Ферротитан. Методы определения хрома

ГОСТ 14250.12-85

Группа В19

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОТИТАН

Методы определения хрома

Ferrotitanium. Methods of chromium determination

ОКСТУ 0809

Дата введения 1986-07-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.И.Капланов, И.К.Майборода, П.М.Геращенко, Н.И.Литвиненко, А.В.Цевина, Т.И.Гуреева, В.А.Джурда

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.85 N 1251

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1990 г. (ИУС 1-91)


Настоящий стандарт устанавливает методы определения хрома в ферротитане:

фотометрический - при массовой доле хрома от 0,05 до 0,2%;

титриметрический - при массовой доле хрома от 0,2 до 2,0%;

атомно-абсорбционный - при массовой доле хрома от 0,05 до 2,0%.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой N 016 по ГОСТ 6613.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении хрома до шестивалентного марганцовокислым калием и окислении дефинилкарбазида хромом (VI) в сернокислой среде с образованием окрашенного комплексного соединения. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510-560 нм.

Мешающие определению элементы отделяют осаждением углекислым натрием.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

1,5-дифенилкарбазид по ТУ 6-09-07-1672, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 1 г/дм: 0,1 г реактива растворяют в 10 см уксусной кислоты, приливают 90 см воды и перемешивают.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартный раствор хрома: 0,2829 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170-180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,0001 г хрома.

(Измененная редакция, Изм. N 1)

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску ферротитана массой 0,2 г растворяют в зависимости от массовой доли кремния одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см соляной кислоты, 5 см раствора серной кислоты 1:1 и нагревают до растворения навески. Затем приливают по каплям 1-2 см азотной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое колбы охлаждают, приливают 30-40 см воды и нагревают до растворения солей.

При наличии нерастворимого остатка его отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают горячей водой, собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 250 см (основной раствор). Фильтр с остатком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 800-850 °С. Осадок в тигле смачивают 2-3 каплями воды, приливают 3-5 капель раствора серной кислоты 1:1 и 3-4 см раствора фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля выпаривают досуха и прокаливают при температуре 550-600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1-2 г пиросернокислого калия, тигель охлаждают и плав растворяют в 20-25 см воды. Полученный раствор присоединяют к основному раствору и выпаривают до объема 30-40 см.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают 2-3 см воды, приливают 1,5-2 см раствора фтористоводородной кислоты, 3-4 см азотной кислоты, чашку с раствором нагревают до полного растворения навески, приливают 5 см раствора серной кислоты 1:1 и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 5-10 см воды, нагревают до растворения солей и переводят в коническую колбу вместимостью 250 см, обмывая стенки чашки горячей водой. Раствор выпаривают до объема 30-40 см.

В полученный одним из указанных способов раствор, нагретый до температуры 70-80 °С, приливают 1 см раствора марганцовокислого калия, кипятят до выпадения осадка двуокиси марганца и разбавляют горячей водой до 40-50 см, затем небольшими порциями при перемешивании приливают 30 см раствора углекислого натрия. Раствор с осадком охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см , доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухую колбу вместимостью 250 см, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть анализируемого раствора 25 см помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 3 см раствора серной кислоты 1:4, 50 см воды, 5 см раствора дифенилкарбазида, доливают до метки водой и перемешивают.

Через 10-15 мин, если соотношение ванадия и хрома в пробе не превышает 3:1, или через 25-30 мин, если оно больше, измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510-560 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

Массу хрома определяют по граду

ировочному графику.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в шесть мерных колб из семи вместимостью по 250 см помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,0 и 4,0 см стандартного раствора хрома, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00025; 0,00030 и 0,00040 г хрома, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотные части растворов по 25 см помещают в мерные колбы вместимостью по 100 см, приливают по 3 см раствора серной кислоты 1:4 и далее поступают, как указано в п.2.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора хрома.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю хрома () в процентах вычисляют по формуле

, (1)

где - масса хрома, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл.1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на окислении трехвалентного хрома надсернокислым аммонием до шестивалентного в сернокислой среде в присутствии азотнокислого серебра. Хромовую кислоту восстанавливают раствором соли двухвалентного железа, избыток которого оттитровывают раствором марганцовокислого калия.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4, 1:19.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм.

Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют при нагревании в 100 см раствора углекислого натрия.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220 с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм: 0,9808 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170-180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора двухромовокислого калия содержит 0,0003466 г хрома.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора), раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм: 8 г соли растворяют в 800-900 см раствора серной кислоты 1:19 в мерной колбе вместимостью 1 дм, доливают до метки раствором серной кислоты 1:19 и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по двухромовокислому калию следующим образом: в коническую колбу вместимостью 500 см приливают 25 см раствора двухромовокислого калия, 30 см раствора серной кислоты 1:4 и 200 см воды. К раствору прибавляют 7 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода синефиолетовой окраски раствора в зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (), выраженную в г/см хрома, вычисляют по формуле

, (2)

где - концентрация хрома в растворе двухромовокислого калия, г/см;

- объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см;

- объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм: 0,64 г марганцовокислого калия растворяют в 500-600 см воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор переводят в склянку из темного стекла, в которой его оставляют на 7-10 сут., а затем сливают в другую склянку из темного стекла.

Для установки соотношения растворов марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250 см приливают из бюретки 25 см раствора соли Мора, 100 см воды, 40 см раствора серной кислоты 1:4 и титруют марганцовокислым калием до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

Соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора () вычисляют по формуле

, (3)

где - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование, см;

- объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см.

Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия (), выраженную в г/см хрома, вычисляют по формуле

. (4)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3. Проведение анализа

Навеску ферротитана массой, указанной в табл.2, помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 10 см раствора фтористоводородной кислоты и 5 см азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески, приливают 20 см раствора серной кислоты 1:1, нагревают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают небольшим количеством воды и вновь выпаривают раствор до паров серной кислоты.

Таблица 2

После охлаждения в чашку прибавляют 30 см воды и растворяют соли при нагревании. Затем содержимое чашки переводят в коническую колбу вместимостью 500 см, приливают горячей воды до 200 см, приливают 10 см раствора серной кислоты 1:1, 10 см раствора азотнокислого серебра, 30 см раствора надсернокислого аммония, нагревают до появления малиновой окраски и кипятят до полного окисления хрома и разложения надсернокислого аммония. Затем добавляют 10 см раствора хлористого натрия и кипятят до исчезновения малиновой окраски. Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в зеленую, добавляют еще 7-10 см раствора соли Мора. Избыток раствора соли Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого калия до появления розовой окраски, устойчивой в течение 1 ми

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю хрома () в процентах вычисляют по формуле

, (5)

где - объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см;

- объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли Мора, см;

- масса навески, г.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, последующем выпаривании с хлорной кислотой, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции хрома при длине волны 357,9 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота хлорная плотностью 1,53 или 1,67 г/см.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Железо металлическое.

Железо треххлористое по ГОСТ 4147.

Раствор железа: 12,5 г металлического железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см раствора соляной кислоты и окисляют 4-6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,025 г железа.

Титан металлический.

Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки раствором соляной кислоты и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,025 г титана.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор с массовой концентрацией 190 г/дм.

Хром металлический.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартные растворы хрома.

Раствор А: 0,5000 г хрома в высоком стакане вместимостью 400 см растворяют в 100 см раствора соляной кислоты при нагревании, накрыв стакан часовым стеклом. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают

или 1,4144 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170-180 °С и охлажденного в эксикаторе, растворяют в высоком стакане вместимостью 400 см в 200 см воды, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г хрома.

Раствор Б: 25,0 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,00025 г хрома.

(Измененная редакция

, Изм. N 1).

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску ферротитана массой 0,5 г при массовой доле хрома до 1% или 0,25 г при массовой доле хрома свыше 1% растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 10-15 см раствора соляной кислоты и 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см хлорной кислоты.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см хлорной кислоты.

Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см раствора хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтр

ата.

4.3.2. Для построения градуировочного графика при массовой доле хрома до 1% в восемь стаканов вместимостью по 250 см наливают по 2 см раствора железа и по 2 см раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске, добавляют по 5 см азотной кислоты, затем в семь стаканов добавляют 1,0; 3,0; 6,0 см раствора Б, далее 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см раствора А, что соответствует 0,00025; 0,00075; 0,00150; 0,00200; 0,00300; 0,00400 и 0,00500 г хрома.

При массовой доле хрома свыше 1% в семь стаканов вместимостью по 250 см наливают по 1 см раствора железа и по 1 см раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске, добавляют по 5 см азотной кислоты, затем в шесть стаканов добавляют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 и 5,0 см раствора А, что соответствует 0,0025; 0,0030; 0,0035; 0,0040; 0,0045 и 0,0050 г хрома.

Во все стаканы добавляют по 10 см хлорной кислоты и выпаривают растворы до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем растворы охлаждают, добавляют по 5 см воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см, добавляют по 10 см раствора хлористого калия, доливают до метки водой и пере

мешивают.

4.3.3. Атомную абсорбцию хрома измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.

Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор хрома, из значений абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям хрома.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию хрома в растворе по градуировочному графику.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю хрома () в процентах вычисляют по формуле

, (6)

где - концентрация хрома в растворе, найденная по градуировочному графику, г/см;

- объем анализируемого раствора, см;

- масса навески, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).