14.2.1.3 Підготовка до випробування
Пісок просіюють крізь сито з отворами діаметром 5 мм. З піску, що пройшов крізь сито, відбирають 100 г, подрібнюють його до розміру часток, що проходять крізь сито з вічками 0,16 мм. З подрібненого піску відбирають наважку масою 50 г. Відібраний пісок додатково подрібнюють до розміру часток, що проходять крізь сито № 0071.
Подрібнений пісок висушують до постійної маси, висипають у бюкс та зберігають в ексикаторі над прожареним хлористим кальцієм, відбирають з нього наважки для випробування масою (0,5-2,0) г.
14.2.1.4 Проведення випробування
Наважку, зважену з точністю 0,00002 г, висипають у скляний стакан місткістю 200 мл або порцелянову чашку, змочують кількома краплями дистильованої води, добавляють ЗО мл азотної кислоти, накривають склом і залишають на (10- 15) хв. Після завершення реакції добавляють 10 мл соляної кислоти, перемішують скляною паличкою, накривають склом і ставлять стакан чи чашку на водяну баню. Через (20 - ЗО) хв після закінчення виділення бурих парів окислів азоту скло знімають і випарюють вміст стакану чи чашки до сухого залишку. Після охолодження залишок змочують (5-7) мл соляної кислоти і знову випарюють до сухого залишку. Операцію повторюють 2-3 рази, потім доливають 50 мл гарячої води і кип'ятять до повного розчинення солей.
Для осадження елементів групи полуторних окисів до розчину добавляють (2-3) краплі індикатора метилового оранжевого і доливають розчин аміаку до переходу забарвлення розчину від червоного до жовтого і появи запаху аміаку. Через 10 хв скоагульований осад полуторних окисів відфільтровують через фільтр "червона стрічка" в стакан місткістю (300-400) мл. Осад промивають теплою водою з додаванням кількох крапель розчину аміаку. До фільтрату добавляють соляну кислоту до переходу забарвлення розчину в рожевий колір, потім добавляють ще 2,5 мл соляної кислоти.
Фільтрат розводять водою до об'єму (200 - 250) мл, нагрівають до кипіння, вливають у нього за один раз 10 мл гарячого розчину хлористого барію, перемішують, кип'ятять розчин (5-10) хв і залишають не менше ніж на 2 год. Осад відфільтровують через щільний фільтр "синя стрічка" і промивають 10 разів невеликими порціями холодної води до видалення хлорид-іонів.
Повноту видалення хлорид-іонів перевіряють за реакцією з нітратом срібла: кілька крапель фільтрату поміщають на скло і добавляють краплю 1 % розчину нітрату срібла. Відсутність утворення білого осаду свідчить про повноту видалення хлорид-іонів.
У порцеляновий тигель, попередньо прожарений до постійної маси за температури (800-850) °С, поміщають осад з фільтром, висушують, обзолюють, запобігаючи загорянню фільтра, і прожарюють у відкритому тиглі до повного вигоряння фільтра, а потім за температури (800 - 850) °С протягом (30 - 40) хв.
Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують. Прожарювання повторюють до досягнення постійної маси. Для визначення вмісту сірки в реактивах, що використовують для випробувань, паралельно з випробуванням проводять "глухий дослід". Кількість сульфату барію m2, що визначено "глухим дослідом" віднімають від маси сульфату барію m1, визначеної при випробуванні проби піску.
Примітка. Вислів "глухий дослід" означає, що випробування проводять за відсутності об'єкта, що досліджують, з використанням тих самих реактивів і додержанням усіх умов досліду.
14.2.1.5 Обробка результатів
Загальний вміст сульфатної сірки Х1 у перерахунку на SO3, %, обчислюють згідно з формулою:
Допустима розбіжність між результатами двох паралельних визначень за довірчої вірогідності Р - 0,95 не повинна перевищувати значень, наведених у таблиці 4. В іншому випадку випробування необхідно повторювати до одержання допустимої розбіжності.
Таблиця 4
|
Вміст SO3, % |
Допустима розбіжність, абс. % |
|
До 0,5 |
0,10 |
|
Понад 0,5 до 1,0 включно |
0,15 |
|
Понад 1,0 |
0,20 |
14.2.2 Метод йодометричного титрування
14.2.2.1 Суть методу
Метод полягає у спалюванні наважки в потоці вуглекислого газу за температури (1300 - 1350) °С, поглинанні SO2, що виділяється, розчином йоду і титруванні розчином тіосульфату натрію надлишку йоду, що не увійшов у реакцію з утвореною сірчистою кислотою.
14.2.2.2 Апаратура, реактиви і розчини:
установка для визначення вмісту сірки (рис. 5);
натрій тіосульфат згідно з ГОСТ 27068, 0,005 н розчин;
натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83;
калій двохромовокислий згідно з ГОСТ 4220, фіксанал;
крохмаль розчинний згідно з ГОСТ 10163, 1,0 % розчин;
йод згідно з ГОСТ 4159, 0,005 н розчин;
калій йодистий згідно з ГОСТ 4232;
кислота сірчана згідно з ГОСТ 4204, 0,1 н розчин;
ваги аналітичні, похибка вимірювання 0,0002 г.
1 - балон з вуглекислим газом; 2 - промивна склянка з 5 % розчином сульфату міді; 3 - промивна склянка з 5 % розчином перманганату калію; 4 - колонка з прожареним хлористим кальцієм; 5 - гумові пробки; 6 - електрична трубчата піч з силітовими стрижнями, що забезпечує температуру нагріву 1300 °С; 7 – порцелянова трубка для прожарювання завдовжки 70 мм - 75 мм і внутрішнім діаметром 8 мм - 20 мм; 8 – порцеляновий човник № 1 (завдовжки 70 мм, завширшки 9 мм, заввишки 7 мм - 5 мм) або порцеляновий човник № 2 (завдовжки 95 мм, завширшки 12 мм, заввишки 10 мм) згідно з ГОСТ 9147; 9 - кран; 10 - поглинаюча посудина; 11 - бюретка з розчином йоду; 12 - бюретка з розчином тіосульфату натрію
Примітка. Усі частини установки з'єднані гумовими трубками встик. Для запобігання обгоряння гумових пробок внутрішню торцеву поверхню закривають азбестовими прокладками.
Рисунок 5 - Схема установки для визначення вмісту сірки
14.2.2.3 Приготування 0,005 н розчину тіосульфату натрію
Для приготування розчину тіосульфату натрію розчиняють 1,25 г Na2S2O3·5H2O в 1 л свіжо-кип'яченої дистильованої води і добавляють 0,1 г вуглекислого натрію. Розчин перемішують і залишають на (10 -12) діб, після чого визначають його титр за 0,01 н розчином двохромовокислого калію, приготованого з фіксаналу. До 10 мл 0,01 н розчину двохромовокислого калію додають 50 мл 0,1 н розчину сірчаної кислоти, 2 г сухого йодистого калію і титрують приготовленим розчином тіосульфату натрію до солом'яно-жовтого забарвлення. Добавляють кілька крапель 1 % розчину крохмалю (розчин забарвлюється в синій колір) і титрують до знебарвлення розчину. Коефіцієнт поправки до титру 0,005 і розчину тіосульфату натрію KNa2S2O3 визначають згідно з формулою:
Перевірку титру здійснюють не рідше одного разу на 10 діб. Розчин тіосульфату натрію зберігають у темних скляних ємкостях.
14.2.2.4 Приготування 0,005 н розчину йоду
Для приготування розчину йоду 0,63 г кристалічного йоду і 10 г йодистого калію розчиняють у 15 мл дистильованої води. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 л з пришліфованою пробкою, доливають водою до мітки, перемішують і зберігають у темному місці.
Титр приготовленого розчину йоду встановлюють за титрованим розчином тіосульфату натрію, приготовленого згідно з 14.2.2.3.
10 мл 0,005 н розчину йоду титрують 0,005 н розчином тіосульфату натрію у присутності крохмалю.
Коефіцієнт поправки до титру 0,005 н розчину йоду КI2 визначають згідно з формулою:
14.2.2.5 Підготовка до випробування
Наважки до випробування готують згідно з 14.2.2.3, при цьому масу наважок приймають 0,1 г - 1,0 г.
Перед початком роботи нагрівають піч до температури 1300 °С і перевіряють герметичність установки. Для цього перекривають кран перед поглинаючою посудиною і пускають вуглекислий газ. Припинення проходження бульбашок газу через промивну склянку свідчить про герметичність установки.
Визначають коефіцієнт К, що встановлює співвідношення між концентраціями розчинів йоду і тіосульфату натрію. Через установку пропускають вуглекислий газ протягом (3 - 5) хв, наповнюють поглинаючу посудину на 2/3 водою. З бюретки наливають 10 мл титрованого розчину йоду, додають 5 мл 10 % розчину крохмалю і титрують розчином тіосульфату натрію до знебарвлення розчину. Коефіцієнт співвідношення концентрацій розчинів йоду і тіосульфату натрію К приймають таким, що дорівнює середньому значенню трьох визначень. Коефіцієнт співвідношення концентрацій К у лабораторних умовах визначають щоденно перед випробуваннями.
14.2.2.6 Проведення випробування
Наважку, зважену з точністю до 0,0002 г, висипають у попередньо прожарений човник. У поглинаючу посудину заливають 250 мл - 300 мл дистильованої води, добавляють відміряний бюреткою об'єм розчину йоду, 5 мл розчину крохмалю і перемішують потоком вуглекислого газу.
Човник з наважкою за допомогою гачка з жаростійкого дроту поміщають у розігріту трубку (зі сторони подачі вуглекислого газу). Закривають трубку пробкою і подають вуглекислий газ (швидкість від 90 до 100 бульбашок на 1 хв). Наважку прожарюють протягом (10 - 15) хв, при цьому слідкують за тим, щоб розчин у поглинаючій посудині зберігав синє забарвлення. Потім розчин у поглинаючій посудині титрують розчином тіосульфату натрію до знебарвлення. Після закінчення титрування човник видаляють з печі, при цьому намагаються не забруднити стінки фарфорової трубки залишками наважки.
У поглинаючу посудину, промиту водою, наливають нову порцію води, розчину йоду і крохмалю.
14.2.2.7 Обробка результатів
Вміст сірки Х у перерахунку на SO3, % за масою, обчислюють згідно з формулою:
Допустимі розбіжності між результатами двох паралельних визначень за довірчої вірогідності Р - 0,95 не повинні перевищувати значень, наведених у таблиці 4. В іншому випадку випробування необхідно повторювати до одержання допустимої розбіжності.
14.3 Визначення вмісту сульфатної сірки
14.3.1 Суть методу
Метод полягає у розкладанні наважки соляної кислоти з наступним осадженням сірки у вигляді сульфату барію та визначенні його маси.
14.3.2 Апаратура, реактиви і розчини
Для випробування використовують апаратуру, реактиви та розчини згідно з 14.2.1.2, при цьому використовують соляну кислоту згідно з ГОСТ 3118, розчин 1:3 (одна об'ємна частина концентрованої соляної кислоти і три об'ємні частини води).
14.3.3 Підготовка до випробування
Наважку до випробування готують згідно з 14.2.1.3, при цьому масу наважки приймають такою, що дорівнює 1 г.
14.3.4 Проведення випробування
Наважку т висипають у стакан місткістю 100 мм - 150 мл, накривають склом і додають 40 мл - 50 мл соляної кислоти. Після припинення виділення бульбашок газу стакан ставлять на плитку і витримують при слабому кип'ятінні (10 - 15) хв. Додають 2-3 краплі індикатору метилового оранжевого і доливають розчин аміаку до переходу забарвлення індикатора від червоного у жовте та появи запаху аміаку, при цьому осаджуються полуторні окиси. Через 10 хв осад відфільтровують. Осад промивають теплою водою з додаванням кількох крапель розчину аміаку.
Фільтрат нейтралізують соляною кислотою до переходу забарвлення розчину в рожеве і доливають ще 2,5 мл кислоти. Розчин нагрівають до кипіння і доливають відразу 10 мл гарячого розчину хлористого барію, перемішують, кип'ятять розчин (5-10) хв і залишають не менш ніж на 2 год. Осад відфільтровують через щільний фільтр "синя стрічка" і промивають 10 разів невеликими порціями холодної води до видалення хлорид-іонів.
Повноту видалення хлорид-іонів перевіряють по реакції з азотнокислим сріблом: кілька крапель фільтрату наносять на скло та додають краплю 1 % розчину азотнокислого срібла. Відсутність утворення білого осаду свідчить про повне видалення хлорид-іонів.
У фарфоровий тигель, попередньо прожарений до постійної маси за температури (800-850) °С, викладають осад з фільтром, висушують, випалюють без спалахування фільтру і прожарюють у відкритому тиглі до повного вигоряння фільтру, а потім за температури (800 - 850) °С протягом (30 - 40) хв.
Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують. Прожарювання повторюють до одержання постійної маси.
Паралельно проводять "глухий дослід" (див. примітку до 14.2.1.4). Кількість сульфату барію m2, що визначено "глухим дослідом", відраховують з маси сульфату барію m1, що визначена при випробуванні проби піску.
14.3.5 Обробка результатів
Вміст сульфатної сірки Х1, %, у перерахунку на SO3 обчислюють згідно з формулою (22). Допустимі розбіжності між результатами двох паралельних визначень приймають за 14.2.1.5.
14.4 Визначення вмісту сульфідної сірки
Вміст сульфідної сірки Х2 в перерахунку на SO3, %, обчислюють як різницю між загальним вмістом сірки та вмістом сульфатної сірки згідно з формулою:
15.1 Суть методу
Морозостійкість піску визначають за втратою маси при послідовному заморожуванні та відтаванні.
15.2 Апаратура:
камера морозильна;
шафа сушильна;
ваги згідно з ГОСТ 24104;
сита з сітками 1,25 мм; 0,16 мм згідно з ГОСТ 6613 і з круглими отворами діаметром 5 мм;
посудина для відтавання проб;
мішечки зі щільної тканини з подвійними стінками;
деко.
15.3 Підготовка проби
Лабораторну пробу скорочують до маси не менше 1000 г, просіюють на двох ситах: першому з отворами діаметром 5 мм і другому - з сіткою 1,25 мм або 0,16 мм у залежності від крупності піску, що підлягає випробуванню, висушують до постійної маси, після чого відбирають дві наважки масою по 400 г.
