| Введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 17 марта 1980 г. N 1172 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ФЕРРОТИТАН МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ Ferrotitanium. Methods
for determination of zirconium ГОСТ
14250.11-80* Группа В19 ОКСТУ 0809 Взамен ГОСТ 14250.11-71 Постановлением Государственного комитета
СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. N 1172 дата введения установлена с
01.07.1980. Ограничение срока действия снято по
Протоколу N 5-94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и
сертификации (ИУС 11-12-94). Переиздание (декабрь 1998 г.) с
Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г., ноябре 1990 г. (ИУС 7-85,
1-91). Настоящий стандарт устанавливает методы
определения циркония в ферротитане: фотометрический - при массовой доле циркония от 0,01 до 2,5%; атомно-абсорбционный - при массовой доле циркония от 0,2 до 2,5%. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4526-84. (Измененная
редакция, Изм. N 2). 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 1.1. Общие требования к методам анализа -
по ГОСТ 28473-90. 1.2. Лабораторная проба должна быть
приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с
сеткой N 016 по ГОСТ 6613-86. 1а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД 1а.1. Сущность метода Метод основан на способности циркония образовывать в 0,15 - 0,2 М растворе серной кислоты с
ксиленоловым оранжевым комплексное соединение пурпурно-красного цвета.
Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на спектрофотометре при
длине волны 540 нм или фотоэлектроколориметре с
светофильтром в области светопропускания от 500 до 560 нм. Влияние железа устраняется
восстановлением его аскорбиновой кислотой. Разд. 1а. (Введен
дополнительно, Изм. N 1). 2. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. Муфельная печь с температурой нагревания
(1000 +/- 25) °С. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и
разбавленная 1:1. Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и
разбавленная 1:4, 1:3, 1:1. Кислота аскорбиновая, раствор с массовой
концентрацией 50 г/дм3. Водорода перекись по ГОСТ 10929-76. Динатриевая соль этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652-73,
0,05 М раствор. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, сухая
соль и раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3. Ксиленоловый оранжевый, раствор с
массовой концентрацией 1 г/дм3. Железо металлическое восстановленное. Титан электролитический. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77. Кислота фтористо-водородная
по ГОСТ 10484-78. Аммиак водный по ГОСТ 3760-79. Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76. Хлорокись циркония, стандартные растворы А и Б. Раствор А: 3,534
г хлорокиси циркония помещают в стакан вместимостью 300 см3, приливают 100 см3
соляной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор переливают в мерную колбу
вместимостью 1000 см3, приливают 400 см3 соляной кислоты, охлаждают, доливают
водой до метки и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,001 г циркония. Устанавливают массовую концентрацию
стандартного раствора А: 50 см3 раствора помещают в
стакан вместимостью 300 см3, добавляют 3 г хлористого аммония, аммиак до
выпадения осадка гидроокиси и приливают аммиак с избытком 5 см3. Полученный раствор нагревают до кипения,
осадку дают скоагулироваться, отфильтровывают на фильтр средней плотности и
промывают 6 - 8 раз горячим раствором хлористого аммония с массовой
концентрацией 10 г/дм3. Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый
тигель, осторожно озоляют, прокаливают в муфельной печи при температуре (1000
+/- 25) °С до постоянной массы, охлаждают и
взвешивают. Массовую концентрацию стандартного раствора
(Т) вычисляют по формуле
где m - масса платинового тигля с осадком
двуокиси циркония, г;
0,7403 - коэффициент пересчета двуокиси
циркония на цирконий; V - объем стандартного раствора А, взятый для установления титра, см3. Раствор Б: 10
см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают раствор соляной кислотой (1:1) до метки. 1 см3 раствора Б
содержит 0,0001 г циркония. (Измененная
редакция, Изм. N 1, 2). 3. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА 3.1. Массу навески ферротитана и
аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли циркония определяют по
табл. 1. Таблица 1 ────────────────┬──────────┬──────────────────┬─────────────────── Массовая доля │ Масса │Вместимость мерной│ Объем аликвотной циркония, % │навески, г│ колбы, см3 │части раствора, см3 ────────────────┼──────────┼──────────────────┼─────────────────── От 0,01 до 0,1 │0,5 │100 │10 Св. 0,1 " 0,5 │0,25 │250 │10 " 0,5 " 1,0 │0,1 │250 │10 " 1,0 " 2,5 │0,1 │250 │5 Навеску ферротитана
помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 25 см3 раствора
серной кислоты 1:4 при массовой доле циркония от 0,01 до 0,1% или 50 см3
раствора серной кислоты 1:3 при массовой доле циркония св. 0,1 до 1,0% или 50
см3 раствора серной кислоты 1:1 при массовой доле циркония свыше 1,0% и
растворяют при слабом нагревании. Затем
прибавляют 5 см3 азотной кислоты, раствор выпаривают до паров серной кислоты и
охлаждают. Стенки колбы обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной
кислоты. Охлаждают, приливают 40 - 60 см3 воды, нагревают до растворения солей,
отфильтровывают осадок кремниевой кислоты на фильтр средней плотности и
промывают горячей водой 6 - 8 раз, фильтрат сохраняют (основной раствор). Фильтр с осадком помещают в платиновый
тигель, озоляют и прокаливают при температуре 600 - 700 °С. Осадок в тигле
смачивают водой, прибавляют 3 - 5 капель раствора серной кислоты 1:1, 2 - 3 см3
раствора фтористо-водородной кислоты и выпаривают
досуха. Остаток в тигле прокаливают при
температуре 600 - 700 °С и сплавляют с 1 г
пиросернокислого калия. Плав растворяют в горячей воде и присоединяют к
основному раствору. Раствор выпаривают, охлаждают и переводят в мерную колбу
вместимостью, указанной в табл. 1, доводят до метки водой, перемешивают и
фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу. Первые порции
фильтрата отбрасывают. В две мерные колбы вместимостью по 50 см3
отбирают аликвотные части раствора, выбранные по табл. 1, приливают по 5 см3
раствора аскорбиновой кислоты, доводят водой до объема 40 см3, перемешивают.
Через 20 мин во вторую колбу прибавляют 2 см3 раствора ди-Nа-ЭДТА.
Затем в обе колбы прибавляют по 1 см3 раствора ксиленолового оранжевого,
доливают до метки водой и перемешивают. Раствор второй колбы служит раствором
сравнения. Через 5 мин измеряют оптическую плотность
раствора пробы, раствора контрольного опыта и растворов для построения
градуировочного графика на спектрофотометре при длине волны 540 нм или
фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 - 560 нм. После вычитания значения оптической
плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора
пробы находят массу циркония по градуировочному графику. 3.2. Для построения градуировочного
графика в конические колбы вместимостью по 250 см3 в зависимости от массовой
доли циркония в пробе поочередно отбирают стандартный раствор
Б в количествах: 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 см3, что
соответствует 0,0000; 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00020 и 0,00025 г циркония -
при массовой доле циркония от 0,01 до 0,05%; 0,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 и 5,0 см3,
что соответствует 0,0000; 0,00025; 0,00030; 0,00035; 0,00040; 0,00045 и 0,00050
г циркония - при массовой доле циркония свыше 0,05 до 0,1%; 0,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 и 10,0
см3, что соответствует 0,0000; 0,00020; 0,00030; 0,00040; 0,00050; 0,00060;
0,00080 и 0,00100 г циркония - при массовой доле циркония свыше 0,1 до 1,0%; 0,0; 10,0; 12,5; 15,0; 17,5; 20,0 и 25,0
см3, что соответствует 0,0000; 0,00100; 0,00125; 0,00150; 0,00175; 0,00200 и
0,00250 г циркония - при массовой доле циркония свыше 1,0%. Во все колбы
добавляют навески железа и титана массой, соответствующей их содержанию в
навеске, приливают по 25 см3 раствора серной кислоты 1:4 при массовой доле
циркония от 0,01 до 0,1%, или 50 см3 раствора серной кислоты 1:3 - при массовой
доле циркония свыше 0,1 до 1,0%, или 50 см3 раствора серной кислоты 1:1 при
массовой доле циркония свыше 1% и
растворяют при нагревании. Далее поступают, как указано в п. 3.1. Раствор, не содержащий стандартного
раствора Б, служит раствором сравнения. По полученным значениям оптических
плотностей растворов и соответствующим им массовым
долям циркония строят градуировочный график. 3.1, 3.2. (Измененная
редакция, Изм. N 1, 2). 4. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ 4.1. Массовую долю циркония (Х) в
процентах вычисляют по формуле
где m - масса циркония, найденная по
градуировочному графику, г;
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли циркония приведены
в табл. 2. Таблица 2 ─────────────────────────┬───────┬──────────────────────────────── Массовая доля циркония, %│Погреш-│ Допускаемое расхождение, % │ность ├────────┬──────┬──────┬───────── │резуль-│двух │двух │трех │резуль- │татов │средних │парал-│парал-│татов │анали- │резуль- │лель- │лель- │анализа │за, % │татов │ных │ных │стан- │ │анализа,│опре- │опре- │дартного │ │выпол- │деле- │деле- │образца │ │ненных в│ний │ний │от ат- │ │различ- │ │ │тесто- │ │ных ус- │ │ │ванного │ │ловиях │ │ │значения ─────────────────────────┼───────┼────────┼──────┼──────┼───────── От 0,01 до 0,02 включ. │0,006 │0,007 │0,006 │0,007 │0,004 Св. 0,02 " 0,05 " │0,008 │0,010 │0,008 │0,010 │0,005 " 0,05 " 0,10 " │0,02 │0,02 │0,02 │0,02 │0,01 " 0,1 " 0,2 " │0,02 │0,03 │0,03 │0,03 │0,02 " 0,2 " 0,5 " │0,03 │0,04 │0,03 │0,04 │0,02 " 0,5 " 1,0 " │0,04 │0,05 │0,04 │0,05 │0,03 " 1,0 " 2,5 " │0,06 │0,07 │0,06 │0,07 │0,04 (Измененная
редакция, Изм. N 2). 5.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД 5.1. Сущность метода Метод основан на растворении пробы в
смеси соляной и азотной кислот, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции циркония при
длине волны 360,1 нм. 5.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр атомно-абсорбционный со
всеми принадлежностями. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и
разбавленная 1:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77. Кислота серная по ГОСТ 4204-77,
разбавленная 1:1, 1:20. Кислота фтористо-водородная
по ГОСТ 10484-78. Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76. Аммиак водный по ГОСТ 3760-79. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72 и
раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3. Калий углекислый по ГОСТ 4221-76 и
раствор аммония с массовой концентрацией 10 г/дм3. Железо треххлористое по ГОСТ 4147-74. Железо металлическое. Раствор железа: 12,5 г металлического
железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см3 раствора соляной
кислоты и окисляют 4 - 6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят
в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,025 г железа. Титан металлический. Раствор титана: 12,5 г титана растворяют
при нагревании в 250 см3 раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят
в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки раствором соляной
кислоты и перемешивают. 1 см3 раствора титана содержит 0,025 г
титана. Алюминий металлический. Раствор алюминия: 10 г алюминия
растворяют при нагревании в 250 см3 раствора соляной кислоты. Раствор
охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки
водой и перемешивают. Перед применением при необходимости фильтруют. 1 см3 раствора содержит 0,02 г алюминия. Циркония (IV) хлорокись. Цирконий металлический. Стандартный раствор циркония: 0,5000 г
циркония помещают в платиновую чашку, приливают 5 см3 раствора фтористо-водородной кислоты и небольшими порциями 5 см3
азотной кислоты. После полного растворения раствор выпаривают досуха и выпаривание повторяют еще два раза, добавляя по 5
см3 азотной кислоты. Охлажденный остаток растворяют в воде, переносят в мерную
колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,002 г циркония; или 8,8330 г хлорокиси циркония помещают
в стакан вместимостью 400 см3, растворяют при нагревании в 250 см3 раствора
соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500
см3, доливают до метки раствором соляной кислоты и перемешивают. Аликвотную часть раствора 100 см3 помещают
в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора содержит примерно 0,002 г
циркония. Для установления массовой концентрации
циркония от раствора в мерной колбе вместимостью 500 см3 отбирают 20 см3,
помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 30 см3 воды, 3 г хлористого
аммония, аммиак до выпадения осадка гидроокиси циркония и в избыток 5 см3.
Раствор с осадком нагревают до кипения и через 1 ч фильтруют осадок на фильтр
средней плотности, промывают 7 - 9 раз горячим раствором хлористого аммония.
Фильтр с осадком помещают в прокаленный при температуре 850 - 950 °С в течение 5 - 10 мин и взвешенный платиновый тигель,
высушивают, озоляют, прокаливают при температуре 950 - 1000 °С в течение 1 ч,
охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Массовую концентрацию циркония в
стандартном растворе (Т), выраженную в г/см3, вычисляют
как указано в разделе 2. (Измененная
редакция, Изм. N 2). 5.3. Проведение анализа 5.3.1. Навеску ферротитана массой 1 г
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 см3, приливают 10 см3
соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции
раствор нагревают до растворения, затем добавляют 20 см3 раствора серной
кислоты 1:1. Способ 2. При массовой доле кремния свыше
5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают
10 см3 фтористо-водородной кислоты и небольшими
порциями 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор
нагревают до растворения пробы, затем добавляют 20 см3 раствора серной кислоты
1:1. Раствор, полученный способом 1 или 2,
выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, стенки стакана или чашки
обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. После охлаждения к
раствору добавляют 40 см3 воды и нагревают до растворения солей. Раствор
фильтруют через фильтр средней плотности, промывают фильтр 7 - 9 раз горячей
водой. Фильтрат и промывные воды помещают в стакан вместимостью 250 см3,
выпаривают до объема 20 - 30 см3, охлаждают и сохраняют (основной раствор). Фильтр с осадком помещают в платиновый
тигель, высушивают, озоляют, затем прокаливают при температуре 700 - 800 °С в течение 5 - 10 мин. После охлаждения остаток смачивают
3 - 5 каплями раствора серной кислоты 1:1, приливают 3 - 5 см3 раствора
фтористо-водородной кислоты, затем содержимое тигля выпаривают досуха и
прокаливают при температуре 700 - 800 °С в течение 3 - 5 мин. После охлаждения
к остатку добавляют 2 г углекислого калия и сплавляют в течение 15 - 20 мин при
температуре 900 - 950 °С. Охлажденный тигель помещают в стакан вместимостью 250
см3, приливают примерно 40 см3 воды и выщелачивают плав при нагревании. Тигель
вынимают из стакана, обмывают горячей водой и оставляют стакан с раствором в
теплом месте на 5 мин, затем фильтруют раствор через фильтр средней плотности и
промывают фильтр 5 - 7 раз теплым раствором углекислого калия. Фильтрат и
промывные воды отбрасывают. Фильтр с осадком помещают в тот же
платиновый тигель, высушивают, озоляют, затем прокаливают при температуре 800 -
900 °С в течение 5 мин. После охлаждения в тигель
добавляют 1 г пиросернокислого калия и сплавляют при температуре 900 °С. Тигель
охлаждают, приливают 10 см3 раствора серной кислоты 1:20 и выщелачивают плав
при нагревании. Полученный раствор присоединяют к основному раствору. После охлаждения объединенный раствор
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и
перемешивают. 5.3.2. Для построения
градуировочного графика в семь стаканов вместимостью по 250 см3 наливают по 4
см3 раствора железа и по 4 см3 раствора титана на каждые 10% их содержания в
навеске, по 0,5 см3 раствора алюминия на каждый процент его содержания в
навеске пробы, приливают 5 см3 азотной кислоты, по 20 см3 раствора серной
кислоты 1:1, затем в шесть стаканов добавляют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 и
12,5 см3 стандартного раствора циркония, что соответствует 0,002; 0,005; 0,010;
0,015; 0,020 и 0,025 г циркония. Все растворы выпаривают до паров серной
кислоты, охлаждают, обмывают стенки стаканов небольшим количеством воды и
выпаривание повторяют. После охлаждения к раствору добавляют по 40 см3 воды, по
1 г пиросернокислого калия, нагревают до растворения солей, охлаждают,
переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см3, доливают до метки водой и
перемешивают. 5.3.3. Атомную абсорбцию циркония
измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах
для построения градуировочного графика при длине волны 360,1 нм в пламени
закись азота-ацетилен. Градуировочный график строят по
результатам, полученным после вычитания значения атомной абсорбции раствора, не
содержащего стандартный раствор циркония, из значений атомных абсорбций
растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям
циркония. После вычитания значения атомной
абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции
анализируемого раствора находят концентрацию циркония в растворе пробы по
градуировочному графику. 5.4. Обработка результатов 5.4.1. Массовую долю циркония (Zr) в
процентах вычисляют по формуле
где С -
концентрация циркония в растворе или в аликвотной части, найденная по
градуировочному графику, г/см3; V - объем анализируемого раствора, см3; m - масса навески пробы или ее части,
соответствующей аликвотной части анализируемого раствора, г. 5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли циркония приведены
в табл. 2. (Измененная
редакция, Изм. N 2). |
