| Утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 4 сентября 1991 г. N 1419 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СПЛАВЫ И ПОРОШКИ ЖАРОПРОЧНЫЕ, КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ, ПРЕЦИЗИОННЫЕ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА Nickel-based
precision, corrosion-resistant, heat-resistant alloys and powders. Methods of iron
determination ГОСТ 29095-91 Группа В39 ОКСТУ 0809 Дата введения 1 января 1993 года ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ 1. Разработан и внесен Министерством
металлургии СССР. Разработчики: В.П. Замараев, В.Т. Абабков, Н.А. Панарина, А.А. Сахарнов,
Т.Ф. Рыбина, Л.Н. Дмитрова, Н.Н. Алексеева, Н.Д. Заюкова. 2. Утвержден и введен в действие
Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 04.09.1991 N 1419. 3. Введен впервые. 4. Ссылочные нормативно-технические
документы ─────────────────────────────────────────┬──────────────────────── Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер пункта, раздела ─────────────────────────────────────────┼──────────────────────── ГОСТ 199-78 │2.2 ГОСТ 1277-75 │2.2 ГОСТ 3118-77 │3.2 ГОСТ 3760-79 │2.2 ГОСТ 4204-77 │2.2, 3.2 ГОСТ 4233-77 │2.2 ГОСТ 4238-77 │2.2 ГОСТ 4461-77 │3.2 ГОСТ 5456-79 │2.2 ГОСТ 5817-77 │2.2 ГОСТ 11125-84 │2.2 ГОСТ 14261-77 │2.2 ГОСТ 20478-75 │2.2 ГОСТ 28473-90 │Разд. 1 Настоящий стандарт устанавливает
фотометрический (при массовой доле железа от 0,05 до 3%) и атомно-абсорбционный
(при массовой доле железа от 0,05 до 20%) методы определения железа. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ Общие требования к методам анализа - ГОСТ
28473. 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД 2.1. Сущность метода Метод основан на образовании окрашенного
комплексного соединения железа (II) с 1,10-фенантролином или с 2,2-дипиридилом
при рН = 3 - 3,5. Масса железа составляет 40 - 150 мкг в 100 см3 раствора. Для восстановления железа применяют гидроксиламина гидрохлорид. Железо от хрома, меди, никеля, кобальта
отделяют осаждением аммиаком после окисления хрома и кобальта надсернокислым аммонием. Вольфрам отделяют в виде
вольфрамовой кислоты. 2.2. Аппаратура, реактивы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. Кислота соляная по ГОСТ 14261 и
разбавленная 1:1, 1:20. Кислота азотная по ГОСТ 11125. Кислота серная по ГОСТ 4204 и
разбавленная 1:1. Смесь кислот (I): 8 частей соляной
кислоты смешивают с 1 частью азотной кислоты. Смесь кислот (II): 3 части соляной
кислоты смешивают с 1 частью азотной кислоты. Аммоний-алюминий сернокислый
(алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, раствор 50 г/дм3: 50 г квасцов
растворяют в 150 - 200 см3 воды с добавлением 25 см3 серной кислоты (1:1) и
доливают водой до 1 дм3. Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277,
раствор 2,5 г/дм3. Аммоний надсернокислый
по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм3. Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный
1:20. Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 50
г/дм3. Бумага индикаторная универсальная. Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм3 свежеприготовленный. Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ
199, раствор 500 г/дм3. Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 100
г/дм3. 1,10-фенантролин, раствор 5 г/дм3 в
растворе соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3. 2,2-дипиридил (альфа, альфа-дипиридил), раствор 5 г/дм3. Железо карбонильное особо чистое. Стандартные растворы железа. Раствор А: 1 г
карбонильного железа помещают в стакан и растворяют при слабом нагревании в 30
см3 соляной кислоты. После полного растворения навески прибавляют по каплям
азотную кислоту до прекращения вспенивания и избыток 2 - 3 капли. Раствор
нагревают до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу
вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,001 г железа. Раствор Б: 10
см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, прибавляют 50 см3
соляной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают. 1 см3 раствора Б
содержит 0,00001 г железа. 2.3. Проведение анализа 2.3.1. Масса навески пробы в зависимости
от массовой доли железа приведена в табл. 1. Таблица 1 ───────────────────────┬──────────┬───────────────┬─────────────── Массовая доля │ Масса │ Аликвотная │ Масса навески железа, % │навески, г│ часть │ в аликвотной │ │ раствора, см3 │ части, г ───────────────────────┼──────────┼───────────────┼─────────────── От 0,05 до 0,15 включ.│0,5 │20 │0,1 Св. 0,15 " 0,3 " │0,5 │10 │0,05 " 0,3 " 1,0 " │0,2 │10 │0,02 " 1,0 " 3,0 " │0,1 │5 │0,005 2.3.2. Определение железа в сплавах, не
содержащих вольфрам Навеску сплава (табл. 1) помещают в
стакан и растворяют при умеренном нагревании в 20 - 40 см3 смеси кислот (I или
II). Раствор охлаждают, приливают 15 - 20 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают
до паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, обмывают стенки стакана
водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 50 - 60 см3
воды при нагревании и при массовой доле железа до 0,2% прибавляют 3 см3
алюмоаммонийных квасцов, раствор разбавляют горячей водой до 200 - 250 см3. К раствору пробы, содержащей хром,
прибавляют 10 см3 раствора азотнокислого серебра и нагревают почти до кипения.
К горячему раствору осторожно приливают 15 - 45 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают до полного окисления
хрома и марганца, кипятят 3 - 5 мин до разрушения избытка надсернокислого
аммония. К кипящему раствору прибавляют 5 - 10 см3 раствора хлористого натрия и
кипятят до полного восстановления марганцевой кислоты. К раствору приливают раствор аммиака до
выпадения осадка гидроокисей и избыток 5 - 10 см3. Раствор с осадком осторожно
доводят до кипения и выдерживают в теплом месте 5 - 10 мин до коагуляции
осадка. Осадок отфильтровывают на фильтр средней
плотности, стакан и осадок на фильтре промывают пять-восемь раз горячим
раствором аммиака (1:20). Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в
30 - 50 см3 горячей соляной кислоты (1:1) в стакане, в котором проводилось
осаждение гидроокисей. Фильтр тщательно промывают горячей водой и отбрасывают. В случае недостаточно полного отделения
хрома и никеля от железа, к раствору приливают 20 - 25 см3 серной кислоты
(1:1), выпаривают до паров серной кислоты и проводят повторное окисление хрома,
осаждение и растворение гидроокисей, как указано выше. Полученный раствор упаривают до 50 - 60
см3, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до
метки водой и перемешивают. Аликвотную часть раствора (табл. 1)
помещают в стакан, приливают 3 см3 раствора винной кислоты, 10 см3 раствора гидроксиламина гидрохлорида. Раствор перемешивают,
нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия до рН = 3 - 3,5 (по универсальной
индикаторной бумаге) и прибавляют 2 см3 его в избыток. Затем прибавляют 10 см3
раствора 1,10-фенантролина или 10 см3 раствора 2,2-дипиридила, переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют через 1 ч при длине волны 510 - 520 нм относительно раствора сравнения. В качестве раствора
сравнения используют аликвотную часть анализируемого раствора, в которую
прибавляют все реактивы, за исключением 1,10-фенантролина или 2,2-дипиридила. Одновременно с анализируемой пробой
проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. Массу железа находят по градуировочному графику с учетом контрольного опыта. 2.3.3. Определение железа в сплавах,
содержащих вольфрам После растворения навески, как указано в
п. 2.3.2, раствор нагревают до выпадения осадка вольфрамовой кислоты. Добавляют
5 - 10 см3 азотной кислоты и снова нагревают раствор до получения осадка
вольфрамовой кислоты желтого цвета. Раствор выпаривают до влажных солей,
приливают 10 см3 соляной кислоты, нагревают до растворения солей, приливают 100
- 120 см3 горячей воды и оставляют на теплой плите в течение часа. Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают
на двойной плотный фильтр, содержащий фильтробумажную
массу и тщательно промывают восемь-десять раз горячей соляной кислотой
(1:20). Фильтр с осадком вольфрамовой кислоты отбрасывают. Фильтрат и промывные
воды сохраняют. К полученному раствору приливают 15 - 20
см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до паров серной кислоты. Стакан
охлаждают, обмывают стенки водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты.
Соли растворяют в 50 - 60 см3 воды при нагревании и при массовой доле железа до
0,2% прибавляют 3 см3 алюмоаммонийных квасцов. Раствор разбавляют горячей водой
до 200 - 250 см3 и далее поступают, как указано в п. 2.3.2. 2.3.4. Построение градуировочного
графика В стаканы помещают 3; 5; 10; 15; 20 см3
стандартного раствора железа с концентрацией 0,00001 г/см3, прибавляют 3 см3
винной кислоты и далее поступают, как указано в п. 2.3.2. В качестве раствора
сравнения используют раствор, содержащий все реактивы, кроме стандартного
раствора железа. 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю железа (
где
3.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД 3.1. Сущность метода Метод основан на измерении при длине
волны 248,3 нм степени поглощения резонансного
излучения свободными атомами железа, образующимися при распылении
анализируемого раствора в пламени воздух-ацетилен. 3.2. Аппаратура, реактивы Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр. Лампа с полым катодом для определения
железа. Баллон с ацетиленом. Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого
воздуха или баллон со сжатым воздухом. Кислота соляная по ГОСТ 3118. Кислота азотная по ГОСТ 4461. Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная
1:4. Железо карбонильное, особо чистое. Стандартные растворы железа. Раствор А: 1 г
карбонильного железа, взвешенного с точностью 0,0002 г, растворяют в 20 - 30
см3 соляной кислоты и осторожно но каплям прибавляют 5 - 7 см3 азотной кислоты.
Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3; доливают до
метки водой и перемешивают. 1 см3 стандартного раствора А содержит 2 мг железа. Раствор Б: 10
см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают до метки водой и перемешивают. Готовят перед применением. 1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,2 мг железа. 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Масса навески сплава и разбавление
растворов в зависимости от массовой доли железа приведены в табл. 2. Таблица 2 ──────────────────────┬────────┬───────────┬──────────┬─────────── Массовая доля │ Масса │Вместимость│ Объем │Вместимость железа, % │навески,│ мерной │аликвотной│ мерной │ г │колбы, см3 │части, см3│колбы, см3 ──────────────────────┼────────┼───────────┼──────────┼─────────── От 0,05 до 0,3 включ.│0,5 │100 │- │- Св. 0,3 " 1,0 " │0,2 │100 │- │- " 1,0 " 3,0 " │0,1 │200 │- │- " 3,0 " 5,0 " │0,1 │250 │- │- " 5,0 " 10,0 " │0,1 │500 │- │- " 10,0 " 20,0 " │0,2 │200 │10 │100 Допускается другое разбавление растворов,
обеспечивающее нормируемую в стандарте точность. Навеску сплава помещают в стакан или
колбу вместимостью 150 - 300 см3 и растворяют при умеренном нагревании в 15 -
30 см3 соляной и 5 - 10 см3 азотной кислот. Раствор осторожно упаривают до
влажных солей, прибавляют 5 см3 соляной кислоты и растворяют соли. Допускаются другие способы растворения,
обеспечивающие полное разложение навески и не требующие изменений в дальнейших
операциях анализа. При наличии в пробе титана и ниобия
раствор после растворения навески охлаждают, добавляют серную кислоту (1:4) из
расчета 10 см3 на каждые 100 см3 конечного объема и упаривают до паров серной
кислоты. Приливают 50 - 60 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Полученный раствор переносят в мерную
колбу (табл. 2), доливают до метки водой и перемешивают. Часть раствора фильтруют
через два сухих фильтра, отбрасывая первые порции фильтрата. Одновременно с анализируемой пробой
проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. 3.3.2. Приготовление растворов для градуировочного графика 3.3.2.1. Для сплавов с массовой долей
железа до 5,0% В пять мерных колб вместимостью 100 см3
последовательно приливают 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10 см3 стандартного раствора Б.
Шестую колбу используют для проведения контрольного опыта. 3.3.2.2. Для сплавов с массовой долей
железа свыше 5,0% В семь мерных колб вместимостью 100 см3
последовательно приливают 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного
раствора Б. Восьмую колбу используют для проведения контрольного опыта. 3.3.2.3. В каждую колбу, подготовленную в
соответствии с пп. 3.3.2.1 и 3.3.2.2, приливают по 5
см3 соляной кислоты или по 10 см3 серной кислоты (1:4), доливают до метки водой
и перемешивают. 3.3.3. Подготовка прибора и измерение
атомной абсорбции Прибор готовят к работе в соответствии с
прилагаемой инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 248,3
нм. После включения системы подачи газов и зажигания
горелки распыляют воду в пламя и устанавливают нуль прибора. Распыляют в пламя
раствор контрольного опыта, затем растворы для градуировочного
графика и испытуемые растворы в порядке увеличения концентрации железа.
Проводят измерение до получения стабильных показаний для каждого раствора.
Перед введением в пламя каждого анализируемого раствора распыляют в пламя воду
и проверяют нуль прибора. Из среднего значения абсорбции каждого из
анализируемых растворов вычитают среднее значение абсорбции контрольного опыта
и массовую концентрацию железа находят по градуировочному
графику. 3.3.4. По найденным значениям абсорбции градуировочных растворов с учетом значения абсорбции
контрольного опыта и соответствующим концентрациям железа строят градуировочный график. 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю железа в процентах (
где
3.4.2. Нормы точности и нормативы
контроля точности определения массовой доли железа приведены в табл. 3. Таблица 3 ──────────────────────┬────────┬────────────────────────────────── Массовая доля │Погреш- │ Допускаемые расхождения, % железа, % │ность ├────────┬──────┬──────┬─────────── │резуль- │двух │двух │трех │результатов │татов │средних │парал-│парал-│анализа │анализа,│резуль- │лель- │лель- │стандартно- │% │татов │ных │ных │го образца │Дельта │анализа,│опре- │опре- │от аттесто- │ │выпол- │деле- │деле- │ванного │ │ненных │ний d │ний d │значения │ │в раз- │ 2│ 3│ │ │личных │ │ │ │ │условиях│ │ │ │ │d │ │ │ │ │ к │ │ │ ──────────────────────┼────────┼────────┼──────┼──────┼─────────── От 0,05 до 0,1 включ.│0,017 │0,022 │0,018 │0,022 │0,011 Св. 0,1 " 0,2 " │0,024 │0,030 │0,025 │0,031 │0,016 " 0,2 " 0,5 " │0,04 │0,05 │0,04 │0,05 │0,03 " 0,5 " 1,0 " │0,06 │0,07 │0,06 │0,07 │0,04 " 1 " 2 " │0,08 │0,10 │0,08 │0,10 │0,05 " 2 " 5 " │0,12 │0,16 │0,13 │0,16 │0,08 " 5 " 10 " │0,17 │0,22 │0,18 │0,22 │0,11 " 10 " 20 " │0,24 │0,30 │0,25 │0,31 │0,16 |
