| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 7 января 1980 г. N 48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КОБАЛЬТ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА COBALT Method for the
determination of carbon ГОСТ 741.3-80 Группа В59 ОКСТУ 1709 (код введен Изменением N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Взамен ГОСТ 741.3-69 Срок действия с 1 июля 1981 года до 1 июля 1986 года Настоящий стандарт устанавливает
потенциометрический и кулонометрический методы определения углерода. (вводная часть в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта
СССР от 26.11.1991 N 1800) 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 1.1. Общие требования к методам анализа -
по ГОСТ 741.1-80. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Потенциометрический метод определения
углерода (от 0,0002 до 0,2%). (абзац введен Изменением N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
26.11.1991 N 1800) Метод основан на потенциометрическом
титровании раствором гидроксида бария углекислого газа, выделившегося после
сжигания навески кобальта в токе кислорода при температуре 1300 - 1350 °C в
присутствии плавня. Кулонометрический метод определения углерода
(от 0,002 до 0,2%). Метод основан на автоматическом
кулонометрическом титровании поглотительного раствора по величине рН после
сжигания навески кобальта в токе кислорода при температуре 1300 - 1350 °C в
присутствии плавня. (абзац введен Изменением N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
26.11.1991 N 1800) 2. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ Установка для определения углерода (черт.
1). Установка для определения углерода
Черт. 1. Установка состоит
из следующих элементов: баллона с кислородом 1, снабженного редукционным
вентилем 2; склянки Тищенко или Дрекселя 3,
содержащей раствор марганцовокислого калия в растворе гидроокиси калия; поглотительной
склянки 4 любой конструкции с концентрированной серной кислотой; U-образной
трубки 5, содержащей хлористый кальций; очистительной фарфоровой трубки 6;
поглотительной склянки 7 любой конструкции, содержащей раствор для очистки
кислорода; поглотительной склянки 8 любой
конструкции с концентрированной серной кислотой; медных муфточек
(холодильников) 9 для охлаждения концов
фарфоровых трубок; фарфоровой трубки 10 (сжигательной)
"пиролан" длиной 650 - 750 мм, внутренним
диаметром 18 - 22 мм, концы которой, выходящие из печи, должны быть длиной не
менее 100 мм; поглотительной склянки любой конструкции 11 с
раствором бихромата калия в концентрированной серной кислоте для поглощения
окислов серы из смеси газов, выходящих из сжигательной
фарфоровой трубки; U-образной трубки 12, заполненной стеклянной ватой для
очистки смеси газов от механических примесей; бюретки 13 вместимостью 2 - 10
см3; стеклянной потенциометрической ячейки 14 (черт. 2); стеклянных
стаканчиков 15; милливольтметра-микроамперметра 16 типа М 198/3 для измерения
потенциалов; каломельного электрода 17; двухтрубчатой
печи 18 с силитовыми нагревателями, обеспечивающими
нагрев до 1350 °C; терморегулятора 19 для регулирования и поддержания
необходимой температуры в печи с термопарой и гальванометром. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54). Потенциометрическая ячейка
Черт. 2. Потенциометрическая
ячейка (черт. 2) состоит из следующих элементов: платинового электрода 1;
трубки с шариком 2, подводящей газ в ячейку; горловины ячейки 5; ячейки 4; двух
отростков 5 для введения резиновых пробок с электродом и агар-агаровым
ключом; агар-агарового ключа 6; медного провода 7;
насыщенного каломельного полуэлемента 8; соединительного
стакана 9, заполненного насыщенным раствором хлористого калия; пористой стеклянной пластинки (фильтр Шотта
N 2) 10; стеклянного крана 11. Лодочки фарфоровые N 2 по ГОСТ 9147-80.
Перед применением лодочки прокаливают в токе кислорода при 1250 - 1300 °C и
хранят в эксикаторе. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54) Трубки резиновые эластичные внутренним
диаметром 5 - 6 мм. Кислород газообразный технический и
медицинский по ГОСТ 5583-78. Бария гидроокись 8-водная по ГОСТ
4107-78. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Барий хлористый по ГОСТ 4108-72. Калия гидроокись, раствор 500 г/дм3. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75,
раствор 40 г/дм3. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Кислота серная по ГОСТ 4204-77. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор
1:3. (абзац введен Изменением N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Кальций хлористый гранулированный по ГОСТ
4161-77. Калий двухромовокислый
по ГОСТ 4220-75. Водорода перекись по ГОСТ 10929-76,
раствор 30 г/дм3. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ
18300-87. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54, в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
26.11.1991 N 1800) Плавень. Медь марки М1
по ГОСТ 859-78 в виде полоски толщиной 0,5 - 1 мм. Электролит: 10 г хлористого бария
растворяют в 1 дм3 прокипяченной и охлажденной дистиллированной воды. К
полученному раствору приливают 5 см3 этилового спирта и 5 см3 раствора перекиси
водорода. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54) Титрованный раствор гидроокиси бария: 0,8
г гидрата окиси бария растворяют в 1 дм3 воды, прокипяченной в течение 2 ч. Для
приготовления раствора гидроокиси бария берут навеску 2 г при массовой доле
углерода в пробах более 0,04%. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Раствор плотно закрывают и через 2 - 3 сут декантируют в стеклянный баллон бюретки. Предварительно
стеклянный стакан и бюретка должны быть тщательно промыты прокипяченной водой. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54) Раствор для очистки кислорода от двуокиси
углерода: в 1 дм3 прокипяченной и охлажденной дистиллированной воды растворяют
20 г гидроокиси бария и 60 г хлористого бария. Раствор оставляют на 2 - 3 сут, затем декантируют в колбу и хранят, закрыв пробкой с
хлоркальциевой трубкой. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54) Допускается использовать другие приборы,
обеспечивающие требуемую точность анализа. 3. ПОДГОТОВКА К
АНАЛИЗУ 3.1. Все элементы установки плотно
соединяют друг с другом встык при помощи резиновых трубок. Печь нагревают до
1300 - 1350 °C, предварительно пустив водопроводную воду в муфточки для
охлаждения пробок. Проверяют установку на герметичность. Для этого пускают
кислород с такой скоростью, чтобы можно было пересчитать пузырьки кислорода в
сосудах очистительной системы, каучуковую трубку закрывают зажимом в конце
системы; если через 5 мин прекратится выделение пузырьков в сосудах, то
установка герметична. Кобальтовая стружка должна быть размером не более 0,5 мм. 4. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА 4.1. В сосуд для титрования наливают 80 -
100 см3 раствора электролита. При помощи резиновой трубки и пробки соединяют
сосуд с фарфоровой трубкой и пропускают кислород с такой скоростью, чтобы
жидкость в сосуде для титрования энергично перемешивалась, и у стенок сосуда
образовался слой пены в 4 - 5 мм. При дальнейшем ходе анализа подачу кислорода
не прекращают. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54) Сосуд имеет три отверстия: через одно
отверстие вводят платиновую проволоку - индикаторный электрод (катод), через
другое - электролитический ключ, соединяющий поглотительный сосуд с электродом
сравнения (анод). К электродам присоединяют милливольт-микроамперметр
постоянного тока и фиксируют положение стрелки (стрелка должна быть значительно
отклонена вправо). Через третье отверстие из бюретки по каплям прибавляют
титрованный раствор гидроокиси бария до тех пор, пока стрелка не отклонится
влево, не доходя до нуля примерно 5 - 10 делений. Это начальный потенциал
среды. Перед началом работы сжигают три контрольных пробы, содержащие плавень. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Лодочку с навеской кобальта массой 1 г,
полностью покрытую плавнем (приблизительно 1 г), вводят в наиболее нагретую
часть фарфоровой трубки для сжигания. Трубку закрывают пробкой, соединяя таким образом печь с кислородным баллоном и сосудом для титрования
и следят за показанием стрелки гальванометра. В первый момент поступления
кислорода в сосуд для титрования стрелка должна оставаться в первоначальном
положении. По мере горения навески вследствие реакции взаимодействия
углекислого газа с раствором гидроокиси бария рН раствора изменяется,
следовательно, изменяется потенциал электрода, в результате чего стрелка
гальванометра отклоняется вправо. Добавляя титрованный раствор гидроокиси
бария, стрелку постепенно возвращают в первоначальное положение. Титрование
проводят осторожно. Титрование заканчивается, когда стрелка гальванометра
устанавливается неподвижно в первоначальное положение. Если стрелка
гальванометра встала в положение ниже первоначального, то раствор перетитрован. При определении углерода этим методом
одной порцией электролита можно пользоваться для 10 - 15 определений. Сосуд для
титрования промывают раствором соляной кислоты, а затем дистиллированной водой
до полного удаления кислоты. Собранный сосуд для титрования заливают
электролитом, в таком виде аппарат подготовлен к работе и может сохраняться
продолжительное время. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54). 5. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ 5.1. Массовую долю углерода (Х) в
процентах вычисляют по формуле
где V - объем титрованного раствора
гидроокиси бария, израсходованный на титрование углекислого газа, выделившегося
при сжигании анализируемого образца, см3; (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54)
(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) Т - массовая концентрация раствора (титр)
гидроокиси бария по углероду, установленная по стандартному образцу кобальта,
никеля, железа или стали с массовой долей углерода, близкой к анализируемому
образцу, г/см3. (в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) m - масса навески кобальта, г. 5.2. Абсолютные допускаемые расхождения
результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в
таблице. ────────────────────────────┬───────────────────────────────────── Массовая доля углерода, % │Абсолютные допускаемые расхождения, % ────────────────────────────┼───────────────────────────────────── От 0,002 до 0,006 включ. │0,0015 Св. 0,006 " 0,012 " │0,003 " 0,012 " 0,024 " │0,004 " 0,024 " 0,06 " │0,008 " 0,06 " 0,2 " │0,015 (п. 5.2 в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
09.01.1986 N 54) 6. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ (введен Изменением N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800) Анализаторы типа АН-7560 или АН-7529, в
том числе в комплекте с автоматическими весами типа АВ-7301. Допускается
применение приборов другого типа, обеспечивающих требуемую точность анализа. Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80,
предварительно прокаленные в токе кислорода при рабочей температуре в течение 2
мин. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77. Кислота борная по ГОСТ 9656-75. Стронций хлористый по ГОСТ 4140-74. Натрий тетраборно-кислый
по ГОСТ 4199-76. Калий железисто-синеродистый по ГОСТ
4207-75. Калий хлористый по ГОСТ 4234-77. Аскарит. Марганца двуокись по ГОСТ 4470-79. Плавень: медь по ГОСТ 859-78. Допускается использование других плавней. Массовая доля углерода в плавне не должна
превышать значений допускаемых расхождений для данного интервала определяемых
содержаний. Эфир этиловый по ГОСТ 22300-76. Поглотительный раствор для анализатора
АН-7566: 50 г калия хлористого и 50 г стронция хлористого растворяют в 250 см3
воды и доливают до 1000 см3 водой. Вспомогательный раствор: 50 г калия
хлористого, 50 г калия железисто-синеродистого и 1 г натрия тетраборно-кислого
растворяют в 250 см3 воды и доливают до 1000 см3 водой. Поглотительный раствор для анализатора
АН-7529: 100 г калия хлористого, 100 г стронция хлористого и 1 г борной кислоты
растворяют в 500 см3 воды и затем доливают до 1000 см3 водой. Вспомогательный раствор: 100 г калия
хлористого, 100 г калия железисто-синеродистого и 1 г борной кислоты растворяют
в 500 см3 воды и затем доливают до 1000 см3 водой. 7. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА (введен Изменением N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800) Анализатор приводят в рабочее состояние,
проверяют герметичность газового тракта и включают прибор в соответствии с
инструкцией по эксплуатации. В течение 15 - 20 мин происходит автоматическое
приведение значений рН поглотительного раствора к значению 10,5. Для градуировки анализатора АН-7560
используют стандартные образцы углеродистых сталей с массовой долей углерода от
0,002 до 0,1%, а для градуировки анализатора АН-7529 - от 0,03 до 2,5%. В
процессе градуировки приборов учитывают показания, полученные в результате
проведения контрольного опыта. После градуировки приборов определяют
углерод в стандартных образцах, на никелевой основе. Для этой цели подбирают
соответствующие температуру и плавень. Навеску пробы массой 0,5000 - 1,0000 г в
зависимости от массовой доли углерода (см. табл. 2), при необходимости промытую
2 - 3 раза эфиром и высушенную, помещают в прокаленную фарфоровую лодочку и
прибавляют 0,5 г плавня. Таблица 2 ─────────────────────────────────┬──────────────────────────────── Массовая доля углерода, % │ Масса навески, г ─────────────────────────────────┼──────────────────────────────── От 0,002 до 0,050 включ. │1,0000 Св. 0,05 " 0,2 " │0,5000 Лодочку с навеской анализируемого образца
и плавнем помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстро
закрывают металлическим затвором, нажимают на кнопку "сброс" и
устанавливают показания индикаторного цифрового табло на "О". Сжигают
навеску анализируемой пробы при температуре 1300 - 1350 °C. Анализ считают законченным, если цифровые
показания табло не изменяются в течение 1 мин или изменяются на значение
холостого счета прибора. Для проведения контрольного опыта в
прокаленную фарфоровую лодочку помещают соответствующий плавень и сжигают при
рабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на сжигание навески
анализируемого материала. 8. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ (введен Изменением N 2, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800) 8.1. Массовую долю углерода (Х) в
процентах вычисляют по формуле
где а - показание цифрового табло прибора,
полученное в результате сжигания навески анализируемого материала, %;
m - масса анализируемой пробы, г. При использовании анализатора в комплекте
с автоматическими весами формула имеет вид
8.2. Абсолютные допускаемые расхождения
результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d), и
результатов двух анализов, характеризующие воспроизводимость
метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 3. Таблица 3 ────────────────────────────┬───────────────────────────────────── Массовая доля углерода, % │Абсолютные допускаемые расхождения, % ├───────────────┬───────────────────── │ d │ D ────────────────────────────┼───────────────┼───────────────────── От 0,002 до 0,006 включ. │0,002 │0,002 Св. 0,006 " 0,012 " │0,003 │0,004 " 0,0120 " 0,0240 " │0,0040 │0,0045 " 0,024 " 0,060 " │0,008 │0,008 " 0,060 " 0,200 " │0,015 │0,015 |
