ГОСТ 14339.4-82

ГОСТ 14339.4-82 Вольфрам. Методи визначення азоту, кисню, водню

ГОСТ 14339.4-82

Група В69

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

ВОЛЬФРАМ

Методи визначення азоту, кисню, водню

Tungsten. Методи для визначення нітрогену, оксигену та hydrogen

Строк дії з 01.01.84
до 01.01.89 *
________________________________
* Обмеження терміну дії знято
постановою Держстандарту СРСР
від 27.09.91 N 1528 (ІВД N 12, 1991 рік). -
Примітка виробника бази даних.

Розроблено Міністерством кольорової металургії СРСР

ВИКОНАВЦІ

В.І.Вепринцев, С.М. Суворова , Н.С. Бородін , Л.В. Михайлова , Ст Ст Султанян , Н.П. Анікєєва , З.А. Є. Чеботарьов , В. Д. Прилепська , Ю. А. Абрамов , Н. Б. Денисов , Л. М. Єфімов , З.К.Стелендо

ВНЕСЕНІ Міністерством кольорової металургії СРСР

Член колегії А.П.Снурніков

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановами Державного комітету СРСР за стандартами від 30 вересня 1982 р. N 3868

ВЗАМІН ГОСТ 14339.4-74


Даний стандарт встановлює фотометричний метод визначення азоту (при масовій частці від 0,0001 до 0,1%) та метод реакційної газової хроматографії (відновне плавлення в атмосфері інертного газу - носія аргону або гелію) для визначення кисню (при масовій частці кисню1 від 0 0,1%), водню (при масовій частці водню від 0,0001 до 0,1%), азоту (при масовій частці азоту від 0,001 до 0,1%) у металевому вольфрамі (порошок, штабик, пруток, дріт, стрічка) , Фольга).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 14339.0-82.

2. ФОТОМЕТРИЙ МЕТОД

Метод заснований на відгоні аміаку, що утворився, з лужного розчину в кварцовому апараті (за принципом К'єльдаля) з подальшим поглинанням аміаку сірчаною кислотою і визначенням азоту.

2.1. Апаратура, реактиви та розчини

Кварцовий перегінний апарат для отримання води, що бідистилює.

Кварцовий перегінний апарат для дистиляції аміаку.

Мікробюретка місткістю 5 см та бюретка місткістю 50 см за ГОСТ 1770-74 .

Мікроваги МВ-1 або будь-якого іншого типу, що дозволяють зважувати з похибкою не більше 0,00001.

Фотоелектроколориметри типів ФЕК-56М, ФЕК-60.

Установка визначення вмісту азоту (черт.1) складається з дистиляційної колби 1 з пришлифованной пробкою; лійки 2 для вливання досліджуваного розчину; краплеуловлювача 3; холодильника 4, пришліфованого до краплеуловлювача та приймача; приймача 5 з шліфованою пробкою 6.

Чорт.1

Амоній сірчанокислий за ГОСТ 3769-78 , ос.ч. стандартний розчин; готують розчиненням 0,01179 г солі в бідистильованій воді в мірній колбі місткістю 1000 см , доливають розчин бидистильованою водою до мітки і перемішують.

1 см розчину містить 0,0000025 г азоту.

Калію гідроксид розчин: 500 г гідроксиду калію розчиняють у колбі місткістю 2000 см , доливають бідистильовану воду до об'єму понад 1000 см , випарюють до 1000 см і охолоджують до кімнатної температури, після чого закривають колбу пробкою, з'єднаною через отвір зі склянкою для промивання газів, що містить концентровану сірчану кислоту.

Калій сірчанокислий за ГОСТ 4145-74 двічі перекристалізований.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 , розведена 1:1 бідистильованою водою, попередньо прокип'яченою в кварцовій посудині.

0,02 зв. розчин сірчаної кислоти, виготовленої з фіксаналу.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 , розведена 1:10.

Реактив Несслер.

Розчин порівняння: у мірну колбу місткістю 50 см вводять 5 см 0,02 зв. розчину сірчаної кислоти, 0,5 см реактиву Несслера доливають до мітки бідистильованою водою і перемішують.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300-72 *.
________________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 18300-87 . Тут і надалі. - Примітка виробника бази даних

х.

2.2. Підготовка до аналізу

Зразки металевого вольфраму попередньо подрібнюють, очищають від забруднень і оксидів, промивають їх соляною кислотою (1:10), потім водою бідистильованою і остаточно промивають етиловим спиртом. Після промивання зразки висушують на повітрі.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Залежно від масової частки азоту беруть навішування відповідно до табл.1.

Таблиця 1

Наважку поміщають у дистиляційну колбу, додають 2 г сірчанокислого калію, 10 см сірчаної кислоти (1:1) і нагрівають на відкритій електроплитці до повного розчинення навішування. Після охолодження розчин розбавляють бидистильованою водою до 50-60 см. . Дистиляційну колбу із розчином приєднують до установки.

У приймач вводять 5 см 0,02 зв. розчину сірчаної кислоти і при слабкому відсмоктуванні пропускають невеликий струм пари. Потім повільно невеликими порціями вливають у дистиляційну колбу через лійку 80 см. розчину гідроксиду калію для нейтралізації кислоти та отримання лужного середовища.

Після того як вся луг буде введена в колбу, посилюють струм пароповітряної суміші та відсмоктування.

Після появи перших крапель конденсату перегонку ведуть ще 15 хв. Аміак, що виділяється, захоплюється парою, поглинається в приймачі 0,02 н. розчином сірчаної кислоти. Зазвичай збирається конденсат разом із кислотою 30-40 см. .

Після закінчення зазначеного часу відключають вакуум, швидко відкривають кран вирви, впускають повітря в дистиляційну колбу і потім вимикають пару.

Від'єднують холодильник і переносять отриманий конденсат у мірну колбу місткістю 50 см . Холодильник і приймач обмивають бідистильованою водою, застосовуючи її мінімальну кількість. Промивну рідину збирають у мірну колбу з конденсатом. Додають до колби 0,5 см розчину Несслера доливають розчин до мітки бідистильованою водою і перемішують.

Розчин залишають на 30 хв для утворення комплексної сполуки аміаку з реактивом Несслера. Потім вимірюють оптичну щільність аналізованих розчинів і розчинів порівняння на фотоколориметрі з синім світлофільтром (довжина хвилі 440 нм) у кюветі з товщиною шару, що поглинає світло, 50 мм. Одночасно з пробою проводять контрольний досвід на забруднення реактивів через всі стадії аналізу і використовують ті ж реактиви і в таких же кількостях, що при аналізі випробуваного зразка

.

2.3.2. Побудова градуювального графіка

У мірні колби місткістю по 50 см вводять 5 см 0,02 зв. розчину сірчаної кислоти, потім від 0,4 до 5 см (з інтервалом 0,2 см ) та від 5 до 40 см (з інтервалом 5 см ) стандартного розчину сірчанокислого амонію та 0,5 см реактиву Несслер. Розчини доливають до мітки бідистильованою водою і перемішують. Розчини витримують 30 хв, вимірюють оптичні щільності пофарбованих розчинів і розчину порівняння на фотоколориметрі з синім світлофільтром (довжина хвилі 440 нм) у кюветі з товщиною шару, що поглинає світло, 50 мм. Як розчин порівняння при вимірі оптичної щільності використовують розчин, що містить всі застосовувані реактиви.

За знайденими значеннями оптичних щільностей та відповідним їм концентраціям азоту будують градуювальні графіки

.

2.4. Обробка результатів

2.4.1. Масову частку азоту ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - кількість азоту в аналізованому розчині, знайдене за градуювальним графіком, г;

- кількість азоту в розчині контрольного досвіду, знайдене за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування, р.

2.4.2. Абсолютні розбіжності результатів паралельних визначень при довірчій ймовірності 0,95 не повинні перевищувати величин, зазначених у табл.2.

Таблиця 2

3. МЕТОД РЕАКЦІЙНОЇ ГАЗОВОЇ ХРОМАТОГРАФІЇ

Метод реакційної газової хроматографії заснований на виділенні водню, азоту, кисню, (незалежно від форми їх знаходження) у газову фазу у вигляді молекулярних водню та азоту, та окису вуглецю, відповідно, в умовах короткочасного (імпульсного) нагріву до 3500 °C у графітовій капсулі з подальшим транспортуванням аргоном або гелієм газової суміші колонку газового хроматографа.

3.1. Апаратура, реактиви, розчини

Установка (черт.2) визначення змісту кисню, водню, азоту складається з балона з аргоном чи гелієм 1; газового хроматографа типу ЛХМ-8МД (модель 1), ЛХМ-72 або будь-якої іншої, яка не поступається за своїми параметрами зазначеним вище, 2; самописного потенціометра типу КСП-4 (комплектується з газовим хроматографом) 3; пневматичної імпульсної печі опору (для аналізу) 4; балона з аргоном або гелієм 5, 6; пневматичної імпульсної печі опору (для попередньої дегазації графітових капсул) 7; схеми живлення імпульсних печей 8 (чорт.3).

Чорт.2

1 - автоматичний пускач типу АП 50-3М; 2 - автотрансформатор типу АОМН 40-250-75-У4;
3 - вольтметр типу Е-378, 0-250 В; 4 - магнітний пускач типу ПМЕ-222; 5 - трансформатор
типу ОСУ-20/05 або будь-який інший аналогічний тип до 5 кВт; 6 - амперметр типу Е-378, 1000/5;
7 - трансформатор струмовий типу ТШ-40, 1000/5; 8 - імпульсна піч; 9 - реле часу типу ПЛ 27У4
(Забезпечує витримку від 0 до 10 с). Реле проміжного типу ПЕ-21
(Для включення реле часу); 10 - пускова кнопка типу КМЗ-2

Чорт.3

Для схеми живлення імпульсної печі допускається використання іншого електрообладнання, що забезпечує струм навантаження (навантаженням є графітова капсула) 500-600 А при безпечній напрузі 10-12, в імпульсному режимі 4-5 с, з інтервалом 2-2,5 хв.

Цеоліт синтетичний 5А (СаА), зернистість 0,25-0,5 мм.

Ефір етиловий за ГОСТ 8981-78 , х.ч.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300-72 .

Ацетон за ГОСТ 2603-79 , х.ч. або ч.д.а.

Бензин авіаційний за ГОСТ 1012-72 .

Вуглець чотирихлористий за ГОСТ 20288-74 , х.ч. або ч.д.а.

Бязь бавовняна.

хроматографічні колонки з нержавіючої сталі (4x0,5; 6х1,0; 8х1,0 довжиною 1,5-3,0 м).

Манометр типу МТ-60 до 0,16-0,25 МПа (1,6-2,5 атм).

Дросель голчастий для тонкого регулювання типу УХ-6.

Мікроваги типу МВ-1 або будь-якого іншого типу, що дозволяють зважувати з похибкою не більше 0,00001 г.

Регулятор тиску РДФ-31 або будь-який інший аналогічний тип, здатний забезпечити встановлення стабільного тиску в підйомнику пневматичної печі в межах 0,15-0,25 МПа (1,5-2,5 атм).

Секундомір за ГОСТ 5072-79 .

Скоба з відліковим пристроєм типу СРО-25 за ГОСТ 11098-75 .

Капсула графітова марки С-2 чи С-3 (чорт.4).

Чорт.4

Касета з оргскла для капсул.

Гачок із нержавіючої сталі для чищення внутрішньої камери печі.

Ротаметр загальнопромисловий РМ згідно з ГОСТ 13045-67 *.
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 13045-81 . - Примітка виробника бази даних.

Аргон газоподібний високої чистоти балонний за ГОСТ 10157-79 .

Гелій газоподібний високої чистоти.

Стандартні зразки сталь СГ-1 (N 81-71 за Держреєстром), сталь СГ-3 (N 577-74 за Держреєстром), сталь СГ-2 (N 416-73 за Держреєстром). Допускається використовувати стандартні зразки категорії ВЗГ, СОП, у яких атестований вміст компонента не відрізняється від аналізованого більш ніж удвічі.

3.2. Підготовка до аналізу

Зразки металевого вольфраму попередньо зачищають від окисної плівки, промивають у бензині або чотирихлористому вуглеці і висушують ацетоном. Порошки металевого вольфраму використовують із аналізу без попередньої підготовки.

Для навішування беруть шматочки діаметром від 2,0 до 2,8 мм, тобто шматочки повинні проходити при просіванні в отвір сита 2,8 мм і не проходити в отвір сита 2,0 мм. Порошковий матеріал завантажують у капсулу за допомогою невеликого шпателя.

Підбирають капсули за довжиною з допуском 0,05 мм (за важелем) і дегазують їх при температурі близько 3500 °C. Для аналізу проб відбирають капсули без тріщин, капсули з невеликою тріщиною можна використовувати для контрольних дослідів.

3.3. Проведення аналізу

Включають хроматограф та встановлюють оптимальний режим хроматографування.

Встановлюють графітову капсулу з аналізованим зразком.

Залежно від масової частки азоту, водню, кисню у зразку беруть навішування відповідно до табл.3.

Таблиця 3

Всувають ручку крана-дозатора до упору і одночасно включають секундомір та пускову кнопку живлення печі.

Через 30 з ручку крана-дозатора повертають у колишнє положення і після виходу водневого піку на самописці перемикають ручку «вихід ДТП» на необхідний діапазон визначеного елемента.

Через 2 хвилини замінюють відпрацьовану капсулу на нову.

Примітка. Після закінчення роботи, щоб уникнути попадання повітря в хроматограф, його слід «законсервувати», для цього закривають редуктор на балоні з аргоном для хроматографа. Коли тиск аргону в обох колонках наблизиться до нуля, встановлюють дуже слабкий потік газу-носія в приладі за пінним витратоміром і вимикають кнопку живлення хроматографа.

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку азоту, водню, кисню ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де — градуювальний коефіцієнт, який обчислюють для кожного елемента, що визначається, при градуюванні приладу за стандартними зразками;

- Висота піку визначається елемента за вирахуванням піку, отриманого в контрольному досвіді, мм;

- Маса навішування, мг.

Градуювальний коефіцієнт слід перевіряти та коригувати, особливо після ремонту різних регулювань: зміни балонів, що живлять хроматограф та піч для аналізу, та після тривалої бездіяльності установки.

3.4.2. Абсолютні розбіжності результатів паралельних визначень при довірчій ймовірності 0,95 не повинні перевищувати величин, зазначених у табл.4.

Таблиця 4

3.4.3. Метод застосовують при розбіжності щодо оцінки якості вольфраму.