ГОСТ 19863.1-91

ГОСТ 19863.1-91 Сплави титанові. Методи визначення алюмінію

ГОСТ 19863.1-91

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СПЛАВИ ТИТАНОВІ

Методи визначення алюмінію

Titanium alloys.
Методи для визначення aluminium

ОКСТУ 1709

Дата введення 1992-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством авіаційної промисловості СРСР

РОЗРОБНИКИ

В.Г.Давидов, д-р техн. наук; В. А. Мошкін , канд. техн. наук; Г. І. Фрідман , канд. техн. наук; Л. А. Тенякова ; М. Н. Горлова , канд. хім. наук; А. І. Корольова ; О. Л. Скорська , канд. хім. наук

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 05.05.91 N 625

3. ВЗАМІН ГОСТ 19863.1-80

4. Періодичність перевірки – 5 років

5. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює комплексонометричний (при масовій частці від 0,2 до 10,0%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці від 0,1 до 10,0%) методи визначення алюмінію.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

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

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

2. КОМПЛЕСОНОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ АЛЮМІНІЮ ПІСЛЯ ВІДДІЛЕННЯ ГІДРООКИСУ НАТРІЮ

2.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в сірчаній кислоті, відділенні алюмінію від титану, марганцю і хрому гідроксидом натрію в присутності хлориду заліза (III), зв'язуванні алюмінію трилоном Б і титруванні надлишку трилону Б оцтовокислим цинком з ериохромом чорним Т. Вплив ванадію при співвідношенні ванадію і алюмінію не більше ніж 1:1 усувають введенням пероксиду водню.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Шафа сушильна з терморегулятором.

рН-метр.

Скляний термометр рідинний або ртутний до 100 °C з ціною поділу 1 °C.

Фільтри знезолені за ТУ 6-09-1678.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см та розчин 1:2.

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

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см та розчини 1:1 та 1:4.

Кислота оцтова за ГОСТ 61 щільністю 1,05 г/см .

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Амоній оцтовокислий за ГОСТ 3117 , розчин 200 г/дм .

Барій хлористий за ГОСТ 4108 , розчин 100 г/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 200 г/дм : 200 г гідроксиду натрію розчиняють у 800 см. води. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 25 см розчину хлористого барію, перемішують, через одну добу фільтрують через ватний тампон або зливають декантацією в колбу місткістю 1 дм. та закривають пробкою з пасткою для вуглекислого газу. Реактив готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Залізо (III) хлорид 6-водний за ГОСТ 4147 розчин 100 г/дм : 100 г хлориду заліза (III) розчиняють у 200 см. розчину соляної кислоти 1:4, доливають 700 см води та перемішують.

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456 , розчин 100 г/дм .

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Еріохром чорний Т, розчин 5 г/дм : 0,5 г чорного ериохрому Т змішують з 4,5 г гідрохлориду гідроксиламіну і розчиняють в 100 см етилового спирту.

Індикатор метиловий помаранчевий: 0,1 г реагенту поміщають у конічну колбу місткістю 100 см і розчиняють при нагріванні 50 см води. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 50 см води та перемішують.

Індикатор конго червоний: 0,1 г реагенту розчиняють 100 см води за слабкого нагрівання. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 50 см води та перемішують.

Індикаторний папір конго: фільтри середньої щільності («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі 100-105 °C, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом одного місяця.

Сіль динатрієва етилендіамін - N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти, 2-водна (трилон Б) за ГОСТ 10652 , розчин з молярною концентрацією 0,05 моль/дм : 18,61 г трилону Б розчиняють у 200 см. води, що фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Цинк оцтовокислий 2-водний за ГОСТ 5823 розчин з молярною концентрацією 0,05 моль/дм : 11 г оцтовокислого цинку поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см. , розчиняють у 200 см води, доливають 20 см оцтової кислоти доливають водою до мітки і перемішують.

Алюміній за ГОСТ 11069 * марки А999.
________________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 11069-2001 . Тут і далі текстом. - Примітка виробника бази даних.

Стандартний розчин алюмінію

1 г алюмінію поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 100 см розчину соляної кислоти 1:1. Колбу накривають годинниковим склом або лійкою та розчиняють алюміній при нагріванні, підтримуючи постійний об'єм тим самим розчином соляної кислоти. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переливають у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г алюмінію.

Для встановлення масової концентрації трилону Б по алюмінію ( ) у три конічні колби місткістю по 250 см поміщають по 10 см стандартного розчину алюмінію, доливають по 20 см трилону Б, 100 см води, 5 см розчину гідроксиду натрію, дві краплі індикатора оранжевого метилового і нейтралізують розчином соляної кислоти 1:1 до переходу жовтого забарвлення індикатора в червону, потім доливають 5 см соляної кислоти, кип'ятять 2 хв і охолоджують до кімнатної температури.

Розчин нейтралізують аміаком до зміни забарвлення індикатора з червоного в жовте і додають 15-20 крапель надлишок, встановлюючи значення рН 9 (допускається застосування універсального індикаторного паперу).

Розчин охолоджують до температури 15-20 ° C, доливають 10 см розчину оцтовокислого амонію, вісім крапель розчину ериохрому чорного Т і швидко титрують розчином оцтовокислого цинку до переходу синього забарвлення розчину червоно-фіолетову.

Масову концентрацію трилону Б по алюмінію ( ), г/см , обчислюють за формулою

, (1)

де - масова концентрація стандартного розчину алюмінію, г/см ;

- Об'єм стандартного розчину алюмінію, що використовується для титрування, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, що використовується для титрування, см ;

- Об'єм розчину оцтовокислого цинку, витрачений на титрування, см ;

- Співвідношення між розчинами трилону Б і оцтовокислого цинку

. (2)

Встановлюють співвідношення між розчинами трилону Б та оцтовокислого цинку: у конічну колбу місткістю 250 см поміщають 20 см трилону Б, доливають 100 см води, дві краплі індикатора оранжевого метилового, нейтралізують розчином соляної кислоти 1:1 до переходу забарвлення індикатора з жовтої в червону. Потім доливають 2 см соляної кислоти, кип'ятять 2 хв і охолоджують до кімнатної температури.

Розчин нейтралізують аміаком до зміни забарвлення індикатора з червоного в жовте і додають 15-20 крапель надлишок, встановлюючи значення рН 9 (допускається застосування універсального індикаторного паперу).

Розчин охолоджують до температури 15-20 ° C, доливають 10 см розчину оцтовокислого амонію, вісім крапель розчину ериохрому чорного Т і швидко титрують розчином оцтовокислого цинку до переходу синього забарвлення розчину червоно-фіолетову.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Наважку проби масою відповідно до табл.1 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см розчину сірчаної кислоти та нагрівають до повного розчинення.

Таблиця 1

У розчин додають по краплях азотну кислоту до зникнення фіолетового забарвлення, три краплі надлишок, випарюють до появи парів сірчаної кислоти і продовжують нагрівання протягом 3 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 50 см води, нагрівають до кипіння та кип'ятять до розчинення солей. Потім доливають 10 см розчину хлориду заліза (III) і при інтенсивному перемішуванні розчин переводять порціями по 10-15 см у мірну колбу місткістю 250 см , Що містить 90 см гарячого розчину гідроксиду натрію Колбу охолоджують у проточній воді до кімнатної температури, доливають водою до мітки та перемішують.

Осаду дають відстоятися протягом 15-20 хв, розчин фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у конічну колбу місткістю 250 см , відкидаючи перші порції фільтрату

2.3.2. Аліквотну частину розчину 100 см переносять у конічну колбу місткістю 250 см додають дві краплі індикатора метилового помаранчевого і нейтралізують розчином соляної кислоти 1:1 до переходу забарвлення індикатора з жовтого в червоне. Потім доливають 5 см соляної кислоти кип'ятять 2 хв і охолоджують колбу до кімнатної температури в проточній воді.

Якщо в сплаві міститься ванадій, то до охолодженого розчину доливають 3 см пероксиду водню та витримують 10 хв.

Потім доливають з бюретки розчин трилону Б відповідно до табл.2, витримують 10 хв і нейтралізують аміаком до зміни забарвлення індикатора метилового помаранчевого з червоного жовтого.

Таблиця 2

Якщо в сплаві міститься ванадій, то розчин поміщають папір конго і проводять нейтралізацію аміаком до зміни її забарвлення з синьої в червону від однієї краплі аміаку.

Доливають 15-20 крапель аміаку надлишок, встановлюючи рН 9 (допускається застосування універсального індикаторного паперу).

Колбу з розчином охолоджують у проточній воді до температури 15-20 ° C, доливають 10 см розчину оцтовокислого амонію, вісім крапель розчину ериохрому чорного Т і швидко титрують розчином оцтовокислого цинку до переходу синього забарвлення розчину червоно-фіолетову.

2.3.3. Контрольний досвід враховують у співвідношенні ( ) між розчинами трилону Б та оцтовокислого цинку. Для цього в конічну колбу місткістю 250 см переносять аліквотну частину розчину контрольного досліду 100 см та продовжують за п. 2.3.1.

2.4. Обробка результатів

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

, (3)

де - Об'єм розчину трилону Б, що використовується для титрування, см ;

- Об'єм розчину оцтовокислого цинку, витрачений на титрування, см ;

- встановлена масова концентрація розчину трилону Б по алюмінію, г/см ;

- Співвідношення між розчинами трилону Б і оцтовокислого цинку;

- Маса проби в аліквотній частині розчину,

м.

2.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.3.

Таблиця 3

3. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ АЛЮМІНІЮ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній та борофтористоводневій кислотах та вимірюванні атомної абсорбції алюмінію при довжині хвилі 309,3 нм у полум'ї ацетилен – закис азоту.

3.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для алюмінію.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Закис азоту медичний.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , Розчини 1:1, 2:1.

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

Кислота борна ГОСТ 9656 .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота борофтористоводнева: до 280 см фтористоводневої кислоти при температурі (10±2) °C додають порціями 130 г борної кислоти і перемішують. Реактив готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Калій хлористий за ГОСТ 4234 , розчин 20 г/дм .

Титан губчастий за ГОСТ 17746 * марки ТГ-100.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 17746-96 . - Примітка виробника бази даних.

Розчини титану

Розчин А, 20 г/дм : 4 г титану поміщають у конічну колбу місткістю 250 см. додають 160 см розчину соляної кислоти 2:1, 8 см борофтористоводневої кислоти розчиняють при помірному нагріванні. Після розчинення навішування додають 2 см. азотної кислоти та кип'ятять розчин протягом 1 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 200 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин Б, 10 г/дм : 1 г титану поміщають у конічну колбу місткістю 150 см. , додають 80 см розчину соляної кислоти 2:1, 4 см борофтористоводневої кислоти розчиняють при помірному нагріванні. Після розчинення навішування додають двадцять крапель азотної кислоти та кип'ятять розчин протягом 1 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Алюміній згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Стандартний розчин алюмінію: 1 г алюмінію поміщають у склянку місткістю 300 см додають 100 см розчину соляної кислоти 1:1, накривають годинниковим склом і розчиняють при помірному нагріванні, підтримуючи постійний обсяг тим самим розчином кислоти. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см стандартного розчину містить 0,001 г алюмінію.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Наважку проби масою відповідно до табл.4 поміщають у склянку зі скловуглецю місткістю 100 см , доливають 20 см розчину соляної кислоти 2:1, 1 см борофтористоводневої кислоти розчиняють при помірному нагріванні.

Таблиця 4

Після розчинення проби додають десять крапель азотної кислоти та кип'ятять розчин протягом 1 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю згідно з табл.4, додають розчин соляної кислоти 1:1 і розчин хлористого калію (згідно з табл.4), доливають водою до мітки і перемішують.

3.3.2. Розчин контрольного досвіду готують за п. 3.3.1, використовуючи замість навішування проби навішування титану губчастого.

3.3.3. Побудова градуювального графіка

3.3.3.1. При масовій частці алюмінію від 01 до 10%.

У шість мірних колб місткістю по 100 см поміщають по 25 см розчину титану А, п'ять з них відміряють 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0 см стандартного розчину алюмінію, що відповідає 0,0005; 0,0015; 0,0025; 0,0035; 0,005 г алюмінію.

3.3.3.2. При масовій частці алюмінію від 1,0 до 10%.

У шість мірних колб місткістю по 100 см поміщають по 10 см розчину титану Б, п'ять з них відміряють 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного розчину алюмінію, що відповідає 0,001; 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г алюмінію.

3.3.3.3. До розчинів у колбах, приготованим за пп.3.3.3.1, 3.3.3.2 додають по 2 см розчину соляної кислоти 1:1, по 10 см розчину хлористого калію, доливають водою до мітки та перемішують.

3.3.4. Розчин проби, розчин контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в полум'я ацетилен-закис азоту (відновне) та вимірюють атомну абсорбцію алюмінію при довжині хвилі 309,3 нм. За отриманими значеннями атомних абсорбцій та відповідним їм масовим концентраціям алюмінію будують градуювальний графік у координатах «Значення атомного поглинання — Масова концентрація алюмінію, г/см ».

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

3.4. Обробка результатів

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

, (4)

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

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

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування проби, г

.

3.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.5.

Таблиця 5