ГОСТ 12361-2002

ГОСТ 12361–2002 Стали леговані та високолеговані. Методи визначення ніобію

ГОСТ 12361-2002

Група В39

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГОВАНІ І ВИСОКОЛЕГОВАНІ

Методи визначення ніобію

Нарізані і високі стелі. Методи для визначення ніобіуму

МКС 77.080.20
ОКСТУ 0709

Дата введення 2003-05-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Російською Федерацією, Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 145 "Методи контролю металопродукції"

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 21 від 30 травня 2002 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Додаток, А цього стандарту відповідає міжнародному стандарту ISO 9441-83* «Сталь. Визначення змісту ніобію. Спектрофотометричний метод з реагентом ПАР
________________
* Доступ до міжнародних та зарубіжних документів, згаданих тут і далі за текстом, можна отримати, перейшовши за посиланням на сайт shop.cntd.ru. - Примітка виробника бази даних.

4 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 11 вересня 2002 р. N 331-ст міждержавний стандарт ГОСТ 12361-2002 введено в дію як державний стандарт Російської Федерації з 1 травня 2003 р.

5 ВЗАМІН ГОСТ 12361–82

6 ПЕРЕВИДАННЯ. Листопад 2005 р.

1 Область застосування

Даний стандарт встановлює фотометричні методи визначення ніобію при його масовій частці від 0,002% до 4,00% з реагентом сульфонітрофенолом або сульфохлорфенолом С і від 0,01% до 8,00% з реагентом ПАР.

Допускається визначення ніобію спектрофотометричним методом з реагентом ПАР за міжнародним стандартом ISO 9441, наведеним у додатку А.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3773-72 Амоній хлористий. Технічні умови

ГОСТ 4166-76 Натрій сірчанокислий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5456-79 Гідроксиламіну гідрохлорид. Технічні умови

ГОСТ 5817-77 Кислота винна. Технічні умови

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорна. Технічні умови

ГОСТ 7172-76 Калій піросернокислий

ГОСТ 7565-81 (ІСО 377-2-89) Чавун, сталь та сплави. Метод відбору проб визначення хімічного складу

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористо-воднева. Технічні умови

ГОСТ 10652-73 Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти, 2-водна (трилон Б). Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню перекис. Технічні умови

ГОСТ 11125-84 Кислота азотна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 14261-77 Кислота соляна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 14262-78 Кислота сірчана особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 16099-80 Ніобій у зливках. Технічні умови

ГОСТ 16100-79 Ніобій у штабиках. Технічні умови

ГОСТ 18289-78 Натрій вольфрамовокислий 2-водний. Технічні умови

ГОСТ 28473-90 Чавун, сталь, феросплави, хром, марганець металеві. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

4 Фотометричний метод визначення ніобію, обложеного феніларсоновою кислотою, з сульфохлорфенолом або з сульфонітрофенолом

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні навішування у відповідних кислотах, осадженні ніобію феніларсоновою кислотою, утворенні забарвленого комплексного з'єднання ніобію з сульфохлорфенолом або сульфонітрофенолом і вимірюванні оптичної щільності розчину при довжині хвилі 650 або 640 нм відповідно.

Вплив цирконію усувають зв'язуванням його в комплекс динатрієвої сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти.

Метод застосовний для масових часток ніобію від 0,002% до 4,00%.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Муфельна піч для сплаву.

Лазня водяна.

Тиглі кварцові.

Залізо, ос. ч., що не містить ніобію.

Кислота соляна за ГОСТ 14261 чи ГОСТ 3118 і розведена 1:9.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 чи ГОСТ 14262 і розведена 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Водню пероксид, розчин 300 г/дм за ГОСТ 10929 .

Цирконію нітрат, розчин 3 г/дм в середовищі соляної кислоти: розчиняють 0,3 г нітрату цирконію 50 см соляної кислоти (1:4). Фільтрують через щільний фільтр, розбавляють до 100 см. водою та перемішують.

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин 150 г/дм .

Кислота фенілярсонова (C H AsO(OH) , розчин 40 та 0,5 г/дм .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Калій піросернокислий (калію дисульфат) K S Про .

Сіль динатрієва етилендіамінтетраоцтової кислоти, розчин 50 г/дм (Na C Н Про N · 2H O) (ЕДТА. Na ) за ГОСТ 10652 ; зберігають у поліетиленовому посуді.

Сульфохлорфенол С [2,7-біс (азо-2-окси-3-сульфо-5-хлорбензол)-1,8-діоксинафталін-3,6-дисульфонова кислота], розчин 1 г/дм або сульфонітрофенол С [2,7-біс (азо-2-окси-3-сульфо-5-нітробензол)-1,8-діоксинафталін-3,6-дисульфонова кислота], розчин 1 г/дм .

Розчини придатні для застосування протягом 3 міс.

Ніобій за ГОСТ 16099 чи ГОСТ 16100 .

Стандартні розчини ніобію.

Розчин А: зважують 0,1 г ніобію ос. ч., з точністю ±0,0001 г і поміщають його в платинову чашку або чашку зі скловуглецю. Доливають 10 см фтористоводневої кислоти та 5 см азотної кислоти, додають 15 см сірчаної кислоти і нагрівають до утворення густих білих парів сірчаної кислоти. Охолоджують розчин, додають кілька крапель води і знову випарюють до густої пари сірчаної кислоти. До охолодженого розчину додають невеликими порціями 100 см. розчину винної кислоти та нагрівають до розчинення солей. Охолоджений розчин кількісно переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. . Додають 400 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують.

Розчин придатний для застосування протягом 3 міс.

1 см стандартного розчину, містить А 0,0001 г ніобію.

Примітка - Дозволяється приготування стандартного розчину ніобію з п'ятиоксиду ніобію. Для цього 0,1431 г п'ятиоксиду ніобію, ос. ч., із вмістом основної речовини не менше 99,5% сплавляють у платиновому тиглі з 3 г піросернокислого калію при температурі 700-800 °С до утворення прозорого плава, охолоджують його, далі продовжують як при приготуванні розчину А.


Розчин Б: 10 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см додають 15 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують; готують перед застосуванням.

1 см стандартного розчину містить Б 0,00001 г ніобію.

Розчин: 10 см стандартного розчину Б поміщають у мірну колбу місткістю 100 см додають 15 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують; готують перед вживанням.

1 см стандартного розчину містить 0,000001 г ніобію.

4.3 Проведення аналізу

4.3.1 Наважку проби, залежно від масової частки ніобію, зважують відповідно до таблиці 1.


Таблиця 1

Паралельно з визначенням проводять контрольний досвід, виконуючи всі стадії аналізу та використовуючи ті ж кількості всіх реагентів і ту ж кювету для спектрофотометричного вимірювання, але замість навішування проби використовують залізо, що не містить ніобій.

Поміщають навішування проби у склянку місткістю 400 см. , доливають 30-40 см соляної кислоти, накривають склянку годинниковим склом та розчиняють пробу при нагріванні. У трохи охолоджений розчин обережно додають невеликими порціями 10 см. пероксиду водню та продовжують нагрівання до повного розчинення навішування. Кип'ятять розчин 1-2 хв, розбавляють приблизно до 200 см гарячою водою та додають 5 см розчину нітрату цирконію.

Нагрівають розчин до кипіння і доливають до нього 25 см киплячого розчину феніларсонової кислоти. Кип'ятять 5 хв, додають невелику кількість паперової фільтрувальної маси, добре перемішують і залишають на 10 хв. Фільтрують через фільтр середньої густини з невеликою кількістю фільтрувальної паперової маси. Частинки осаду зі стінок склянки видаляють скляною паличкою з гумовим наконечником і промивають тричі склянку теплою соляною кислотою (1:9). Осад на фільтрі промивають гарячою соляною кислотою (1:9) і холодною феніларсоновою кислотою 0,5 г/дм до повного відмивання від солей заліза Остаточно кілька разів промивають розчином холодної феніларсонової кислоти 0,5 г/дм. . Поміщають фільтр з осадом в кварцовий тигель, висушують, обвуглюють фільтр при можливо низькій температурі і озолюють при температурі 700-800 °С. Охолоджують, додають 3-5 крапель сірчаної кислоти (1:1), висушують насухо і прожарюють залишок 1-2 хв при температурі 700-800 °С.

До охолодженого залишку додають 2 г піросернокислого калію, сплавляють у печі муфельної при температурі 700-800 °С до утворення прозорого плава.

До охолодженого плаву доливають 35 см розчину винної кислоти та розчиняють при нагріванні. Охолоджений розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

У мірну колбу місткістю 50 см поміщають аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 1, додають 2 см розчину ЕДТА. Na , 24 см соляної кислоти (1:1), 2 см розчину сульфохлорфенолу або сульфонитрофенола С, доливають водою до мітки і перемішують. Колбу з відкритою пробкою нагрівають на водяній бані за температури 40-50 °С протягом 5 хв.

Розчин охолоджують до кімнатної температури, поки його рівень не встановиться на мітці колби. Забарвлення розчину стійке протягом 5 год.

Оптичну щільність розчину вимірюють при довжині хвилі 650 нм у разі застосування сульфохлорфенолу або при довжині хвилі 640 нм у разі застосування сульфонітрофенолу С. Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду.

4.3.2 Побудова градуювальних графіків

Зважують навішування заліза масою, що дорівнює масі навішування проби відповідно до таблиці 1, і виконують операції відповідно до 4.3.1 до отримання розчину плава.

4.3.2.1 Для сталей з масовою часткою ніобію від 0,002% до 0,01% у вісім мірних колб місткістю 50 см доливають аліквотні частини розчину, отриманого за 4.3.2, відповідно до таблиці 1 і сім з них додають стандартний розчин ніобію відповідно до таблиці 2.


Таблиця 2

Розчин восьмої колби є розчином порівняння. Далі надходять, як зазначено у 4.3.1.

4.3.2.2 Для сталей з масовою часткою ніобію понад 0,01% у десять мірних колб місткістю 50 см доливають аліквотні частини розчину, отриманого за 4.3.2, відповідно до таблиці 1 і 9 з них додають стандартний розчин ніобію відповідно до таблиці 3.


Таблиця 3

Розчин десятої колби є розчином порівняння. Далі надходять, як зазначено у 4.3.1.

За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм масовим часткам ніобію будують градуювальний графік.

4.4 Обробка результатів

4.4.1 Масову частку ніобію , %, обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса ніобію в аліквотній частині аналізованого розчину, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби, що відповідає аліквотній частині аналізованого розчину, р.

4.4.2 Нормативи оперативного контролю збіжності, відтворюваності та точності визначення масової частки ніобію наведено в таблиці 4.


Таблиця 4

В процентах

Нормативи оперативного контролю збіжності та нормативи контролю відтворюваності розраховані за рівня довірчої ймовірності =0,95. Нормативи оперативного контролю точності розраховані за рівня довірчої ймовірності =0,85.

Алгоритми оперативного контролю похибки вимірювань та періодичність його проведення – за ГОСТ 28473 .

5 Фотометричний метод визначення ніобію з сульфохлорфенолом або сульфонітрофенолом С

5.1 Сутність методу

Метод заснований на утворенні забарвленого комплексного з'єднання ніобію з сульфохлорфенолом або сульфонитрофенолом С в середовищі соляної кислоти молярної концентрації 1-3 моль/дм і подальшому вимірі оптичної густини розчину при довжині хвилі 650 або 640 нм відповідно. При масовій частці ніобію до 0,1% вплив заліза усувають відновленням аскорбінової кислотою або гідроксиламіном. Вплив цирконію усувають зв'язуванням його комплекс трилоном Б.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Лазня водяна.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 та розведена 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 чи ГОСТ 14262 і розведена 1:1.

Кислота ортофосфорна за ГОСТ 6552 .

Кислота винна за ГОСТ 5817 розчин масової концентрації 150 г/дм .

Аскорбінова кислота, розчин масової концентрації 10 г/дм або гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456 розчин масової концентрації 100 г/дм .

Калій піросернокислий згідно з ГОСТ 7172 .

Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти, 2-водна (трилон Б) за ГОСТ 10652 розчин масової концентрації 50 г/дм .

Сульфохлорфенол С [2,7-біс (азо-2-окси-3-сульфо-5-хлорбензол)-1,8-діоксинафталін-3,6-дисульфонова кислота], розчин масової концентрації 1 г/дм або сульфонітрофенол С [2,7-біс (азо-2-окси-3-сульфо-5-нітробензол)-1,8-діоксинафталін-3,6-дисульфонова кислота], розчин масової концентрації 1 г/дм ; придатний для вживання протягом 3 міс.

Ніобій марок НБ1, НБ2, НБ3 за ГОСТ 16099 ; марок НБШ00, НБШ0, НБШ1 за ГОСТ 16100 або ніобію пятіоксид, ос. год.

Стандартні розчини ніобію.

Розчин А: 0,1 г ніобію поміщають платинову чашку і розчиняють в 10 см фтористоводневої кислоти та 5 см азотної кислоти, додають 15 см сірчаної кислоти і двічі випарюють до появи густих парів сірчаної кислоти або 0,1431 г ніобію п'ятиокисиду сплавляють в платиновому тиглі з 3 г піросернокислого калію. До охолодженого розчину чи плаву додають невеликими порціями 100 см. розчину винної кислоти, нагрівають до розчинення солей та охолоджують. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , додають 400 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують. Розчин придатний для вживання протягом 3 міс.

1 см стандартного розчину, містить А 0,0001 г ніобію.

Розчин Б: 10 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см додають 15 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують; готують перед вживанням.

1 см стандартного розчину містить Б 0,00001 г ніобію.

Розчин: 10 см стандартного розчину Б поміщають у мірну колбу місткістю 100 см додають 15 см розчину винної кислоти доливають водою до мітки і перемішують; готують перед вживанням.

1 см стандартного розчину містить 0,000001 г ніобію.

Розчин Г: 0,1 г ніобію поміщають платинову чашку і розчиняють в 20 см фтористоводневої кислоти та 5 см азотної кислоти, додають 30 см сірчаної кислоти і випарюють до появи густих білих парів сірчаної кислоти. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. обмиваючи стінки чашки розчином сірчаної кислоти (1:1), додають 30 см води, охолоджують, доливають розчином сірчаної кислоти (1:1) до мітки та перемішують. Розчин придатний для вживання протягом 3 міс.

1 см* стандартного розчину містить 0,0001 г ніобію.
________________
* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.

Сталь або штучна суміш для проведення контрольного досвіду, що не містить ніобій, що відрізняється від випробуваної сталі за масовими частками: заліза - не більше ніж на 20%; нікелю, кобальту, марганцю - 10%; хрому, титану, ванадію - 5%; міді - 1% у присутності аскорбінової кислоти та 5% в інших випадках; молібдену - 0,5%, вольфраму - 2%, цирконію - 0,2% при масовій частці ніобію понад 0,1%.

5.3 Проведення аналізу

5.3.1 Наважку масою залежно від масової частки ніобію відповідно до таблиці 5 поміщають у склянку місткістю 150-250 см або в конічну колбу місткістю 100 см і розчиняють при нагріванні 15-30 см соляної кислоти, потім додають 2-3 см азотної кислоти та 1 см ортофосфорної кислоти та продовжують розчинення.

До розчину додають 16 см розчину сірчаної кислоти (1:1) і випарюють до появи пари, потім охолоджують, обмивають стінки склянки 2-3 см води та повторюють випарювання до появи парів сірчаної кислоти. Після охолодження до розчину додають 1-2 см води, 15 см розчину винної кислоти та нагрівають до розчинення солей. Охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Таблиця 5

Розчин фільтрують через сухий фільтр середньої щільності суху склянку, відкидаючи перші порції фільтрату.

При масовій частці ніобію більше 0,10% та відсутності цирконію в мірну колбу місткістю 50 см доливають аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 3, 2 см. розчину сульфохлорфенолу С або сульфонітрофенолу С, 24 см розчину соляної кислоти (1:1) доливають водою до мітки, перемішують і нагрівають протягом 5 хв на водяній бані при температурі 40-50 °С. Розчин охолоджують на повітрі доти, доки його рівень не встановиться на мітці колби. Оптичну щільність розчину вимірюють при довжині хвилі 650 нм у разі застосування сульфохлорфенолу або при довжині хвилі 640 нм у разі застосування сульфонітрофенолу С. Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду, проведений через всі стадії аналізу. Зміст ніобію знаходять за градуювальним графіком.

5.3.2 При масовій частці ніобію до 0,1% та відсутності цирконію до аліквотної частини розчину доливають 4 см розчину соляної кислоти (1:1) та 5 см розчину аскорбінової кислоти Після закінчення 10 хв додають 2 см розчину сульфохлорфенолу С або сульфонітрофенолу С, 20 см розчину соляної кислоти (1:1) доливають водою до мітки і далі надходять, як зазначено в 5.3.1.

Замість аскорбінової кислоти допускається застосовувати розчин гідроксиламіну гідрохлориду. Для цього до аліквотної частини розчину доливають 5 см води, 2 см розчину гідроксиламіну гідрохлориду і нагрівають на водяній бані до температури 60-70 °С, розчин витримують при цій температурі до його знебарвлення. Розчин охолоджують на повітрі до кімнатної температури, доливають 2 см розчину сульфохлорфенолу С або сульфонітрофенолу С, 24 см розчину соляної кислоти (1:1) доливають водою до мітки і далі надходять, як зазначено в 5.3.1.

5.3.3 За наявності цирконію аналіз проводять відповідно до 5.3.1 до отримання фільтрату. Відбирають аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 3 у мірну колбу місткістю 50 см. . Відновлюють залізо за 5.3.2, якщо масова частка ніобію – до 0,1%. Додають 2 см розчину трилону Б, 20 або 24 см розчину соляної кислоти (1:1) залежно від відновника, 2 см розчину сульфохлорфенолу або сульфонитрофенола С, доливають водою до мітки і далі надходять, як зазначено в 5.3.1.

5.3.4 Побудова градуювальних графіків

5.3.4.1 Для сталей з масовою часткою молібдену до 0,5% і вольфраму до 2% при масовій частці ніобію до 0,1% і для сталей, що містять понад 0,1% ніобію, масу навішування сталі або штучної суміші для контрольного досвіду обробляють відповідно до 5.3.1 до отримання фільтрату. У десять мірних колб місткістю 50 см доливають аліквотні частини розчину відповідно до таблиці 5 і дев'ять з них 1,0 і 2,0 см стандартного розчину і 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 та 4,0 см стандартного розчину Б. Розчин десятої колби є розчином порівняння. Далі надходять, як зазначено у 5.3.1-5.3.3. За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм масовим часткам ніобію будують градуювальний графік.

5.3.4.2 Для сталей з масовою часткою молібдену понад 0,5% і вольфраму понад 2% при масовій частці ніобію до 0,1% і для сталей, що містять понад 0,1% ніобію, у шість склянок місткістю 150-250 см поміщають навішування масою 0,4 г сталі або штучної суміші для контрольного досвіду. У п'ять склянок доливають 0,4; 1,0; 2,0; 3,0 та 4,0 см стандартного розчину Г. Наважка шостої склянки служить приготування розчину порівняння. Наважки розчиняють у 30 см соляної кислоти, потім додають по 2-3 см азотної кислоти та по 1 см ортофосфорної кислоти та продовжують розчинення. До розчинів додають таку кількість розчину сірчаної кислоти (1:1), щоб у сумі зі стандартним розчином воно становило 16 см. . Далі надходять, як зазначено у 5.3.2 або 5.3.3.

За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм масовим часткам ніобію будують градуювальний графік.

5.4 Обробка результатів

Обробка результатів – по 4.4.

6 Фотометричний метод визначення ніобію з реагентом ПАР

6.1 Сутність методу

Метод заснований на утворенні пофарбованої комплексної сполуки ніобію з реагентом ПАР та тартрат-іонами в середовищі соляної кислоти молярної концентрації 0,75 моль/дм . Вплив супутніх елементів усувають маскуванням їх трилоном Б. При масовій частці ніобію до 0,1% його попередньо виділяють з осадженням з таннатом метилового фіолетового або кристалічного фіолетового в присутності вольфраму.

6.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Муфельна піч для сплаву.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261 і розбавлена 1:25, 1:5, 1:2 та 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 чи ГОСТ 11125 .

Суміш соляної та азотної кислот 1:3.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 чи ГОСТ 14262 .

Натрій сірчанокислий за ГОСТ 4166 .

Амоній виннокислий, розчин масової концентрації 80 г/дм .

Натрій вольфрамовокислий 2-водний за ГОСТ 18289 розчин масової концентрації 45 г/дм ; придатний для вживання протягом 2 міс.

Розчин сірчанокислого натрію та виннокислого амонію: 2,6 г сірчанокислого натрію поміщають у кварцову склянку, доливають 2-3 см сірчаної кислоти та розплавляють. До охолодженого плаву додають 50 см. розчину виннокислого амонію та кип'ятять до отримання прозорого розчину. Розчин охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. і доливають водою до мітки.

Амоній хлористий згідно з ГОСТ 3773 .

Аскорбінова кислота.

Танін, розчин масової концентрації 10 г/дм ; готують перед вживанням.

Метиловий фіолетовий або кристалічний фіолетовий розчин масової концентрації 10 г/дм .

ПАР [4-(2-піридил-азо)-резорцин], розчин масової концентрації 0,2 г/дм , готують перед вживанням.

Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти, 2-водна (трилон Б) за ГОСТ 10652 розчин масової концентрації 18,6 г/дм .

Ніобій марок НБ1, НБ2, НБ3 за ГОСТ 16099 ; марок НБШ00, НБШ0, НБШ1 згідно з ГОСТ 16100 .

Стандартні розчини ніобію.

Розчин А: 0,1 г ніобію поміщають у кварцову склянку, додають 2,5 г сірчанокислого натрію, 2-3 см сірчаної кислоти та сплавляють у муфельній печі при 700-800 °С до утворення прозорого плава та видалення парів сірчаної кислоти. Плав охолоджують, розчиняють при нагріванні 50 см розчину виннокислого амонію, переводять у мірну колбу місткістю 1 дм , доливають 450 см розчину виннокислого амонію, доливають водою до мітки та перемішують; придатний для вживання протягом 3 міс.

1 см стандартного розчину, містить А 0,0001 г ніобію.

Розчин Б: 20 см стандартного розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують; готують перед вживанням.

1 см стандартного розчину містить Б 0,00002 г ніобію.

Сталь або штучна суміш для контрольного досвіду, що не містить ніобій, що відрізняється від випробуваної сталі за масовими частками: міді – не більше ніж на 0,5%, хрому – 5%, кобальту – 10%.

6.3 Проведення аналізу

6.3.1 При масовій частці ніобію понад 0,1% навішування 0,1 г поміщають у кварцову склянку місткістю 100 см і розчиняють 5-20 см соляної кислоти, через 20-30 хв додають 1-3 см азотної кислоти та продовжують розчинення. Розчин випарюють насухо. Залишок у тій же склянці сплавляють при 700-800 °С з 2,6 г натрію сірчанокислого і 2-3 см сірчаної кислоти. До охолодженого плаву додають 50 см. розчину виннокислого амонію та помірно нагрівають до розчинення солей. Після розчинення солей охолоджують, переносять у мірні колби місткістю 100 см. , доливають до мітки і перемішують. Аліквотну частину розчину відповідно до таблиці 6 поміщають у мірну колбу місткістю 50 см. , додають розчин сірчанокислого натрію та виннокислого амонію відповідно до таблиці 6.

Таблиця 6

Доливають 20 см розчину соляної кислоти (1:5), 1 см розчину трилону Б, 5 см розчину ПАР, доливають водою до мітки і перемішують. Через 60 хв вимірюють оптичну густину розчину при довжині хвилі 536 нм. Розчином порівняння є розчин контрольного досвіду. Масову частку ніобію знаходять за градуювальним графіком.

6.3.2 При масовій частці ніобію до 0,1% навішування проби масою 1 г поміщають у склянку місткістю 400-500 см . За відсутності в сталях вольфраму або за його масової частки до 5,0% до навішування додають 2 см розчину вольфрамовокислого натрію Наважку розчиняють у 40 см суміші соляної та азотної кислот (1:3). Розчин упарюють до об'єму 5 см , доливають 30 см розчину соляної кислоти (1:2) та розчиняють солі при нагріванні. Розчин розбавляють водою до 180-190 см , додають 0,2 г аскорбінової кислоти, 2 г хлористого амонію та нагрівають до кипіння.

Додають 30 см розчину метилового фіолетового або кристалічного фіолетового, потім поступово при перемішуванні доливають 20 см розчину танніну, кип'ятять протягом 2-3 год, підтримуючи постійний об'єм. Додають трохи паперової маси, 50 см розчину соляної кислоти (1:1) та залишають на ніч. Через 12 годин осад відфільтровують на подвійний щільний фільтр і промивають 5-6 разів холодним розчином соляної кислоти (1:25). Осад поміщають у кварцову склянку, озолюють, прожарюють при 700-800 ° С і сплавляють з 2,6 г натрію сірчанокислого і 2-3 см сірчаної кислоти. Далі надходять, як зазначено у 6.3.1.

6.3.3 Побудова градуювального графіка

Масу навішування сталі або штучної суміші для контрольного досвіду обробляють відповідно до 6.3.1 або 6.3.2 до отримання розчину в мірній колбі місткістю 100 см . В одинадцять мірних колб місткістю 50 см доливають аліквотні частини розчину відповідно до таблиці 6 і десять з них 0,55; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см стандартного розчину Б. Розчин одинадцятої колби є розчином порівняння.

Далі надходять, як зазначено у 6.3.1. За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм масовим часткам ніобію будують градуювальний графік.

6.4 Обробка результатів

Обробка результатів – по 4.4.

ДОДАТОК, А (обов'язковий). Сталь. Визначення змісту ніобію. Спектрофотометричний метод з реагентом ПАР (ІСО 9441-88)

ДОДАТОК А
(обов'язкове)

А.1 Область застосування

Цей стандарт встановлює спектрофотометричний метод визначення ніобію з реагентом ПАР у всіх типах сталей при масовій частці від 0,005% до 1,3%.

А.2 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні навішування проби в соляній кислоті з подальшим окисленням пероксидом водню, осадженні ніобію і танталу феніларсоновою кислотою з використанням цирконію як носія (колектора), утворенні комплексу ніобію з 4-(2-піридилазо)-резорцинолом (ПАР) натрію з рН 6,3 встановленому за допомогою розчину ацетату натрію.

Спектрофотометричний вимір забарвленої сполуки виконують при довжині хвилі 550 нм.

А.3 Реактиви

У процесі аналізу, якщо немає інших вказівок, використовують реактиви встановленого аналітичного ступеня чистоти і дистильовану воду або воду еквівалентної чистоти.

А.3.1 Залізо, ос. ч., що не містить ніобію.

А.3.2 Сульфат калію кислий (KHSО ).

А.3.3 Кислота соляна, 1,19 г/см .

А.3.4 Кислота соляна, розведена 1:9.

А.3.5 Кислота сірчана, розведена 1:1.

А.3.6 Кислота сірчана, розведена 1:4.

А.3.7 Водню пероксид, 300 г/дм .

А.3.8 Натрію гідроксид, розчин 120 г/дм ; зберігати у поліетиленовій посудині.

А.3.9 Цирконію нітрат, розчин у соляній кислоті 3 г/дм .

Розчиняють 0,3 г нітрату цирконію 50 см соляної кислоти, (1:4), фільтрують через щільний фільтрувальний папір, розбавляють до 100 см водою та перемішують.

А.3.10 Натрію ацетат, буферний розчин зі значенням рН 6,3: розчиняють 350 г триводного ацетату натрію 700 см води, додають 5,5 см крижаної оцтової кислоти, 1,05 г/см , розбавляють до 1000 см і перемішують. Доводять значення до рН 6,3 додаванням невеликих кількостей оцтової кислоти розчину гідроксиду натрію. Для виміру рН використовують рН-метр.

А.3.11 Кислота винна, розчин 100 г/дм .

А.3.12 Кислота феніларсонова [C H AsO (ОH) ], розчин 40 г/дм .

А.3.13 Кислота фенілярсонова, 0,5 г/дм .

А.3.14 Сіль динатрієва етилендіамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА. Na ), (С Н Про N Nа ·2Н О), розчин 15 г/дм : розчиняють 15 г двоводної ЕДТА Na у воді, розбавляють до 1000 см і перемішують; зберігають у поліетиленовій посудині.

А.3.15 4-(2-піридилазо)-резорцинол (ПАР) (С Н N Про ), моно-або динатрієва сіль, розчин 0,6 г/дм .

А.3.16 Ніобій, стандартний розчин 0,200 г/дм : зважують 0,1431 г оксиду ніобію з похибкою ±0,0001 г і поміщають платиновий тигель. Сплавляють з 3,5 г гідросульфату калію. Охолоджують та розчиняють у 40 см розчину винної кислоти, додають ще 160 см винної кислоти. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , розбавляють водою до мітки та перемішують.

1 см стандартного розчину містить 0,200 мг ніобію.

А.4 Апаратура

Звичайне лабораторне обладнання та спектрофотометр.

Мірний посуд має бути класу А.

А.5 Відбір проб

Пробовідбір виконують відповідно до ГОСТ 7565 .

А.6 Проведення аналізу

А.6.1 Наважка проби

Зважують 1,0 г випробуваного зразка (маса ) з похибкою ±1 мг.

А.6.2 Контрольний досвід

Паралельно з визначенням за тією самою методикою виконують контрольний досвід, використовуючи ті ж кількості всіх реагентів і ту ж кювету, як і у визначенні, але замість навішування зразка беруть залізо.

А.6.3 Визначення

А.6.3.1 Розчин навішування

Поміщають навішування в невисоку склянку місткістю 400 см , додають 40 см соляної кислоти (А.3.3), накривають склянку годинниковим склом та нагрівають до припинення дії розчинника. Розчин злегка охолоджують і обережно додають 5 см. пероксид водню. Кип'ятять розчин 1 хв, розбавляють приблизно 200 см теплою водою та додають 5 см розчину нітрату цирконію.

А.6.3.2 Відділення ніобію

Нагрівають розчин, приготовлений А.6.3.1, до кипіння і додають 25 см киплячого розчину феніларсонової кислоти (А.3.12). Кип'ятять протягом 5 хв, додають невелику кількість фільтробмасової маси, добре перемішують і залишають на 10 хв.

Фільтрують через шар фільтробмажної маси, відтирають частинки осаду зі стін склянки скляною паличкою з гумовим наконечником. Фільтр з осадом промивають поперемінно гарячою соляною кислотою (А.3.4) і охолодженим розчином феніларсонової кислоти (А.3.13) до повного відмивання від солей заліза. Остаточно кілька разів промивають холодним розчином феніларсонової кислоти (А.3.13). Переносять фільтр з осадом кварцовий тигель. Висушують, потім нагрівають до повного обвуглювання за можливо низької температури. Озолюють і остаточно прожарюють при 800 °C щонайменше 15 хв. Охолоджують в ексикаторі, додають кілька крапель сірчаної кислоти (А.3.5) і обережно випарюють насухо. Прожарюють до видалення триоксиду сірки.

А.6.3.3 Приготування випробуваного розчину

Додають 2 г гідросульфату калію до отриманого залишку та обережно сплавляють до отримання прозорого плава. Охолоджують, розчиняють плав 50 см теплої винної кислоти та переносять розчин у склянку місткістю 400 см . Додають 50 см води та перемішують.

Додають 25 см розчину гідроксиду натрію та охолоджують. Доводять рН розчину приблизно до 6,0 (контролюючи рН-метром) додаванням сірчаної кислоти (А.3.6) або розчину натрію гідроксиду, в залежності від необхідності. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 250 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

А.6.3.4 Розвиток забарвлення

Відбирають аліквотну частину від випробуваного розчину, приготованого за А.6.3.3, обсяг аліквотної частини залежить від очікуваного вмісту ніобію у зразку, як зазначено у таблиці А.1.

Таблиця А.1

Поміщають аліквотну частину в мірну колбу місткістю 100 см . Піпеткою додають 10 см. розчину ЕДТА. Na , 10 см розчину ПАР та 10 см буферного розчину ацетату натрію, добре перемішують після додавання кожного розчину. Розчин залишають на 15 хв при температурі приблизно 20 °C, потім розбавляють до мітки водою і перемішують. Забарвлення розчину змінюється ще 30 хв.

А.6.3.5 Спектрофотометричний вимір

Виконують спектрофотометричний вимір при довжині хвилі 550 нм після встановлення спектрофотометра на нульову абсорбцію щодо води. Використовують 4 см кювети для вмісту ніобію до 0,06% та 1 см кювети – понад 0,06%.

А.6.4 Побудова градуювального графіка

А.6.4.1 Приготування градуювальних розчинів

Відбирають по (1,0±0,05) г заліза дев'ять склянок місткістю 400 см . Додають обсяги стандартного розчину ніобію, як зазначено у таблиці А.2.


Таблиця А.2

Далі продовжують відповідно до А.6.3.2-А.6.3.4, але у всіх випадках беруть аліквотну частину 25 см (А.6.3.4).

А.6.4.2 Спектрофотометричні виміри

Виконують спектрофотометричні вимірювання кожного розчину за довжини хвилі 550 нм після встановлення на спектрофотометрі нульового значення абсорбції щодо води. Використовують кювети довжиною оптичного шару, як зазначено у таблиці А.2. Отримують значення абсорбції віднімання значень абсорбції нульового члена графіка з абсорбції кожного градуювального розчину в серії.

А.6.4.3 Побудова градуювального графіка

За знайденими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм значенням вмісту ніобію (мкг/см ) будують градуювальний графік.

А.7 Обробка результатів

А.7.1 Розрахунковий метод

З градуювального графіка, побудованого за А.6.4.3, знаходять концентрацію ніобію, що відповідає абсорбції забарвленого випробуваного розчину, виміряної за А.6.3.5.

Зміст ніобію, % знаходять за формулою

(А.1)

де - Концентрація ніобію в випробуваному розчині, мкг/см ;

- Концентрація ніобію в розчині контрольного досвіду, мкг/см ;

- Об'єм випробуваного розчину, см ;

- Об'єм аліквотної частини, см ;

- Об'єм пофарбованого випробуваного розчину, см ;

- Маса навішування проби, р.