ГОСТ 14250.12-85
Ферротитан. Методы определения хрома

ГОСТ 14250.12-85

 

ФЕРРОТИТАН

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

 

 

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.86

Настоящий стандарт устанавливает методы определения хрома в ферротитане:

фотометрический - при массовой доле хрома от 0,05 до 0,2 %;

титриметрический - при массовой доле хрома от 0,2 до 2,0 %;

атомно-абсорбционный - при массовой доле хрома от 0,05 до 2,0 %.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении хрома до шестивалентного марганцовокислым калием и окислении дефинилкарбазида хромом (VI) в сернокислой среде с образованием окрашенного комплексного соединения. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 - 560 нм.

Мешающие определению элементы отделяют осаждением углекислым натрием.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм³.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

1,5-дифенилкарбазид по ТУ 6-09-07-1672, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 1 г/дм³: 0,1 г реактива растворяют в 10 см³ уксусной кислоты, приливают 90 см³ воды и перемешивают.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартный раствор хрома: 0,2829 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 - 180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,0001 г хрома.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску ферротитана массой 0,2 г растворяют в зависимости от массовой доли кремния одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ соляной кислоты, 5 см³ раствора серной кислоты 1:1 и нагревают до растворения навески. Затем приливают по каплям 1 - 2 см³ азотной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое колбы охлаждают, приливают 30 - 40 см³ воды и нагревают до растворения солей.

При наличии нерастворимого остатка его отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают горячей водой, собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 250 см³ (основной раствор). Фильтр с остатком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 800 - 850 °С. Осадок в тигле смачивают 2 - 3 каплями воды, приливают 3 - 5 капель раствора серной кислоты 1:1 и 3 - 4 см³ раствора фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля выпаривают досуха и прокаливают при температуре 550 - 600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1 - 2 г пиросернокислого калия, тигель охлаждают и плав растворяют в 20 - 25 см³ воды. Полученный раствор присоединяют к основному раствору и выпаривают до объема 30 - 40 см³.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают 2 - 3 см³ воды, приливают 1,5 - 2 см³ раствора фтористоводородной кислоты, 3 - 4 см³ азотной кислоты, чашку с раствором нагревают до полного растворения навески, приливают 5 см³ раствора серной кислоты 1:1 и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 5 - 10 см³ воды, нагревают до растворения солей и переводят в коническую колбу вместимостью 250 см³, обмывая стенки чашки горячей водой. Раствор выпаривают до объема 30 - 40 см³.

В полученный одним из указанных способов раствор, нагретый до температуры 70 - 80 °С, приливают 1 см³ раствора марганцовокислого калия, кипятят до выпадения осадка двуокиси марганца и разбавляют горячей водой до 40 - 50 см³, затем небольшими порциями при перемешивании приливают 30 см³ раствора углекислого натрия. Раствор с осадком охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухую колбу вместимостью 250 см³, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть анализируемого раствора 25 см³ помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 3 см³ раствора серной кислоты 1:4, 50 см³ воды, 5 см³ раствора дифенилкарбазида, доливают до метки водой и перемешивают.

Через 10 - 15 мин, если соотношение ванадия и хрома в пробе не превышает 3:1, или через 25 - 30 мин, если оно больше, измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 - 560 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

Массу хрома определяют по градуировочному графику.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в шесть мерных колб из семи вместимостью по 250 см³ помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,0 и 4,0 см³ стандартного раствора хрома, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00025; 0,00030 и 0,00040 г хрома, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотные части растворов по 25 см³ помещают в мерные колбы вместимостью по 100 см³, приливают по 3 см³ раствора серной кислоты 1:4 и далее поступают, как указано в п. 2.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора хрома.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю хрома (Cr) в процентах вычисляют по формуле

                                                           (1)

где т₁ - масса хрома, найденная по градуировочному графику, г;

m₂ - масса навески, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл. 1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на окислении трехвалентного хрома надсернокислым аммонием до шестивалентного в сернокислой среде в присутствии азотнокислого серебра. Хромовую кислоту восстанавливают раствором соли двухвалентного железа, избыток которого оттитровывают раствором марганцовокислого калия.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4, 1:19.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³.

Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют при нагревании в 100 см³ раствора углекислого натрия.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм³.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220 с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³: 0,9808 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 - 180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора двухромовокислого калия содержит 0,0003466 г хрома.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора), раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³: 8 г соли растворяют в 800 - 900 см³ раствора серной кислоты 1:19 в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают до метки раствором серной кислоты 1:19 и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по двухромовокислому калию следующим образом: в коническую колбу вместимостью 500 см³ приливают 25 см³ раствора двухромовокислого калия, 30 см³ раствора серной кислоты 1:4 и 200 см³ воды. К раствору прибавляют 7 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода синефиолетовой окраски раствора в зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (T), выраженную в г/см³ хрома, вычисляют по формуле

                                                              (2)

где C₁ - концентрация хрома в растворе двухромовокислого калия, г/см³;

V₁ - объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см³;

V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм³: 0,64 г марганцовокислого калия растворяют в 500 - 600 см³ воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор переводят в склянку из темного стекла, в которой его оставляют на 7 - 10 сут., а затем сливают в другую склянку из темного стекла.

Для установки соотношения растворов марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250 см³ приливают из бюретки 25 см³ раствора соли Мора, 100 см³ воды, 40 см³ раствора серной кислоты 1:4 и титруют марганцовокислым калием до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

Соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора (K) вычисляют по формуле

                                                                 (3)

где V₂ - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование, см³;

V₃ - объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см³.

Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия (Т₁), выраженную в г/см³ хрома, вычисляют по формуле

                                                                 (4)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Проведение анализа

Навеску ферротитана массой, указанной в табл. 2, помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 10 см³ раствора фтористоводородной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески, приливают 20 см³ раствора серной кислоты 1:1, нагревают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают небольшим количеством воды и вновь выпаривают раствор до паров серной кислоты.

Таблица 2

После охлаждения в чашку прибавляют 30 см³ воды и растворяют соли при нагревании. Затем содержимое чашки переводят в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают горячей воды до 200 см³, приливают 10 см³ раствора серной кислоты 1:1, 10 см³ раствора азотнокислого серебра, 30 см³ раствора надсернокислого аммония, нагревают до появления малиновой окраски и кипятят до полного окисления хрома и разложения надсернокислого аммония. Затем добавляют 10 см³ раствора хлористого натрия и кипятят до исчезновения малиновой окраски. Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в зеленую, добавляют еще 7 - 10 см³ раствора соли Мора. Избыток раствора соли Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого калия до появления розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю хрома (Cr) в процентах вычисляют по формуле

                                                   (5)

где V₄ - объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см³;

V₅ - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли Мора, см³;

m - масса навески, г.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, последующем выпаривании с хлорной кислотой, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции хрома при длине волны 357,9 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота хлорная плотностью 1,53 или 1,67 г/см³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Железо металлическое.

Железо треххлористое по ГОСТ 4147.

Раствор железа: 12,5 г металлического железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см³ раствора соляной кислоты и окисляют 4 - 6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,025 г железа.

Титан металлический.

Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см³ раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки раствором соляной кислоты и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,025 г титана.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор с массовой концентрацией 190 г/дм³.

Хром металлический.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартные растворы хрома.

Раствор А: 0,5000 г хрома в высоком стакане вместимостью 400 см³ растворяют в 100 см³ раствора соляной кислоты при нагревании, накрыв стакан часовым стеклом. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают

или 1,4144 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 - 180 °С и охлажденного в эксикаторе, растворяют в высоком стакане вместимостью 400 см³ в 200 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г хрома.

Раствор Б: 25,0 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,00025 г хрома.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску ферротитана массой 0,5 г при массовой доле хрома до 1 % или 0,25 г при массовой доле хрома свыше 1 % растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см³, добавляют 10 - 15 см³ раствора соляной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см³ хлорной кислоты.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см³ раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см³ азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см³ хлорной кислоты.

Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см³ воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ раствора хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

4.3.2. Для построения градуировочного графика при массовой доле хрома до 1 % в восемь стаканов вместимостью по 250 см³ наливают по 2 см³ раствора железа и по 2 см³ раствора титана на каждые 10 % их содержания в навеске, добавляют по 5 см³ азотной кислоты, затем в семь стаканов добавляют 1,0; 3,0; 6,0 см³ раствора Б, далее 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ раствора А, что соответствует 0,00025; 0,00075; 0,00150; 0,00200; 0,00300; 0,00400 и 0,00500 г хрома.

При массовой доле хрома свыше 1 % в семь стаканов вместимостью по 250 см³ наливают по 1 см³ раствора железа и по 1 см³ раствора титана на каждые 10 % их содержания в навеске, добавляют по 5 см³ азотной кислоты, затем в шесть стаканов добавляют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 и 5,0 см³ раствора А, что соответствует 0,0025; 0,0030; 0,0035; 0,0040; 0,0045 и 0,0050 г хрома.

Во все стаканы добавляют по 10 см³ хлорной кислоты и выпаривают растворы до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем растворы охлаждают, добавляют по 5 см³ воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см³, добавляют по 10 см³ раствора хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают.

4.3.3. Атомную абсорбцию хрома измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.

Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор хрома, из значений абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям хрома.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию хрома в растворе по градуировочному графику.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю хрома (Cr) в процентах вычисляют по формуле

                                                         (6)

где С - концентрация хрома в растворе, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V₆ - объем анализируемого раствора, см³;

т - масса навески, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.И. Капланов, И.К. Майборода, П.М. Геращенко, Н.И. Литвиненко, А.В. Цевина, Т.И. Гуреева, В.А. Джурда

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.85 № 1251

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1990 г. (ИУС 1-91)

 

СОДЕРЖАНИЕ