые 10 см³ фильтрата. Такой раствор сохраняют 5—7 сут.

3.1,    3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Проведение анализа

3.3.1.    Навеску бронзы массой 0,1 г помещают в платиновую или фторопластовую чашку, прибавляют 1 см³ фтористоводородной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. После прекращения бурной реакции смесь нагревают до полного растворения навески. Раствор охлаждают, добавляют 2 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты.

Остаток растворяют в 2 моль/дм³ соляной кислоте, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают до метки той же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть (см. таблицу) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, прибавляют 10 см³ 2 моль/дм³ соляной кислоты, кипятят 1 мин, охлаждают, добавляют 1 см³ раствора арсеназо III, доводят до метки 2 моль/дм³ соляной кислотой, перемешивают и через 5 мин, но не позднее 30 мин, измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 или ФЭК-М с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 см или на спектрофотометре при 665 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см.

Массовая доля циркония, %	Объем аликвотной части, см3	Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г
От 0,01 до 0,05 включ.	25	0,05
» 0,05» 0,1	10	0,02
Св. 0,1 » 0,2	5	0,01
» 0,2 » 0,3	2,5	0,005

В качестве раствора сравнения используют такой же раствор, но без добавления арсеназо III. Из полученной оптической плотности вычитают оптическую плотность раствора арсеназо III, приготовленного следующим образом: в мерную колбу вместимостью 50 см³ вносят 1 см³ раствора арсеназо III, до метки доливают 2 моль/дм³ соляной кислотой, перемешивают и измеряют относительно воды. По найденной разнице оптических плотностей с помощью градуировочного графика находят содержание циркония в растворе.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3.2. Построение градуировочного графика.

В мерные колбы вместимостью по 50 см³ вносят 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 см³ стандартного раствора Б циркония, добавляют 10 см³ 2 моль/дм³ соляной кислоты и далее поступают, как указано в и. 3.3.1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4. Обработка результатов

3.4.1.    Массовую долю циркония (X) в процентах вычисляют по формуле

^ _ т • 100

ГП\ ’

где т — масса циркония, найденная по градуировочному графику, г;

/«1 — масса навески, соответствующая аликвотной части, г.

3.4.2.    Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений d (d — показатель сходимости), вычисленных по формуле

d = 0,004 + 0,02Х,

где X— массовая доля циркония в сплаве, %.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

35

3.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле

D = 0,005 + 0,032f,

где X — массовая доля циркония в сплаве, %.

3.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам жаропрочных (хромистых) бронз или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.

3.4.3, 3.4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПИКРОМИН-ЭПСИЛОН (при массовой доле циркония от 0,005 до 0,3 %)

4.1.    Сущность метода

Метод основан на образовании комплексного соединения циркония с пикромином-эпсилон в растворе 0,9—1,2 моль/дм³ соляной кислоты и измерении оптической плотности раствора.

4.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

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

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор 2 моль/дм³ и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота аскорбиновая, раствор 10 г/дм³.

Аммиак водный, раствор по ГОСТ 3760-79.

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор 100 г/дм³.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, раствор 20 г/дм³.

Соль динатриевая этилендиамин — N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 20 г/дм³.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

Пикромин-эпсилон, водный раствор 20 г/дм³.

Железо хлорное по ГОСТ 4147-74, раствор 10 г/дм³.

Цирконий металлический (йодидный).

Циркония хлорокись.

Стандартные растворы циркония.

Раствор А: 0,1 г металлического циркония помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см³ концентрированной серной кислоты и 1 см³ фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. По растворении раствор упаривают до начала появления белого дыма серной кислоты. По охлаждении стенки чашки ополаскивают водой, раствор перемешивают и вновь упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку добавляют 25 см³ воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г циркония.

Раствор Б: 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки раствором 2 моль/дм³ соляной кислоты и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения.

1 см³ раствора Б содержит 0,00005 г циркония.

Раствор В: 10 см³ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки раствором 2 моль/дм³ соляной кислоты и перемешивают. Раствор В готовят в день применения.

1 см³ раствора В содержит 0,000005 г циркония.

Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония

Раствор А: 3,5 г хлорокиси циркония (Zr0CI₂8H₂0) помещают в колбу вместимостью 1000 см³, растворяют в растворе 2 моль/дм³ соляной кислоты, до метки доливают этой же кислотой. Массовую долю циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.

Раствор Б: 5 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают раствором 2 моль/дм³ соляной кислоты и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения.

1 см³ раствора Б содержит 0,00005 г циркония.

ГОСТ 23859.8-79 С. 6

Раствор В: 10 см³ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки раствором 2 моль/дм³ соляной кислоты и перемешивают. Раствор В готовят в день применения.

1 см³ раствора В содержит 0,000005 г циркония.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. При массовой доле циркония свыше 0,015 %

Навеску бронзы (см. табл. 2) помещают в платиновую или фторопластовую, или стеклоуглеродную чашку, добавляют 1 см³ фтористоводородной кислоты и 10 см³ азотной кислоты (1:1). После прекращения бурной реакции реакционную смесь нагревают до полного растворения навески. К полученному раствору добавляют 1 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты. Остаток растворяют в 5 см³ воды при нагревании, охлаждают, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ раствором 2 моль/дм³ соляной кислотой, до метки доливают этой же кислотой и перемешивают.

Таблица 2

Массовая доля циркония, % Масса навески, г Объем аликвот-ной части, см3 Количество добавляемых реактивов, см3 НС1 (1:1) тиомочевина этиловый спирт От 0,005 до 0,02 включ. 0,5 25 2,5 2 — Св. 0,02 » 0,05 » 0,5 10 5,0 10 10 » 0,05 » 0,10 » 0,5 5 8,5 10 10 » 0,10 » 0,20 » 0,5 2 8,5 10 5 » 0,20 » 0,30 » 0,25 2 8,5 5 —

Аликвотную часть раствора (см. табл. 2) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, разбавляют водой до 20 см³, нагревают до кипения и кипятят 1—2 мин. Затем раствор охлаждают, добавляют соляную кислоту (см. табл. 2), 2 см³ раствора аскорбиновой кислоты, раствор тиомоче-вины (см. табл. 2) и выдерживают 10 мин. Затем добавляют этиловый спирт (см. табл. 2), воды до ~ 40 см³, 2 см³ раствора пикромин-эпсилон, доливают до метки водой и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при 566 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см или на фотоэлектроколориметре с желтым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 или 3 см относительно раствора сравнения.

Раствор сравнения: в мерную колбу вместимостью 50 см³ помещают аликвотную часть раствора (см. табл. 2), добавляют раствор тиомочевины (см. табл. 2), 2 см³ раствора аскорбиновой кислоты, 1 см³ раствора трилона Б и выдерживают 10 мин. Затем добавляют 2 см³ раствора пикромин-эпсилон, до метки доливают водой и перемешивают.

4.3.2.    При массовой доле циркония до 0,015 %.

Растворение навески (см. табл. 2) и выпаривание до белого дыма серной кислоты проводят так же, как указано в п. 4.3.1. Остаток растворяют в воде, раствор переносят в стакан вместимостью 250 см³, разбавляют водой до 100 см³. Затем добавляют 1 см³ раствора хлорного железа и раствор аммиака до образования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдерживают при 50—60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и циркония. Выделившийся осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают горячим раствором хлористого аммония 7—8 раз. Осадок растворяют в растворе 2 моль/дм³ соляной кислоты в стакан, в котором проводилось осаждение, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть раствора (см. табл. 2) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, упаривают до 20 см³ и далее анализ проводят, как указано в п. 4.3.1.

4.3.3.    Построение градуировочного графика

В шесть мерных колб вместимостью до 50 см³ последовательно добавляют 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ стандартного раствора В циркония, разбавляют водой до 20 см³, нагревают до кипения и кипятят 1—2 мин. Раствор охлаждают, добавляют по 8,5 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и далее поступают, как указано в п. 4.3.1.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий циркония.

37

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю циркония (Л)) в процентах вычисляют по формуле

где гп\ — масса циркония, найденная по градуировочному графику, г; т — масса навески, соответствующая аликвотной части, г.

4.4.2.    Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений d (d — показатель сходимости), вычисленных по формуле

d = 0,003 + 0,04Х,

где X — массовая доля циркония в сплаве, %.

4.4.3.    Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле

D= 0,004 + 0,05Х,

где X— массовая доля циркония в сплаве, %.

4.4.4.    Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.

Разд. 4. (Введен дополнительно, Изм. № 2).

38