ГОСТ 11739.12-98

ГОСТ 11739.12-98 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення марганцю

ГОСТ 11739.12-98

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ

Методи визначення марганцю

Aluminium casting and wrought alloys. Методи для визначення manganese

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 2000-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН ВАТ «Всеросійський інститут легких сплавів» (ВАТ ВІЛС), Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 297 «Матеріали та напівфабрикати з легких сплавів»

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол від 12 листопада 1998 р. N 14-98)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 21 квітня 1999 р. N 132 міждержавний стандарт ГОСТ 11739.12-98 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 січня 2000 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 11739 .12-82

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює фотометричний та атомно-абсорбційний методи визначення марганцю при масовій частці від 0,005 до 2,0%.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 195-77 Натрій сірчистокислий. Технічні умови

ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 4038-79 Нікель (II) хлорид 6-водний. Технічні умови

ГОСТ 4197-74 Натрій азотистокислий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4328-77 Натрію гідроксид. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5457-75 Ацетилен розчинений та газоподібний технічний. Технічні умови

ГОСТ 6008-90 Марганець металевий та марганець азотований. Технічні умови

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорна. Технічні умови

ГОСТ 9656-75 Кислота борна. Технічні умови

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводнева. Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню пероксид. Технічні умови

ГОСТ 11069-74 * Алюміній первинний. Марки

_______________
* Скасовано. Діє ГОСТ 11069-2001 . - Примітка "КОДЕКС".

ГОСТ 20490-75 Калій марганцевокислий. Технічні умови

ГОСТ 25086-87 Кольорові метали та їх сплави. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

3.1 Загальні вимоги до методів аналізу – за ГОСТ 25086 з доповненням.

3.1.1 За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати двох паралельних визначень.

4 Фотометричний метод визначення марганцю

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині гідроксиду натрію, окисленні двовалентного марганцю до семивалентного в кислому середовищі (з молярною концентрацією кислот понад 3,5 моль/дм ) йоднокислим калієм та вимірі оптичної щільності розчину при довжині хвилі 525 нм.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Шафа сушильна з терморегулятором.

Вода, що не містить відновлювачів: до 1000 см води доливають 10 см сірчаної кислоти, перемішують, доводять до кипіння, додають кілька кристалів калію йоднокислого, кип'ятять протягом 10 хв і охолоджують до кімнатної температури.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 200 г/дм . Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см та розчин 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см .

Кислота ортофосфорна за ГОСТ 6552 щільністю 1,70 г/см .

Натрій сірчистокислий за ГОСТ 195 .

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197 розчин 20 г/дм . Готують перед застосуванням.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота борна за ГОСТ 9656 насичений розчин: 50 г борної кислоти поміщають у конічну колбу місткістю 2 дм. , доливають 950 см води, розчиняють при помірному нагріванні, перемішують та охолоджують до кімнатної температури.

Кислота борофтористоводнева: до 200 см фтористоводневої кислоти при температурі (20±2) °C додають порціями 800 см. розчину борної кислоти та перемішують. Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Калій йоднокислий [1], розчин 50 г/дм : 25 г йоднокислого калію поміщають у конічну колбу місткістю 500 см. , доливають 200 см води, 100 см азотної кислоти, розчин охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 500 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують перед застосуванням.

Ацетон за ГОСТ 2603 .

Адсорбент (мацерований папір): 100 г подрібнених фільтрів («червона стрічка») поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 300 см гарячої води та перемішують мішалкою до отримання однорідної маси.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490 .

Марганець металевий за ГОСТ 6008 марки Мн998.

Якщо поверхня металевого марганцю покрита окисною плівкою, її очищають. Для цього 2-3 г марганцю поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 100 см води та 40 см розчину сірчаної кислоти Вміст склянки перемішують і через кілька хвилин, коли поверхня металу стане блискучою, зливають розчин, стружку промивають водою, двічі промивають ацетоном, висушують в сушильній шафі при температурі 100-105 °С протягом 2-3 хв і охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури.

Стандартні розчини марганцю.

Розчин А: 1 г марганцю поміщають у високу склянку місткістю 400 см , доливають 45-50 см води, 20 см розчину сірчаної кислоти, накривають годинниковим склом та розчиняють при нагріванні. Розчин кип'ятять протягом 2-3 хв при слабкому нагріванні та охолоджують до кімнатної температури. Скло обполіскують водою над склянкою, в якій проводили розчинення. Розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Допускається приготування розчину іншим способом: 2,8776 г марганцевокислого калію поміщають у високу склянку місткістю 400 см , розчиняють у 200 см води та 20 см розчину сірчаної кислоти До розчину додають кілька кристалів сірчистокислого натрію до знебарвлення розчину, надлишок відновника видаляють обережним кип'ятінням протягом 5-6 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г марганцю.

Розчин Б: 100 см стандартного розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину

містить 0,0001 г марганцю.

4.3 Проведення аналізу

4.3.1 Наважку проби масою 1 г поміщають у склянку з фторопласту або скловуглецю місткістю 100 см та доливають невеликими порціями 40 см розчину гідроксиду натрію. Після припинення бурхливої реакції склянку нагрівають до повного розчинення проби і при помірному нагріванні, уникаючи розбризкування, розчин випарюють до отримання густої сиропоподібної консистенції. Потім розчин охолоджують, стінки склянки обмивають мінімально можливим об'ємом гарячої води (не більше 30 см ) та помірно нагрівають. Лужний розчин охолоджують, обережно переводять у скляну склянку місткістю 250-300 см. , Що містить 30 см розчину сірчаної кислоти та 10 см азотної кислоти. Стінки фторопластового склянки обмивають невеликими порціями гарячої води, приєднуючи промивні води до кислого розчину скляній склянці. Для видалення частинок гідроксиду марганцю, що виділилися і прилипли до стінок фторопластового склянки частину випробуваного кислого розчину переливають назад у склянку, додають 2-3 краплі розчину азотистокислого натрію і, обертаючи склянку, обполіскують розчином стінки. Розчин виливають у скляну склянку, фторопластовий обмивають декількома порціями гарячої води та приєднують промивні води до розчину у скляній склянці.

4.3.1.1 При масовій частці марганцю менше 0,1% об'єм розчину доводять водою до 65 см і перемішують.

4.3.1.2 При масовій частці марганцю більше 0,1% розчин переводять у мірну колбу відповідно до таблиці 1, охолоджують до кімнатної температури, доливають водою до мітки та перемішують.


Таблиця 1

4.3.1.3 Аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 1 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають сірчану та азотну кислоти в об'ємах, зазначених у таблиці 1, воду до об'єму 65 см і перемішують.

4.3.1.4 Одночасно з аналізом проби проводять контрольний досвід: у конічну колбу місткістю 250 см доливають 8-10 см води, 8 см розчину сірчаної кислоти, 2 см азотної кислоти, воду до об'єму 65 см і перемішують.

4.3.2 При масовій частці марганцю менше 0,1%, а кремнію більше 10,0% навішування проби масою 1 г поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 20 см розчину сірчаної кислоти, 10 см азотної кислоти, 2 см розчину борофтористоводневої кислоти та помірно нагрівають до розчинення проби.

Розчин кип'ятять 2-3 хв для видалення оксидів азоту, доливають гарячою водою до об'єму 50 см. , додають трохи адсорбенту та нагрівають 2-3 хв. Потім фільтрують через щільний фільтр («синя стрічка»), фільтр з осадом 2-3 рази промивають гарячою водою та збирають фільтрат у конічну колбу місткістю 250 см. (Основний розчин).

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють при температурі 500-600 °С. Після охолодження доливають 5-10 крапель сірчаної кислоти, 5-10 см фтористоводневої кислоти, по краплях азотну кислоту (приблизно 1 см ) до отримання прозорого розчину.

Розчин випарюють насухо, охолоджують, доливають до сухого залишку в тиглі 10 см. гарячої води, додають 3-5 крапель сірчаної кислоти та нагрівають до розчинення залишку. Після охолодження розчин приєднують до основного розчину (при необхідності фільтрують). Основний розчин випарюють до об'єму 65 см .

Одночасно з аналізом проби по 4.3.1.3 проводять контрольний досвід з усіма реактивами, що використовуються під час анал

іза.

4.3.3 До розчинів проби та контрольного досвіду, приготовлених за 4.3.1.1 −4.3.1.4, 4.3.2, доливають по 5 см ортофосфорної кислоти і нагрівають майже до кипіння (до температури 90-95 ° С), обережно доливають по 10 см розчину йоднокислого калію і витримують при цій температурі до появи характерного малиново-фіолетового забарвлення. Розчини нагрівають протягом 5 хв (або 15-30 хв, якщо вміст марганцю в них менше 0,2 мг), охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірні колби місткістю 100 см. кожна, попередньо промиті водою, що не містить відновників, і доливають цією водою до мітки.

4.3.4 Оптичну густину розчинів вимірюють при довжині хвилі 525 нм у кюветі з товщиною шару 10 мм. Розчином порівняння є вода.

Спочатку вимірюють оптичну щільність забарвлених розчинів, потім додають по 1-2 краплі розчину азотистокислого натрію до знебарвлення розчинів і вимір повторюють. Оптичну густину розчину проби обчислюють за різницею цих двох значень.

Аналогічно проводять вимірювання оптичної щільності розчину контрольного досвіду .

Оптичну густину розчину проби обчислюють за формулою

. (1)

Масу марганцю визначають за градуювальним графіком.

4.3.5 Побудова градуювального графіка

4.3.5.1 При масовій частці марганцю від 0,005 до 2,0%

У сім конічних колб місткістю 250 см кожна відміряють 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002 г марганцю, доливають по 15 см розчину сірчаної кислоти, по 10 см азотної кислоти, воду до об'єму 65 см додають по 5 см ортофосфорної кислоти та продовжують по 4.3.3, 4.3.4.

4.3.5.2 При масовій частці марганцю менше 0,1% та кремнію понад 10,0%

У сім конічних колб місткістю 250 см кожна відміряють 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 10,0; 15,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,001; 0,0015 г марганцю, доливають по 8 см розчину сірчаної кислоти, по 2 см азотної кислоти та по 2 см борофтористоводневої кислоти, воду до об'єму 65 см додають по 5 см ортофосфорної кислоти та продовжують по 4.3.3, 4.3.4.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм мас марганцю будують градуювальний графік

.

4.4 Обробка результатів

4.4.1 Масову частку марганцю , %, обчислюють за формулою

, (2)

де - Маса марганцю в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби або маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г.

4.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 2.


Таблиця 2

В процентах

5 Атомно-абсорбційний метод визначення марганцю

5.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби у розчині соляної кислоти у присутності пероксиду водню та вимірюванні атомної абсорбції марганцю при довжині хвилі 279,5 нм у полум'ї ацетилен-повітря.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для марганцю.

Пекти муфельна.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1 та 1:99.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см .

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Нікель (II) хлорид за ГОСТ 4038 розчин 2 г/дм .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Алюміній згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Розчин алюмінію 20 г/дм : 10 г алюмінію поміщають у конічну колбу місткістю 500 см. , доливають 1 см розчину нікелю хлориду (II), невеликими порціями 350 см розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні.

До розчину додають 3-5 крапель пероксиду водню і кип'ятять його протягом 3-5 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Марганець металевий за ГОСТ 6008 марки Мн998.

Якщо поверхня металу покрита окисною плівкою, її очищають, як зазначено в 4.2.

Стандартні розчини марганцю.

Розчин А: 0,4 г марганцю поміщають у високу склянку місткістю 400 см , доливають 50 см води, 15 см розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,0004 г марганцю.

Розчин Б: 10 см розчину, А переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,00004

г марганцю.

5.3 Проведення аналізу

5.3.1 Наважку проби масою 1 г поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см води та обережно, невеликими порціями 30 см розчину соляної кислоти 1:1. Колбу нагрівають до розчинення навішування, додають 3-5 крапель пероксиду водню та кип'ятять розчин протягом 3-5 хв.

5.3.1.1 Прозорий розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.1.2 Якщо залишається осад, що вказує на наявність кремнію, розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 100 см через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), осад промивають 2-3 рази гарячим розчином соляної кислоти 1:99 порціями по 5-10 см і збирають фільтрат у ту ж колбу (основний розчин).

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють при температурі 500-600 °С протягом 3-5 хв. Після охолодження додають у тигель п'ять крапель сірчаної кислоти, 5-10 см фтористоводневої кислоти та по краплях азотну кислоту (приблизно 1 см ) до отримання прозорого розчину.

Розчин випарюють насухо, охолоджують, доливають до сухого залишку в тиглі 10 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють його при помірному нагріванні. Розчин охолоджують, при необхідності фільтрують через маленький щільний фільтр («синя стрічка»), приєднуючи його до основного розчину в мірній колбі місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.2 Залежно від масової частки марганцю аліквотну частину розчину поміщають у мірну колбу місткістю відповідно до таблиці 3, доливають розчин соляної кислоти 1:1 (див. таблицю 3), доливають водою до мітки та перемішують.


Таблиця 3

5.3.3 Розчин контрольного досвіду готують за 5.3.1 та 5.3.2, використовуючи замість навішування проби навішування алюмінію.

5.3.4 Побудова градуювального графіка

5.3.4.1 При масовій частці марганцю від 0,005 до 0,05%

У вісім мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 50 см розчину алюмінію, по 5 см розчину соляної кислоти 1:1, сім з них відміряють 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00004; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,0006 г марганцю доливають водою до мітки і перемішують.

5.3.4.2 При масовій частці марганцю від 0,05 до 0,2%

У шість мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 12,5 см розчину алюмінію, по 5 см розчину соляної кислоти 1:1, п'ять з них відміряють 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0006 г марганцю доливають водою до мітки і перемішують.

5.3.4.3 При масовій частці марганцю від 0,2 до 2,0%

У вісім мірних колб місткістю 100 см кожна доливають по 2,0 см розчину алюмінію, по 10 см розчину соляної кислоти 1:1, сім з них відміряють 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0; 20,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00004; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0006; 0,0008 г марганцю доливають водою до мітки і перемішують.

5.3.5 Розчин проби, розчин контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в окисне полум'я ацетилен-повітря та вимірюють атомну абсорбцію марганцю при довжині хвилі 279,5 нм.

5.3.6 За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям марганцю будують градуювальний графік у координатах: «Значення атомної абсорбції — масова концентрація марганцю, г/см ».

Масову концентрацію марганцю в розчині проби та розчині контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

5.4 Обробка результатів

5.4.1 Масову частку марганцю , %, обчислюють за формулою

, (3)

де - масова концентрація марганцю в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- масова концентрація марганцю в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- Об'єм розчину проби, см ;

- маса навішування проби або маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г

.

5.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 4.


Таблиця 4

В процентах