ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ
И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
ГОСТ 6689.5-92
ГОССТАНДАРТ РОССИИ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И
МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
Методы определения железа
Nickel, nickel and
copper-nickel alloys.
Methods for the determination of iron
|
ГОСТ
6689.5-92
|
Дата введения 01.01.93
Настоящий стандарт
устанавливает фотометрический метод определения железа (при массовой доле
железа от 0,001 до 0,1 %), титриметрический (при массовой доле железа от 0,4 до
6,5 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,004 до 6,5 %)
методы определения железа в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ
492 и ГОСТ
19241.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие
требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНА ИЛИ a, a¢-ДИПИРИДИЛА
2.1. Сущность
метода
Метод основан на измерении
оптической плотности раствора, содержащего комплекс железа (II) с
1,10-фенантролином или a, a¢-дипиридилом, в присутствии
солянокислого гидроксиламина после предварительного выделения железа
соосаждением с гидроокисью алюминия.
2.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или
спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461,
разбавленная 1:1 и 2 %-ный раствор.
Кислота соляная по ГОСТ
3118 и разбавленная 1:1 и 1:2.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и
разбавленная 1:1.
Кислота уксусная по ГОСТ 61.
Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и
разбавленный 1:100.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ
199.
Перекись водорода по ГОСТ
10929, 5 %-ный раствор.
Аммоний-алюминий сернокислый
(алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, 10 г/дм3
раствор: 10 г квасцов помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
растворяют в 150 - 200 см3 воды с добавлением 20 см3
серной кислоты (1:1) и доливают водой до метки.
Гидроксиламин солянокислый
по ГОСТ
5456, раствор 10 г/дм3, свежеприготовленный.
1,10-фенантролин солянокислый, раствор 1,5 г/дм3: 1,5 г
препарата помещают в стакан вместимостью 200 см3 и растворяют при
нагревании в 50 см3 воды с добавлением нескольких капель
концентрированной соляной кислоты; раствор помещают в мерную колбу вместимостью
1 дм3 и доливают водой до метки. Раствор хранят в темном сосуде.
a, a¢-Дипиридил, раствор: 1,5 г
препарата растворяют в 50 см3 воды при нагревании с добавлением
нескольких капель концентрированной соляной кислоты, раствор помещают в мерную
колбу вместимостью 1 дм3 и разбавляют водой до метки. Раствор хранят
в темном сосуде.
Буферный раствор: 272 г
уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, добавляют 240 см3
уксусной кислоты, фильтруют и доливают водой до объема 1 дм3.
Смесь реагентов
свежеприготовленная: одну часть раствора солянокислого гидроксиламина смешивают
с одной частью раствора 1,10-фенантролина солянокислого или одной частью
раствора a, a¢-дипиридина и тремя частями
буферного раствора.
Железо металлическое.
Стандартные растворы железа
Раствор А: 1,0 г железа
растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1), раствор кипятят до
удаления оксидов азота, охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3,
доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,001 г железа.
Раствор Б: 10 см3
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают
до метки водой.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г железа.
2.3. Проведение
анализа
2.3.1. Для сплавов, содержащих не менее 0,1 % кремния и хрома и не
содержащих вольфрама
Около 15 г сплава помещают в
стакан вместимостью 300 см3, добавляют 200 см3 соляной
кислоты (1:1) и выдерживают при комнатной температуре примерно 3 мин,
периодически перемешивая. Затем сливают соляную кислоту, стружку промывают
несколько раз водой и сушат в сушильном шкафу при (110 ± 10) °С. Из очищенной
таким образом стружки берут навеску (см. табл. 1), помещают ее в стакан
вместимостью 250 см3, добавляют азотную кислоту (1:1) (см. табл. 1),
накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют
при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой,
добавляют воды до 150 см3, 5 см3 раствора алюмоаммонийных
квасцов, 5 г хлористого аммония и концентрированный раствор аммиака до
образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди. Раствор выдерживают
при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и алюминия. Осадок
отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 3 - 5
раз горячим раствором аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см3
соляной кислоты (1:1) и фильтр 3 - 5 раз промывают горячей водой, собирая
промывные воды в стакан, где проводилось осаждение. При анализе сплавов,
содержащих марганец, при растворении осадка добавляют несколько капель раствора
перекиси водорода. Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка
повторяют. Второй раз растворение осадка проводят на фильтре в присутствии 5 см3
раствора перекиси водорода.
Таблица 1
Массовая
доля железа, г
|
Масса навески, г
|
Количество азотной кислоты (1:1), см3
|
Аликвотная часть раствора, см3
|
От 0,001 до 0,002 включ.
|
5,0
|
50
|
Весь
раствор
|
Св.
0,002 » 0,02 »
|
5,0
|
50
|
10
|
» 0,02 » 0,5 »
|
0,5
|
20
|
10
|
» 0,5
|
0,5
|
20
|
5
|
При массовой доле железа в сплаве менее 0,002 % раствор помещают в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до 50 см3,
добавляют 25 см3 смеси реагентов, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре в
кювете с толщиной поглощающего света слоя 5 см при 510 нм или на
фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Раствором сравнения служит
раствор контрольного опыта.
При массовой доле железа
свыше 0,002 % раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают водой до метки, перемешивают и отбирают аликвотную часть (см. табл. 1) в
другую мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до 50 см3
и далее поступают, как указано выше.
2.3.2. Для сплавов, содержащих свыше 0,1 % хрома или кремния
Навеску сплава (см. табл. 1)
помещают в платиновую чашку, добавляют 1 см3 фтористоводородной
кислоты и 10 см3 азотной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании.
После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой, добавляют 10 см3
серной кислоты (1:1) и раствор упаривают до появления белого дыма серной
кислоты. Остаток охлаждают, добавляют 30 - 40 см3 воды, раствор
помещают в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 150 см3
и далее поступают, как указано в п. 2.3.1.
2.3.3. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл. 1)
помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют азотную кислоту
(1:1) (см. табл. 1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или
пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и
стенки стакана ополаскивают водой, раствор упаривают до сиропообразного
состояния, разбавляют водой до 60 см3 и выдерживают в теплом месте для
отстаивания и осветления раствора. Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают
на двойной плотный фильтр и промывают горячим 20 %-ным раствором азотной
кислоты. Осадок отбрасывают, а фильтрат разбавляют водой до 200 см3,
добавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов и далее поступают,
как указано в п. 2.3.1.
2.3.4. Построение градуированного графика
В мерные колбы вместимостью
до 100 см3 помещают 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 20,0; 30,0 см3
стандартного раствора Б железа, разбавляют водой до 50 см3 и далее
анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.
2.4. Обработка
результатов
2.4.1. Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле
Х = ,
где m1 - масса железа, найденная по
градуировочному графику, г;
m -
масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов
двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых
расхождений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая
доля железа, %
|
Допускаемые расхождения, %
|
d
|
D
|
От 0,001 до 0,003 включ.
|
0,0008
|
0,001
|
Св.
0,003 » 0,005 »
|
0,001
|
0,001
|
» 0,005 » 0,01 »
|
0,002
|
0,003
|
» 0,01 » 0,03 »
|
0,003
|
0,004
|
» 0,03 » 0,05 »
|
0,005
|
0,007
|
» 0,05 » 0,10 »
|
0,008
|
0,01
|
» 0,10 » 0,2 »
|
0,015
|
0,02
|
» 0,2 » 0,4 »
|
0,020
|
0,03
|
» 0,4 » 1,0 »
|
0,030
|
0,04
|
» 1,0 » 3,0 »
|
0,050
|
0,07
|
» 3,0 » 5,0 »
|
0,10
|
0,1
|
» 5,0 » 6,5 »
|
0,15
|
0,2
|
2.4.3. Контроль точности результатов
анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по
отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия
(СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных
атомно-абсорбционным методом в соответствии с ГОСТ 25086.
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
3.1. Сущность
метода
Метод основан на титровании
железа (II) раствором двухромовокислого калия после предварительного
восстановления железа (III) до железа (II)
двухлористым оловом с потенциометрической или визуальной индикацией конечной
точки титрования по дифениламину в качестве индикатора.
3.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Потенциометр с
хлорсеребряным электродом сравнения и платиновым индикаторным электродом.
Кислота соляная по ГОСТ
3118 и разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и
разбавленная 1:1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ
6552.
Смесь кислот: 300 см3
серной кислоты (1:1) и 300 см3 фосфорной кислоты разбавляют водой до
1 дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и
разбавленный 1:100.
Олово двухлористое,
свежеприготовленный раствор 100 г/дм3 в соляной кислоте (1:1).
Ртуть двухлористая, раствор
40 г/дм3.
Дифениламин по ГОСТ 5825,
раствор 10 г/дм3 в концентрированной серной кислоте.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220,
0,017 моль/дм3 раствор: 2,4519 г препарата, высушенного в течение 2
ч при (160 ± 5) °С, растворяют в воде, помещают в мерную колбу вместимостью
1000 см3 и доливают до метки водой.
1 см3 раствора соответствует 0,002792 г железа.
Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3373.
Перекись водорода по ГОСТ
10929, 30 %-ный раствор.
Натриевая соль
дифениламиносульфоновой кислоты, раствор 2 г/дм3.
3.3. Проведение
анализа
3.3.1. Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле железа от 0,4 до 3,0 %)
или 1 г (при массовой доле железа свыше 3 %) растворяют в 20 см3
соляной кислоты (1:1) и 10 см3 азотной кислоты в стакане
вместимостью 600 см3 при нагревании. После растворения раствор
разбавляют водой до 150 см3. При анализе сплавов с массовой долей
кремния свыше 0,05 % навеску растворяют в платиновой чашке в 20 или 10 см3
азотной кислоты (1:1) и 1 см3 фтористоводородной кислоты при
нагревании, добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1), упаривают до
белого дыма серной кислоты; остаток растворяют в 20 - 30 см3 воды и
раствор переносят в стакан вместимостью 600 см3, добавляют 5 см3
азотной кислоты (1:1) и раствор разбавляют водой до 150 см3.
Добавляют 5 г хлористого
аммония и аммиака до образования растворимого аммиачного комплекса никеля и
меди.
Раствор выдерживают при 60
°С для коагуляции осадка гидроокиси железа. Осадок отфильтровывают на фильтр
средней плотности, стакан и осадок промывают 3 - 5 раз горячим раствором
аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см3 соляной кислоты (1:1) с
несколькими каплями перекиси водорода в стакане, в котором проводилось
осаждение, и фильтр промывают горячей водой. Осаждение, фильтрование,
промывание и растворение осадка повторяют. Раствор нагревают до кипения и
восстанавливают трехвалентное железо до двухвалентного добавлением нескольких
капель раствора двухлористого олова. Затем раствор охлаждают, добавляют 5 см3
раствора двухлористой ртути, 15 см3 смеси кислот, разбавляют водой
до 200 см3 и титруют раствором двухромовокислого калия
потенциометрически до скачка потенциала или добавляют несколько капель раствора
дифениламина или раствора натриевой соли дифениламиносульфоновой кислоты и
титруют до фиолетовой окраски.
3.4. Обработка
результатов
3.4.1. Массовую долю железа (X1) в процентах вычисляют по
формуле
Х1
= ,
где V - объем раствора
двухромовокислого калия, израсходованный на титрование, см3;
0,002792 - массовая концентрация 0,017 моль/дм3 раствора
двухромовокислого калия по железу, г;
m -
масса сплава, г.
3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и
результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых
расхождений, приведенных в табл. 2.
3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным
стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по
стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых
сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным
методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
4.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
4.1. Сущность
метода
Метод основан на измерении
абсорбции атомами железа, образующимися при введении анализируемого раствора в
пламя ацетилен-воздух.
4.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный
спектрометр с источником излучения для железа.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и
разбавленная 1:1 и 1:100.
Кислота соляная по ГОСТ
3118 и 1 и 2 моль/дм3 растворы.
Смесь кислот: смешивают один
объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.
Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1.
Железо металлическое
карбонильное или Государственный стандартный образец № 666-81 П типа 1.
Стандартный раствор железа:
0,1 г железа растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты (1:
1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают
водой до метки.
1 см3 раствора содержит 0,0001 г железа.
Мель по ГОСТ 859.
Стандартный раствор меди: 10
г меди растворяют при нагревании в 80 см3 азотной кислоты (1:1).
Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают
водой до метки.
1 см3 раствора содержит 0,1 г меди.
Никель по ГОСТ 849.
Стандартный раствор никеля:
10 г никеля растворяют при нагревании в 80 см3 азотной кислоты
(1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
доливают водой до метки.
1 см3 раствора содержит 0,1 г никеля.
4.3. Проведение
анализа
4.3.1. Для сплавов, не содержащих олова, кремния, хрома, вольфрама и
титана
Навеску сплава массой,
приведенной в табл. 3, растворяют при нагревании в 10 - 20 см3
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3
и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0 % 10 см3
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
добавляют. 10 см3 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и
доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют
атомную абсорбцию железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм
параллельно с градуировочными растворами.
Таблица 3
Массовая
доля железа, %
|
Масса навески, г
|
Объем стандартного раствора меди или никеля, см3
|
От 0,004 до 0,05 включ.
|
2
|
20
|
Св.
0,05 до 0,1 »
|
1
|
10
|
» 0,1 » 6,5 »
|
0,1
|
-
|
4.3.2. Для сплавов с массовой
долей олова свыше 0,05 %
Навеску сплава (см. табл. 3)
растворяют при нагревании в 10 см3 смеси кислот. Раствор переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки 1 моль/дм3
раствором соляной кислоты. При массовой доле железа свыше 1,0 % 10 см3
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
доливают до метки 1 моль/дм3 раствором соляной кислоты. Одновременно
проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию, как приведено в п. 4.3.1.
4.3.3. Для сплавов, содержащих кремний, титан и хром
Навеску сплава (см. табл. 3)
помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 - 20 см3
азотной кислоты (1:1) и 2 см3 фтористоводородной кислоты. Затем
добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до появления
белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают и остаток растворяют в 50 см3
годы при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3
и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0 % 10 см3
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
добавляют 10 см3 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и
доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную
абсорбцию железа, как указано в п. 4.3.1.
4.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл. 3)
растворяют при нагревании в 10 - 20 см3 азотной кислоты (1:1), затем
добавляют 30 см3 горячей воды и выпавший осадок вольфрамовой кислоты
отфильтровывают на плотный фильтр и промывают горячей азотной кислотой (1:100).
Фильтрат переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают
водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0 % 10 см3 раствора
пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3
2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и доливают водой до метки.
Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа, как
указано в п. 4.3.1.
4.3.5. Построение градуировочного графика
В шесть из семи мерных колб
вместимостью по 100 см3 помещают 0,8; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3
стандартного раствора железа, что соответствует 0,08; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0
мг железа. Во все колбы добавляют по 10 см3 2 моль/дм3
раствора соляной кислоты.
При массовой доле железа
менее 0,1 % добавляют аликвотные объемы стандартных растворов (см. табл. 3) меди
(если медь является основой сплава) или никеля (если никель является основой
сплава) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию железа, как
указано в п. 4.3.1.
По полученным данным строят градуировочный график.
4.4. Обработка
результатов
4.4.1. Массовую долю железа (Х2) в процентах вычисляют по
формуле
Х2
= ×100,
где C1 - концентрация железа в
анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику, г/см3;
С2 - концентрация железа в
растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V - объем раствора, см3;
m -
масса навески пробы, г.
4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и
результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать допускаемых
расхождений, приведенных в табл. 2.
4.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным
стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по
стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых
сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим или
титриметрическим методами, в соответствии с ГОСТ 25086.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН
Министерством металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В. Н. Федоров, Б. П.
Краснов, Ю. М. Лейбов, А. Н. Боганова, Л. В. Морейская, И. А. Воробьева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 № 167
3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.5-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2. Фотометрический метод определения железа с
применением 1,10-фенантролина или a, a¢-дипиридила. 1
3. Титриметрический метод определения железа. 4
4. Атомно-абсорбционный метод
определения железа. 5
|