| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 16 мая 1991 г. N 692 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ПОРОШОК ЖЕЛЕЗНЫЙ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ Iron powder. Methods for the
determination of silicon ГОСТ 16412.3-91 Группа В59 ОКСТУ 0809 Дата введения 1 июля 1992 года ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ 1. Разработан и
внесен Академией наук УССР. Разработчики: В.Н.
Клименко, канд. техн. наук; А.Е. Кущевский,
канд. хим. наук; В.А. Дубок, канд. хим. наук (руководитель темы); В.И.
Корнилова, канд. хим. наук; В.В. Гарбуз, канд. хим.
наук; Л.Д. Бернацкая. 2. Утвержден и введен в действие
Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции
и стандартам от 16.05.1991 N 692. 3. Взамен ГОСТ 16412.3-80. 4. Ссылочные нормативно-технические
документы ─────────────────────────────────────────────┬──────────────────── Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер пункта ─────────────────────────────────────────────┼──────────────────── ГОСТ 83-79 │2.2; 3.2 ГОСТ 3118-77 │2.2; 3.2 ГОСТ 3652-69 │3.2 ГОСТ 3765-78 │3.2 ГОСТ 4139-75 │2.2 ГОСТ 4204-75 │2.2; 3.2 ГОСТ 4328-77 │3.2 ГОСТ 4461-77 │2.2; 3.2 ГОСТ 6563-75 │2.2; 3.2 ГОСТ 9428-73 │3.2 ГОСТ 10483-77 │2.2 ГОСТ 28473-90 │Разд. 1 Настоящий стандарт устанавливает
гравиметрический (при массовой доле кремния от 0,2% и выше) и фотометрический
(при массовой доле кремния от 0,01 до 0,5%) методы определения кремния в
железном порошке. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ Общие требования к методам анализа - по
ГОСТ 28473. 2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ 2.1. Сущность метода Метод основан на выделении кремния в виде
полимеризованной кремниевой кислоты из кислого раствора, ее дегидратации и
взвешивании полученного диоксида кремния. 2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Тигли платиновые по ГОСТ 6563. Кислота соляная по ГОСТ 3118 и
разбавленная 1:1, 1: 2 и 1:50. Кислота азотная по ГОСТ 4461. Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная
1:1. Кислота фтористо-водородная
по ГОСТ 10484. Натрий углекислый по ГОСТ 83. Калий роданистый по ГОСТ 4139. 2.3. Проведение анализа 2.3.1. Навеску железного порошка массой 2
г (при массовой доле кремния от 0,20 до 0,50%) и 1 г (при массовой доле кремния
свыше 0,50%) помещают в стакан вместимостью 250 см3 и проводят растворение
навески и выделение кремниевой кислоты по одному из описанных ниже методов. 2.3.2. Солянокислотный
метод В стакан с навеской приливают 50 см3
соляной кислоты (1:1) и растворяют при слабом нагревании в течение 7 - 10 мин.
Добавляют 5 см3 азотной кислоты и продолжают нагревание до растворения пробы.
Затем к раствору приливают 20 - 30 см3 горячей воды и фильтруют нерастворившийся в кислотах остаток на фильтр средней
плотности "белая лента". Осадок промывают 3 - 4 раза горячей соляной
кислотой (1:50), помещают его в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Тигель охлаждают, добавляют 1 г
углекислого натрия, накрывают крышкой и сплавляют при температуре не ниже 1000
°С. Тигель с крышкой помещают в стакан
вместимостью 200 см3, прибавляют 20 см3 соляной кислоты (1:2) и нагревают до
полного растворения плава. Тигель с крышкой извлекают
из стакана, ополаскивают водой и присоединяют раствор к основному фильтрату. Раствор осторожно выпаривают досуха,
прокаливая остаток при температуре 130 - 140 °С. Сухой остаток смачивают 10 см3 соляной
кислоты и снова выпаривают досуха. После охлаждения к сухому остатку
приливают 10 - 20 см3 соляной кислоты, нагревают в течение 2 - 3 мин, добавляют
100 - 150 см3 горячей воды и нагревают содержимое стакана до растворения солей. Горячий раствор с осадком кремниевой
кислоты быстро фильтруют на два фильтра "белая лента". Осадок промывают горячей соляной кислотой
(1:50) до отрицательной реакции промывных вод на железо (по реакции с раствором
роданистого калия) и затем 2 - 3 раза водой. Фильтр с осадком кремниевой
кислоты помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют
и прокаливают при температуре 1000 - 1100 °С до
постоянной массы. Затем тигель с осадком охлаждают в
эксикаторе и взвешивают. Осадок смачивают 3 - 5 каплями воды, добавляют 2 - 3 капли
серной кислоты, 3 - 5 см3 фтористо-водородной кислоты
и осторожно выпаривают содержимое тигля до удаления паров серной кислоты.
Тигель прокаливают при температуре 1000 - 1100 °С до
постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. 2.3.3. Серносолянокислотный
метод В стакан с навеской приливают 30 - 50 см3
соляной кислоты (1:1) и нагревают до растворения пробы, затем добавляют по
каплям небольшое количество азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора
и выпаривают раствор досуха. Охлажденный сухой остаток смачивают 20
см3 серной кислоты (1:1) и нагревают до появления белых паров серной кислоты,
которым дают выделяться в течение 3 - 5 мин. Стакан снимают с плиты, охлаждают,
осторожно приливают по стенкам стакана 15 см3 соляной кислоты, слегка
перемешивая содержимое стакана. Спустя 1 - 2 мин приливают 120 - 130 см3
горячей воды и нагревают до растворения солей. Далее проводят анализ, как
приведено в п. 2.3.2. 2.4. Обработка результатов Массовую долю кремния (
где
0,4674 - коэффициент пересчета с диоксида
кремния на кремний;
2.5. Абсолютные допускаемые расхождения
результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных
в таблице. ──────────────────────────┬─────────────────────────────────────── Массовая доля кремния, % │ Абсолютные допускаемые расхождения, % ──────────────────────────┼─────────────────────────────────────── От 0,01 до 0,02 включ. │0,003 Св. 0,02 " 0,05 " │0,005 " 0,05 " 0,10 " │0,010 " 0,10 " 0,20 " │0,020 " 0,20 " 0,50 " │0,030 " 0,50 " 1,00 " │0,040 " 1,00 " 2,00 " │0,070 3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ 3.1. Сущность метода Метод основан на реакции образования
желтой кремнемолибденовой гетерополикислоты,
восстановления этого соединения аскорбиновой кислотой до кремнемолибденовой
сини и измерении оптической плотности окрашенного раствора. Влияние фосфора и ионов Fе (III) устраняют добавлением
лимонной кислоты. 3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр. Тигли платиновые по ГОСТ 6563. Кислота соляная по ГОСТ 3118,
разбавленная 1:1, 1:5, 1:20 и 1:200. Кислота азотная по ГОСТ 4461. Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная
1:1 и 4:5. Кислота лимонная по ГОСТ 3652, раствор с
массовой долей 8%. Аммоний молибденовокислый
по ГОСТ 3765, раствор с массовой долей 5%, приготовленный из перекристаллизованного реактива. Хранят в полиэтиленовой
посуде. Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, раствор с
массовой долей 10%. Кислота аскорбиновая, раствор с массовой
долей 2%; готовят непосредственно перед употреблением. Натрий углекислый по ГОСТ 83. Кремния диоксид по ГОСТ 9428. Стандартные растворы кремния. Раствор А:
навеску диоксида кремния массой 0,2139 г, предварительно прокаленную до
постоянной массы при температуре 1000 - 1100 °С, помещают в платиновый тигель,
прибавляют 2 г углекислого натрия, закрывают платиновой крышкой и сплавляют при
температуре 1000 - 1100 °С. Тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью
250 см3, приливают 50 см3 воды и нагревают до полного растворения плава. Раствор кремнекислого натрия фильтруют в мерную
колбу вместимостью 1 дм3. Фильтр промывают 4 - 5 раз горячей водой. Раствор в
колбе охлаждают, добавляют 20 см3 раствора гидроксида натрия, доливают до метки
водой и перемешивают. 1 см3 раствора А
содержит 0,0001 г кремния. Устанавливают массовую концентрацию
стандартного раствора кремнекислого натрия А: 100 см3
раствора помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 20 см3 соляной
кислоты (1:1) и выпаривают досуха. Сухой остаток смачивают 5 - 7 см3 соляной
кислоты, снова выпаривают досуха и нагревают в течение 1 ч при температуре 130
- 140 °С. Приливают 10 - 15 см3 соляной кислоты (1:1), 100 см3 горячей воды и
нагревают до кипения. Кремниевую кислоту отфильтровывают на два фильтра
"белая лента". Осадок промывают пять раз горячей соляной кислотой
(1:20) и еще два раза горячей водой. Фильтр с осадком помещают в платиновый
тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при
температуре 1000 - 1100 °С. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и
взвешивают. Осадок смачивают 2 - 3 каплями воды, добавляют 2 - 3 капли серной
кислоты, 3 - 5 см3 фтористо-водородной кислоты и
осторожно выпаривают содержимое тигля досуха. Остаток в тигле прокаливают при
температуре 1000 - 1100 °С, охлаждают в эксикаторе и
взвешивают. Массовую концентрацию раствора (
где
0,4674 - коэффициент пересчета диоксида
кремния на кремний;
Раствор Б: 50
см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки
водой и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 0,00002 г кремния. Растворы хранят в полиэтиленовой посуде. Железо карбонильное, ос.ч. 3.3. Проведение анализа Массу навески железного порошка 0,5 г
(при массовой доле кремния от 0,01 до 0,05%) или 0,2 г (при массовой доле
кремния от 0,05 до 0,5%) помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 20 -
30 см3 соляной кислоты (1:5), нагревают 5 - 7 мин, не доводя до кипения. Затем
приливают 1 см3 азотной кислоты и продолжают нагревать до полного растворения
навески. Приливают 20 см3 воды и кипятят 7 - 10 мин до полного удаления оксидов
азота. Не растворившийся в кислотах остаток отфильтровывают на фильтр
"белая лента". Стакан протирают кусочком фильтра и
споласкивают водой. Осадок на фильтре промывают 3 - 4 раза горячей соляной
кислотой (1:200), а затем 3 - 4 раза небольшими порциями горячей воды. Фильтрат
сохраняют (раствор 1). Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель,
высушивают и озоляют. Затем прибавляют 0,5 г
углекислого натрия и сплавляют в течение 15 мин при
температуре не ниже 1000 °С. Тигель охлаждают, помещают в стакан, в
котором проводилось растворение навески, приливают 15 см3 соляной кислоты (1:5)
и нагревают до полного растворения плава. Тигель
вынимают, ополаскивают водой; раствор охлаждают, присоединяют к раствору 1,
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и
перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр
"белая лента" в коническую колбу вместимостью 100 см3, отбрасывая
первые порции фильтрата, предварительно ополоснув ими колбу. Отбирают аликвотную часть раствора 10
см3, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 50 см3 воды и 10
см3 раствора молибденовокислого аммония. Появление
осадка или легкой опалесценции при добавлении молибденовокислого
аммония свидетельствует о кислотности раствора, необходимой для образования
кремнемолибденового комплекса. Через 10 мин после добавления раствора молибденовокислого аммония приливают 5 см3 серной кислоты
(4:5), 5 см3 раствора лимонной кислоты и 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты.
После добавления каждого реактива растворы перемешивают. Полученный раствор
доливают водой до метки, перемешивают и выдерживают в течение 30 мин. Значение
оптической плотности раствора измеряют на спектрофотометре при В качестве раствора сравнения применяют
аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которую добавляют все
реактивы, кроме молибденовокислого аммония. Массовую долю кремния с учетом поправки
контрольного опыта определяют по градуировочному
графику. 3.4. Построение градуировочного
графика При массовой доле кремния от 0,01 до
0,05%. В шесть стаканов вместимостью 200 см3
помещают по 0,5 г карбонильного железа. В пять из них добавляют последовательно
2, 4, 6, 8, 10 см3 стандартного раствора Б, что
соответствует При массовой доле кремния от 0,05 до
0,5%. В шесть стаканов вместимостью 200 см3
помещают по 0,2 г карбонильного железа. В пять из них добавляют последовательно
2, 4, 6, 8, 10 см3 стандартного раствора А, что соответствует По полученным величинам оптической
плотности и соответствующим им значениям концентрации кремния строят градуировочный график. 3.5. Обработка результатов 3.5.1. Массовую долю кремния (
где
3.5.2. Абсолютные допускаемые расхождения
результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных
в таблице. |
