ГОСТ 12347-77

ГОСТ 12347–77 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення фосфору (зі зміною N 1)

ГОСТ 12347-77

Група В39

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СТАЛИ ЛЕГОВАНІ І ВИСОКОЛЕГОВАНІ

Методи визначення фосфору

Alloy and high-alloy steels. Методи для визначення phosphorus

ОКСТУ 0809

Дата введення 1978-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством чорної металургії СРСР

ВИКОНАВЦІ

І.Н.Голіков; А. А. Федоров (керівник теми); Ф. В. Черняковська ; О.І.Путимцева

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 08.06.77 N 1435

3. ВЗАМІН ГОСТ 12347–77 *, крім загальних вказівок
________________
* Ймовірно, помилка оригіналу. Слід читати: ВЗАМІН ГОСТ 12347–66 крім загальних вказівок. - Примітка виробника бази даних.

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

5. Строк дії подовжено до 01.07.98 Постановою Держстандарту СРСР від 20.10.87 N 3950*
_______________
* Обмеження терміну дії знято за протоколом N 7-95 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації. (ІВД N 11 1995 р.). - Примітка "КОДЕКС".

6. ПЕРЕВИДАННЯ (березень 1989 р.) зі Зміною N 1, затвердженим у жовтні 1987 р. (ІВС 1-88)


Цей стандарт встановлює фотометричний та екстракційно-фотометричний методи визначення фосфору (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,25%) у легованих та високолегованих сталях.

Візуальний колориметричний метод визначення фосфору та титриметричний метод визначення фосфору дано у додатках 1 і 2, що рекомендуються.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 20560-81 .

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ФОСФОРУ

2.1. Визначення фосфору в сталях з масовою часткою вольфраму до 5%, нікелю до 5%, що містять хром (при відношенні масової частки хрому до масової частки фосфору не більше 200)

2.1.1. Сутність методу

Метод заснований на реакції утворення жовтої фосфорномолібденової гетерополікислоти Н [Р (Мо Про )]· · Н Про і подальше відновлення її в азотно-хлорнокислому розчині до синього комплексного з'єднання аскорбіновою кислотою, або в солянокислому середовищі іонами двовалентного заліза в присутності відповідно антимонілтартрат калію або гідрохлориду гідроксиламіну. Комплекс стійкий не менше 1,5 год. Застосування азотної кислоти для розчинення навішення перешкоджає випаровуванню фосфору у вигляді фосфористого водню.

Тривалентний фосфор попередньо окислюють до пятивалентного марганцевокислим калієм.

Ванадій при масовій частці його до 5% визначення не заважає. Заважають титан, цирконій та ніобій.

Мішача дія миш'яку усувають відгоном його у вигляді трихлористого миш'яку.

Марганець заважає визначенню при масовій частці більше 3%.

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.1.2. Апаратура, реактиви

Спектрофотометр типу СФ-46 або фотоелектроколориметр типу КФК-2 або іншого типу, що забезпечують таку саму точність вимірювання.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 і розведена 1:1, 1:2, 1:4, 1:10 та 1:100.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 , розведена 1:1, 1:3, 1:100 і щільністю 1,105 г/см . Для приготування розчину соляної кислоти густиною 1,105 г/см 560 см соляної кислоти розбавляють водою до 1 дм і перемішують.

Кислота фтористоводнева за ГОСТ 10484-78 .

Натрій вуглекислий за ГОСТ 83-79 .

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 , розчин з масовою концентрацією 40 г/дм .

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197-74 розчин з масовою концентрацією 50 г/дм .

Амоній бромистий за ГОСТ 19275-73 , розчин з масовою концентрацією 100 г/дм .

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 та розбавлений 1:1, 1:100.

Гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456-79 розчин з масовою концентрацією 200 г/дм .

Спирт етиловий за ГОСТ 18300-87 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765-78 , перекристалізований, розчин з масовою концентрацією 50 г/дм , розчин слід зберігати в кварцовій або поліетиленовій посудині. Для перекристалізації 250 г реактиву розчиняють 400 см води при нагріванні до 70-80°С, розчин фільтрують через фільтр «синя стрічка», охолоджують до кімнатної температури, приливають при перемішуванні 300 см етилового спирту, дають осаду відстоятися протягом 1 год і відфільтровують його на фільтр «біла стрічка», поміщений у вирву Бюхнера під вакуумом, користуючись водоструминним насосом. Осад промивають 2-3 рази етиловим спиртом та висушують на повітрі.

Калій фосфорнокислий однозаміщений за ГОСТ 4198-75 двічі перекристалізований: 100 г реактиву розчиняють в 150 см води при нагріванні, після чого виливають розчин тонким струменем у порцелянову чашку, енергійно перемішуючи його скляною паличкою. Коли розчин охолоне до кімнатної температури, чашку з кристалами охолоджують у проточній холодній воді, зрідка перемішуючи його скляною паличкою. Після охолодження кристали відфільтровують під вакуумом, користуючись водоструминним насосом, на пористу скляну пластинку вирви і промивають 2 рази по 5 см. крижаною водою.

Осад на фільтрі розчиняють у 4-5 прийомів 80 см гарячої води та кристалізацію повторюють. Кристали фосфорнокислого однозаміщеного калію висушують при температурі (110±5)°С до постійної маси.

Стандартні розчини фосфорнокислого калію однозаміщеного:

розчин, А з масовою концентрацією фосфору 0,0001 г/см :0,4393 г калію фосфорнокислого однозаміщеного поміщають у мірну колбу місткістю 1 дм. , розчиняють у 100 см води, доливають водою до мітки та перемішують;

розчин Б з масовою концентрацією фосфору 0,00001 г/дм :10 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують; готують перед вживанням.

Аскорбінова кислота, розчин з масовою концентрацією 20 г/дм .

Реакційна суміш: 1,74 г молібденовокислого амонію розчиняють у 100 см води при нагріванні додають 50 см азотної кислоти, охолоджують, доливають водою до 250 см і перемішують; готують перед вживанням.

Калію антимонілтартрат, за нормативно-технічною документацією; розчин з масовою концентрацією 3 г/дм .

Залізо (III) хлорне за ГОСТ 4147-74 , розчин з масовою концентрацією 80 г/дм :40 г хлорного заліза розчиняють у 200-300 см води при нагріванні, відфільтровують у мірну колбу місткістю 500 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Замість розчину хлорного заліза може бути використаний азотнокислий розчин заліза з масовою концентрацією 17 г/дм . 8,5 г карбонільного заліза поміщають у склянку місткістю 400 см , поступово додають 150 см. азотної кислоти, розведеної 1:2, розчиняють навішування при нагріванні. Розчин відфільтровують у мірну колбу місткістю 500 см. , склянку та осад на фільтрі промивають 4-5 разів гарячою водою. Розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Кислота хлорна, густиною 1,54 г/см .

(Зміє

ненна редакція, Изм. N 1).

2.1.3. Проведення аналізу

2.1.3.1. 0,5 г сталі (при масовій частці фосфору до 0,01%) або 0,2 г сталі (при масовій частці фосфору вище 0,01%) поміщають у склянку місткістю 400 см , доливають 10 см азотної кислоти, 30 см соляної кислоти та розчиняють при нагріванні.

Розчин розбавляють гарячою водою до 200-250 см. , нагрівають до кипіння і дають відстоятись осаду вольфрамової (частково кремнієвої) кислоти протягом 30 хв.

Осад відфільтровують на фільтр «синя стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси та збирають фільтрат у склянку місткістю 500 см. . Осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100. Фільтр із осадом вольфрамової кислоти відкидають. Розчин випарюють до стану вологих солей, доливають 5-7 см азотної кислоти та випарюють до стану вологих солей. Приливання азотної кислоти та випарювання повторюють ще двічі.

Доливають 5 см азотної кислоти, 10-15 см води та нагрівають до розчинення солей. Осад кремнієвої кислоти (і залишкову вольфрамову кислоту) відфільтровують на фільтр «біла стрічка», що містить невелику кількість беззольної паперової маси, і збирають фільтрат у склянку місткістю 250 см . Осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100.

Фільтр з осадом кремнієвої кислоти та залишкової вольфрамової кислоти відкидають.

Примітка. При масовій частці кремнію в аналізованому зразку понад 1,5% фільтр з осадом кремнієвої кислоти поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють при 800-900°С. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 8-10 крапель азотної кислоти, 3-5 мл фтористоводневої кислоти і обережно випаровують вміст тигля насухо. Залишок у тиглі сплавляють з 1-2 г вуглекислого натрію при 1000-1100°С. Плав вилуговують азотною кислотою, розведеною 1: 10, при кип'ятінні. Тигель обмивають водою та отриманий розчин приєднують до основного фільтрату.

Якщо сталь містить більше 3% марганцю, розчин випарюють насухо. Залишок витримують у сушильній шафі при температурі (140±5)°С протягом 1 год.

До залишку додають 5-10 см соляної кислоти та випарюють насухо. Цю операцію проводять ще 4 рази. Далі аналіз ведуть починаючи з відгону миш'яку.


Розчин нагрівають до кипіння, додають по краплях розчин марганцевокислого калію до випадання бурого осаду двоокису марганцю (1-2 см ) і кип'ятять 2-3 хв. До киплячого розчину доливають краплями розчин азотистокислого натрію до розчинення осаду. Розчин випарюють насухо, доливають 10 см. соляної кислоти і знову випарюють насухо.

При масовій частці миш'яку в аналізованому зразку більше 10% від масової частки фосфору або, якщо масова частка миш'яку невідома, останній видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього до сухого залишку доливають 10 см. соляної кислоти та випарюють розчин насухо. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей. Потім доливають 10 см соляної кислоти та знову випарюють до стану вологих солей. Приливання соляної кислоти та випарювання розчину до стану вологих солей повторюють ще раз.

Доливають 15 см соляної кислоти, розведеної 1:3, нагрівають до розчинення солей. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Далі визначення проводять за одним із методів, зазначених у пп. 2.1.3.

2 та 2.1.3.3 .

2.1.3.2. Визначення фосфору (0,002-0,04%) із застосуванням як відновник аскорбінової кислоти в присутності антимонілтартрату калію.

Аліквотну частину розчину, що дорівнює 20 см (При масовій частці фосфору від 0,002 до 0,02%) або 10 см (при масовій частці фосфору понад 0,02 до 0,04%) поміщають у дві склянки місткістю 100 см , додають по 1 см хлорної кислоти та випарюють до початку виділення її парів.

Солі розчиняють у 20 см води під час нагрівання. Розчини охолоджують до температури щонайменше 20 °C. В одну зі склянок доливають 5 см реакційної суміші, 10 см розчину аскорбінової кислоти та 1 см розчину антимонілтартрату калію.

Розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Оптичну щільність розчину вимірюють через 30 хв на спектрофотометрі при довжині хвилі 880 нм або на фотоелектроколориметрі, інтервал світлопоглинання 680-900 нм, в кюветі з товщиною шару 50 мм при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,002 до 0,002 мм при масовій частці фосфору понад 0,01-0,04%, застосовуючи як розчин порівняння другу аліквотну частину, що містить зазначені вище реактиви в тих же кількостях, за винятком реакційної суміші.

Масу фосфору (мкг) з урахуванням поправки контрольного досвіду знаходять за градуювальним графіком, побудованим із застосуванням аскорбінової кислоти.

ти.

2.1.3.- 2.1.3.2 . (Змінена редакція, зміна N 1).

2.1.3.3. Визначення фосфору (0,01-0,25%) із застосуванням як відновник іонів двовалентного заліза в присутності гідрохлориду гідроксиламіну

У дві мірні колби місткістю по 100 см поміщають аліквотні частини одержаного розчину, рівні 20 см (При масовій частці фосфору 0,01-0,06%), 10 см (При масовій частці фосфору понад 0,06 до 0,12%) або 5 см (При масовій частці фосфору понад 0,12 до 0,25%). У кожну колбу доливають по 4 см розчину хлорного заліза (або азотнокислого заліза), розчин аміаку (1:1) до початку випадання гідроксиду заліза, який потім розчиняють, додаючи по краплях соляну кислоту (щільністю 1,105 г/см ). Додають по 10 см розчину гідрохлориду гідроксиламіну.

Розчини повільно нагрівають до знебарвлення, уникаючи їх закипання. Якщо розчини зберігають жовте забарвлення, необхідно додати по 1-2 краплі розчину аміаку (1:1), при появі каламуті додають по 2-3 краплі соляної кислоти (щільністю 1,105 г/см ) і нагрівають до кипіння. Якщо розчини зберігають жовтувате забарвлення, що призводить до занижених результатів, аналіз слід повторити.

Розчини охолоджують. В одну із мірних колб доливають 10 см соляної кислоти (щільністю 1,105 г/см ), перемішують і додають по краплях при безперервному перемішуванні 8 см. розчину молібденовокислого амонію Розчин перемішують протягом 1-2 хв до появи блакитного забарвлення, доливають водою до мітки і перемішують. Через 10 хв вимірюють оптичну щільність на спектрофотометрі при довжині хвилі 830 нм або на фотоелектроколориметрі, інтервал світлопоглинання 680-900 нм у кюветі з товщиною шару 50 мм, застосовуючи в якості розчину порівняння другу ж аликвотную частину, що містить винятком розчину молібденовокислого амонію.

Масу фосфору (в мкг) з урахуванням поправки контрольного досвіду знаходять за градуювальним графіком, побудованим із застосуванням гідрохлориду гідроксиламіну.

(Запроваджено додатково, Змін.

N 1).

2.2. Визначення фосфору в хромистих та хромонікелевих сталях

2.2.1. Сутність методу

Метод заснований на реакції утворення жовтої фосфорномолібденової гетерополікислоти та подальшому відновленні її в азотно-хлорнокислому розчині до синього комплексного з'єднання аскорбіновою кислотою або в солянокислому середовищі іонами двовалентного заліза в присутності відповідно антимонілтартрату калію або гідрохлориду гідроксиламіну.

Наважку сталі розчиняють у суміші азотної та соляної кислот. Хром окислюють до шестивалентного в азотнокислому середовищі надсірчанокислим амонієм. Для повного окислення тривалентного фосфору до пятивалентного застосовують марганцевокислий калій.

Фосфор беруть в облогу з колектором гідроксидом заліза в аміачному середовищі. Осад відфільтровують і розчиняють у соляній кислоті.

Молібден визначенню не заважає.

Марганець заважає за масової частки його понад 3%.

2.2.2. Реактиви

Амоній надсірчанокислий за ГОСТ 20478-75 розчин з масовою концентрацією 250 г/дм .

Інші реактиви - за п. 2.1.2.

2.2.1; 2.2.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

2.2.3. Проведення аналізу

0,5 г сталі поміщають у склянку місткістю 400 см , додають 10 см азотної кислоти, 30 см соляної кислоти та розчиняють при нагріванні.

До розчину контрольного досліду додають 4 см розчину хлорного заліза (або азотнокислого заліза)

Розчин випарюють насухо, додають 5-10 см. азотної кислоти та випарюють вміст склянки до вологих солей. Цю операцію повторюють ще раз. До розчину доливають 5 см азотної кислоти, нагрівають, розбавляють водою до 80-100 см та нагрівають майже до кипіння.

Осад кремнієвої кислоти відфільтровують на фільтр "біла стрічка", що містить невелику кількість беззольної паперової маси. Фільтрат збирають у склянку місткістю 400 см . Осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100.

Фільтр із осадом кремнієвої кислоти відкидають.

Примітка. При масовій частці кремнію в аналізованому зразку понад 1,5% фільтр з осадом кремнієвої кислоти поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють при 800-900°С. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 8-10 крапель азотної кислоти, 3-5 см. фтористоводневої кислоти та обережно випарюють вміст тигля насухо.

Залишок у тиглі сплавляють з 1-2 г вуглекислого натрію при 1000-1100°С. Плав вилуговують азотною кислотою, розведеною 1:10, при кип'ятінні. Тигель обмивають водою та отриманий розчин приєднують до основного фільтрату.

Якщо сталь містить більше 3% марганцю, розчин випарюють насухо. Залишок витримують у сушильній шафі при температурі (140±5)°С протягом 1 год. До залишку додають 5-10 см соляної кислоти та випарюють насухо. Цю операцію проводять ще 4 рази. Далі аналіз ведуть починаючи з відгону миш'яку.


До фільтрату доливають 20 см розчину надсірчанокислого амонію і розчин нагрівають до окислення хрому до шестивалентного. До киплячого розчину додають 1-2 см. розчину марганцевокислого калію і кип'ятять до випадання двоокису марганцю, потім доливають розчин аміаку до виділення гідроксиду заліза і приблизно 0,5 г надсернокислого амонію. Вміст склянки кип'ятять 1-2 хв, дають осаду відстоятися протягом 3-5 хв, після чого осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка».

Склянку та осад на фільтрі промивають по 5-6 разів гарячим розчином аміаку, розведеним 1:100. Гідроксид заліза змивають із фільтру водою у склянку, в якій проводили осадження. Фільтр промивають 40 см гарячої соляної кислоти, розведеної 1:1, з додаванням кількох крапель розчину азотистокислого натрію та 5-6 разів гарячою водою. Промивну рідину збирають у склянку з осадом.

Вміст склянки нагрівають до розчинення осаду і розчин випарюють до 5-10 см .

При масовій частці миш'яку в аналізованому зразку більше 10% від масової частки фосфору або, якщо масова частка миш'яку невідома, останній видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього солянокислий розчин випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей, потім доливають 10 см соляної кислоти та знову випарюють до стану вологих солей. Приливання соляної кислоти та випарювання розчину до стану вологих солей повторюють ще раз.

До розчину доливають 15 см соляної кислоти, розведеної 1:3, нагрівають до розчинення солей.

Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Вимірюють оптичну густину, як зазначено в пп. 2.1.3.2 , 2.1.3.3 .

(Змінена редакція

ія, Изм. N 1).

2.3. Визначення фосфору в сталях з масовою часткою титану до 5%, цирконію до 5%, ніобію до 5%, вольфраму та молібдену до 20%

2.3.1. Сутність методу

Метод заснований на реакції утворення жовтої фосфорномолібденової гетерополікислоти та подальшому відновленні її в азотно-хлорнокислому розчині до синього комплексного з'єднання аскорбіновою кислотою або в солянокислому середовищі іонами двовалентного заліза в присутності відповідно антимонілтартрату калію або гідрохлориду гідроксиламіну.

Наважку сталі розчиняють у суміші азотної та соляної кислот, що містить молібденовокислий амоній. Видаляють хлор-іони багаторазовим випарюванням розчину насухо з азотною кислотою. Залишок витримують при (140±5)°З окислення тривалентного фосфору до пятивалентного і основної маси хрому до шестивалентного.

Фосфор, хром, вольфрам і молібден відокремлюють лугом від заліза, титану, цирконію та ніобію, що залишаються в осаді. Потім фосфор відокремлюють від хрому, вольфраму і молібдену з осадженням з колектором-гідроксидом кальцію і заліза в розчині гідроксиду калію.

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.3.2. Реактиви

Калію гідроксид, розчини з масовою концентрацією 150 г/дм , 20 г/дм та 10 г/дм . Реактив практично не повинен містити карбонатів. Для чого його готують із промитого водою гідроксиду калію. Для перевірки до 50 см реактиву додають 5 см розчину хлористого барію за ГОСТ 4108-72 (50 г/дм ) і перемішують. При випадінні білого осаду вважають, що вміст карбонатів неприпустимо великий, при легкому помутнінні реактив придатний до вживання. Зберігають у герметизованому поліетиленовому посуді.

Кальцій вуглекислий за ГОСТ 4530-76 .

Кальцій азотнокислий за ГОСТ 4142-77 , розчин: готують наступним чином: 60 г Са (NО ) · 4 Н Про розчиняють у 200-300 см води, розчин відфільтровують через фільтр «біла стрічка» у мірну колбу місткістю 500 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

При забрудненні азотнокислого кальцію фосфором очищають реактив наступним чином: 60 г Са (NО ) · 4 Н Про 0,4 г хлорного заліза розчиняють у 200-300 см води при нагріванні, додають сухий вуглекислий кальцій до утворення надлишку приблизно рівного 2-3 г, кип'ятять і дають осаду відстоятися протягом 15-20 хв. Під шаром гідроксиду заліза повинен залишатись білий осад вуглекислого кальцію. Розчин фільтрують через фільтр «біла стрічка» у мірну колбу місткістю 500 см. . Осад на фільтрі, не промиваючи, відкидають. Розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

1 см одержаного розчину містить приблизно 0,02 г кальцію.

Залізо карбонільне, особливо чисте, азотнокислий розчин; готують наступним чином: 5 г карбонильного заліза поміщають у склянку місткістю 400 см , поступово додають 150 см. азотної кислоти, розведеної 1:2, розчиняють навішування при нагріванні. Розчин відфільтровують у мірну колбу місткістю 500 см. , склянку та осад на фільтрі промивають по 4-5 разів гарячою водою.

Розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

1 см одержаного розчину містить 0,01 г заліза.

Суміш розчинів азотнокислого кальцію та азотнокислого заліза; готують наступним чином: 500 см розчину азотнокислого кальцію додають до 250 см розчину азотнокислого заліза та перемішують.

Промивна рідина; готують наступним чином: до 1 дм розчину гідроксиду калію (10 г/дм ) додають 30 см суміші розчинів азотнокислого кальцію та азотнокислого заліза і перемішують. Через 10-15 хв розчин відфільтровують через подвійний фільтр "біла стрічка". Фільтр із осадом, не промиваючи, відкидають. Розчин готують перед застосуванням.

Інші реа

ктиви - за п. 2.1.2.

2.3.3. Проведення аналізу

0,5 г сталі поміщають у склянку місткістю 250 см , додають 20 см розчину молібденовокислого амонію, 10 см азотної кислоти та 30 см соляної кислоти.

Наважку розчиняють при нагріванні і випарюють розчин насухо на киплячій водяній бані або обережно випарюють на плиті, накритій товстим шаром азбесту. Додають 10 см азотної кислоти і випарюють розчин насухо на киплячій водяній бані. Цю операцію повторюють ще раз. Сухий залишок обережно нагрівають на плиті до припинення виділення оксидів азоту, потім на плиті або в сушильній шафі (140±5)°С протягом 1 год.

До сухого залишку додають 5-10 см. соляної кислоти та нагрівають до розчинення солей. При цьому на дні склянки залишаються нерозчинні сполуки титану, цирконію, ніобію, вольфраму та молібдену. Додають 40-50 см гарячої води та кип'ятять 2-3 хв.

Додають розчин гідроксиду калію (150 г/дм ) до лужної реакції з індикаторного паперу конго та 70 см надлишок. Розчин перемішують, обережно нагрівають до кипіння і продовжують нагрівати на киплячій водяній бані протягом 25-30 хв. Дають відстоятись осаду протягом 5-7 хв.

Розчин фільтрують через фільтр «біла стрічка» діаметром 15 см у склянку місткістю 600 см з нанесеною на ньому міткою на рівні 500 см . Промивають склянку 5-6 разів і осад на фільтрі 18-20 разів гарячим розчином калію гідроксиду (20 г/дм ). Осад відкидають. Фільтрат охолоджують, розбавляють водою до 500 см .

До фільтрату додають 15 см суміші розчинів азотнокислого кальцію та карбонільного заліза і перемішують. Через 5 хв додають ще 6 см цієї суміші. Через 15 хв (і не більше ніж через 2 год) осад гідроксиду кальцію і заліза, що містить фосфор, відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси. Склянку промивають 4-5 разів і осад на фільтрі 7-8 разів промивною рідиною.

Осад гідроксиду кальцію та заліза розчиняють на фільтрі 40 см. гарячої соляної кислоти, розведеної 1:1, накривши при цьому лійку годинниковим склом. Фільтрат збирають у склянку, в якій проводили осадження. Годинне скло обмивають гарячою соляною кислотою, розведеною 1:100, фільтр промивають тією самою кислотою 7-8 разів.

При масовій частці миш'яку в аналізованому зразку більше 10% від масової частки фосфору або, якщо масова частка миш'яку невідома, останній видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього отриманий солянокислий розчин випарюють насухо, додають 10 см. соляної кислоти і знову випарюють насухо. Цю операцію повторюють ще раз. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей. Цю операцію повторюють ще раз. Додають 15 см соляної кислоти, розведеної 1:3, нагрівають до розчинення солей. При випаданні осаду кремнієвої кислоти розчин розбавляють гарячою водою до 80-100 см. та нагрівають до кипіння.

Осад кремнієвої кислоти фільтрують на фільтр середньої щільності, що містить невелику кількість беззольної паперової маси. Фільтрат збирають у склянку місткістю 400 см . Склянку та осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою соляною кислотою, розведеною 1:100. Фільтрат зберігають (основний розчин).

Фільтр з осадом кремнієвої кислоти поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють при (800-900)°С. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 8-10 крапель азотної кислоти, 3-5 см. фтористоводневої кислоти та обережно випарюють вміст тигля насухо.

Залишок у тиглі сплавляють з 1-2 г вуглекислого натрію при (1000-1100) °С. Плав вилуговують гарячою азотною кислотою. розведеної 1:10 при кип'ятінні. Отриманий розчин приєднують до основного розчину. Тигель обмивають гарячою водою, приєднуючи промивну рідину до основного розчину.

Розчин випарюють до 5-10 см , переносять у мірну колбу місткістю 100 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Вимірюють оптичну густину, як зазначено в пп. 2.1.3.2 , 2.1.3.3 .

(Змінена р

едакція, змін. N 1).

2.4. Побудова градуювального графіка

2.4.1. Побудова градуювального графіка із застосуванням як відновник аскорбінової кислоти в присутності антимонілтартрату калію

У шість склянок місткістю по 100 см поміщають 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 см стандартного розчину Б однозаміщеного фосфорнокислого калію, що відповідає 2, 5, 10, 15, 20, 30 мкг фосфору. Сьома склянка місткістю 100 см служить щодо контрольного досвіду зміст фосфору в реактивах.

У кожну склянку доливають по 1 см хлорної кислоти та випарюють розчини до початку виділення її парів. Далі аналіз ведуть, як зазначено у п. 2.1.3.2 .

За знайденими значеннями оптичної щільності з урахуванням поправки контрольного досвіду та відповідним їм мас фосфору будують градуювальний графік.

2.4.2. Побудова градуювального графіка із застосуванням як відновник іонів двовалентного заліза в присутності гідрохлориду гідроксиламіну

У дев'ять мірних колб місткістю по 100 см поміщають 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 6,5 см стандартного розчину Б однозаміщеного фосфорнокислого калію, що відповідає 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 65 мкг фосфору. Десята мірна колба місткістю 100 см служить щодо контрольного досвіду зміст фосфору в реактивах.

У кожну колбу доливають по 5 см розчину хлорного заліза (або азотнокислого заліза), по 20 см води та розчин аміаку (1:1) до початку випадання гідроксиду заліза, який потім розчиняють, додаючи по краплях соляну кислоту (щільністю 1,105 г/см ) і далі аналіз ведуть, як зазначено у п. 2.1.3.3 .

За знайденими значеннями оптичної щільності з урахуванням поправки контрольного досвіду та відповідним їм мас фосфору будують градуювальний графік.

2.4.1; 2.4.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

2.5. Обробка результатів

2.5.1. Масову частку фосфору ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса фосфору, знайдена за градуювальним графіком, мкг;

- Маса навішування сталі, взятої для вимірювання, мкг.

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.5.2. Розбіжності, що допускаються, між крайніми з трьох паралельних результатів при довірчій ймовірності Р=0,95 не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці.

3. Екстракційно-фотометричний метод визначення фосфору в сталях, що містять до 2% титану, до 0,5% цирконію, до 1% ніобію, до 10% вольфраму, молібден, нікель та хром

3.1. Сутність методу

Метод заснований на екстрагуванні фосфору з хлорнокислого середовища ізобутиловим спиртом у вигляді жовтого фосфорномолібденового комплексу, який відновлюють в органічній фазі (відокремлюючи попередньо водний шар) до синього комплексного з'єднання ( = 725 нм) хлористим оловом. Екстракт гомогенізують ацетоном та закінчують аналіз фотометрично. Забарвлення синього комплексного з'єднання стійке протягом щонайменше 3 год.

Наважку сталі розчиняють у суміші азотної та соляної кислот. Розчин випарюють із хлорною кислотою до початку виділення її пари. Якщо сталь містить хром, його видаляють відгоном у вигляді хлористого хромілу. Залишковий хром відновлюють сірчистокислим натрієм.

Дія, що заважає цирконію, ніобію, вольфраму і титану (при масовій частці останнього менше 1%) усувають додаванням фтористого амонію. Молібден та нікель визначенню не заважають.

Зміст миш'яку менше 0,003% не заважає визначенню фосфору. При вмісті миш'яку більше 0,003% і вольфраму менше 3% миш'як відганяють у вигляді трихлористого миш'яку.

3.2. Апаратура, реактиви

Спектрофотометр типу СФ-46 або фотоелектроколориметр КФК-2 або іншого типу, що забезпечують таку саму точність вимірювання.

Кислота хлорна.

Натрій сірчистокислий (сульфіт натрію) безводний за ГОСТ 195-77 розчин, насичений при кімнатній температурі.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 .

Амоній фтористий за ГОСТ 4518-75 , розчин з масовою концентрацією 20 г/дм . Розчин слід зберігати у поліетиленовій посудині.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 та 1 н. розчин; готують так: до 700 см води додають 20 см сірчаної кислоти, перемішують та охолоджують.

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765-78 , перекристалізований (за п. 2.1.2) сірчанокислий розчин з масовою концентрацією 50 г/дм ; готують наступним чином: 50 г реактиву поміщають у склянку місткістю 400 см , додають 200 см води та розчиняють при нагріванні. Розчин відфільтровують у мірну колбу місткістю 1 дм. , охолоджують, обережно додають 115 см. сірчаної кислоти, розбавляють водою до мітки та перемішують. Розчин слід зберігати у кварцовій або поліетиленовій посудині.

Спирт ізобутиловий за ГОСТ 6016-77 .

Олово дволористе за НТД, розчин А; готують наступним чином: 10 г SnCl · H O розчиняють при нагріванні 25 см соляної кислоти.

Розчин Б; готують так: до 1 см розчину, А додають 200 см 1 н. розчину сірчаної кислоти та перемішують. Розчин Б придатний для застосування протягом доби.

Ацетон за ГОСТ 2603-79 .

Інші реактиви та апаратуру див. у пп. 2.1.2 та

2.2.2.

3.1; 3.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. 0,5 г сталі (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,12%) або 0,25 г (при масовій частці фосфору від 0,12 до 0,25%) поміщають у склянку місткістю 200-250 см , додають 10 см азотної кислоти, 30 см соляної кислоти, накривають годинниковим склом і розчиняють навішування при нагріванні.

При масовій частці миш'яку більше 0,003% і вольфраму менше 3% миш'як видаляють відгоном. Для цього аналізований розчин випарюють насухо, додають 10 см. соляної кислоти і знову випарюють насухо. Цю операцію повторюють ще раз. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей, потім додають 10 см соляної кислоти та знову випарюють до стану вологих солей. Цю операцію повторюють ще раз. Після цього додають 15 см соляної кислоти, розведеної 1:3, нагрівають до розчинення солей.

До отриманого розчину додають 40-50 см. хлорної кислоти, нагрівають розчин до початку виділення її парів та ще 5 хв.

У тому випадку, якщо сталь містить хром, його відганяють у вигляді хлористого хромілу, для цього після повного окислення хрому хлорною кислотою знімають годинникове скло і додають по краплях соляну кислоту до припинення виділення бурої пари хлористого хромілу. Склянку накривають склом і нагрівають розчин до повного окислення хрому. Операцію відгону хлористого хромілу повторюють до його повного видалення.

Розчин трохи охолоджують, додають до нього 2-3 см насиченого розчину сірчистокислого натрію, 10-15 см води і кип'ятять 5-7 хв, потім додають 15 см розчину фтористого амонію та нагрівають 5 хв.

Якщо розчин каламутний, його відфільтровують у мірну колбу місткістю 100 см. через фільтр "біла стрічка" з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси. Склянку та осад на фільтрі промивають по 5-6 разів гарячою водою.

Розчин охолоджують, доливають водою до мітки і перемішують.

шивають.

3.3.2. 10 см одержаного розчину (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,06%) або 5 см (при масовій частці фосфору від 0,06 до 0,25%) поміщають у ділильну вирву місткістю 200 см .

Розчин розбавляють до 50 см хлорною кислотою, розведеною 1:50, додають 10 см сірчанокислого розчину молібденовокислого амонію, 20 см ізобутилового спирту і струшують 1 хв.

Дають розділитися шарам, водний шар відкидають, до спиртового шару додають 15 см. розчину Б хлористого олова і струшують 1 хв. Дають розділитися шарам, водяний шар відкидають.

Органічний шар зливають у суху мірну колбу місткістю 50 см. , споліскують ділильну вирву ацетоном, приєднуючи його до розчину в мірній колбі, доливають ацетоном до мітки і перемішують.

Вимірюють оптичну щільність розчину на спектрофотометрі при довжині хвилі 725 нм або на фотоколориметрі з червоним світлофільтром (область світлопропускання 620-640 нм) в кюветі з товщиною шару 20 мм, в якості розчину порівняння служить екстракт другої аліквотної частини, до якої додають , За винятком молібденовокислого амонію.

Масу фосфору (в мкг) з урахуванням поправки контрольного досвіду знаходять за градуювальним графіком

у.

3.3.1; 3.3.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

3.3.3. Побудова градуювального графіка

У ділильні вирви місткістю по 200 см з міткою, нанесеною на рівні 50 см , поміщають 0,25; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 та 3 см стандартного розчину Б однозаміщеного фосфорнокислого калію, що відповідає 25; 5; 10; 15; 20; 25 та 30 мкг фосфору.

Додають по 1,5 см розчину фтористого амонію, доливають до 50 см хлорною кислотою, розведеною 1:50, потім додають по 10 см сірчанокислого розчину молібденовокислого амонію, по 20 см ізобутилового спирту і струшують 1 хв.

Дають розділитися шарам, водяний шар відкидають. До спиртового шару додають 15 см. розчину Б хлористого олова і струшують 1 хв. Дають розділитися шарам, водяний шар відкидають.

Органічний шар зливають у суху мірну колбу місткістю 50 см. , обполіскують ділильну вирву ацетоном, приєднуючи його до розчину в мірній колбі, доливають ацетоном до мітки і перемішують.

Оптичну щільність розчину вимірюють на спектрофотометр при довжині хвилі 725 нм або на фотоелектроколориметрі, інтервал світлопоглинання 620-640 нм, в кюветі з товщиною шару 20 мм. Як розчин порівняння служить екстракт розчину контрольного досвіду.

За знайденими значеннями оптичної густини з урахуванням поправки контрольного досвіду будують градуювальний графік.

(Змінена редакція, Изм. N

1).

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку фосфору ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса фосфору, знайдена за градуювальним графіком, мкг;

- Маса навішування сталі, взятої для вимірювання, мкг.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3.4.2. Розбіжності, що допускаються, зазначені в п. 2.5.2.

ДОДАТОК 1 (рекомендований). ВІЗУАЛЬНИЙ КОЛОРИМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ФОСФОРУ (0,002-0,25%)

ДОДАТОК 1
Рекомендоване

1. Загальні вимоги

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 20560-81 .

2. Метод визначення фосфору в сталях з масовою часткою вольфраму до 5%, хрому до 5% та нікелю до 5%

2.1. Сутність методу

Метод заснований на реакції утворення жовтої фосфорномолібденової гетерополікислоти H /P (Mo O )/п·H O, яку екстрагують ефіром і відновлюють хлористим оловом до комплексного з'єднання, забарвленого синій колір. Інтенсивність фарбування ефірного шару порівнюють зі шкалою стандартних розчинів. Синє забарвлення комплексу стійке протягом 3-5 хв.

Тривалентний фосфор попередньо окислюють до пятивалентного марганцевокислим калієм.

Важкий вплив ванадію усувають додаванням двовалентного заліза. Заважають визначенню титан, цирконій та ніобій.

Мішача дія миш'яку усувають відгоном його у вигляді трихлористого миш'яку.

2.2. Реактиви

Мідь азотнокисла за нормативно-технічною документацією.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 , розведена 1:9 та 1:13.

Кобальт марки К0 за ГОСТ 123-78 .

Кобальт азотнокислий за ГОСТ 4528-78 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765-78 розчин; готують наступним чином: 75 г молібденовокислого амонію розчиняють при нагріванні 500 см води, розчин охолоджують і вливають при перемішуванні 500 см азотної кислоти, розведеної 1:1. Розчин витримують протягом 3-5 діб і фільтрують через фільтр «біла стрічка». Перед застосуванням розчин розбавляють водою у співвідношенні 1:1. За наявності жовтого осаду розчин не придатний для застосування.

Олово дволористе за НТД, розчин; готують наступним чином: 2 г SnCl · 2H O розчиняють при нагріванні 30 см соляної кислоти, розчин охолоджують, додають до нього 70 см води та перемішують.

Ефір діетиловий.

Залізо карбонільне за нормативно-технічною документацією (99,9% загального заліза).

Залізо сірчанокисле закисне за ГОСТ 4148-78 , розчин з масовою концентрацією 300 г/дм у сірчаній кислоті, розведеній 1:50.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 .

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 , розчин з масовою концентрацією 40 г/дм .

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197-74 розчин з масовою концентрацією 50 г/дм .

Амоній бромистий за ГОСТ 19275-73 , розчин з масовою концентрацією 100 г/

дм .

2.3. Підготовка до аналізу

2.3.1. Приготування шкали стандартних розчинів

2.3.1.1. Пробірки для кольорових стандартних та аналізованих розчинів повинні бути виготовлені з одного й того самого скла та мати по всій висоті однаковий діаметр.

Рекомендується застосовувати пробірки з внутрішнім діаметром приблизно 8 мм, оскільки необхідна точність результатів аналізу досягається порівняно слабких забарвлень. Висота пробірок для стандартних розчинів повинна становити 220 мм, для аналізованих розчинів 160 мм.

Підбір пробірок однакового діаметра роблять шляхом приливання в чисті сухі пробірки піпеткою однакових кількостей води. Пробірки, у яких рівні води розташуються на однаковій висоті, можна вважати такими, що мають практично однакові діаметри.

Для приготування кольорових стандартних розчинів використовують розчини міді азотнокислої, азотнокислого кобальту, азотнокислого заліза і азотної кислоти, розведеної 1: 13.

розчин азотнокислої міді; готують наступним чином: 100 г Cu (NО ) ·6Н Про розчиняють 95 см азотної кислоти, розведеної 1:9. Розчин фільтрують.

розчин азотнокислого кобальту; готують наступним чином: 10 г кобальту марки K0 розчиняють при нагріванні 100 см азотної кислоти, розведеної 1:1, розчин випарюють до 70-80 см , охолоджують, відфільтровують у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. 10 см розчину переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Примітка. Замість металевого кобальту розчин азотнокислого кобальту можна приготувати із солі Co (NО ) · 6Н О.


Розчин азотнокислого заліза: 4,971 г карбонільного заліза поміщають у склянку місткістю 400 см поступово доливають 50-60 см азотної кислоти (1:4) та розчиняють при нагріванні. Розчин фільтрують через фільтр середньої густини в мірну колбу місткістю 100 см . Склянку та фільтр промивають гарячою водою. Розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Змішують 81,2 см розчину азотнокислої міді, 97,0 см розчину азотнокислого кобальту та 21,8 см розчину азотнокислого заліза (розчин А) Отриманий розчин розбавляють азотною кислотою, розведеною 1:13, як зазначено у табл. 1.

Таблиця 1

Після заповнення кольоровими стандартними розчинами пробірки щільно закривають гумовими пробками та поміщають у гнізда штатива з молочним склом. Шкала після цього повинна бути перевірена і відкоригована шляхом додавання в кожну пробірку краплями тих розчинів, з яких був приготовлений розчин, що імітує. Розчини додають до тих пір, поки забарвлення імітуючого розчину в кожній пробірці не стане аналогічним забарвленням ефірного шару над розчином навішування відповідного стандартного зразка. Використовують стандартні зразки вуглецевої та низьколегованої сталі.

Співвідношення кількостей розчинів, А та азотної кислоти, розведеної 1: 13, що застосовуються при приготуванні шкали стандартних розчинів, наведено в табл. 1.

Масова частка фосфору (див. табл. 1) відповідає навішенню стандартного зразка 0,2 г та розведенні розчину до 50 см .

Для підготовки розчинів стандартних зразків сталі, що служать для перевірки та коригування шкали стандартних розчинів, 0,2 г сталі поміщають у склянку місткістю 100 см і розчиняють при нагріванні 10 см азотної кислоти, розведеної 1:1. У киплячий розчин додають розчин марганцевокислого калію до початку виділення бурого осаду двоокису марганцю. Додають краплями розчин азотистокислого натрію для розчинення двоокису марганцю і кип'ятять до видалення оксидів азоту. Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 50 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

2 см одержаного розчину поміщають у пробірку для колориметрування.

2.3.1.2. До розчину додають 1 см розчину молібденовокислого амонію, закривають пробірку пробкою та збовтують її вміст. Додають із бюретки 2 см ефіру, закривають пробірку пробкою і знову 2-3 рази збовтують її вміст. Дають відстоятись піні, додають 8-10 крапель розчину хлористого олова, переважно в центр ефірного шару.

Після додавання розчину хлористого олова вміст пробірка не слід збовтувати, оскільки блакитне забарвлення ефірного шару при цьому частково слабшає.

Через 5-10 хв додають ще 3-4 краплі розчину хлористого олова. Закривають пробірку пробкою та порівнюють інтенсивність фарбування ефірного шару зі шкалою стандартних розчинів. Забарвлення ефірного шару стійке протягом 3-5 хв з закінчення додавання розчину хлористого олова.

У розчині контрольного досвіду на масу фосфору в реактивах практично не повинно бути фосфору.

У тих випадках, коли для перевірки даного стандартного розчину важко підібрати відповідний йому по масовій частці фосфору стандартний зразок сталі, можна змінити навішування стандартного зразка або користуватися комбінованим навішуванням двох стандартних зразків. При цьому маса зміненої або комбінованої навішування повинна залишатися в межах 0,16-0,24 г з метою збереження відносної постійної кількості іонів тривалентного заліза в розчині.

2.4. Проведення аналізу

2.4.1. 0,2 г сталі (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,07%) або 0,1 г (при масовій частці фосфору більше 0,07%) поміщають у склянку місткістю 400 см , доливають 10 см азотної кислоти, 30 см соляної кислоти та розчиняють при нагріванні.

Розчин розбавляють гарячою водою до 200-250 см. , нагрівають до кипіння і дають відстоятись осаду вольфрамової (частково кремнієвої) кислоти протягом 30 хв.

Осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси, збираючи фільтрат у склянку місткістю 500 см. . Осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100. Фільтр із осадом вольфрамової кислоти відкидають. Розчин випарюють до вологих солей.

Доливають 5-7 см азотної кислоти та випарюють розчин до стану вологих солей. Додавання азотної кислоти та випарювання розчину насухо повторюють ще раз.

Доливають 5 см азотної кислоти, 10-15 см води і нагрівають до розчинення солей, потім розчин нагрівають до кипіння, додають по краплях розчин марганцевокислого калію до випадання бурого осаду двоокису марганцю (1-2 см ) і кип'ятять 2-3 хв. До киплячого розчину доливають по краплях 5% розчин азотистокислого натрію до розчинення осаду. Розчин кип'ятять кілька хвилин для видалення оксидів азоту та охолоджують.

(Змінена редакція, Изм. N

1).

2.4.2. При масовій частці миш'яку в аналізованому зразку більше 10% від масової частки фосфору або, якщо масова частка миш'яку невідома, останній видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього аналізований розчин випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. Цю операцію повторюють ще раз. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей, потім доливають 10 см соляної кислоти і знову розчин випарюють до стану вологих солей. Приливання соляної кислоти та випарювання розчину до стану вологих солей повторюють ще раз. Доливають 5 см азотної кислоти, 5-10 см води та розчиняють солі при нагріванні.

Розчин переносять у мірну колбу місткістю 50 см (При масовій частці фосфору від 0,002 до 0,14%) або 100 см (При масовій частці фосфору від 0,14 до 0,25%). У колбу місткістю 100 см додають 5 см азотної кислоти, розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

У пробірку для колориметрування поміщають аліквотну частину аналізованого розчину відповідно до табл. 2.

Якщо сталь містить ванадій, до розчину в пробірці додають 0,5 см. розчину сірчанокислого закисного заліза. Пробірку закривають гумовою пробкою і збовтують її 2-3 рази.

Аналіз закінчують візуальним колориметричним методом, як зазначено у п. 2.3.1.2 .

Таблиця 2

3. Метод визначення фосфору в хромистих та хромонікелевих сталях

3.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні сталі в суміші азотної та соляної кислот. Хром окислюють до шестивалентного в азотнокислому середовищі надсірчанокислим амонієм. Для повного окислення тривалентного фосфору до пятивалентного застосовують марганцевокислий калій.

Фосфор беруть в облогу з колектором гідроксидом заліза в аміачному середовищі. Осад відфільтровують та розчиняють в азотній кислоті.

Аналіз закінчують візуальним колориметричним методом.

3.2. Реактиви

Амоній надсірчанокислий за ГОСТ 20478-75 , розчин з масовою концентрацією 250 г/дм .

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 .

Інші реактиви - за п. 2.2.

3.3. Проведення аналізу

0,2 г сталі (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,07%) або 0,1 г (при масовій частці фосфору від 0,07 до 0,25%) поміщають у склянку місткістю 400 см , додають 15 см азотної кислоти, 10 см соляної кислоти та розчиняють при нагріванні. Розчин випарюють до стану вологих солей, додають 5-10 см. азотної кислоти та випарюють вміст склянки до стану вологих солей.

Цю операцію повторюють ще раз. Доливають 5 см азотної кислоти, нагрівають, розбавляють розчин водою до об'єму 80-100 см і нагрівають до кипіння, потім доливають 20 см розчину надсірчанокислого амонію і розчин нагрівають до повного окислення хрому до шестивалентного. До киплячого розчину додають 1-2 см. розчину марганцевокислого калію та кип'ятять до випадання двоокису марганцю. Доливають розчин амонію до виділення гідроксиду заліза і приблизно 0,5 г надсернокислого амонію. Вміст склянки кип'ятять 1-2 хв, дають осаду відстоятися протягом 3-5 хв і відфільтровують на фільтр «біла стрічка». Склянку та осад на фільтрі промивають по 5-6 разів гарячим розчином аміаку, розведеного 1:100. Гідроксид заліза змивають із фільтра водою у склянку, в якій проводилося осадження. Фільтр промивають 40 см гарячої азотної кислоти, розведеної 1:1, з додаванням кількох крапель розчину азотистокислого натрію та 5-6 разів гарячою водою. Промивну рідину збирають у склянку з осадом.

Вміст склянки нагрівають до розчинення осаду і розчин випарюють до об'єму 8-10 см .

Аналіз продовжують, як зазначено у п. 2.4.2.

4. Метод визначення фосфору в сталях з масовою часткою вольфраму до 5%, титану до 1,5%, ніобію, хрому, нікелю та ванадію до 1,5%

4.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні навішування сталі в суміші азотної та соляної кислот. Хром окислюють до шестивалентного нагрівання з хлорною кислотою. При цьому тривалентний фосфор окислюється до пятивалентного.

Хром відокремлюють від фосфору відгоном у вигляді хлористого хромілу. Дія вольфраму, титану, цирконію і ніобію, що заважає, усувають додаванням біфториду амонію.

Аналіз закінчують візуальним колориметричним методом.

4.2. Реактиви

Кислота хлорна за нормативно-технічною документацією, щільністю 1,50 г/см .

Амоній фтористий кислий (біфторид амонію) згідно з ГОСТ 9546-75 .

Інші реактиви - за п. 2.2.

4.3. Проведення аналізу

0,2 г сталі (при масовій частці фосфору від 0,002 до 0,07%) або 0,1 г (при масовій частці фосфору від 0,07 до 0,25%) поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 10 см азотної кислоти, 30 см соляної кислоти, накривають склянку годинниковим склом і розчиняють навішування при нагріванні.

При масовій частці миш'яку в аналізованому зразку більше 10% від маси фосфору або, якщо масова частка миш'яку невідома, його видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього аналізований розчин випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти та випарюють насухо. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину бромистого амонію і розчин випарюють до стану вологих солей, потім доливають 10 см соляної кислоти та знову випарюють до стану вологих солей. Приливання соляної кислоти та випарювання розчину до стану вологих солей повторюють ще раз.

До розчину доливають 10 см хлорної кислоти та нагрівають вміст склянки до повного окислення хрому. Знімають годинникове скло та обережно доливають по стінках склянки 5 см. соляної кислоти до припинення виділення бурої пари хлористого хромілу. Склянку знову накривають склом та нагрівають розчин до повного окислення хрому. Операцію відгону хлористого хромілу повторюють кілька разів до видалення основної маси хрому.

Додають 10 см азотної кислоти. Розчин нагрівають і додають (не припиняючи нагрівання) при перемішуванні 0,4 г амонію біфториду, зваженого з похибкою не більше 0,01 г. Після розчинення осаду, що містить титан, цирконій і ніобій, розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують. Осаду вольфрамової кислоти дають відстоятись протягом 15 хв.

У пробірку для колориметрування поміщають аліквотну частину аналізованого розчину відповідно до табл. 3.

Якщо сталь містить ванадій, до розчину в пробірці додають 0,5 см. розчину сірчанокислого закисного заліза. Пробірку закривають гумовою пробкою і збовтують її 2-3 рази.

Аналіз закінчують візуальним колориметричним методом, як зазначено у п. 2.3.1.2 .

Таблиця 3

5. Обробка результатів

5.1. Масову частку фосфору у відсотках, з урахуванням виправлення контрольного досвіду, знаходять за шкалою стандартних розчинів.

Залежно від маси навішування, об'єму мірної колби та аліквотної частини розчину, знайдений за шкалою результат множать на відповідний коефіцієнт, як зазначено в табл. 4.

Таблиця 4

5.2. Допустимі розбіжності між крайніми результатами трьох паралельних визначень при довірчій ймовірності = 0,95 нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл. 5.

Таблиця 5

ДОДАТОК 2 (рекомендований). 1. Титриметричний метод визначення фосфору (0,02-0,25%)

ДОДАТОК 2
Рекомендоване

1.1. Сутність методу

Метод заснований на осадженні фосфору у вигляді фосфоромолібдату амонію (NH ) PО ·12MoO · 2H О. Осад розчиняють у титрованому розчині лугу, надлишок якого відтитрують азотною кислотою.

Застосування азотної кислоти для розчинення навішення перешкоджає випаровуванню фосфору у вигляді фосфористого водню.

Тривалентний фосфор попередньо окислюють до пятивалентного.

Мішача дія миш'яку усувають відгоном його у вигляді трихлористого миш'яку.

Метод не застосовний для аналізу сталей, що містять титан, цирконій, ніобій та більше 5% вольфраму.

1.2. Реактиви

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 і розведена 1:2, 1:100.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 .

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 , розчин з масовою концентрацією 40 г/дм .

Натрій азотистокислий ГОСТ 4197-74, розчин з масовою концентрацією 56 г/дм .

Аміак водний розчин за ГОСТ 3760-79 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765-78 .

Молібденова рідина; готують змішуванням двох розчинів: 36 г молібденовокислого амонію розчиняють у 30 см розчину аміаку та 50 см води; 115 см розчину аміаку обережно вливають у 575 см азотної кислоти, розведеної 1:1, і додають 230 см води. Отримані розчини охолоджують і змішують, обережно вливаючи перший розчин у другий при сильному збовтуванні, щоб біла каламутна утворилася. При цьому необхідно періодично охолоджувати розчин, не допускаючи його нагрівання. Потім витримують розчин протягом 48 год. Перед застосуванням його фільтрують.

Спирт етиловий за ГОСТ 18300-87 .

Родинний амоній, розчин масовою концентрацією 100 г/дм .

Калій азотнокислий за ГОСТ 4217-73 , розчин з масовою концентрацією 10 г/дм .

Фенолфталеїн НТД, розчин з масовою концентрацією 10 г/дм ; готують наступним чином: 1 г фенолфталеїну розчиняють у 60 см етилового спирту та змішують з 40 см води.

Вода нейтральна; готують наступним чином: до 1 дм води, з якої попередньо видаляють вуглекислоту кип'ятінням протягом 2-3 год, доливають 5 см розчину фенолфталеїну і таку кількість титрованого розчину гідроксиду натрію, щоб вода набула стійкого рожевого забарвлення. Потім до розчину додають краплями титрований розчин азотної кислоти до зникнення забарвлення. 50 см нейтралізованої таким чином води мають забарвитися в рожевий колір від додавання однієї краплі титрованого розчину їдкого натру.

Барію гідроксид за ГОСТ 4107-78 .

Вапно натронне.

Натрію гідроксид (натрідкий) за ГОСТ 4328-77 титрований розчин; готують наступним чином: 33 г гідроксиду натрію розчиняють 10 дм води, з якої попередньо видаляють вуглекислоту кип'ятінням протягом 2-3 год. До розчину доливають 3-5 см розчину з масовою концентрацією 10 г/дм гідроксиду барію і витримують протягом 2-3 діб, поки осад вуглекислоти барію, що утворився, відстоюється повністю. Розчин зберігають у бутлі, закритій гумовою пробкою з двома отворами: в один із них вставлений поглинач із натронним вапном, в інше — сифонна трубка з краном, що не доходить до дна бутлі на 0,5 см, із загнутим догори кінцем.

Прозорий розчин сифонують в іншу сулію і зберігають, як зазначено вище.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 , титрований розчин; готують наступним чином: 50 см азотної кислоти поміщають у сулію і розбавляють до об'єму 10 дм водою, з якої попередньо видаляють вуглекислоту кип'ятінням протягом 2-3 год. розчину азотної кислоти повинен приблизно відповідати 1 см титрованого розчину гідроксиду натрію. Розчин зберігають у бутлі, закритій гумовій пробкою з двома отворами: в один із них вставлений поглинач із натронним вапном, в інше — сифонна трубка (з краном), що не доходить до дна пляшки на 0,5 см.

Співвідношення між титрованими розчинами гідроксиду натрію та азотної кислоти встановлюють наступним чином: у конічну колбу місткістю 300 см наливають із бюретки 25 см розчину гідроксиду натрію, додають 25 см нейтральної води та титрують азотною кислотою до зникнення червоного забарвлення.

Співвідношення між розчинами гідроксиду натрію та азотної кислоти ( ) обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину гідроксиду натрію, взятий для титрування, см ;

- Об'єм розчину азотної кислоти, витрачений на титрування, см .

Титр розчину гідроксиду натрію встановлюють за наважкою стандартного зразка сталі з відомим вмістом фосфору, близького за складом до зразка, що аналізується, проводять її через всі стадії аналізу, як зазначено в п. 1.3.1.

Титр розчину гідроксиду натрію (Т), виражений у грамах фосфору, обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування стандартного зразка сталі, г;

- масова частка фосфору у стандартному зразку, %;

- Об'єм розчину гідроксиду натрію, взятий для розчинення осаду фосфоромолібдату амонію, см ;

- Об'єм розчину азотної кислоти, витрачений на титрування розчину гідроксиду натрію при аналізі стандартного зразка, мл;

- Співвідношення між титрованими розчинами гідроксиду натрію та азотної кислоти.

1.3. Проведення аналізу

1.3.1. Визначення фосфору в сталях, що не містять вольфраму та з масовою часткою хрому менше 5%

1.3.1.1. 2 г сталі поміщають у склянку місткістю 300-400 см , додають 70 см азотної кислоти, розведеної 1:2, розчиняють при нагріванні.

Якщо навішування не розчиняється в азотній кислоті, до неї додають 10 см. соляної кислоти, нагрівають до розчинення і розчин випарюють до стану вологих солей. Додають 10 см азотної кислоти і знову випарюють розчин до стану вологих солей, потім додають 10 см азотної кислоти, 15-20 см води та нагрівають до розчинення солей.

1.3.1.2. Осад кремнієвої кислоти фільтрують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси, збираючи фільтрат у конічну колбу місткістю 300 см. . Осад на фільтрі промивають 6-8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100. Фільтр із осадом кремнієвої кислоти відкидають.

Примітка. Якщо масова частка кремнію в аналізованому зразку перевищує 1,5%, фільтр з осадом кремнієвої кислоти поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють при 800-900°С. Осад змочують 2-3 краплями води, додають 8-10 крапель азотної кислоти, 3-5 см. фтористоводневої кислоти та обережно випарюють вміст тигля насухо. Залишок у тиглі сплавляють з 1-2 г вуглекислого натрію при 1000-1100°С. Плав вилуговують водою при кип'ятінні, тигель обмивають водою і додають азотну кислоту, розведену 1:1, до розкладання карбонатів (припинення спінювання). Отриманий розчин приєднують до основного фільтрату.

До киплячого фільтрату додають 5-10 см. розчину з масовою концентрацією 40 г/дм марганцевокислого калію і кип'ятять до випадання бурого осаду двоокису марганцю. Не припиняючи нагрівання, по краплях приливають розчин з масовою концентрацією 50 г/дм азотистокислого натрію до повного розчинення осаду і кип'ятять до видалення оксидів азоту.

При масовій частці миш'яку в аналізованій сталі більше 10% від маси фосфору або, якщо вміст миш'яку невідомий, останній видаляють відгоном у вигляді трихлористого миш'яку. Для цього розчин випарюють насухо, до сухого залишку додають 10 см. соляної кислоти і знову випарюють розчин насухо. Цю операцію повторюють ще двічі для розкладання нітратів. Сухий залишок розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти, доливають 10 см розчину з масовою концентрацією 100 г/дм бромистого амонію та випарюють до стану вологих солей. Випарювання розчину до стану вологий солей повторюють ще раз, додаючи перед випарюванням 10 см соляної кислоти, потім додають 10 см азотної кислоти та випарюють до стану вологих солей. Додавання азотної кислоти та випарювання до стану вологих солей повторюють ще раз. Після цього додають 10 см азотної кислоти, 10-15 см води та нагрівають до розчинення солей.

Розчин охолоджують, додають до нього розчин аміаку до початку випадання осаду гідроксиду заліза, який розчиняють у азотній кислоті, приливаючи її краплями. Додають ще 5 см азотної кислоти.

Розчин нагрівають до 50-60 ° С, додають 50 см молібденової рідини і збовтують кілька хвилин до випадання жовтого осаду фосфоромолібдату амонію. Осаду дають відстоятись протягом 2-3 год.

Осад відфільтровують на фільтр «синя стрічка» з додаванням невеликої кількості паперової маси беззольної. Колбу, в якій проводилося осадження, та осад на фільтрі промивають 6-7 разів азотною кислотою, розведеною 1:100, для видалення заліза. Для перевірки повноти відмивання осаду від заліза 0,5-1 см стікає промивної рідини збирають в пробірку і доливають 3-5 крапель розчину з масовою концентрацією 100 г/дм роданистого амонію. Рідина в пробірці має залишатися безбарвною.

Осад промивають 5-7 разів розчином азотнокислого калію видалення вільної азотної кислоти. Для перевірки повноти відмивання осаду 8-10 крапель промивної рідини, що стікає, збирають в пробірку, доливають дві краплі розчину з масовою концентрацією 10 г/дм фенолфталеїну та одну краплю титрованого розчину гідроксиду натрію. Якщо осад відмитий, рідина в пробірці повинна забарвитися у червоний колір.

Фільтрат відкидають. Фільтр з осадом поміщають у колбу, в якій проводилося осадження, доливають 25 см нейтральної води, п'ять крапель розчину фенолфталеїну, розривають фільтр скляною паличкою на дрібні частини та збовтують вміст колби. Доливають титрований розчин гідроксиду натрію до появи червоного забарвлення і збовтують вміст колби до розчинення осаду. Якщо осад фосфоромолібдату амонію не розчинився, доливають ще деяку кількість титрованого розчину гідроксиду натрію (після розчинення осаду розчин повинен мати рожеве забарвлення). Додають ще 3-5 см розчину гідроксиду натрію, обмивають стінки колби нейтральною водою і титрують надлишок лугу титрованим розчином азотної кислоти до зникнення червоного забарвлення. До фільтрату з осадом контрольного досвіду доливають 25 см нейтральної води, 25 см титрованого розчину гідроксиду натрію і після розчинення осаду відтитрують надлишок лугу титрованим розчином азотної кислоти,

ак описано вище.

1.3.2. Визначення фосфору в сталях з масовою часткою вольфраму менше 5% та хрому менше 5%

2 г сталі поміщають у склянку місткістю 300-400 см , доливають 60 см азотної кислоти, розведеної 1:2, 15 см соляної кислоти та розчиняють при помірному нагріванні.

Розчин випарюють до об'єму 20-30 см , розбавляють гарячою водою до об'єму 250-300 см , нагрівають до кипіння і дають відстоятись осаду вольфрамової кислоти протягом 2 год.

Осад відфільтровують на фільтр "синя стрічка", що містить невелику кількість беззольної паперової маси. Фільтрат збирають у склянку місткістю 600 см . Склянку та осад на фільтрі промивають 8-10 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100. Осад відкидають.

Розчин випарюють до стану вологих солей, додають 10 см. азотної кислоти, 30-40 см води та нагрівають до розчинення солей.

Далі аналіз ведуть, як зазначено у п. 1.3.1.

2.

1.4. Обробка результатів

1.4.1. Масову частку фосфору ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину гідроксиду натрію, взятий для розчинення осаду фосфоромолібдату амонію, см ;

- Об'єм розчину азотної кислоти, витрачений на титрування надлишку розчину гідроксиду натрію при аналізі сталі, см ;

- Співвідношення між титрованими розчинами гідроксиду натрію та азотної кислоти;

- Титр розчину гідроксиду натрію, виражений у грамах фосфору;

- Маса навішування, г

.

1.4.2. Допустимі розбіжності між крайніми результатами трьох паралельних визначень при довірчій ймовірності = 0,95 нічого не винні перевищувати значень, зазначених у таблиці.