ГОСТ 29095-91

ГОСТ 29095–91 Сплави та порошки жароміцні, корозійностійкі, прецизійні на основі нікелю. Методи визначення заліза

ГОСТ 29095-91

Група В39

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ ТА ПОРОШКИ ЖАРОміцні, КОРОЗІЙНО-СТІЙКІ, ПРЕЦИЗІЙНІ НА ОСНОВІ НІКЕЛЯ

Методи визначення заліза

Nickel-базований перешкода, короsion-resistant, heat-resistant alloys and powders. Методи iron determination

MKC 77.120.40
ОКСТУ 0809

Дата введення 1993-01-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством металургії СРСР

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Комітету стандартизації та метрології СРСР від 04.09.91 N 1419

3. ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

5. ПЕРЕВИДАННЯ. Липень 2004 р.


Цей стандарт встановлює фотометричний (при масовій частці заліза від 0,05% до 3%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці заліза від 0,05% до 20%) методи визначення заліза.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 28473 .

2. ФОТОМЕТРИЙ МЕТОД

2.1. Сутність методу

Метод заснований на утворенні забарвленої комплексної сполуки заліза (II) з 1,10-фенантроліном або з 2,2-дипіридилом при рН = 3-3,5. Маса заліза становить 40-150 мкг на 100 см розчину.

Для відновлення заліза застосовують гідроксиламіну гідрохлорид.

Залізо від хрому, міді, нікелю, кобальту відокремлюють осадженням аміаком після окислення хрому та кобальту надсірчанокислим амонієм. Вольфрам відокремлюють у вигляді вольфрамової кислоти.

2.2. Апаратура, реактиви

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна за ГОСТ 14261 та розбавлена 1:1, 1:20.

Кислота азотна за ГОСТ 11125 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 та розведена 1:1.

Суміш кислот (I): 8 частин соляної кислоти змішують із 1 частиною азотної кислоти.

Суміш кислот (II): 3 частини соляної кислоти змішують із 1 частиною азотної кислоти.

Амоній-алюміній сірчанокислий (алюмоамонійні галун) за ГОСТ 4238 , розчин 50 г/дм : 50 г галунів розчиняють у 150-200 см. води з додаванням 25 см сірчаної кислоти (1:1) і доливають водою до 1 дм .

Срібло азотнокисле за ГОСТ 1277 , розчин 2,5 г/дм .

Амоній надсірчанокислий за ГОСТ 20478 , розчин 250 г/дм .

Аміак водний за ГОСТ 3760 та розбавлений 1:20.

Натрій хлористий за ГОСТ 4233 , розчин 50 г/дм .

Папір індикаторний універсальний.

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

Натрій оцтовокислий 3-водний за ГОСТ 199 розчин 500 г/дм .

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин 100 г/дм .

1,10-фенантролін, розчин 5 г/дм у розчині соляної кислоти з молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль/дм .

2,2-дипіриділ (альфа, альфа-дипіриділ), розчин 5 г/дм .

Залізо карбонільне особливо чисте.

Стандартні розчини заліза.

Розчин А: 1 г карбонильного заліза поміщають у склянку і розчиняють при слабкому нагріванні 30 см соляної кислоти. Після повного розчинення навішування додають по краплях азотну кислоту до припинення спінювання і надлишок 2-3 краплі. Розчин нагрівають до видалення оксидів азоту, охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 1 дм. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г заліза.

Розчин Б: 10 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 1 дм , додають 50 см соляної кислоти (1:1) доливають водою до мітки і перемішують.

1 см розчину містить Б 0,00001 г заліза.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Маса навішування проби в залежності від масової частки заліза наведена у табл.1.

Таблиця 1

2.3.2. Визначення заліза у сплавах, що не містять вольфрам

Наважку сплаву (табл.1) поміщають у склянку і розчиняють при помірному нагріванні 20-40 см суміші кислот (І або ІІ). Розчин охолоджують, доливають 15-20 см сірчаної кислоти (1:1) і випарюють до пари сірчаної кислоти. Вміст склянки охолоджують, обмивають стінки склянки водою і випарюють знову до пар сірчаної кислоти. Солі розчиняють у 50-60 см води при нагріванні та при масовій частці заліза до 0,2% додають 3 см алюмоамонійних галунів, розчин розбавляють гарячою водою до 200-250 см .

До розчину проби, що містить хром, додають 10 см. розчину азотнокислого срібла та нагрівають майже до кипіння. До гарячого розчину обережно доливають 15-45 см. розчину надсірчанокислого амонію, нагрівають до повного окислення хрому та марганцю, кип'ятять 3-5 хв до руйнування надлишку надсірчанокислого амонію. До киплячого розчину додають 5-10 см. розчину хлористого натрію і кип'ятять до відновлення марганцевої кислоти.

До розчину доливають розчин аміаку до випадання осаду гідроксидів і надлишок 5-10 см. . Розчин з осадом обережно доводять до кипіння та витримують у теплому місці 5-10 хв до коагуляції осаду.

Осад відфільтровують на фільтр середньої щільності, склянку та осад на фільтрі промивають п'ять-вісім разів гарячим розчином аміаку (1:20). Фільтрат відкидають. Осад на фільтрі розчиняють 30-50 см гарячої соляної кислоти (1:1) у склянці, в якій проводилося осадження гідроксиду. Фільтр ретельно промивають гарячою водою та відкидають.

У разі недостатньо повного відділення хрому та нікелю від заліза до розчину доливають 20-25 см. сірчаної кислоти (1:1), випарюють до пари сірчаної кислоти і проводять повторне окислення хрому, осадження та розчинення гідроксидів, як зазначено вище.

Отриманий розчин упарюють до 50-60 см , охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують.

Аліквотну частину розчину (табл.1) поміщають у склянку, доливають 3 см розчину винної кислоти, 10 см розчину гідроксиламіну гідрохлориду. Розчин перемішують, нейтралізують розчином оцтовокислого натрію до рН = 3−3,5 (за універсальним індикаторним папером) і додають 2 см його надлишок. Потім додають 10 см розчину 1,10-фенантроліну або 10 см розчину 2,2-дипіридилу, переносять у мірну колбу місткістю 100 см , розбавляють водою до мітки та перемішують. Оптичну густину розчину вимірюють через 1 годину при довжині хвилі 510-520 нм щодо розчину порівняння. Як розчин порівняння використовують аліквотну частину аналізованого розчину, в яку додають всі реактиви, за винятком 1,10-фенантроліну або 2,2-дипіридилу.

Одночасно з аналізованою пробою проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

Масу заліза знаходять за градуювальним графіком з урахуванням контрольного досвіду.

2.3.3. Визначення заліза у сплавах, що містять вольфрам

Після розчинення навішування, як зазначено у п. 2.3.2, розчин нагрівають до випадання осаду вольфрамової кислоти. Додають 5-10 см азотної кислоти та знову нагрівають розчин до отримання осаду вольфрамової кислоти жовтого кольору.

Розчин випарюють до вологих солей, доливають 10 см соляної кислоти, нагрівають до розчинення солей, доливають 100-120 см гарячої води та залишають на теплій плиті протягом години.

Осад вольфрамової кислоти відфільтровують на подвійний щільний фільтр, що містить фільтробмасову масу, і ретельно промивають вісім-десять разів гарячою соляною кислотою (1:20). Фільтр із осадом вольфрамової кислоти відкидають. Фільтрат та промивні води зберігають.

До отриманого розчину доливають 15-20 см сірчаної кислоти (1:1) і випарюють до пари сірчаної кислоти. Склянку охолоджують, обмивають стінки водою і знову випарюють до пари сірчаної кислоти. Солі розчиняють у 50-60 см води при нагріванні і при масовій частці заліза до 0,2% додають 3 см алюмоамонійних галунів. Розчин розбавляють гарячою водою до 200-250 см. і далі надходять, як зазначено у п. 2.3.2.

2.3.4. Побудова градуювального графіка

У склянки поміщають 3; 5; 10; 15; 20 см стандартного розчину заліза з концентрацією 0,00001 г/см , додають 3 см винної кислоти і далі надходять, як зазначено у п. 2.3.2. Як розчин порівняння використовують розчин, що містить всі реактиви, крім стандартного розчину заліза.

2.4. Обробка результатів

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

,

де - Маса заліза, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби, що відповідає аліквотній частині розчину, г.

3. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД

3.1. Сутність методу

Метод заснований на вимірі при довжині хвилі 248,3 нм ступеня поглинання резонансного випромінювання вільними атомами заліза, що утворюються при розпиленні аналізованого розчину полум'я повітря-ацетилен.

3.2. Апаратура, реактиви

Атомно-абсорбційний полум'яний спектрофотометр.

Лампа з порожнім катодом для визначення заліза.

Балон із ацетиленом.

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

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118 .

Кислота азотна згідно з ГОСТ 4461 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 та розведена 1:4.

Залізо карбонільне, особливо чисте.

Стандартні розчини заліза.

Розчин А: 1 г карбонільного заліза, зваженого з точністю 0,0002 г, розчиняють у 20-30 см соляної кислоти та обережно по краплях додають 5-7 см. азотної кислоти. Розчин охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см стандартного розчину, містить А 2 мг заліза.

Розчин Б: 10 см стандартного розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають до мітки водою і перемішують. Готують перед застосуванням.

1 см стандартного розчину містить Б 0,2 мг заліза.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Маса навішування сплаву та розведення розчинів залежно від масової частки заліза наведено у табл.2.

Таблиця 2

Допускається інше розведення розчинів, що забезпечує точність, що нормується в стандарті.

Наважку сплаву поміщають у склянку або колбу місткістю 150-300 см і розчиняють при помірному нагріванні 15-30 см соляної та 5-10 см азотної кислоти. Розчин обережно випаровують до вологих солей, додають 5 см. соляної кислоти та розчиняють солі.

Допускаються інші способи розчинення, що забезпечують повне розкладання навішування і потребують змін у подальших операціях аналізу.

За наявності в пробі титану та ніобію розчин після розчинення навішування охолоджують, додають сірчану кислоту (1:4) з розрахунку 10 см. на кожні 100 см кінцевого об'єму і упарюють до пари сірчаної кислоти. Доливають 50-60 см води та розчиняють солі при нагріванні.

Отриманий розчин переносять у мірну колбу (табл.2), доливають до мітки водою і перемішують. Частину розчину фільтрують через два сухі фільтри, відкидаючи перші порції фільтрату.

Одночасно з аналізованою пробою проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

3.3.2. Приготування розчинів для градуювального графіка

3.3.2.1. Для сплавів із масовою часткою заліза до 5,0%

У п'ять мірних колб місткістю 100 см послідовно доливають 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10 см стандартного розчину Б. Шосту колбу використовують щодо контрольного досвіду.

3.3.2.2. Для сплавів із масовою часткою заліза понад 5,0%

У сім мірних колб місткістю 100 см послідовно доливають 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см стандартного розчину Б. Восьму колбу використовують щодо контрольного досвіду.

3.3.2.3. У кожну колбу, підготовлену відповідно до пп.3.3.2.1 та 3.3.2.2 , доливають по 5 см соляної кислоти або по 10 см сірчаної кислоти (1:4) доливають до мітки водою і перемішують.

3.3.3. Підготовка приладу та вимірювання атомної абсорбції

Прилад готують до роботи відповідно до інструкції, що додається. Настроюють спектрофотометр на резонансну лінію 248,3 нм. Після включення системи подачі газів та запалення пальника розпорошують воду в полум'я та встановлюють нуль приладу. Розпорошують в полум'я розчин контрольного досвіду, потім розчини для градуювального графіка та випробувані розчини в порядку збільшення концентрації заліза. Вимірюють до отримання стабільних показань для кожного розчину. Перед введенням у полум'я кожного аналізованого розчину розпилюють у полум'я воду і перевіряють нуль приладу. З середнього значення абсорбції кожного з аналізованих розчинів віднімають середнє значення абсорбції контрольного досвіду і масову концентрацію заліза знаходять за градуювальним графіком.

3.3.4. За знайденими значеннями абсорбції градуювальних розчинів з урахуванням значення абсорбції контрольного досвіду та відповідним концентраціям заліза будують градуювальний графік.

3.4. Обробка результатів

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

,

де - кількість заліза, знайдена за градуювальним графіком, мкг/см ;

- Об'єм аналізованого розчину, см ;

- Маса навішування, г (з урахуванням розведення розчину).

3.4.2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки заліза наведено в табл.3.

Таблиця 3