ГОСТ 22974.2-96
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ ПЛАВЛЕННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА
КРЕМНИЯ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
МИНСК
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации
МТК 72; Институтом электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины
ВНЕСЕН
Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и
сертификации (протокол № 9 от 12 апреля 1996 г.)
За принятие
проголосовали:
Наименование государства
|
Наименование
национального органа по стандартизации
|
Азербайджанская Республика
|
Азгосстандарт
|
Республика Беларусь
|
Госстандарт Беларуси
|
Республика Казахстан
|
Госстандарт Республики Казахстан
|
Российская Федерация
|
Госстандарт России
|
Республика Таджикистан
|
Таджикгосстандарт
|
Туркменистан
|
Главная государственная инспекция
Туркменистана
|
Республика Узбекистан
|
Узгосстандарт
|
Украина
|
Госстандарт Украины
|
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по
стандартизации и метрологии от 21 апреля 1999 г. № 134 межгосударственный стандарт
ГОСТ 22974.2-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного
стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.
ГОСТ 22974.2-96
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ ПЛАВЛЕНЫЕ
Методы определения оксида кремния
Melted welding fluxes.
Methods of silicon oxide
determination
|
Дата введения 2000-01-01
1
Область применения
Настоящий стандарт
устанавливает гравиметрический метод определения оксида кремния (при массовой
доле оксида кремния от 10 до 50 %), фотометрический метод определения оксида
кремния (при массовой доле оксида кремния от 5 до 20,0 %) и гравиметрический
метод определения оксида кремния с доопределением в фильтрате остаточного
оксида кремния фотометрическим методом (при массовой доле оксида кремния от 10
до 50 %).
2
Нормативные ссылки
В настоящем стандарте
использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 83-79 Натрий
углекислый. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота
соляная. Технические условия
ГОСТ 3765-78
Аммоний молибденовокислый. Технические условия
ГОСТ
4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия
ГОСТ 4197-74 Натрий
азотистокислый. Технические условия
ГОСТ 4199-76
Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная.
Технические условия
ГОСТ 4332-76
Калий углекислый - натрий углекислый. Технические условия
ГОСТ 6344-73 Тиомочевина.
Технические условия
ГОСТ 6995-77 Метанол-яд.
Технические условия
ГОСТ 9428-73
Кремний (IV) оксид. Технические условия
ГОСТ 9656-75 Кислота борная.
Технические условия
ГОСТ 10484-78
Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 11293-89 Желатин пищевой.
Технические условия
ГОСТ
18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
ГОСТ
22974.0-96 Флюсы сварочные плавленые. Общие требования к методам анализа
ГОСТ 22974.1-96
Флюсы сварочные плавленые. Методы разложения флюсов
3
Общие требования
Общие требования к методам
анализа - по ГОСТ
22974.0.
4
Гравиметрический метод определения оксида кремния
4.1 Сущность метода
Метод основан на сплавлении
навески флюса со смесью калия углекислого - натрия углекислого и натрия
тетраборнокислого или борной кислоты, разложении плава в соляной кислоте и
выделении образовавшейся кремниевой кислоты в осадок выпариванием раствора
досуха. Массовую долю оксида кремния определяют по разнице масс до и после
обработки фтористоводородной кислотой.
Этот метод не пригоден при
наличии оксида титана свыше 5 %.
4.2 Реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ
3118, разбавленная 1:1 и 5:95.
Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Калий углекислый - натрий
углекислый по ГОСТ 4332.
Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199,
обезвоженный по ГОСТ 22974.1.
Метанол-яд по ГОСТ 6995.
Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ
18300.
Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор
массовой концентрации 0,01 г/см3.
Плавень: смешивают пять
массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть
натрия тетраборнокислого или борной кислоты.
4.3 Проведение анализа
Навеску флюса массой 0,5 г
сплавляют с 6 г плавня в платиновом тигле с крышкой при 950 - 1050 °С в течение
30 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей стали.
Тигель, крышку и плав
помещают в фарфоровую чашку диаметром 12 - 13 см, приливают 50 см3
соляной кислоты (1:1). Для предупреждения разбрызгивания чашку накрывают
стеклом. После разложения плава тигель и крышку извлекают и тщательно обмывают
водой. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 - 25 см3
соляной кислоты и 20 - 25 см3 метилового или этилового спирта.
Раствор выпаривают досуха. Операцию выпаривания с соляной кислотой и спиртом
повторяют. К сухому остатку приливают 20 - 25 см3 соляной кислоты,
нагревают, приливают 70 - 80 см3 горячей воды и нагревают до
кипения. Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента», промывают 5 - 6 раз
горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей водой. Осадок
сохраняют. Из фильтра вновь выделяют остатки кремниевой кислоты, как описано
выше, но без обработки спиртом. Осадок сохраняют.
Фильтрат выпаривают досуха.
К сухому остатку приливают 30 - 35 см3 соляной кислоты и нагревают
до растворения солей. К раствору приливают 7 - 10 см3 желатина,
перемешивают, оставляют на 10 - 15 мин. Приливают 50 - 60 см3 горячей
воды, перемешивают и отфильтровывают на фильтр «белая лента», содержащий
фильтробумажную массу.
Осадок кремниевой кислоты
промывают 5 - 6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей
водой.
Осадки кремниевой кислоты
объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат, прокаливают при 950 - 1050 °С
30 - 35 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют до
постоянной массы. К прокаленному осадку приливают 5 - 10 капель серной кислоты
(1:1), 5 - 8 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха.
Сухой остаток прокаливают при 950 - 1050 °С в течение 3 - 5 мин, охлаждают и
взвешивают.
4.4 Обработка результатов
Массовую долю оксида кремния
X, %, вычисляют по формуле
(1)
где m1 - масса тигля с прокаленным
осадком оксида кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;
т2 - масса тигля с прокаленным
остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m3 - масса тигля с прокаленным
осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;
m4 - масса тигля с прокаленным
остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;
т - масса навески флюса, г.
4.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли
оксида кремния приведены в таблице 1.
Таблица 1
В процентах
Массовая доля оксида кремния
|
D
|
Допускаемое
расхождение
|
d
|
dк
|
d2
|
d3
|
От 5
до 10 включ.
|
0,21
|
0,26
|
0,22
|
0,27
|
0,14
|
Св. 10
» 20 »
|
0,30
|
0,40
|
0,30
|
0,40
|
0,20
|
» 20
» 50 »
|
0,50
|
0,60
|
0,50
|
0,60
|
0,30
|
5
Фотометрический метод определения оксида кремния
5.1 Сущность метода
Ионы кремния в слабокислой
среде реагируют с молибденовокислым аммонием, образуя кремнемолибденовую
гетерополикислоту желтого цвета. При восстановлении последней тиомочевиной в
присутствии катализатора - сернокислой меди - возникает окраска молибденовой
сини за счет восстановления молибдена, входящего в состав гетерополикислоты.
Интенсивность окраски молибденовой сини измеряют при длине волны 810 нм на
спектрофотометре или на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете
с толщиной поглощающего слоя 10 мм.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ
3118, разбавленная 1:1 и 5:95.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и
растворы с молярной концентрацией эквивалента 0,15 и 8 моль/дм3.
Готовят растворы: 0,15 моль/дм3 - 5 см3 концентрированной
серной кислоты разбавляют водой до 1000 см3, 8 моль/дм3 -
230 см3 концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см3.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Медь (II)
сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165,
раствор: 20 г сернокислой меди растворяют в 200 см3 воды, прибавляют
15 см3 концентрированной серной кислоты и разбавляют до 1000 см3.
Калий углекислый - натрий
углекислый по ГОСТ 4332.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197,
раствор массовой концентрации 0,02 г/см3.
Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199,
обезвоженный по ГОСТ 22974.1.
Натрий углекислый по ГОСТ 83,
раствор массовой концентрации 0,01 г/см3.
Тиомочевина по ГОСТ 6344,
раствор массовой концентрации 0,07 г/см3.
Кремния (IV)
оксид по ГОСТ 9428.
Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ
18300.
Аммоний молибденовокислый по
ГОСТ 3765,
перекристаллизованный, раствор массовой концентрации 0,05 г/см3. Для
перекристаллизации 250 г реактива растворяют в 400 см3 воды при
нагревании до 70 - 80 °С, раствор фильтруют через
фильтр «синяя лента», охлаждают до комнатной температуры, приливают при
перемешивании 300 см3 этилового спирта, дают осадку отстояться в
течение 1 ч и отфильтровывают его на фильтр «белая лента», помещенный в воронку
Бюхнера, пользуясь водоструйным насосом. Осадок промывают 2 - 3 раза этиловым
спиртом и высушивают на воздухе.
Плавень: смешивают пять
массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть
натрия тетраборнокислого или борной кислоты.
Стандартные растворы оксида
кремния.
Раствор А: 0,2 г
прокаленного при 950 - 1050 °С до постоянной массы оксида
кремния сплавляют в платиновом тигле с крышкой с 2 г натрия углекислого
безводного при температуре 950 - 1050 °С в течение 15 - 20 мин.
Охлажденный плав выщелачивают в растворе натрия углекислого массовой
концентрации 0,01 г/см3. Раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 1000 см3 и доводят до метки раствором углекислого
натрия массовой концентрации 0,01 г/см3.
Раствор А с массовой
концентрацией оксида кремния 0,0002 г/см3 хранят в полиэтиленовой
бутылке.
Массовую концентрацию раствора
оксида кремния уточняют гравиметрическим методом: 100 см3 раствора А
переносят в фарфоровую чашку диаметром 12 - 13 см и приливают 20 - 25 см3 соляной
кислоты (1:1). Раствор выпаривают досуха. Сухой остаток смачивают 10 - 15 см3
соляной кислоты и снова выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 - 15
см3 соляной кислоты, нагревают, приливают 70 - 80 см3 горячей
воды и нагревают до кипения. Кремниевую кислоту отфильтровывают на фильтр
«белая лента» с добавлением небольшого количества фильтробумажной массы. Осадок
промывают 3 - 6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и еще 2 - 3 раза горячей
водой. Фильтр с осадком сохраняют.
Фильтрат и промывную
жидкость переносят в фарфоровую чашку, в которой проводили осаждение кремниевой
кислоты, и выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 15 - 20 см3 соляной
кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 7 - 10 см3
желатина, перемешивают, оставляют на 10 - 15 мин. Приливают 50 - 60 см3
горячей воды, перемешивают и отфильтровывают на фильтр «белая лента»,
содержащий фильтробумажную массу.
Осадок кремниевой кислоты
промывают 3 - 5 раз горячей соляной кислотой (5:95) и 2 - 3 раза горячей водой.
Осадки кремниевой кислоты
объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат и прокаливают при температуре
950 - 1050 °С 30 - 35 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. К прокаленному
осадку приливают 5 - 10 капель серной кислоты (1:1), 5 - 8 см3
фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток прокаливают при
температуре 950 - 1050 °С в течение 3 - 5 мин, охлаждают и взвешивают.
Массовую концентрацию
раствора оксида кремния С, г/см3, вычисляют по формуле
(2)
где m1 - масса тигля с осадком
оксида кремния, г;
m2 - масса тигля с остатком после
обработки фтористоводородной кислотой, г;
m3 - масса тигля с осадком в
контрольном анализе, г;
m4 - масса тигля с остатком в
контрольном анализе после обработки фтористоводородной кислотой, г;
100 - объем раствора А, см3.
Раствор Б: 25 см3
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают
водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
Раствор Б имеет массовую
концентрацию оксида кремния 0,00005 г/см3.
5.3 Проведение анализа
5.3.1 Навеску флюса массой 0,1 г сплавляют в платиновом тигле с 3 г плавня
при температуре 950 - 1050 °С в течение 10 - 15 мин. Охлажденный тигель с плавом помещают в
полиэтиленовый стакан вместимостью 500 см3, в которой предварительно
налито 150 см3 воды и 15 см3 концентрированной серной
кислоты. После разложения плава тигель и крышку вынимают, обмывая их над
стаканом. Если раствор окрашен в розовый цвет, то прибавляют по каплям раствор
азотистокислого натрия до его обесцвечивания. Раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см3, доводят водой до метки и снова переносят в
полиэтиленовый стакан.
Отбирают аликвотную часть
раствора 3 - 10 см3 (в зависимости от содержания оксида кремния во
флюсе) в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 20 см3
раствора серной кислоты молярной концентрации 0,15 моль/дм3, 5 см3
раствора молибденовокислого аммония массовой концентрации 0,05 г/см3.
Раствор перемешивают и дают постоять в течение 10 мин для полного развития
желтой окраски. Затем приливают 15 см3 раствора серной кислоты молярной
концентрации 8 моль/дм3, 5 см3 раствора сернокислой меди
и 25 см3 раствора тиомочевины, доливают водой до метки и
перемешивают.
Оптическую плотность
раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 810 нм или
фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете толщиной поглощающего
слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения служит контрольная проба, проведенная
через все стадии анализа.
Массу оксида кремния находят
по градуировочному графику.
5.3.2 Построение градуировочного графика
В шесть мерных колб
вместимостью 100 см3 последовательно вносят 1; 2; 3; 4; 5; 6 см3
стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015;
0,00020; 0,00025; 0,00030 г оксида кремния.
В седьмую колбу,
используемую для приготовления раствора сравнения, вносят 2 см3
раствора углекислого натрия массовой концентрации 0,01 г/см3.
Приливают 20 см3 раствора серной кислоты молярной концентрации 0,15
моль/дм3 и далее проводят анализ по 5.3.1.
5.4 Обработка результатов
Массовую долю оксида кремния
X, %, вычисляют по формуле
(3)
где т - масса оксида кремния, найденная по
градуировочному графику, г;
m1 - масса навески флюса,
соответствующая аликвотной части раствора, г.
5.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли
оксида кремния приведены в таблице 1.
6
Гравиметрический метод определения оксида кремния с доопределением в фильтрате
остаточной кремниевой кислоты фотометрическим методом
6.1 Сущность метода
Метод основан на сплавлении
навески флюса со смесью калия углекислого - натрия углекислого и натрия
тетраборнокислого или борной кислоты, растворении плава в соляной кислоте,
выделении образовавшейся кремниевой кислоты в осадок однократным выпариванием
досуха и доопределением оставшейся в фильтрате кислоты фотометрическим методом.
6.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр.
Кислота серная по ГОСТ 4204 с
молярной концентрацией эквивалента 0,15 и 8 моль/дм3. Готовят
растворы: 0,15 моль/дм3 - 5 см3 концентрированной серной
кислоты разбавляют водой до 1000 см3; 8 моль/дм3 - 230 см3
концентрированной серной кислоты разбавляют водой до 1000 см3.
Кислота соляная по ГОСТ
3118, разбавленная 1:1 и 5:95.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Аммоний молибденовокислый по
ГОСТ 3765,
перекристаллизованный, массовой концентрации 0,05 г/см3 (5.2).
Калий углекислый - натрий
углекислый по ГОСТ 4332.
Медь (II)
сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165.
Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199,
обезвоженный по ГОСТ 22974.2.
Натрий углекислый по ГОСТ 83,
раствор массовой концентрации 0,01 г/см3.
Тиомочевина по ГОСТ 6344,
раствор массовой концентрации 0,07 г/см3.
Кремния (IV)
оксид по ГОСТ 9428.
Плавень: смешивают пять
массовых частей калия углекислого - натрия углекислого и одну массовую часть
тетраборнокислого натрия или борной кислоты.
Стандартные растворы оксида
кремния - по 5.2.
6.3 Проведение анализа
Навеску флюса массой 0,5 г
сплавляют с 6 г плавня в платиновом тигле с крышкой при температуре 950 - 1050
°С в течение 30 - 35 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей
стали.
Тигель, крышку и плав помещают
в фарфоровую чашку диаметром 12 - 13 см, приливают 50 см3 соляной
кислоты (1:1). Для предупреждения разбрызгивания чашку накрывают стеклом. После
разложения плава тигель и крышку извлекают и тщательно обмывают водой. Раствор
выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 см3 соляной
кислоты, нагревают, приливают 70 - 80 см3 горячей воды и нагревают
до кипения. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр «белая лента»,
промывают 5 - 6 раз горячей соляной кислотой (5:95) и несколько раз горячей
водой. Раствор фильтруют в полиэтиленовый стакан. Раствор переносят в мерную
колбу вместимостью 500 см3, доводят водой до метки.
Отбирают аликвотную часть 20
- 25 см3 в мерную колбу вместимостью 100 см3, далее - по 5.3.1; 5.3.2; 5.4.
Осадок кремниевой кислоты
помещают в платиновый тигель, сушат, прокаливают при 950 - 1050 °С, далее - по 4.3, 4.4.
6.4 Обработка результатов
Массовую долю оксида кремния
X, %, вычисляют по формуле
Х = Х1 + Х2, (4)
где Х1 - массовая доля оксида кремния,
определенная гравиметрически, %;
Х2 - массовая доля оксида
кремния, определенная фотометрически, %.
6.5 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли
оксида кремния приведены в таблице 1.
Ключевые слова: оксид кремния, гравиметрический метод,
фотометрический метод, доопределение в фильтрате остаточного оксида кремния,
нормы точности
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения. 1
2
Нормативные ссылки. 2
3
Общие требования. 2
4
Гравиметрический метод определения оксида кремния. 2
5
Фотометрический метод определения оксида кремния. 3
6 Гравиметрический метод определения оксида кремния с
доопределением в фильтрате остаточной кремниевой кислоты фотометрическим
методом.. 6
|