МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ
МАГНИЕВЫЕ
Методы
определения циркония
Magnesium
alloys.
Methods for determination of zirconium
|
ГОСТ
3240.5-76
|
Дата
введения 01.01.78
Настоящий
стандарт устанавливает титриметрический метод определения циркония (при
массовой доле циркония от 0,05 до 1,5 %) и фотометрический метод определения
циркония (при массовой доле циркония от 0,00005 до 0,01 %).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к
методам анализа - по ГОСТ 3240.0.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ
2.1.
Сущность метода
Метод
основан на растворении пробы в соляной кислоте и титровании циркония раствором
динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты.
2.2.
Реактивы и растворы
Кислота
соляная по ГОСТ 3118,
разбавленная 1:1 и 1:6, 2 М раствор.
Гидроксиламин
солянокислый по ГОСТ 5456, 10 %-ный
раствор.
Натрий
пиросернокислый по ТУ 6-09-5404.
Ксиленоловый
оранжевый, 0,1 %-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ
4919.1.
Кислота
фениларсоновая, 1 %-ный раствор.
Циркония
(IV) хлорокись, 8-водная (цирконил хлористый).
Стандартный
раствор циркония: 0,353 г хлористого цирконила растворяют в 2 М растворе
соляной кислоты и доливают объем раствора этой же кислотой до 100 см3.
1 см3 раствора
содержит 1 мг циркония.
Для
установки титра раствора циркония отбирают пипеткой 10 см3 раствора
в стакан вместимостью 250 см3, прибавляют 20 см3 соляной
кислоты, разбавленной 1:1, и 100 см3 воды. Раствор нагревают до
кипения и добавляют 15 см3 фениларсоновой кислоты. Раствор с
выпавшим осадком кипятят 10 мин, избегая бурного кипения. Фильтруют через два
фильтра средней плотности и промывают 5 - 6 раз горячей водой. Фильтр с осадком
сушат, сжигают и прокаливают при 1050 °С в течение 3 ч.
Титр
раствора циркония (Т), выраженный в г/см3 циркония, вычисляют
по формуле
где m - масса двуокиси циркония,
г;
0,7403 - коэффициент
пересчета двуокиси циркония на цирконий;
V -
аликвотная часть раствора хлористого цирконила, см3.
Соль
динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ
10652, 0,0125 М раствор; готовят следующим образом: 4,6531 г трилона Б
растворяют в 1000 см3 воды. Титр раствора трилона Б устанавливают по
раствору хлористого циркония следующим образом: 5 см3 стандартного
раствора циркония отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см3,
приливают 70 см3 воды, подогретой до 80 - 90 °С, 30 см3
раствора солянокислого гидроксиламина и шесть капель ксиленолового оранжевого.
Титруют раствором трилона Б до изменения цвета раствора из розового в желтый.
Титр
раствора трилона Б (Т1), выраженный в г/см3
циркония, вычисляют по формуле
где m - количество циркония,
содержащееся в аликвотной части раствора циркония, г;
V1 -
объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3.
2.3.
Проведение анализа
Массу
навески сплава определяют в зависимости от содержания циркония, как указано в
табл. 1.
Навеску
сплава помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют
при нагревании в 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1.
Таблица 1
Массовая доля
циркония, %
|
Масса навески
сплава, г
|
От 0,05 до 0,1
|
2
|
Св. 0,1 » 1,0
|
1
|
» 1,0 » 1,5
|
0,5
|
К
горячему раствору приливают 70 см3 воды, подогретой до 80 - 90 °С,
30 см3 раствора солянокислого гидроксиламина, шесть капель
ксиленолового оранжевого и горячий раствор титруют раствором трилона Б до
изменения цвета от розового до устойчивого желтого.
Если
при растворении сплава остается черный осадок нерастворившегося элементарного
циркония, его отфильтровывают через фильтр средней плотности и осадок промывают
6 - 8 раз горячим раствором соляной кислоты, разбавленной 1:6. Фильтр с осадком
сжигают, прокаливают в течение 30 мин при 800 °С и сплавляют при 500 - 600 °С с
пятикратным количеством пиросернокислого натрия. Плав растворяют в 100 см3
воды и 10 см3 соляной кислоты при нагревании. Соединяют фильтрат с
полученным после сплавления раствором и определяют цирконий, как указано выше.
2.1 - 2.3. (Измененная
редакция, Изм. № 1).
2.4.
Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю
циркония (X) в процентах вычисляют по формуле
где V - объем раствора трилона Б,
израсходованный на титрование, см3;
Т1 -
титр раствора трилона Б, выраженный в г/см3 циркония;
m - масса навески сплава, г.
2.4.2. Абсолютные
допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны
превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля циркония,
%
|
Абсолютные
допускаемые расхождения, %
|
От 0,05 до 0,10
|
0,008
|
Св. 0,1 » 0,2
|
0,02
|
» 0,2 » 0,5
|
0,03
|
» 0,5 » 1,5
|
0,05
|
2.4.1; 2.4.2. (Измененная
редакция, Изм. № 1).
2.5.
Контроль точности измерений
Для
контроля точности измерений массовой доли циркония от 0,05 до 1,5 % используют
государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и
стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ
8.315. Контроль точности измерения производят в соответствии с ГОСТ
25086.
Допускается
проводить контроль точности измерений массовой доли циркония, используя метод
добавок.
(Введен дополнительно,
Изм. № 1).
3.
ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ
3.1.
Сущность метода
Метод
основан на образовании окрашенного соединения циркония с арсеназо III в среде 9 М соляной кислоты. Оптическая плотность растворов
пропорциональна концентрации циркония в интервале 0,5 - 5 мкг в 25 см3
раствора. Чувствительность реакции 0,15 мкг в 25 см3. Оптическую
плотность измеряют при 670 нм. Измерению мешают уран и торий.
3.2.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр
СФ-46, СФ-26 или колориметр КФК-2.
Кислота
соляная по ГОСТ 3118,
разбавленная 1:1, 0,2 М и 9 М растворы.
Кислота
серная по ГОСТ 4204.
Кислота
фениларсоновая, 0,1 %-ный раствор.
Арсеназо
III, 0,1 %-ный водный раствор.
Цирконий
металлический или циркония (IV)
хлорокись, 8-водная.
Калий
сернокислый по ГОСТ 4145.
Аммиак
водный по ГОСТ 3760.
Стандартные
растворы циркония.
Раствор
А с концентрацией 1 мг/см3 готовят из хлористого цирконила согласно
п. 2.2 или из металлического
циркония:
1 г циркония металлического
помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 50 см3
серной кислоты и добавляют 10 г сернокислого калия. Стакан накрывают часовым
стеклом и нагревают до появления густых паров серной кислоты. После полного
растворения навески циркония содержимое стакана разбавляют водой, нагревают до
кипения и осаждают цирконий аммиаком. Осадку дают скоагулировать,
отфильтровывают, промывают водой с несколькими каплями аммиака.
Затем
осадок на фильтре растворяют в соляной кислоте, разбавленной 1:1, и снова
осаждают гидрооксид циркония аммиаком. Отфильтровывают и промывают как и в
первом случае.
Осадок
на фильтре растворяют в 34 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной
1:1 в стакан, где проводилось осаждение. Фильтр промывают несколько раз горячей
водой. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, по
охлаждении раствор доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А
содержит 1 мг циркония.
Раствор
Б: готовят разбавлением раствора А в 20 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.
1 см3 раствора В
содержит 5 мкг циркония.
Раствор
В: готовят перед употреблением разбавлением раствора Б в 10 раз 0,2 М раствором
соляной кислоты.
1 см3 раствора В
содержит 5 мкг циркония.
Титр
стандартного раствора А устанавливают в соответствии с п. 2.2.
3.3.
Проведение анализа
Навеску
сплава массой 1 г (при массовой доле циркония до 0,0005 %) и 0,1 г (при
массовой доле циркония от 0,0005 до 0,2 %) помещают в стакан вместимостью 100 -
150 см3 и растворяют в 15 см3 9 М раствора соляной
кислоты. После растворения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3,
добавляют в колбу 0,5 см3 раствора арсеназо III и
доливают до метки 9 М раствором соляной кислоты.
При
массовой доле циркония в сплаве от 0,005 до 0,02 % колбу доливают до метки без
добавления арсеназо III 9 М раствором соляной
кислоты, аликвотную часть 5 см3 переносят в другую колбу вместимостью
25 см3, добавляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой.
Измеряют
оптическую плотность растворов при длине волны 670 нм в кювете с толщиной
поглощающего слоя 3 см по отношению к воде.
Из
полученных значений вычитают оптическую плотность контрольного раствора.
Массовую долю циркония вычисляют по градуировочному графику.
3.3.1. Построение
градуировочного графика
В
стаканы вместимостью 100 - 150 см3 вводят 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и
1,0 см3 раствора В, что соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 мкг
циркония, добавляют 15 см3 9 М раствора соляной кислоты и кипятят 5
- 10 мин для разрушения полимеров циркония. Растворы переносят в мерные колбы
вместимостью 25 см3, добавляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой. Измеряют оптическую
плотность растворов при 670 нм по отношению к воде, вычитая значение оптической
плотности контрольного раствора. По полученным значениям строят градуировочный
график.
3.4.
Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю
циркония (X1) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса циркония, найденная по градуировочному графику, мкг;
т -
масса навески сплава, г.
При
определении 0,005 - 0,02 % циркония с использованием разбавления, полученный
результат умножают на 5.
3.4.2. Абсолютные
допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны
превышать значений, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Массовая доля
циркония, %
|
Абсолютные
допускаемые расхождения, %
|
От 0,00005 до
0,00025
|
0,00005
|
Св. 0,00025 »
0,00100
|
0,00020
|
» 0,001 » 0,005
|
0,0008
|
» 0,005 » 0,020
|
0,004
|
3.5.
Контроль точности измерений
3.5.1. Контроль точности
измерений проводят по п. 2.5.
Разд.
3. (Измененная
редакция, Изм. № 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН
И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН
И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета
Министров СССР от 28.12.76 № 2889
3. ВВЕДЕН
ВПЕРВЫЕ
4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
5. Ограничение
срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного совета по
стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
6. ИЗДАНИЕ
с Изменением № 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87).
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2.
Титриметрический метод определения содержания циркония. 1
3. Фотоколориметрический метод определения содержания
циркония. 3
|