ГОСТ 2604.5-84

ГОСТ 2604.5-84 Чавун легований. Методи визначення марганцю (зі зміною N 1)

ГОСТ 2604.5-84

Група В09

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ЧУГУН ЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення марганцю

Alloy cast iron. Методи для визначення manganese

МКС 77.080.10
ОКСТУ 0809

Дата введення 1985-01-01

Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 27 січня 1984 р. N 357 дату запровадження встановлено 01.01.85

Обмеження терміну дії знято за протоколом N 4-94 Міждержавної ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД 4-93)

ВЗАМІН ГОСТ 2604.5-77

ВИДАННЯ зі Зміною N 1, затвердженим у квітні 1989 р. (ІУС 7-89).


Цей стандарт встановлює фотометричний метод визначення марганцю (при масовій частці від 0,10 до 2,0%), титриметричний метод (при масовій частці від 0,20 до 5,0%), потенціометричний метод (при масовій частці від 2,0 до 25,0%) та атомно-абсорбційний метод (при масовій частці від 0,10 до 5,0%) у легованому чавуні.

Стандарт відповідає міжнародному стандарту ISO 629-82 у частині фотометричного методу.

(Змінена редакція, зміна N 1).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473-90 .

1.2. Похибка результату аналізу (при довірчій ймовірності 0,95) не повинна перевищувати , наведеного в табл.2, при виконанні наступних умов:

розбіжність результатів двох (трьох) паралельних вимірів має перевищувати (при довірчої ймовірності 0,95) значення , Наведеного в табл.2;

відтворене в стандартному зразку значення масової частки елемента не повинно відрізнятися від атестованого більш ніж на допустиме (при довірчій ймовірності 0,85) значення , Наведене в табл.2.

При невиконанні однієї з вищезгаданих умов проводять повторні вимірювання масової частки марганцю. 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, виконаного в різних умовах (наприклад, при внутрішньолабораторному контролі відтворюваності) не повинна перевищувати (при довірчій ймовірності 0,95) значення , наведеного у табл.2.

(Запроваджено додатково, Зм. N 1).

2. ФОТОМЕТРИЙ МЕТОД

2.1.Сутність методу

Метод заснований на реакції окислення двовалентного марганцю до семивалентного йоднокислим калієм у сірчанокислому або азотнокислому середовищі та вимірюванні оптичної щільності забарвленого комплексу при довжині хвилі 545 нм.

Вплив заліза усувають додаванням фосфорної кислоти.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 .

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 і розбавлена 1:1, 1:100.

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

Кислота ортофосфорна за ГОСТ 6552-80 .

Суміш кислот: до 750 см води обережно при безперервному перемішуванні доливають 150 см сірчаної кислоти, охолоджують, доливають 100 см ортофосфорної кислоти, перемішують та охолоджують.

Калій йоднокислий, розчин 50 г/дм : 50 г йоднокислого калію розчиняють у 800 см. азотної кислоти (1:1), розчин охолоджують, доливають водою до 1 дм. і перемішують.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 .

Водню перекис за ГОСТ 10929-76 , розчин 0,3 г/см .

Залізо карбонільне ос. год.

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197-74 , розчин 1 г/см .

Стандартні розчини сірчанокислого марганцю:

розчин, А з масовою концентрацією 0,0002 г/см : 0,5754 г марганцевокислого калію перекристалізованого та висушеного на повітрі поміщають у склянку місткістю 250 см. , додають 20 см сірчаної кислоти (1:4) та обережно, по краплях, при перемішуванні додають перекис водню або соляну кислоту до знебарвлення розчину. Розчин випарюють на початок кристалізації. Солі розчиняють при нагріванні 20-30 см води, що охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 1 дм , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин Б із масовою концентрацією 0,0001 г/см : 100 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 200 см , доливають до мітки водою і перемішують.

Вода, що не містить відновників: у колбу місткістю 2 дм наливають 1 дм води, додають по краплях сірчану кислоту до рН 3 універсального індикаторного паперу, нагрівають до кипіння, додають кілька кристалів йоднокислого калію, кип'ятять 5-7 хв і охолоджують.

Вода, що не містить відновників, застосовується для розведення окислених розчинів, приготовлених для фото

етрування.

2.1, 2.2. (Змінена редакція, зміна N 1).

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Наважку чавуну в залежності від масової частки марганцю (див. табл.1) поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 30 см суміші сірчаної та ортофосфорної кислоти, склянку накривають годинниковим склом і нагрівають 5-10 хв.

Таблиця 1

Потім обережно доливають 10 см. азотної кислоти та нагрівають до повного розчинення навішування.

Нерозчинні в цих умовах чавуни розчиняють у соляній кислоті або соляній кислоті з додаванням азотної кислоти. Потім до розчину доливають 30 см. суміші сірчаної або ортофосфорної кислот, випаровують до появи парів сірчаної кислоти і охолоджують. Обмивають стінки склянки водою і знову розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти.

Вміст склянки охолоджують, розчиняють солі при нагріванні 50-60 см води та відфільтровують осад кремнієвої кислоти та графіту на фільтр «біла стрічка», збираючи фільтрат та промивну рідину в мірну колбу місткістю 250 см. . Склянку та осад на фільтрі промивають три-п'ять разів азотною кислотою (1:100). Фільтр із осадом відкидають. Вміст колби охолоджують, доливають водою до мітки і перемішують. Аліквотну частину (див. табл.1) розчину поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають воду приблизно до 50 см , 25 см суміші сірчаної та ортофосфорної кислот та 10 см розчину йоднокислого калію

(Змінена редакція, Змін. N 1

).

2.3.2. Вміст колби нагрівають до кипіння, кип'ятять 1 хв і витримують при температурі, близької температури кипіння, протягом 40-50 хв. Потім розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою, що не містить відновників, до мітки і перемішують.

Оптичну щільність розчину вимірюють на спектрофотометрі при довжині хвилі 545 нм або на фотоелектроколориметрі зі світлофільтром, що має область пропускання в інтервалі довжин хвиль 530-550 нм, в кюветі з товщиною шару, що поглинає світло, 20 мм.

Як розчин порівняння використовують отриманий розчин, додавши до нього кілька крапель розчину азотистокислого натрію для відновлення марганцової кислоти (до зникнення рожевого забарвлення).

Для внесення поправки в результати аналізу вміст марганцю в реактивах через всі стадії аналізу проводять контрольний досвід, оптичну щільність розчину якого вимірюють щодо свого розчину порівняння, який отримують аналогічно вище наведеному.

За знайденим значенням оптичної щільності досліджуваного розчину з урахуванням оптичної щільності розчину контрольного досвіду знаходять кількість марганцю в міліграмах за графіком.

2.3.3. Побудова градуювального графіка

Наважку карбонильного заліза масою 2 г поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 50 см суміші сірчаної та ортофосфорної кислот і розчиняють при нагріванні. Розчин окислюють, додаючи по краплях азотну кислоту, кип'ятять до видалення оксидів азоту та охолоджують. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують.

По 10 см отриманого розчину поміщають у вісім конічних колб місткістю 250 см , сім колб додають послідовно 1; 2; 4; 6; 8; 10 та 12 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 та 1,2 мг марганцю. У восьмій колбі проводять контрольний досвід зміст марганцю в реактивах.

Розчин у кожній колбі розбавляють водою до 50 см. , додають по 25 см суміші сірчаної та ортофосфорної кислот та по 10 см розчину йоднокислого калію Далі аналіз проводять за п. 2.3.2.

Як розчин порівняння використовують розчин контрольного досвіду.

За знайденими величинами оптичної щільності та відповідним їм значенням концентрацій марганцю будують градуювальний графік.

(Змінена редакція, Изм. N

1).

2.4. Обробка результатів

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

,

де - Маса навішування чавуну, що відповідає фотометрованої аліквотної частини розчину, мг;

- Маса марганцю, знайдена за градуювальним графіком, мг.

(Змінена редакція, зміна N 1).

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

3. ТИТРИМЕТРИЙ МЕТОД ДЛЯ чавуну з масовою частиною кобальту до 1,0%

3.1.Визначення марганцю в чавунах, що містять до 1,0% хрому

3.1.1. Сутність методу

Метод заснований на окисленні двовалентного марганцю в кислому середовищі до семивалентного надсірчанокислим амонієм у присутності каталізатора азотнокислого срібла. Отриману марганцеву кислоту відтитрують розчином арсеніт-нітриту натрію.

3.1.2. Реактиви та розчини

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

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

Кислота ортофосфорна за ГОСТ 6552-80 .

Суміш кислот: до 550 см води обережно, при безперервному перемішуванні, доливають 90 см сірчаної кислоти, охолоджують, доливають 100 см ортофосфорної кислоти, перемішують та переливають 260 см азотної кислоти.

Срібло азотнокисле за ГОСТ 1277-75 , розчин 0,005, г/см .

Натрій хлористий за ГОСТ 4233-77 , розчин 0,005 г/см .

Папір індикаторний, універсальний.

Амоній надсірчанокислий за ГОСТ 20478-75 , розчин 0,2 г/см .

Миш'яковистий ангідрид за ГОСТ 1973-77 .

Натрій миш'яковистокислий орто (арсеніт натрію).

Натрій двовуглекислий за ГОСТ 4201-79 .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328-77 , розчин 0,15 г/см .

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197-74 .

Натрію арсеніт-нітрит, стандартний розчин: 1,5 г миш'яковистого ангідриду поміщають у склянку місткістю 400-600 см , Що містить 25 см гарячого розчину гідроксиду натрію, розчиняють при помірному нагріванні, розбавляють водою до 120-130 см , охолоджують. Потім до розчину доливають сірчану кислоту (1:4) до рН 7 за універсальним індикатором і 2-3 см надлишок. Додають двовуглекислий натрій до рН 7 універсального індикаторного паперу.

В отриманому розчині розчиняють 0,85 г азотистокислого натрію, розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм. , розбавляють водою до мітки та перемішують.

Допускається приготування стандартного розчину з натрію арсеніту: 2,91 г арсеніту натрію поміщають у склянку місткістю 400 см , доливають 120-150 см води та перемішують до повного розчинення солі.

Далі підготовку розчину проводять так само, як з миш'яковистого ангідриду. При вмісті солі кристалізаційної води її враховують при обчисленні навішування, необхідної для приготування стандартного розчину.

Масову концентрацію розчину арсеніт-нітриту натрію встановлюють за стандартними зразками чавуну з хімічним складом, що відповідає вимогам цього стандарту, та обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування стандартного зразка, г;

- масова частка марганцю у стандартному зразку, %;

- Об'єм розчину арсеніт-нітриту натрію, витрачений на титрування, см .

3.1.3. Проведення аналізу

Наважку чавуну масою 0,5 г (при масовій частці марганцю від 0,20 до 0,8%) або масою 0,25 г (при масовій частці марганцю від 0,8 до 5,0%) поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30-40 см суміші кислот та розчиняють при нагріванні. Розчин кип'ятять до видалення оксидів азоту.

Нерозчинний залишок, що містить кремнієву кислоту та графіт, відфільтровують на фільтр середньої щільності «біла стрічка» і промивають 5-6 разів гарячою водою, збираючи фільтрат та промивні води в конічну колбу місткістю 250 см. .

Розчин розбавляють водою до 100 см , додають 10 см розчину азотнокислого срібла, 20 см розчину надсірчанокислого амонію, нагрівають до кипіння і кип'ятять 1 хв, витримують на теплій плиті до припинення виділення бульбашок кисню.

Потім розчин охолоджують до кімнатної температури, доливають 10 см розчину хлористого натрію та швидко титрують розчином арсеніт-нітриту натрію до зникнення малинового забарвлення

.

3.1.2, 3.1.3. (Змінена редакція, зміна N 1).

3.1.4. Обробка результатів

3.1.4.1. Масову частку марганцю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину арсеніт-нітриту натрію, витрачений на титрування, см ;

- масова концентрація розчину арсеніт-нітриту натрію по марганцю, г/см ;

- Маса навішування чавуну, р.

(Змінена редакція, зміна N 1).

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

3.2. Визначення марганцю в чавунах, що містять понад 1,0% хрому

3.2.1. Сутність методу

Сутність методу за п. 3.1.1 з доповненням: елементи, що заважають визначенню марганцю, осаджують окисом цинку.

3.2.2. Реактиви та розчини

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 .

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 .

Окис цинку за ГОСТ 10262-73 , суспензія у воді: 50 г окису цинку, що не містить марганцю, карбонатів і відновників, поміщають у фарфорову ступку і ретельно розтирають маточкою з гарячою водою, потім додають 250-300 см гарячої води та перемішують.

Окис цинку, що містить карбонати та відновники, попередньо прожарюють при 800 °C.

Інші реактиви та розчини за п. 3.1.2.

3.2.3. Проведення аналізу

Наважку чавуну масою 1 г (при масовій частці марганцю від 0,20 до 0,8%) або масою 0,5 г (при масовій частці марганцю від 0,8 до 5,0%) поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 40-50 см сірчаної кислоти (1:4) та розчиняють при нагріванні. Додають по краплях азотну кислоту до припинення спінювання розчину та 2-3 см надлишок. Розчин випарюють до появи пари сірчаної кислоти, охолоджують. Стінки колби обмивають водою, додають близько 50 см. води та розчиняють солі при нагріванні.

Якщо чавун не розчиняється в суміші сірчаної та азотної кислот, навішення розчиняють у 30 см суміші соляної та азотної кислот у співвідношенні 3:1 при нагріванні, охолоджують. Доливають 10 см сірчаної кислоти, розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти і знову охолоджують. Стінки склянки обмивають водою, розчин випарюють до появи пари сірчаної кислоти, охолоджують, додають близько 50 см. води та розчиняють солі при нагріванні.

Розчин, отриманий будь-яким із цих способів, переносять у мірну колбу місткістю 250 см і додають розчин аміаку до появи червоно-бурого забарвлення. У разі появи осаду гідроксид додають по краплях сірчану кислоту (1:4) до розчинення осаду.

До розчину додають невеликими порціями суспензію окису цинку до повної коагуляції осаду гідроксиду (на дні колби має бути невеликий надлишок суспензії окису цинку).

Вміст колби охолоджують, доливають водою до мітки, перемішують і дають осадити.

Розчин фільтрують через сухий фільтр середньої щільності "біла стрічка" в суху мірну колбу місткістю 100 см. , відкидаючи перші порції фільтрату Наповнивши колбу до мітки, розчин переносять у конічну колбу місткістю 250 см. , додають 40 см суміші кислот і закінчують визначення п.3

.1.3.

3.2.2, 3.2.3. (Змінена редакція, зміна N 1).

3.2.4. Обробка результатів – за п. 3.1.4.

4. ПОТЕНЦІОМЕТРИЙ МЕТОД ДЛЯ чавуну з масовою часткою ВАНАДІЯ ДО 0,10%

4.1.Сутність методу

Метод заснований на окисленні двовалентного марганцю до тривалентного марганцевокислого калію в нейтральному середовищі. Залізо, хром та інші елементи, що заважають визначенню марганцю, пов'язують у пірофосфатні комплекси.

4.2. Апаратура, реактиви та розчини

Установка для потенціометричного титрування з парою електродів: платина насичений каломельний; платина – вольфрамовий або платина – платиновий.

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

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 , розведена 1:20.

Натрій фосфорнокислий піро за ГОСТ 342-77 , розчин 120 г/дм .

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

Сечовина за ГОСТ 6691-77 , розчин 50 г/дм .

Папір індикаторний, універсальний.

Натрій щавлевокислий за ГОСТ 5839-77 перекристалізований і висушений при 105-110 ° С до постійної маси.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 , стандартний розчин з молярною концентрацією еквівалента, що дорівнює 0,05 моль/дм : 1,58 г перекристалізованого та висушеного при 120 °C марганцевокислого калію розчиняють в 1 дм. води. Розчин залишають стояти на 6 діб у закритій склянці, потім його сифонують у склянку із темного скла.

Масову концентрацію стандартного розчину марганцевокислого калію встановлюють по щавлевокислому натрію.

У конічну колбу місткістю 500 см поміщають 200 см сірчаної кислоти (1:20), нагрівають до 70-75 °С і додають по краплях розчин марганцевокислого калію до стійкого рожевого забарвлення.

До вмісту колби додають 0,1 г щавлевокислого натрію і після розчинення навішування титрують при перемішуванні розчином марганцевокислого калію до стійкого протягом 1 хв рожевого забарвлення. До кінця титрування температура розчину повинна бути не нижче 60 °C.

Масову концентрацію розчину марганцевокислого калію ( ), виражену в грамах марганцю, обчислюють за формулою

,

де 0,656 - коефіцієнт перерахунку масової концентрації розчину марганцевокислого калію, встановленого по щавлевокислому натрію, на масову концентрацію, виражену в грамах марганцю;

- Маса навішування щавлевокислого натрію, г;

- Об'єм розчину марганцевокислого калію, витрачений на титрування, см .

4.3. Проведення аналізу

Наважку чавуну масою 1 г поміщають у склянку місткістю 250 см і розчиняють при слабкому нагріванні 40-50 см соляної кислоти (1:1), додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання. Розчин кип'ятять до видалення оксидів азоту, випарюють до 5-8 см , додають 50 см води та розчиняють солі при нагріванні.

Нерозчинний залишок, що містить кремнієву кислоту та графіт, відфільтровують через фільтр середньої щільності «біла стрічка», промивають 5-6 разів гарячою водою, збираючи фільтрат та промивні води у мірну колбу місткістю 250 см. .

Фільтрат охолоджують, доливають до мітки водою і перемішують.

Аліквотну частину випробуваного розчину 50 см поміщають у склянку місткістю 400 см , доливають 5 см розчину сечовини, 100 см розчину пірофосфорнокислого натрію і встановлюють рН середовища близько 7 універсальним індикаторним папером, додаючи, якщо необхідно, по краплях соляну кислоту (1:1) або розчин аміаку (1:1).

Підготовлений таким чином розчин титрують розчином марганцевокислого калію на потенціометричній установці до стрибка потенціалу.

(Змінена редакція, Изм. N

1).

4.4. Обробка результатів

4.4.1. Масову частку марганцю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину марганцевокислого калію, витрачений на титрування, см ;

- масова концентрація розчину марганцевокислого калію по марганцю, г/см ;

- Маса навішування чавуну, р.

(Змінена редакція, зміна N 1).

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

5. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД

5.1. Атомно-абсорбційний метод визначення марганцю – за ГОСТ 12348-78 з доповненнями.

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

Таблиця 2

(Змінена редакція, зміна N 1).