ГОСТ 22974.11-96

ГОСТ 22974.11-96 Флюси зварювальні плавлені. Методи визначення фториду кальцію

ГОСТ 22974.11-96

Група В09

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ФЛЮСИ ЗВАРЮВАЛЬНІ ПЛАВЛЕНІ

Методи визначення фториду кальцію

Melted welding fluxes.
Методи calcium fluoride determination

МКС 77.040
ОКСТУ 0809

Дата введення 2000-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 72; Інститутом електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

ВНЕСЕН Державним комітетом України зі стандартизації, метрології та сертифікації

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 9 від 12 квітня 1996 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 21 квітня 1999 р. N 134 міждержавний стандарт ГОСТ 22974.11-96 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 січня 2000 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 22974.11-85

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює пірогідролізний та титриметричний комплексонометричний методи визначення фториду кальцію при вмісті від 1,5 до 65%.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 61-75 Кислота оцтова. Технічні умови

ГОСТ 83-79 Вуглекислий натрій. Технічні умови

ГОСТ 1027-67 Свинець (II) оцтовокислий 3-водний. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3760-79 Аміак водний. Технічні умови

ГОСТ 3770-75 Амоній вуглекислий. Технічні умови

ГОСТ 4233-77 Натрій хлористий. Технічні умови

ГОСТ 4234-77 Калій хлористий. Технічні умови

ГОСТ 4328-77 Натрію гідроксид. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 4463-76 Натрій фтористий. Технічні умови

ГОСТ 5817-77 Кислота винна. Технічні умови

ГОСТ 9147-80 Посуд та обладнання лабораторні фарфорові. Технічні умови

ГОСТ 9428-73 Кремній (IV) оксид. Технічні умови

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

ГОСТ 18300-87 Спирт етиловий технічний ректифікований. Технічні умови

ГОСТ 22974.0-96 Флюси зварювальні плавлені. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

Загальні вимоги до методів аналізу – за ГОСТ 22974.0 .

4 Пірогідролізний метод визначення фториду кальцію

4.1 Сутність методу

Метод ґрунтується на розкладанні фториду кальцію парами води при температурі 1300 °C у присутності каталізатора. Фтористоводнева кислота, що виділилася, з надлишком пари захоплюється в приймач, де титрується гідроксидом натрію.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Установка визначення вмісту фториду кальцію (рисунок 1).

Рисунок 1 — Установка визначення вмісту фториду кальцію

1 - промивна склянка для очищення повітря або кисню, заповнена розчином гідроксиду натрію
масової концентрації 0,2 г/см ; 2 - куляста трубка, заповнена скляною ватою для уловлювання
крапель води із лугом; 3 - нержавіюча трубка зовнішнім діаметром 20 мм і внутрішнім - 18 мм,
довжиною 220 мм, яка входить у трубку 10 і кріпиться герметично хомутом; 4 - нержавіюча трубка
діаметром 10 мм, приварена до трубки 3; 5 - колба для отримання пари; 6 - електрична плитка;
7- порцеляновий човник N 2 за ГОСТ 9147 , попередньо розжарений в муфельній печі
при температурі 900-1000 ° С протягом 4-5 год; 8 - трубчаста електропіч з карборундовим
нагрівачем, що забезпечує температуру (1300±20) °С і встановлена з нахилом 4°
бік приймача; 9 - пірометр; 10 - порцелянова або кварцова трубка внутрішнім
діаметром 20-22 мм; 11, 13 - гумовий ущільнювач; 12 - бачок для охолодження трубки водою;
14 - форштос; 15 - приймач для титрування фтористоводневою кислотою

Рисунок 1 — Установка визначення вмісту фториду кальцію

Гачок, за допомогою якого човники поміщають у трубку і витягають з неї, виготовлений з жароміцного дроту діаметром 3-5 мм, довжиною 500-600 мм.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 розчин масової концентрації 0,2 г/см та розчин з молярною концентрацією еквівалента 0,02 моль/дм .

Алюмінію оксид безводний, прожарений при температурі 1100 °C протягом 1 год.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Метиловий червоний (індикатор).

Метиленовий блакитний (індикатор).

Змішаний індикатор: 0,125 г метилового червоного та 0,083 г метиленового блакитного розчиняють у 100 см етилового спирту; зберігають у темній склянці.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 молярної концентрації 0,02 моль/дм (Фіксанал).

Масову концентрацію розчину гідроксиду натрію встановлюють за стандартним зразком флюсу. Аналіз стандартного зразка проводять у тих-таки умовах, як і аналіз досліджуваного зразка.

Масову концентрацію розчину гідроксиду натрію , г/см фториду кальцію, обчислюють за формулою

, (1)

де - масова частка фториду кальцію у стандартному зразку, %;

- Маса навішування стандартного зразка, г;

- Об'єм розчину гідроксиду натрію, витраченого на титрування, см .

Масову концентрацію гідроксиду натрію можна встановлювати за титрованим розчином соляної кислоти (фіксаналу): 25 см розчину кислоти молярної концентрації 0,02 моль/дм поміщають у колбу для титрування, додають 2-3 краплі змішаного індикатора і титрують розчином лугу до переходу рожевого забарвлення зелену.

Масову концентрацію розчину гідроксиду натрію , г/см фториду кальцію, обчислюють за формулою

, (2)

де - Відношення до ;

- Об'єм соляної кислоти молярної концентрації 0,02 моль/дм ;

- Обсяг лугу.

4.3 Проведення аналізу

Наважку флюсу масою 0,1-0,2 г поміщають у порцеляновий човник, що містить 0,2-0,4 г оксиду алюмінію. Вміст човна ретельно перемішують. Човен поміщають у фарфорову трубку, нагріту до температури 1250-1350 °С, і закривають трубку гумовою пробкою. У фарфорову трубку через відросток трубки 3 подають повітря або кисень зі швидкістю 3-5 бульбашок на секунду одночасно з водяною парою.

Фтористоводнева кислота, що утворилася при пірогідролізі, надходить у приймач 15, куди попередньо влито 50 см. води та 5-6 крапель змішаного індикатора.

Фтористоводневу кислоту титрують розчином гідроксиду натрію з молярною концентрацією еквівалента 0,02 моль/дм до зміни забарвлення з бузкового до зеленого. Закінчують титрування, коли колір розчину не змінюється протягом 2 хв.

4.4 Обробка результатів

4.4.1 Масову частку фториду кальцію , %, обчислюють за формулою

, (3)

де - масова концентрація розчину гідроксиду натрію, г/см фториду кальцію;

- Об'єм розчину гідроксиду натрію, витраченого на титрування, см ;

- Маса навішування флюсу, р.

4.4.2 Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки фториду кальцію наведено у таблиці 1.


Таблиця 1

В процентах

5 Титриметричний комплексонометричний метод визначення фториду кальцію

5.1 Сутність методу

Метод заснований на осадженні іонів фтору як фторхлориду свинцю. Надлишок свинцю титрують розчином трилону Б.

5.2 Реактиви та розчини

Кислота азотна за ГОСТ 4461 , розведена 1:1.

Аміак водний за ГОСТ 3760 , розбавлений 1:1.

Вуглекислий амоній за ГОСТ 3770 .

Калій хлористий згідно з ГОСТ 4234 .

Натрій безводний вуглекислий за ГОСТ 83 .

Натрій хлористий за ГОСТ 4233 розчин масової концентрації 0,05 г/см .

Свинець оцтовокислий за ГОСТ 1027 розчин масової концентрації 0,025 г/см .

Кислота винна за ГОСТ 5817 розчин масової концентрації 0,05 г/см .

Кислота оцтова згідно з ГОСТ 61 .

Кремнію (IV) діоксид за ГОСТ 9428 .

Помаранчевий метиловий (індикатор), розчин масової концентрації 0,001 г/см .

Еріохром чорний (індикатор): 0,2 г індикатора розтирають із 20 г хлористого калію.

Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти 2-водна (трилон Б) за ГОСТ 10652 розчин з молярною концентрацією еквівалента 0,05 моль/дм : 9,3 г трилону Б розчиняють у 300 см. води. Розчин відфільтровують у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Натрій фтористий за ГОСТ 4463 стандартний розчин: 2,210 г фториду натрію розчиняють у воді і розбавляють до 1000 см водою у мірній колбі. Розчин має масову концентрацію фтору 0,001 г/см. .

Масову концентрацію розчину трилону Б встановлюють фтором: 50 см стандартного розчину переносять у склянку місткістю 300 см , додають 10 крапель оцтової кислоти, 20 см розчину хлористого натрію та з бюретки 25 см розчину оцтовокислого свинцю Розчин перемішують, нагрівають до температури 60-70 С, знову перемішують до випадання осаду, після чого залишають на 12 год.

Розчин з осадом, що випав, переносять у мірну колбу місткістю 250 см. , розбавляють водою до мітки та фільтрують у суху склянку через сухий фільтр «біла стрічка», відкидаючи перші порції фільтрату.

Відбирають 50-100 см фільтрату в конічну колбу місткістю 250 см , доливають 10 см винної кислоти, 10 см аміаку (1:1), додають 0,1 г індикатора ериохрому чорного і титрують надлишок свинцю розчином трилону Б до переходу забарвлення з бузково-фіолетового в яскраво-блакитне.

Масову концентрацію трилону Б , г/см фториду кальцію, обчислюють за формулою

, (4)

де - Об'єм стандартного розчину фториду натрію, см ;

- Коефіцієнт перерахунку фтору на фторид кальцію;

- Об'єм розчину оцтовокислого свинцю, взятого з надлишком, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, витраченого на титрування надлишку оцтовокислого свинцю, см ;

- Співвідношення між обсягами розчинів оцтовокислого свинцю та трилону Б.

Визначають співвідношення : 5 см розчину оцтовокислого свинцю поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , додають 50 см води, 10 см винної кислоти, 10 см аміаку (1:1), 0,1 г індикатора ериохрому чорного і титрують до переходу забарвлення з бузково-фіолетового в яскраво-блакитне.

Співвідношення обчислюють за формулою

, (5)

де - Об'єм розчину оцтовокислого свинцю, взятого на титрування, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, витраченого на титрування, см .

5.3 Проведення аналізу

Наважку флюсу масою 0,5 г (при масовій частці фтористого кальцію 1,5-40%) або 0,25 г (при масовій частці фтористого кальцію 40-65%) змішують з 0,2 г діоксиду кремнію та 5 г безводного вуглекислого натрію і сплавляють платиновому тиглі з кришкою при температурі 950-1050 °С протягом 20-30 хв. Плав виливають на поліровану пластину із нержавіючої сталі.

Тигель з плавом поміщають у склянку місткістю 300-400 см. , доливають 50 см гарячої води, накривають склом та витримують у теплому місці до повного розкладання плава.

Тигель виймають зі склянки та обмивають кілька разів водою. Розчин з осадом переносять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин фільтрують у суху колбу через сухий фільтр "біла стрічка", відкидаючи першу порцію фільтрату. Відбирають 50 см фільтрату у склянку місткістю 300 см , додають 2-3 краплі метилового помаранчевого і підкислюють азотною кислотою (1:1) до помаранчевого забарвлення, додають 4-5 г вуглекислого амонію і кип'ятять до видалення запаху аміаку (при цьому кремнієва кислота виділяється у вигляді драглистого осаду). Розчин відфільтровують у склянку місткістю 300 см. через вату і промивають 8-10 разів гарячою водою. Фільтрат підкислюють по метиловому помаранчевому азотною кислотою (1:1) до зміни забарвлення розчину, додають 10 крапель оцтової кислоти, 20 см розчину хлористого натрію та з бюретки 25-50 см розчину оцтовокислого свинцю Розчин перемішують, нагрівають до температури 60-70 С, знову перемішують до випадання осаду, після чого залишають на 12 год.

Розчин з осадом, що випав, переносять у мірну колбу місткістю 250 см. , розбавляють водою до мітки та фільтрують у суху склянку через сухий фільтр «біла стрічка», відкидаючи перші порції фільтрату.

50-100 см фільтрату переносять у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 10 см винної кислоти, 10 см аміаку (1:1), додають 0,1 г індикатора ериохрому чорного і титрують надлишок свинцю розчином трилону Б до переходу забарвлення з бузково-фіолетового в яскраво-

блакитну.

5.4 Обробка результатів

5.4.1 Масову частку фтористого кальцію , %, обчислюють за формулою

, (6)

де - Об'єм розчину оцтовокислого свинцю, взятого для осадження фтор-іону, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, витраченого на титрування надлишку оцтовокислого свинцю, см ;

- Співвідношення між обсягами розчинів оцтовокислого свинцю та трилону Б;

- масова концентрація розчину трилону Б, виражена в г/см фториду кальцію;

- маса навішування, що відповідає аліквотній частині розчину,

м.

5.4.2 Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки фториду кальцію наведено у таблиці 1.