ГОСТ 26473.2-85
Сплавы и лигатуры на основе ванадия. Методы определения вольфрама

УДК 669.292.3:546.881.06:006.354    Группа    В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ И ЛИГАТУРЫ НА ОСНОВЕ ВАНАДИЯ

Методы определения вольфрама

Vanadium base alloys and alloying elements. Methods for determination of tungsten

ОКСТУ 170S

■HHMsaiHBBa

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 марта 1985 г. № 751 _г 752 срок действия установлен

с 01.07.86 до 01.07.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает экстракционно-фотометрический и рентгенофлуоресцентный методы определения вольфра!ма (от 6 до 8%) в бинарных сплавах ванадий-вольфрам.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 26473.0—85.

2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

Метод основан на образовании окрашенного дитиолата вольфрама в солянокислой среде, экстракции комплексного соединения четыреххлористым углеродом и фотометрировании окраски экстракта. Ванадий определению не мешает.

2.1. Аппар атур а, реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56.

Весы аналитические.

Весы технические.

Плитка электрическая.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000°С.

Баня водяная.

Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см³.

Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100, 250 и 1000 см³.

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

★

И

ГОСТ 26473.2-85 Стр. 2

Пипетки вместимостью 10 см³ без делений.

Пипетка полиэтиленовая.

Микробюретка вместимостью 5 см³ с ценой деления 0,02 см³.

Мензурки мерные вместимостью 25, 100 см³.

Часы песочные на 2 мин или секундомер.

Воронки делительные вместимостью 50 см³.

Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента», диаметр 70 мм.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Калий пиросернс кислый по ГОСТ 7172-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор концентрацией 80 г/дм³.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, раствор концентрацией 40 г/дм³.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72.

Цинк-дитиол (3,4-димеркаптотолуола цинковая соль), раствор концентрацией 10 г/дм³: 1 г реагента смачивают 10—12 см³ этилового спирта, приливают 100 см³ раствора гидроскиси натрия, перемешивают. Раствор готовят в день употребления.

Титан сернокислый, раствор концентрацией 10 г/дм³: 1 г металлического титана с содержанием основного вещества не менее 99,5% растворяют при нагревании в 100 см³ серной кислоты (1:4) с добавлением 1—2 см³ фтористоводородной кислоты.

Смесь для восстановления вольфрама: 60 см³ раствора сернокислого титана разбавляют 150 см³ соляной кислоты, перемешивают. Смесь готовят в день употребления.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Вольфрам металлический, содержащий не менее 99,9% вольфрама, в виде порошка или мелкой стружки.

Вольфрама (VI) окись.

Стандартный раствор вольфрама (запасной), содержащий 0,1 мг/см³ (100 мкг/см³) вольфрама, готовят одним из описанных ниже способов.

Первый способ. 0,1 г металлического вольфрама помещают в стакан вместимостью 200 см³, приливают 5—10 см³ воды, 20— 25 см³ перекиси водорода и нагревают до растворения навески, периодически помешивая. После растворения осторожно, по каплям, добавляют 2 см³ аммиака и снова нагревают до обесцвечивания раствора. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой.

15

(Продолжение изменения к ГОСТ 26473.2—85)

Пункт 3.1. Исключить слова:    «Кальций    хлористый (плавленый) по ГОСТ

4460—77», «Водорода перекись по ГОСТ 10929-76»; заменить ссылку:    ГОСТ

10489—78 на ГОСТ 10484-78.

Пункт 3.3.2 изложить в новой редакции: «3.3.2. Значения допускаемых расхождений при массовой доле вольфрама от 6 до 8 % не должны превышать 0,3 %».

(ИУС № 8 1991 г.)

Стр. 3 ГОСТ 26473.2-85

Второй способ 0,1261 г окиси вольфрама, прокаленной до постоянной массы при 600—700°С, помещают в стакан вместимостью 100 см³ и растворяют в 20—25 см³ раствора гидроокиси натрия, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, приливают 100 см³ раствора гидроокиси натрия, доводят до метки водой.

Раствор вольфрама (рабочий), содержащий 0,01 мг/см³ (10 мкг/см³) вольфрама, готовят разбавлением запасного раствора водой в 10 раз. Раствор готовят в день употребления.

2.2. Проведение анализа

2.2.1. Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 4—6 г пиросернокислого калия, 2—3 капли концентрированной серной кислоты. Помещают тигело на электрическую плиту и расплавляют пиросернокислый калий до появления паров серной кислоты. Затем покрывают тигель крышкой, переносят тигель в муфельную печь и проводят сплавление при 70С—800°С до получения однородного плава. Сплавление ведут очень осторожно, сначала при открытом муфеле, а затем постепенно перемещая тигель в горячую зону муфеля. Если сплавление произошло не полностью, то плав охлаждают, добавляют несколько капель концентрированной серной кислоты и вновь сплавляют до получения однородного плава.

Плав охлаждают и растворяют при нагревании з 30 см³ раствора щавелевокислого аммония, охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой

Полученный раствор разбавляют еще раз* отбирают 10 см³ раствора в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доводят до метки водой.

Для определения вольфрама в коническую колбу вместимостью 50 см³ отбирают пипеткой 10 см³ раствора, содержащего 20—40 мкг вольфрама, приливают 10 см³ восстановительной смеси и нагревают на кипящей водяной бане 10 — 15 мин, приливают 5 см³ раствора цинк-дитиола и продолжают нагревание на кипящей водяной бане еще 10—15 мин.

Охлажденный раствор переводят в делительную воронку вместимостью 50 см³. Колбы ополаскивают двумя порциями по 5 см³ четыреххлористого углерода, которые также переносят в делительную воронку. Делительную воронку закрывают пробкой и проводят экстракцию дитиолата вольфрама, интенсивно встряхивая воронку в течение 2 мин. После расслоения органическую фазу (нижний слой) сливают в сухую мерную колбу вместимостью 25 см³. Экстракцию дитиолата вольфрама проводят несколько раз порциями по 5—7 см³ четыреххлористого углерода до получения бесцветного органического слоя. Полученные экстракты собирают в мерную колбу вместимостью 25 см³, доводят до метки четыреххлористым углеродом.

16

ГОСТ 26473.2-85 Стр 4

Часть экстракта фильтруют через сухой бумажный фильтр в сухую кювету с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм л измеряют оптическую плотность экстракта на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светогхропускания при ~607 нм по отношению к четыреххлористому углероду, накрыв кюветы крышками.

Массу вольфрама находят по градуировочному графику.

2 2 2 Построение градуировочного графика В мерные колбы вместимостью 50 см¹ вводят из микробюрег-ки 2,0; 2,5, 3,0, 3,5 и 4,0 см² рабочего стандартного раствора вольфрама, что соответствует 20, 25, 30, 35 и 40 мкг вольфрама. Приливают до 10 см³ воды, по 10 см⁴ вос:тановительной смеси и далее определение проводят по п 2 2 1

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам вольфрама строят градуировочный график 23 Обработка результатов

2 3 1 Массовую долю вольфрама (Xj) в процентах вычисляют по фордхуле

_у _ пг-У У_х ¹    /и,    •    V    • V.) 10' ’

где m — масса вольфрама, найденная по градуировочному графику, мкг,

V — объем мерной колбы при первом разбавлении, см¹,

V\ — объем мерной колбы при втором разбавлении, см²,

1⁵2 — объем аликвотной части раствора, взятый для разбавления, см¹;

V₃ — объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см¹,

m 1 — масса навески анализируемой пробы, г 23 2 Расхождение между результатами дв>\ параллельных определений не должно превышать 0,5% при массовой доле вольфрама от б до 8%

Стр. 5 ГОСТ 26473.2-85

Кювета для рентгенофлуоресдентного анализа растворов (см. чертеж) состоит из металлического (сталь ГОСТ 5632-72) цилиндрического корпуса с закручивающейся металлической крышкой, имеющей прокладку из кислотостойкой резины (ГОСТ 7338—77). Внутрь цилиндрического корпуса должен быть плотно вставлен фторопластовый (ГОСТ 10007 —80) цилиндрический вкладыш, нижняя часть которого выполнена в виде двух концентр? чно расположенных относительно друг друга и вертикальной оси вкладыша конических выступов с заглублением между ними для обеспечения плотной насадки вкладыша на корпус кюветы.

Ф 48

1 — цилиндрический металлический корпус, 2 — крышка (гайка); 3 — прокладка из кислотостойкой резины, 4 — фторопластовый вкладыш, 5 — пробка фторопластовая, 6— винтовое соединение, 7— металлический фланец, 8 — конические выступы, 9 — полимерная пленка

Между внутренней частью корпуса и основанием фторопластового вкладыша через конические выступы крепится полимерная (полиэтилентерефталатная по ГОСТ 24234-80) пленка толщиной 20 мкм. Натяжение пленки и ее закрепление достигаются полным прижатием фторопластового вкладыша к основанию корпуса прижимным металлическим (ГОСТ 5632-72) фланцем с помощью винтового соединения.

В нижнюю часть фторопластового вкладыша, выполненную в виде усеченного конуса, помещают анализируемый раствор (рабочий объем кюветы равен 6 см³).

В верхнюю часть (цилиндрическую) фторопластового вкладыша помещают фторопластовую пробку (поплавок), выполненную

18

ГОСТ 26473.2-85 Стр. 6

в виде цилиндра с полусферическим (овальным) основанием и кольцеобразным выступом, неплотно прилегающим к боковым стенкам вкладыша, закрывают корпус крышкой с прокладкой, закручивая крышку до упора. При этом овальное основание фторопластовой пробки погружается в раствор, вытесняя из рабочего объема кюветы воздух и часть раствора, а кольцеобразный выступ пробки плотно прижимается к внутреннему выступу фторопластового вкладыша и герметизирует рабочий объем кюветы.

Весы аналитические.

Весы технические.

Плитка электрическая.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 900°С.

Лампа инфракрасная типа ИКЗ-500 с регулятором напряжения типа РНО-250—05.

Стаканы химические вместимостью 100, 200, 300 см³.

Колбы мерные вместимостью 50, 200 см³.

Чашки кварцевые вместимостью 30 см³.

Тигли платиновые вместимостью 30 см³.

Пипетки вместимостью 10 см³ без делений.

Бюретка вместимостью 10 см³ с ценой деления 0,02 см³.

Мензурки мерные вместимостью 25 и 50 см³.

Эксикатор с хлористым кальцием.

Кальций хлористый (плавленый) по ГОСТ 4460-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10489-78.

Водорода перекись по ГОСТ 10029 —76.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1, 1:5.

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

Смесь кисло г для растворения: смешивают равные объемы азотной и ортофосфорной кислот, разбавленных 1:1.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Фильтры бумажные обеззоленные «красная лента» или «белая лента».

Тигли платиновые.

Воронки стеклянные конические диаметром 30 мм.

Ванадий металлический, содержащий не более 0,01% вольфрама.

Вольфрам металлический, содержащий не менее 99,9% вольфрама, в виде порошка или мелкой стружки.

Вольфрама (VI) окись.

Стандартный раствор вольфрама, содержащий 5 мг/см³ вольфрама, готовят одним из описанных ниже способов.

Первый способ. 1 г металлического вольфрама помещают з стакан вместимостью 200 см³, приливают 5—10 см³ воды,

14

Стр. 7 ГОСТ 2Ь473.2—85

20—25 см³ перекиси водорода. и нагревают до растворения, периодически помешивая. После растворения продолжают кипячение 10—15 мин для разрушения перекиси водорода. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см³ и доводят до метки водой.

Точную массовую концентрацию вольфрама устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в кварцевую чашку, предварительно прокаленную в муфельной печи до постоянной массы при температуре 450—500°С, отбирают пипеткой 20 см³ стандартного раствора вольфрама. Осторожно упаривают раствор под инфракрасной лампой досуха, помещают чашку с осадком в муфельную печь и прокаливают в течение 30 мин при 800—900Х, охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

Массовую концентрацию стандартного раствора вольфрама (Ci), выраженную в мг/см³, вычисляют по формуле

Г — ^т‘0»7930 ¹ ” 20 ’

где т — масса прокаленного осадка, мг;

0,7930 — коэффициент пересчета окиси вольфрама на вольфрам.

Второй способ. 1,261 г окиси вольфрама, прокаленной до постоянной массы при 600—700°С, помещают в стакан вместимостью 250—300 см³, приливают 100—150 см³ воды, добавляют 20 г гидроокиси натрия и слабо нагревают до растворения навески. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см³, доводят водой до метки.

Точную массовую концентрацию вольфрама устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в стакан вместимостью 150—200 см³ отбирают пипеткой 20 см³ стандартного раствора вольфрама, приливают 15 см³ концентрированной азотной кислоты и выпаривают раствор до объема 5—10 см³. Затем приливают 100 см³ кипящей воды, кипятят несколько минут, добавляют немного мацерированной бумаги, отфильтровывают осадок на беззольный фильтр «красная» или «белая лента», который помещен в стеклянную воронку, промывая осадок теплым раствором азотной кислоты, разбавленной 1 : 5.

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают в муфельной печи до постоянной массы при 800—900°С.

Взвешенный осадок смачивают 2—3 каплями воды, приливают 5—6 капель концентрированной серной кислоты и 2 см³ фтористоводородной кислоты. Тигель помещают на электроплитку с закрытой спиралью и осторожно выпаривают до прекращения выделения паров серной кислоты. Сухой остаток прокаливают в муфель-

20

ГОСТ 26473.2-85 Стр. 8

ной печи в течение 20 мин при 800—900°С, охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

Массовую концентрацию стандартного раствора вольфрама (Сг), выраженную в мг/см³, вычисляют по формуле'

_п т*0,7930

L о —    —    ,

20 ’

где т — масса прокаленного осадка, мг;

0,7930 — коэффициент пересчета окиси вольфрама на вольфрам,

3.2. Проведение анализа

3.2.1. Подготовка растворов сравнения

В стаканы вместимостью 100 см³ помещают 450, 460, 465, 470 и 480 мг металлического ванадия, приливают по 20 см³ смеси кислот и оставляют при комнатной температуре до полного растворения навесок.

Содержимое каждого стакана переводят в мерную колбу вместимостью 50 см³, разбавляют до 30—35 см³ водой, вводят из бюретки различные объемы стандартного раствора вольфрама (табл. 1) и доводят до метки водой.

Таблица 1

Масса элемента в растворе сравнения. Расчетное значение Номер Объем стандартного мг массовой доли раствора раствора вольфрама, вольфрама сравнения см3 в растворе Ванадий Вольфрам сравнения, % 1 5 450 50 10 2 4 460 40 8 3 3,5 465 35 7 4 3 470 30 6 5 2 480 20 4

3.2.2.    Подготовка пробы к анализу

Навеску анализируемой пробы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ смеси кислот и растворяют на холоде. Содержимое стакана переводят в мерную колбу вместимостью 50 см³ и доводят водой до метки.

3.2.3.    Рентгенофлуоресцентное определение

Квантометр ФРК-10 подготавливают к работе. Устанавливают режим работы рентгеновской трубки:    напряжение    50    кВ, ток

70 мА; кристалл-анализатор Si0₂ (1010), 2d = 0,668 нМ; детектор—’ сцинтилляционный счетчик с кристаллом Nal(Tl); аналитическая линия WL_ttl (А = 0,1476 нм); экспозиция 100 с; число измерений — два.

91

В рабочий объем кюветы наливают последовательно растворы сравнения, анализируемой пробы и снова раствэры сравнения и измеряют интенсивность аналитической линии вольфрама.

Результаты измерения интенсивности линии вольфрама в зависимости от растворов сравнения, зарегистрированные до измерения проб и после них, усредняют. Строят градуировочный график в координатах: интенсивность аналитической линии вольфрама в импульсах в секунду, расчетное значение массовой доли вольфрама в растворе сравнения в процентах.

3.3. Обработка результатов

3.3.1.    Массовую долю вольфрама (Х₂) в процентах вычисляют по градуировочному графику.

3.3.2.    Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 0,25% при массовой доле вольфрама от 6 до 8%.

3.3.3.    Метод применяют при разногласиях в оценке качества сплавов.

22

Изменение № 1 ГОСТ 26473.2-85 Сплавы и лигатуры на основе ванадия. Методы определения вольфрама

Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 14.05.91 № 676

Дата введения 01.01.92

Пункт 2.1. Заменить ссылку: ГОСТ 18300-72 на ГОСТ 18300-87.

Пункт 2.3.2 изложить в новой редакции: «2.3.2. Значения допускаемых расхождений при массовой доле вольфрама от 6 до 8 % не должны превышать 0,5%».

(Продолжение см. с. 36)

1

РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД

2

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА

3

Метод основан на переведении пробы в раствор, возбуждении атомов пробы потоком первичных рентгеновских квантов и определении массовой доли вольфрама по измеренной интенсивности характеристической линии флуоресцентного излучения вольфрама с использованием градуировочного графика зависимости интенсивности излучения от массовой доли вольфрама

4

31 Аппаратура, реактивы и растворы Флуоресцентный рентгеновский квантометр типа ФРК-Ю (рентгеновская трубка БХВ-7 с золотым зеркалом анода) или аналогичный прибор, снабженный специальной кюветой, позволяющей работать с растворами.

5

17