ГОСТ 22536.14-88

ГОСТ 22536.14-88 Сталь вуглецевий і чавун нелегований. Метод визначення цирконію

ГОСТ 22536.14-88

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СТАЛЬ ВУГЛЕНИСТА І чавун НЕЛЕГОВАНИЙ

Метод визначення цирконію

Сагbon steel and unalloyed cast iron.
Методи для визначення цирконіуму

ОКСТУ 0809

Строк дії з 01.01.90
до 01.07.95 *
______________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом N 4-93 Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації.
(ІВД N 4, 1994 р.). - Примітка "КОДЕКС".

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством чорної металургії СРСР

ВИКОНАВЦІ

Д. К. Нестеров, канд. техн. наук; С. І. Рудюк , канд. техн. наук; С. В. Спіріна , канд. хім. наук (керівник теми); В. Ф. Коваленко , канд. техн. наук; Н. Н. Гриценко , канд. хім. наук; В. П. Даниленко ; Л. І. Березова

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 25.08.88 N 3019

3. ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює фотометричний метод визначення цирконію (при масовій частці цирконію від 0,005 до 0,10%).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 22536.0-87.

1.2. Похибка результату аналізу (при довірчій ймовірності =0,95) не перевищує межі , наведеного у табл. 1, при виконанні умов:

розбіжність результатів двох (трьох) паралельних вимірів має перевищувати (при довірчої ймовірності =0,95) значення ( ), наведеного у табл. 1;

відтворене в стандартному зразку значення масової частки цирконію не повинно відрізнятися від атестованого більш ніж на допустиме (при довірчій ймовірності =0,85) значення , наведене у табл.1.

При невиконанні однієї з вищезгаданих умов проводять повторні вимірювання масової частки цирконію. Якщо і при повторних вимірах вимоги до точності результатів не виконуються, результати аналізу визнають невірними, виміри припиняють до виявлення та встановлення причин, що спричинили порушення нормального перебігу аналізу.

Розбіжність двох середніх результатів аналізу, виконаних у різних умовах (наприклад, при внутрішньолабораторному контролі відтворюваності) не повинна перевищувати (при довірчій ймовірності 0,95) значення , наведеного у табл. 1.

Таблиця 1

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ЦИРКОНІЮ З АРСЕНАЗО III

2.1. Сутність методу

Метод заснований на утворенні пофарбованої комплексної сполуки цирконію (IV) з арсеназо III та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 665 нм.

При масовій частці цирконію 0,005-0,05% визначення проводять у середовищі азотної кислоти у присутності хлорної кислоти, при масовій частці цирконію 0,05-0,10% - серед соляної кислоти. Заліза, що заважає, у першому випадку усувають відновленням його розчином азотистокислого натрію і сечовини, у другому - розчином аскорбінової кислоти.

2.2. Апаратура та реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 , розведена 1:1, 1:20 і розчин з молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм .

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Суміш соляної та азотної кислот у співвідношенні 3:1, готують перед вживанням.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 , розведена 1:1.

Кислота хлорна, кваліфікації "х.ч.".

Кислота фтористоводнева за ГОСТ 10484-78 , з щільністю 1,50 г/см .

Калій піросернокислий за ГОСТ 7172-76 .

Натрій вуглекислий за ГОСТ 83-79 .

Натрій тетраборнокислий 10-водний за ГОСТ 4199-76 .

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197-74 розчин з масовою концентрацією 10 г/дм .

Сечовина за ГОСТ 6691-77 , розчин з масовою концентрацією 100 г/дм .

Аскорбінова кислота, розчин з масовою концентрацією 50 г/дм 5 г аскорбінової кислоти розчиняють у 100 см розчину соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм .

Цирконій (IV) хлороксид 8-водний.

Залізо карбонільне радіотехнічне за ГОСТ 13610-79 .

Сіль динатрієва етилендіамін- , , , -тетраоцтової кислоти, (трилон Б) за ГОСТ 10652-73 , розчин з молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328-77 , розчин з масовою концентрацією 10 г/дм .

Амоній хлористий згідно з ГОСТ 3773-72 розчин з масовою концентрацією 20 г/дм .

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 .

Арсеназо ІІІ, розчин з масовою концентрацією 1 г/дм :

при масовій частці цирконію 0,05-0,10%;

навішування арсеназо III, що дорівнює 0,1 г, поміщають у мірну колбу місткістю 100 см розчиняють в 40-50 см теплої води, додають 15 см розчину соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм . Розчин охолоджують, розбавляють водою до мітки і залишають стояти 48 годин, періодично перемішуючи. Потім розчин фільтрують через шар ущільненої вати, відкидаючи перші порції фільтрату. Розчин придатний для вживання 5-7 днів;

при масовій частці цирконію 0,005-0,05%;

навішування арсеназо III, що дорівнює 0,1 г, поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , розчиняють у 50 см води, додають розчин гідроксиду натрію до появи синього забарвлення розчину і надлишок 5 крапель. Розчин добре перемішують до повного розчинення арсеназо III, потім до розчину доливають по краплях розчин соляної кислоти, розбавленої 1:1, до переходу забарвлення розчину з синьої в червоно-фіолетову, розбавляють водою до мітки і добре перемішують. Розчин придатний для вживання протягом 10-12 днів.

Стандартний розчин цирконію

Розчин А: 3,533 г хлороксиду цирконію поміщають у склянку місткістю 300 см і розчиняють 150-200 см розчину соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм , розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. доливають до мітки розчином соляної кислоти тієї ж концентрації і перемішують.

1 см розчину, містить А 0,001 г цирконію.

Розчин Б: 10 см стандартного розчину цирконію, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см доливають до мітки розчином соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм і перемішують. Розчин готують перед вживанням.

1 см розчину містить Б 0,0001 г цирконію.

Розчин: 10 см стандартного розчину цирконію Б переносять у мірну колбу місткістю 100 см доливають до мітки розчином соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм і перемішують. Розчин готують перед вживанням.

1 см розчину містить 0,00001 г цирконію.

Масову концентрацію стандартного розчину цирконію А встановлюють наступним чином: 50 см розчину поміщають у склянку місткістю 250-300 см , додають 100 см води, 3 г хлористого амонію та аміак до випадання осаду гідроксиду цирконію та надлишок 3-5 см . Отриманий розчин нагрівають до кипіння, дають відстоятися 20-25 хв, потім осад фільтрують на фільтр «біла стрічка» і промивають 7-8 разів гарячим розчином хлористого амонію з масовою концентрацією 20 г/дм . Фільтр з осадом поміщають у зважений платиновий тигель, висушують, озолюють, прожарюють при температурі 1000-1050 °С протягом 2 годин до постійної маси, охолоджують і зважують. Одночасно проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Масову концентрацію ( ), виражену у грамах цирконію на 1 см розчину обчислюють за формулою

,

де - Маса тигля з осадом діоксиду цирконію, г;

- Маса тигля без осаду діоксиду цирконію, г;

- Маса тигля з осадом у контрольному досвіді, г;

- Маса тигля без осаду в контрольному досвіді, г;

0,7403-коефіцієнт перерахунку діоксиду цирконію на цирконій;

- Об'єм розчину хлороксиду цирконію, взятий для аналізу, см .

2.3. Проведення аналізу при масовій частці цирконію 0,05-0,1%

2.3.1. Наважку проби масою 1,0 г поміщають у склянку місткістю 300 см і розчиняють у 30-50 см соляної кислоти (щільність 1,19 г/см ) при слабкому нагріванні. Після повного розчинення навішування доливають азотну кислоту до припинення спінювання розчину і надлишок 2-3 см , розчин кип'ятять і випарюють насухо. Доливають 10 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. Операцію випарювання з 10 см соляної кислоти повторюють ще раз.

Сухий залишок розчиняють у 20 см соляної кислоти (щільність 1,19 г/см ) при нагріванні. Потім доливають 20-30 см гарячої води і відфільтровують осад кремнієвої кислоти на фільтр середньої щільності, що містить трохи фільтро-паперової маси, мірні колби місткістю 200 см . Фільтр та склянку промивають 4-5 разів гарячою водою. Фільтрати зберігають. Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, озолюють і прожарюють при температурі 600-700 °С. Осад у тиглі злегка змочують водою, додають 3-4 краплі сірчаної кислоти (1:1), 2-3 см. фтористоводневої кислоти та випарюють насухо. Залишок прожарюють при температурі 600-700 ° С і сплавляють з 1 г піросернокислого калію. Плав вилуговують в 10-20 см розчину соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм і приєднують до основного розчину. До отриманого розчину доливають 20 см соляної кислоти (щільність 1,19 г/см ), доводять до мітки водою, перемішують. Відфільтровують частину розчину через сухий фільтр середньої щільності сухі конічні колби, відкидаючи перші порції фільтрату.

Аліквотну частину розчину 10 см поміщають у конічну колбу місткістю 100 см , доливають 10 см соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм , нагрівають до кипіння та кип'ятять протягом 1 хв. Розчин охолоджують, доливають 5 см розчину аскорбінової кислоти і витримують до відновлення заліза (III). Потім розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають 5 см арсеназо III, доводять до мітки розчином соляної кислоти з молярною концентрацією еквіваленту 2 моль/дм і перемішують.

Оптичну щільність розчинів вимірюють через 20-25 хвилин на спектрофотометрі при довжині хвилі 665 нм або фотоелектроколориметр зі світлофільтром, що має область пропускання в інтервалі довжин хвиль 655-675 нм.

Як розчин порівняння використовують аліквотну частину розчину аналізованої проби, в яку перед додаванням розчину арсеназо III додають 5 см розчину трилону Б для зв'язування цирконію

Одночасно проводять контрольний досвід через усі стадії аналізу. Зі значень оптичної щільності аналізованих розчинів віднімають значення оптичної щільності розчину контрольного досвіду.

Результати аналізу обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандартним зразком, близьким за складом до аналізованої проби і проведеним через

всі стадії аналізу.

2.3.2. Побудова градуювального графіка

У шість склянок місткістю 300 см поміщають по 1,0 г карбонільного заліза і п'ять з них доливають послідовно 4, 6, 8, 10 і 12 см стандартного розчину хлороксиду цирконію Б, що відповідає 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,0010 та 0,0012 г цирконію. Шоста склянка служить щодо контрольного досвіду.

До розчинів у склянках доливають по 30-50 см. соляної кислоти і далі аналіз проводять як наведено у п. 2.3.1.

За знайденими величинами оптичної щільності та відповідним значенням маси цирконію будують градуювальний графік. Допускається побудова градуювального графіка координатах: оптична щільність — масова частка цирконію.

2.4. Проведення аналізу при масовій частці цирконію 0,005-0,05%

2.4.1. Наважку проби в залежності від масової частки цирконію (табл. 2) поміщають у склянку місткістю 250 см і розчиняють при помірному нагріванні 30-40 см соляної кислоти. Після розчинення навішування доливають азотну кислоту до припинення спінювання розчину і надлишок 2-3 см .

Таблиця 2

Далі аналіз проводять як зазначено в п. 2.3.1, відфільтровуючи розчин у склянку місткістю 300 см до операції сплавлення осаду. Фільтрати зберігають.

Осад у платиновому тиглі сплавляють з 0,5-1,0 г суміші натрію вуглекислого і тетраборнокислого натрію (3:1) при температурі 800-1000 °С протягом 10-15 хвилин.

Фільтрат упарюють до малого обсягу (20-30 см ), доливають 5-10 см азотної кислоти, що кип'ятять до руйнування органічних речовин, доливають 20 см хлорної кислоти і випарюють до рясної пари хлорної кислоти. Усі операції проводять, накривши склянку годинниковим склом. Солі розчиняють у 25-30 см води під час нагрівання.

Остиглий тигель з плавом поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 50 см води та нагрівають до повного розчинення плава. Тигель витягають зі склянки та обполіскують водою. Розчин з вилуженим плавом обережно доливають до основного фільтрату при перемішуванні.

Об'єднаний розчин упарюють до 30-40 см , доливають 25 см розчину азотистокислого натрію, нагрівають до кипіння та кип'ятять протягом 5 хвилин. Вміст склянки охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки, перемішують. Відфільтровують частину розчину через сухий фільтр середньої щільності сухі конічні колби, відкидаючи перші порції фільтрату.

Аліквотну частину розчину 10 см поміщають у мірну колбу місткістю 50 см , доливають 25 см азотної кислоти, 2,5 см розчину сечовини, 5 см розчину арсеназо III після додавання кожного реактиву розчини перемішують і охолоджують. Потім розчини розбавляють водою до мітки та ретельно перемішують.

Оптичну щільність розчинів вимірюють через 20-25 хвилин на спектрофотометрі при довжині хвилі 665 нм або на фотоелектроколориметрі зі світлофільтром, що має область пропускання в інтервалі довжин хвиль 655-675 нм.

Одночасно проводять контрольний досвід через усі стадії аналізу. Як розчин порівняння при вимірі оптичної щільності аналізованих розчинів використовують розчин контрольного досвіду.

Результати аналізу обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандартним зразком, близьким за складом до аналізованої проби та проведеним через усі стадії

аналізу.

2.4.2. Побудова градуювального графіка

У вісім склянок місткістю 250 см поміщають навішування карбонильного заліза, що відповідає навішенню зразка. У сім склянок послідовно доливають по 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0; 20,0 та 25,0 см стандартного розчину хлороксиду цирконію, що відповідає 0,000050; 0,000075; 0,000100; 0,000125; 0,000150; 0,000200 та 0,000250 г цирконію. Восьма склянка служить для проведення контрольного досвіду.

У всі склянки доливають 30-50 см соляної кислоти і далі аналіз проводять, як зазначено у п. 2.4.1.

За знайденими величинами оптичної щільності та відповідним значенням маси цирконію будують градуювальний графік. Допускається побудова градуювального графіка координатах: оптична щільність — масова частка цирконію.

2.5. Обробка результатів

2.5.1. Масову частку цирконію ( ) у відсотках обчислюють за формулою:

,

де - Маса цирконію в аналізованій пробі, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування, р.

2.5.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки цирконію наведено у табл. 1.