ГОСТ 22536.9-88

ГОСТ 22536.9-88 Сталь вуглецевий і чавун нелегований. Методи визначення нікелю

ГОСТ 22536.9-88

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СТАЛЬ ВУГЛЕНИСТА І чавун НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення нікелю

Carbon steel and unalloyed cast iron.
Методи для визначення нікель

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 рік). - 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; Л. І. Березова ; О. М. Кіржнер

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 25.08.88 N 3018

3. ВЗАМІН ГОСТ 22536.9-77

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює фотометричний (при масовій частці нікелю від 0,01 до 0,50%), гравіметричний (при масовій частці нікелю від 0,1 до 0,5%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці нікелю від 0,02 до 0,50%) методи визначення нікелю.

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 в таблиці, при виконанні умов:

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

відтворене в стандартному зразку значення масової частки нікелю не повинно відрізнятися від атестованого більш ніж на допустиме (при довірчій ймовірності =0,85) значення , наведений у таблиці.

При невиконанні однієї з вищезгаданих умов проводять повторні вимірювання масової частки нікелю. Якщо і при повторних вимірах вимоги до точності результатів не виконуються, результати аналізу визнають невірними, виміри припиняють до виявлення та усунення 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 таблиці.

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

2.1. Визначення нікелю (0,01-0,5%) у сталях та чавунах з масовою часткою марганцю до 2%.

2.1.1. Метод заснований на утворенні забарвленого в червоний колір комплексного з'єднання нікелю з диметигліоксимом в аміачному середовищі в присутності бромистого і бромноватокислого калію та вимірювання оптичної щільності забарвленого розчину при довжині хвилі 530 нм.

2.1.2. Апаратура та реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 та розбавлена 1:4 та 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 або ГОСТ 11125-84 та розведена 3:2.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 та розбавлена 1:4.

Кислота лимонна за ГОСТ 3652-69 , розчин з масовою концентрацією 100 г/дм .

Калій бромистий згідно з ГОСТ 4160-74 .

Калій бромноватокислий за ГОСТ 4457-74 .

Розчин бромистого та бромноватокислого калію: 39 г бромистого калію та 10 г бромноватокислого калію розчиняють у воді у мірній колбі місткістю 1 дм , доливають до мітки водою і перемішують.

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 та розбавлений 3:2.

Спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 18300-72 .

Диметилгліоксим за ГОСТ 5828-77 , розчин з масовою концентрацією 10 г/дм : 10 г диметилгліоксиму розчиняють у етиловому спирті в мірній колбі місткістю 1 дм. доливають до мітки етиловим спиртом і перемішують; Перед вживанням розчин фільтрують.

Залізо карбонільне радіотехнічне за ГОСТ 13610-79 .

Нікель первинний за ГОСТ 849-70 .

Стандартні розчини нікелю.

Розчин А: 1,000 г металевого нікелю розчиняють при помірному нагріванні 35 см азотної кислоти (3:2), доливають 30 см сірчаної кислоти (1:4), випарюють до початку виділення парів сірчаної кислоти та охолоджують. Солі розчиняють у 100-150 см води, розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм , охолоджують, доливають до мітки водою і перемішують.

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

Розчин Б: 50 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 500 см , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить Б 0,0001 г нікелю.

Розчин: 50 см розчину Б поміщають у мірну колбу місткістю 100 дм , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить 0,00005

г нікелю.

2.1.3. Проведення аналізу

Наважку проби 0,5 г поміщають у склянку місткістю 200-250 см , розчиняють у 30 см сірчаної кислоти (1:4) при помірному нагріванні і окислюють азотною кислотою, додаючи її краплями до припинення спінювання розчину. Після охолодження, якщо розчиняють 100-120 см води, розчин переносять у мірну колбу місткістю 250 см , охолоджують, доливають до мітки водою і перемішують.

Розчин фільтрують через сухий фільтр у колбу місткістю 250 см. , відкидаючи дві перші порції фільтрату. Дві аліквотні частини розчину по 25 см поміщають у мірні колби місткістю 100 см і при постійному перемішуванні послідовно доливають у кожну мірну колбу 20 см розчину лимонної кислоти, 5 см соляної кислоти (1:4), 10 см розчину бромистого та бромноватокислого калію і через 2-3 хв 25 см розчину аміаку (3:2). Розчини перемішують та негайно охолоджують до 20 °C.

В одну з колб доливають 1 см розчину диметилгліоксиму, в іншу - 1 см етилового спирту. Розчини доливають до мітки водою і ретельно перемішують. Протягом 25 хв вимірюють оптичну щільність забарвленого розчину на спектрофотометрі при довжині хвилі 530 нм або фотоелектроколориметрі зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль 530-550 нм.

Як розчин порівняння використовують аліквотну частину аналізованого розчину, що містить всі реактиви, крім диметилгліоксиму.

Результати аналізу обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандартним зразком, близьким за складом до проби, що аналізується, і проведеним через всі стадії а

налізу.

2.1.4. Побудова градуювального графіка

2.1.4.1. При масовій частці нікелю 0,01-0,05%.

У сім склянок місткістю 250 см поміщають по 0,5 г карбонільного заліза. У шість з них додають стандартний розчин у кількості 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 6,0 см що відповідає 0,000025; 0,000050; 0,000100; 0,000150; 0,000250 та 0,000300 г нікелю. Сьома склянка служить для приготування розчину порівняння. Далі проводять аналіз, як наведено у п. 2.1.3.

2.1.4.2. При масовій частці нікелю 0,05-0,50%.

У сім склянок місткістю 250 см поміщають по 0,5 г карбонільного заліза. У шість з них додають стандартний розчин Б у кількості 2; 5; 10; 15; 20; 30 см що відповідає 0,0002; 0,0005; 0,0010; 0,0015; 0,0020; 0,0030 г нікелю. Сьома склянка служить для приготування розчину порівняння. Далі проводять аналіз, як наведено у п. 2.1.3.

За знайденими значеннями оптичної щільності і відповідним значенням маси нікелю будують градуювальний графік. Допускається побудова градуювального графіка координатах: оптична щільність — масова частка нікелю.

2.2. Визначення нікелю (0,05-0,50%) у сталях та чавунах з масовою часткою марганцю до 1%.

2.2.1. Метод заснований на утворенні забарвленого в коричнево-червоний колір комплексної сполуки нікелю з диметилгліоксимом в лужному середовищі в присутності надсірчанокислого амонію та вимірювання оптичної щільності забарвленого розчину при довжині хвилі 440 нм. Заліза, що заважає, усувають переводом його в винно-кислий комплекс.

2.2.2. Апаратура та реактиви

Калій-натрій виннокислий за ГОСТ 5845-79 розчин з масовою концентрацією 200 г/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328-77 , розчин з масовою концентрацією 200 г/дм або калію гідроксид за ГОСТ 24364-80 розчин з масовою концентрацією 250 г/дм .

Амоній надсірчанокислий за ГОСТ 20478-75 , розчин з масовою концентрацією 30 г/дм , свіжоприготовлений.

Диметилгліоксим за ГОСТ 5828-77 , розчин з масовою концентрацією 10 г/дм у розчині гідроксиду натрію або гідроксиду калію з масовою концентрацією 50 г/дм .

2.2.3. Проведення аналізу

Наважку проби 0,5 г (при масовій частці нікелю 0,05-0,20%) та 0,2 г (при масовій частці нікелю 0,2-0,5%) поміщають у склянку місткістю 200 см і розчиняють як наведено у п. 2.1.3.

Після розчинення навішування розчин кип'ятять до видалення оксидів азоту, охолоджують і переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають до мітки водою і перемішують. При аналізі чавунів або у разі випадання осад кремнієвої кислоти частину розчину фільтрують через сухий фільтр в суху колбу, відкидаючи перші порції фільтрату.

Дві аліквотні частини розчину по 10 см поміщають у мірні колби місткістю 100 см , послідовно приливають у кожну колбу 20 см води, 10 см розчину калію-натрію виннокислого, 10 см розчину гідроксиду натрію (або гідроксиду калію), 10 см розчину надсірчанокислого амонію, ретельно перемішуючи після додавання кожного реактиву. В одну із колб доливають 10 см розчину диметилгліоксиму Через 3-5 хв вміст колби доводять до мітки водою, перемішують і вимірюють оптичну щільність розчину на спектрофотометрі при довжині хвилі 440 нм або фотоелектроколориметр зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль 430-450 нм. Як розчин порівняння використовують аліквотну частину аналізованого розчину, що містить всі реактиви крім диметилгліоксиму.

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

за.

2.2.4. Побудова градуювального графіка

У шість склянок місткістю 250 см поміщають 0,5 або 0,2 г карбонильного заліза залежно від навішування проби. У п'ять із них додають стандартний розчин Б у кількості 2; 3; 5; 8; 12 см що відповідає 0,0002; 0,0003; 0,0005; 0,0008; 0,0012 г нікелю. Шоста склянка служить для виготовлення розчину порівняння. Далі проводять аналіз, як наведено у п. 2.2.3.

За знайденими значеннями оптичної щільності і відповідним значенням маси нікелю будують градуювальний графік. Допускається побудова градуювального графіка в координатах:

оптична густина - масова частка нікелю.

2.3. Відділення марганцю у вигляді діоксиду при визначенні нікелю (0,05-0,50%) у сталях та чавунах з масовою часткою марганцю вище 1%.

Наважку проби масою 0,5 або 0,2 г поміщають у склянку місткістю 250 см , розчиняють у 30 см сірчаної кислоти (1:4) при помірному нагріванні. Після розчинення навішування доливають азотну кислоту до припинення спінювання розчину і надлишок 2-3 см . Розчин кип'ятять, змивають стінки склянки водою, доливають 10 см. сірчаної кислоти і упарюють до пари сірчаної кислоти. Солі розчиняють у 100 см води під час нагрівання. До розчину додають 1 г бромноватокислого калію, нагрівають до кипіння і кип'ятять протягом 5 хв.

Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 250 см. , доливають до мітки водою і перемішують. Розчин фільтрують через сухий щільний фільтр суху колбу, відкидаючи перші порції фільтрату.

Аліквотну частину 25 см поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 5-10 см соляної кислоти і упарюють до парів сірчаної кислоти, обробку соляною кислотою проводять ще двічі. Розчин упарюють до появи парів сірчаної кислоти, доливають 1 см соляної кислоти, 10 см води та розчиняють солі при нагріванні. Розчин охолоджують і переносять у мірну колбу місткістю 100 см. . Далі аналіз проводять за п.

2.2.3.

2.4. Обробка результатів

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

,

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

- Маса навішування проби, р.

2.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки нікелю наведені у таблиці.

2.4.3. Метод застосовують при розбіжностях в оцінці якості вуглецевої сталі та нелегованого чавуну.

3. ГРАВІМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на осадженні нікелю диметилгліоксимом в аміачному середовищі у присутності винної кислоти для зв'язування заліза та зважуванні отриманого осаду у вигляді закису нікелю або диметилгліоксимату нікелю.

3.2. Апаратура та реактиви

Електропіч типу СНОЛ, що забезпечує регулювання температури з точністю ±10 °C.

Електрошафа сушильна лабораторна типу СНОЛ, що забезпечує регулювання температури з точністю ± 10 °C.

Ексікатор за ГОСТ 25336-82 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 або ГОСТ 14261-77 , розведена 1:20 та 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 або ГОСТ 11125-84 .

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

Кислота винна за ГОСТ 5817-77 , розчин з масовою концентрацією 500 г/дм .

Кислота лимонна моногідрат і безводна за ГОСТ 3652-69 розчин з масовою концентрацією 250 г/дм .

Амоній роданистий за ГОСТ 19522-74 , розчин з масовою концентрацією 50 г/дм .

Спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 18300-87 .

Диметилгліоксим за ГОСТ 5828-77 : 1 г реактиву розчиняють у 100 см етилового спирту.

3.3. Проведення аналізу

Наважку сталі або чавуну масою 2 г поміщають у склянку місткістю 400-500 см і розчиняють 40-50 см соляної кислоти (1:1) при помірному нагріванні.

Після розчинення навішування доливають по краплях азотну кислоту до припинення спінювання розчину і 2-3 краплі надлишок.

Розчин випарюють насухо. До сухого залишку додають 10 см. соляної кислоти (1:1), випарюють насухо і охолоджують.

Після охолодження до сухого залишку додають 10 см. соляної кислоти (1:1), нагрівають до розчинення солей, додають 100 см гарячої води та фільтрують (якщо утворився осад кремнієвої кислоти та графіту) через фільтр «біла стрічка». Фільтр з осадом промивають кілька разів гарячою соляною кислотою (1:20) до видалення іонів заліза (контроль проводять по реакції з роданистим амонієм). Фільтр із осадом відкидають.

Фільтрат доводять до обсягу 300-350 см , доливають 40 см розчину винної кислоти або 20 см розчину лимонної кислоти, обережно нейтралізують розчином аміаку до появи слабкого запаху та доливають 10 см розчину диметилгліоксиму при постійному перемішуванні

Розчин з осадом диметилгліоксімату нікелю нагрівають до 60-70 °С, дають постояти в теплому місці 2-3 години, після чого фільтрують через фільтр «біла стрічка».

Склянку обмивають над фільтром 2-3 рази холодним розчином аміаку (1:100) і промивають фільтр з осадом 1-2 рази тим самим розчином. Осад на фільтрі розчиняють 30 см гарячої соляної кислоти (1:1) і промивають 5-6 разів гарячою водою, збираючи фільтрат та промивні води у склянку, в якій проводилося осадження. Після цього проводять повторне осадження нікелю, як наведено вище.

Промитий осад диметилгліоксимату нікелю разом з фільтром загортають в інший злегка зволожений фільтр, поміщають у фарфоровий тигель, попередньо прожарений до постійної маси при 800 °C і зважений, фільтр з осадом висушують в тиглі, обережно озолюють, не допускаючи запалення, при 650-700 ° С до постійної маси. Охолоджують тигель з осадом в ексикаторі та зважують. Одночасно з виконанням аналізу проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Визначення нікелю допускається закінчувати зважуванням висушеного осаду диметилгліоксимату нікелю (при масовій частці нікелю сталі менше 0,2%). У цьому випадку осад відфільтровують на скляний тигель № 3, що фільтрує, попередньо висушений і доведений до постійної маси. Стінки склянки та осад обмивають розчином аміаку (1:100) та 5-6 разів теплою водою. Тигель з осадом поміщають у сушильну шафу і висушують при температурі 110-120 ° С до постійної маси. Тигель з осадом охолоджують в ексикаторі та зважують. Одночасно з виконанням аналізу проводять контрольний досвід на забруднення реакції

вів.

3.4. Обробка результатів

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

,

де - Маса тигля з осадом закису нікелю або диметилгліоксімату нікелю, г;

- Маса тигля без осаду, г;

- Маса тигля з осадом контрольного досвіду, г;

- Маса тигля без осаду, г;

- Коефіцієнт, рівний 0,2032 при перерахунку диметилгліоксимату нікелю на нікель і 0,7858 при перерахунку закису нікелю на нікель;

- Маса навішування проби, р.

3.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки нікелю наведені у таблиці.

4. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

4.1. Сутність методу

Метод заснований на вимірюванні ступеня поглинання резонансного випромінювання вільними атомами нікелю, що утворюються в результаті розпилення аналізованого розчину полум'я повітря-ацетилен.

4.2. Апаратура та реактиви

Атомно-абсорбційний спектрофотометр.

Лампа з порожнім катодом для визначення нікелю.

Ацетилен розчинений та газоподібний за ГОСТ 5457-75 .

Компресор, що забезпечує подачу стисненого повітря або балон зі стисненим повітрям.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 або ГОСТ 14261-77 і розведена 1:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 або за ГОСТ 11125-84 .

Залізо карбонільне радіотехнічне за ГОСТ 13610-79 розчин з масовою концентрацією 50 г/дм : 50 г карбонільного заліза розчиняють у 400 см. соляної кислоти (1:1), додають краплями азотну кислоту до закінчення спінювання, упарюють до вологих солей, додають 40-50 см соляної кислоти і знову випарюють до вологих солей. Цю операцію повторюють. Солі розчиняють у 100 см соляної кислоти (1:1), охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доводять до мітки водою, перемішують і розчин фільтрують через фільтр середньої щільності.

Нікель первинний за ГОСТ 849-70 .

Стандартні розчини нікелю.

Розчин А: 0,5000 г металевого нікелю розчиняють 10 см соляної та 10 см азотної кислоти. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , охолоджують, доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину, містить А 0,0005 г нікелю.

Розчин Б (готують безпосередньо перед застосуванням): 20 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину Б містить 0,0001 г н

ікелю.

4.3. Підготовка приладу

Підготовку приладу до аналізу проводять відповідно до інструкції, що додається до нього.

Настроюють спектрофотометр на резонансну лінію 232 нм. Після включення подачі газу та запалення пальника розпорошують воду в полум'ї та встановлюють нульове показання приладу.

4.4. Проведення аналізу

4.4.1. Наважку сталі або чавуну масою 1 г (при масовій частці нікелю від 0,02 до 0,1%) або 0,5 г (при масовій частці нікелю від 0,1 до 0,2%) або 0,2 г (при масовій частці нікелю від 0,2 до 0,5%) поміщають у склянку місткістю 100 см і розчиняють при нагріванні 15 см соляної кислоти та 5 см азотної кислоти. Розчин випарюють насухо, охолоджують, доливають 5 см. соляної кислоти, 20-30 см води та нагрівають до розчинення солей. Охолоджений розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають до мітки водою і перемішують. Розчин фільтрують через сухий фільтр "біла стрічка", відкидаючи перші дві порції фільтрату. Для приготування розчину контрольного досвіду у мірну колбу місткістю 100 см доливають розчин карбонильного заліза та проводять через усі стадії аналізу.

Розпорошують в полум'я розчин контрольного досвіду, а потім аналізовані розчини в порядку збільшення масової частки нікелю до отримання стабільних показань кожного розчину. Перед введенням у полум'я кожного аналізованого розчину розпорошують воду для промивання системи та перевірки нульової точки.

З середнього значення оптичної густини кожного випробуваного розчину віднімають середнє значення оптичної густини контрольного досвіду.

Масу нікелю знаходять за градуювальним графіком

.

4.4.2. Побудова градуювального графіка

У сім мірних колб місткістю 100 см поміщають по 20, 10 чи 4 см розчину карбонильного заліза залежно від навішування проби, шість доливають послідовно 1,5; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 12,5 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00015; 0,00030; 0,00050; 0,00070; 0,00100; 0,00125 г нікелю. Сьома колба служить щодо контрольного досвіду. Вміст колб доводять до мітки водою, перемішують та подальший аналіз проводять за п. 4.4.1.

За знайденими значеннями оптичної щільності і відповідним значенням маси нікелю будують градуювальний графік.

4.5. Обробка результатів

4.5.1. Масову частку нікелю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

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

- Маса навішування проби, р.

Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки нікелю наведені у таблиці.