Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения магния

ГОСТ 11739.11-98
Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения магния

Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of magnesium

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введения 2000-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ОАО "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 "Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов"

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 1998 г. N 14-98)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 апреля 1999 г. N 132 межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.11-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 11739.11-82

1 Область применения

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 13,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,01 до 13,0%) методы определения магния.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 804-93 Магний первичный в чушках. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4038-79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4140-74 Стронций хлористый 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4147-74 Железо (III) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5456-79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 8864-71 Натрия диэтилдитиокарбамат 3-водный. Технические условия

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11069-74* Алюминий первичный. Марки

_______________
* Отменен. Действует ГОСТ 11069-2001. - Примечание.

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический

ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

3 Общие требования

3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

4 Титриметрический метод определения магния

4.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия или в растворе соляной кислоты, отделении магния от мешающих компонентов гидроокисью натрия и диэтилдитиокарбоматом натрия, титровании магния раствором трилона Б с эриохромом черным Т в качестве индикатора.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Шкаф сушильный с терморегулятором.

рН-метр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:99.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см и раствор 2:3.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см, раствор 1:3.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота уксусная по ГОСТ 61 плотностью 1,05 г/см, раствор 1:1.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 200 г/дм и 2 г/дм.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Железо (III) хлорид 6-водный по ГОСТ 4147, раствор 3 г/дм: 0,5 г хлорида железа (III) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см и растворяют в 5 см раствора соляной кислоты 1:1 и 10 см воды. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 100 г/дм.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 100 г/дм.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Буферный раствор с рН 10: 70 г хлористого аммония помещают в мерную колбу вместимость 1000 см и растворяют в 200 см воды, приливают 570 см аммиака, доливают водой до метки перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Натрия диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864, раствор 50 г/дм.

Эриохром черный Т: 0,1 г эриохрома черного Т смешивают с 10 г хлористого натрия и тщательно растирают в фарфоровой ступке до получения однородной смеси. Допускается применение индикатора в виде раствора: 0,125 г эриохрома черного Т растворяют в 5 см буферного раствора с рН 10 и приливают 50 см этилового спирта. Раствор пригоден к использованию в течение двух недель.

Бумага индикаторная универсальная.

Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см воды при слабом нагревании, раствор охлаждают и перемешивают.

Индикаторная бумага конго: фильтры средней плотности ("белая лента") пропитывают раствором конго красного, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100-105 °С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.

Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров ("красная лента") помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 см горячей воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.

Магний по ГОСТ 804 марки Мг95.

Стандартные растворы магния.

Раствор А: 1 г магния помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, приливают 200 см воды и осторожно, порциями 30 см раствора соляной кислоты 1:1. После растворения раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г магния.

Раствор Б: 100 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, приливают 6 см раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,0002 г магния.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации 0,05 моль/дм: 18,62 г трилона Б помещают в стакан вместимостью 800 см, растворяют в 500 см раствора гидроокиси натрия 2 г/дм, подкисляют раствором уксусной кислоты до значения рН 6 по универсальной индикаторной бумаге. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Для установления массовой концентрации раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм по магнию в три конические колбы вместимостью 250 см каждая помещают по 15 см стандартного раствора А, приливают по 100 см раствора контрольного опыта, по 10 см раствора хлористого аммония, устанавливают рН 8-9 по универсальной индикаторной бумаге, добавляя аммиак. Растворы нагревают до температуры 40-60 °С, приливают по 10 см буферного раствора, добавляют по 0,1 г индикаторной смеси или 6-8 капель раствора индикатора эриохрома черного Т и титруют раствором трилона Б до перехода малиновой окраски растворов в синюю.

Трилон Б, раствор молярной концентрации 0,02 моль/дм, готовят одним из ниже перечисленных способов.

7,45 г трилона Б помешают в стакан вместимостью 800 см, растворяют в 500 см раствора гидроокиси натрия 2 г/дм, подкисляют раствором уксусной кислоты до значения рН 6 по универсальной индикаторной бумаге. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают. Допускается другой способ: 200 см раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Для установления массовой концентрации раствора трилона Б молярной концентрации 0,02 моль/дм по магнию в три конические колбы вместимостью 250 см каждая помещают по 10 см стандартного раствора Б, приливают по 100 см раствора контрольного опыта, по 10 см раствора хлористого аммония и далее поступают, как указано выше (установление массовой концентрации раствора трилона Б молярной концентрации 0,05 моль/дм).

Массовую концентрацию раствора трилона Б по магнию Т, г/см, определяют с каждой партией проб и вычисляют по формуле

, (1)

где - массовая концентрация стандартного раствора магния, г/см;

- объем стандартного раствора магния, используемый для титрования, см;

- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см.

4.3 Проведение анализа

4.3.1 При массовой доле кремния менее 3%

Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 1 помещают в стакан вместимостью 400 см, приливают 5-10 см воды и осторожно, малыми порциями приливают 30 см раствора гидроокиси натрия 200 г/дм (из расчета 6 г гидроокиси натрия на 1 г навески пробы).


Таблица 1

После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, приливают 2-3 см пероксида водорода и кипятят 2-3 мин. В раствор приливают 200 см горячей воды, 5 см раствора хлорида железа (III), если массовая доля железа в сплаве менее 0,5%, перемешивают и дают отстояться осадку в течение 20-30 мин.

4.3.2 При массовой доле кремния более 3%

Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 1 помещают в коническую колбу вместимостью 400 см, приливают 5-10 см воды и осторожно, малыми порциями приливают 50 см раствора соляной кислоты 1:1. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, приливают 10 см раствора азотной кислоты, нагревают, не доводя до кипения, до прекращения выделения бурых паров окислов азота и затем осторожно кипятят в течение 10 мин. Приливают горячую воду до 150 см и, если раствор непрозрачен или при наличии осадка, фильтруют его через фильтр средней плотности ("белая лента") с адсорбентом в коническую колбу вместимостью 500 см (основной раствор). Затем фильтр промывают 8-10 раз горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10-15 см, собирая промывные воды в ту же колбу.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 2-3 мин. После охлаждения в тигель добавляют десять капель серной кислоты, 10 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора. Раствор выпаривают досуха, приливают к сухому остатку 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. После охлаждения раствор присоединяют к основному раствору в колбе (при необходимости фильтруют).

В раствор приливают 5 см раствора хлорида железа (III), если массовая доля железа в сплаве менее 0,5%, и переливают его при непрерывном перемешивании в стакан вместимостью 600 см, содержащий раствор гидроокиси натрия 200 г/дм в соответствии с таблицей 1. В раствор приливают 2-3 см пероксида водорода, кипятят в течение 10 мин и дают осадку отстояться в течение 20

-30 мин.

4.3.3 Осадок, полученный по 4.3.1 и 4.3.2, отфильтровывают через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывают 4-5 раз горячим раствором гидроокиси натрия 2 г/дм и два раза водой.

Основную массу осадка смывают с фильтра струей горячей воды в колбу, в которой проводили растворение, а оставшийся осадок на фильтре растворяют в 30 см теплого раствора соляной кислоты 1:1 и 3 см пероксида водорода. Фильтр промывают горячей водой (до красной окраски бумаги конго, помещенной на край фильтра), собирая промывные воды в ту же колбу. Полученный раствор доводят до кипения и кипятят при слабом нагревании в течение 5 мин, объем раствора должен быть около 100 см. В раствор помещают бумагу конго, приливают 15 см раствора хлористого аммония, охлаждают и устанавливают значение рН 3 раствором гидроокиси натрия 200 г/дм (сине-сиреневая окраска бумаги конго от одной капли раствора гидроокиси натрия), дополнительно контролируя универсальной индикаторной бумагой. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, приливают 80 см раствора диэтилдитиокарбамата натрия, доливают водой до метки и перемешивают, при этом значение рН составляет 4,5-5. Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности ("белая лента") в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата. При массовой доле марганца более 0,5% раствор фильтруют через два сухих плотных фильтра ("синяя лента").

При температуре ниже 20 °С может появиться белесая муть диэтилдитиокарбамата натрия, которая в дальнейшем титрованию не мешае

4.3.4 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 1 помещают в коническую колбу вместимостью 500-250 см, доливают водой до 150 см и нагревают до температуры 40-60 °С. К раствору добавляют несколько кристаллов гидрохлорида гидроксиламина, 10 см буферного раствора и 0,1 г индикаторной смеси или 6-8 капель раствора индикатора. Раствор температурой 40-60 °С титруют в соответствии с таблицей 1 раствором трилона Б 0,05 или 0,02 моль/дм до перехода малиновой окраски раствора в синюю.

4.3.5 Раствор контрольного опыта готовят по 4.3.1-4.3.4 со всеми реактивами, применяемыми в ходе анализа.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю магния ,%, вычисляют по формуле

, (2)

где - объем раствора трилона Б, используемый для титрования раствора пробы, см;

- объем раствора трилона Б, используемый для титрования раствора контрольного опыта, см;

- установленная массовая концентрация раствора трилона Б по магнию, г/см;

- масса навески пробы в аликвотной части раствора, г

4.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2

В процентах

5 Атомно-абсорбционный метод определения магния

5.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции магния при длине волны 285,2 нм или менее чувствительной - 279,6 нм в пламени ацетилен-воздух в присутствии хлористого стронция или в пламени ацетилен-закись азота.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для магния.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Закись азота медицинская.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:99.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Никель (II) хлорид 6-водный по ГОСТ 4038, раствор 2 г/дм.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Стронций хлористый 6-водный по ГОСТ 4140, раствор 50 г/дм:

76 г хлористого стронция помещают в стакан вместимостью 600 см, растворяют в 400 см воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают. Хранят в полиэтиленовой посуде.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Растворы алюминия.

Раствор А 20 г/дм: 10 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, приливают небольшими порциями 400 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании, добавляя 1 см раствора хлорида никеля (II).

Затем добавляют 3-5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3-5 мин. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор Б 1 г/дм: 50 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Магний по ГОСТ 804 марки Мг95.

Стандартные растворы магния.

Раствор А: 1 г магния помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 100 см воды, осторожно, небольшими порциями 30 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,001 г магния.

Раствор Б: 5 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят непосредственно перед применением.

1 см раствора содержит

0,00005 г магния.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 30 см воды и осторожно, маленькими порциями 20 см раствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3-5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3-5 мин. Если раствор прозрачен, его переводят в мерные колбы в соответствии с таблицей 3.


Таблица 3

5.3.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу в соответствии с таблицей 3 через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывая осадок на фильтре 2-3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 2-3 мин. После охлаждения в тигель добавляют пять капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора. Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. После охлаждения раствор присоединяют к основному раствору (при необходимости предварительно фильтруют).

5.3.3 При массовой доле магния менее 0,05%

К раствору в мерной колбе вместимостью 250 см, полученному по 5.3.1 и 5.3.2, приливают 20 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.4 При массовой доле магния более 0,05%

Растворы в мерной колбе вместимостью 500 см, полученные но 5.3.1 и 5.3.2, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.5 При массовой доле магния от 0,5 до 13,0%

Аликвотную часть 200 см раствора, полученного по 5.3.4, помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.6 Аликвотную часть раствора, полученного по 5.3.4 и 5.3.5, в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 250 см, приливают 5 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.7 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1-5.3.6, используя вместо навески пробы навеску алюминия.

5.3.8 Построение градуировочных графиков

5.3.8.1 При массовой доле магния от 0,01 до 0,05%

В семь мерных колб вместимостью 250 см каждая приливают по 25 см раствора алюминия А, по 20 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 г магния.

5.3.8.2 При массовой доле магния свыше 0,05 до 0,25%

В шесть мерных колб вместимостью 250 см каждая приливают по 5 см раствора алюминия А, по 5 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 г магния.

5.3.8.3 При массовой доле магния свыше 0,25 до 1,0%

В шесть мерных колб вместимостью 250 см каждая приливают по 25 см раствора алюминия Б, по 5 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 г магния.

5.3.8.4 При массовой доле магния свыше 1,0 до 13,0%

В шесть мерных колб вместимостью 250 см каждая приливают по 5 см раствора алюминия Б, по 5 см раствора хлористого стронция (при использовании пламени ацетилен-воздух), в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001, 0,00015; 0,0002; 0,00025 г магния.

5.3.8.5 Растворы по 5.3.8.1-5.3.8.4 доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.9 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух или ацетилен-закись азота и измеряют атомную абсорбцию магния при длине волны 285,2 или 279,6 мм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям магния строят градуировочный график в координатах: "Значение атомной абсорбции - массовая концентрация магния, г/см". Раствор, в который не введен магний, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.

Массовую концентрацию магния в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю магния , %, вычисляют по формуле

, (3)

где - массовая концентрация магния в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

- массовая концентрация магния в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;

- объем раствора пробы, см;

- масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г

5.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.


Таблица 4

В процентах