---

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА
І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення сірки

ДСТУ 7751:2015

Київ
ДП «УкрНДНЦ»
2016ПЕРЕДМОВА

1. РОЗРОБЛЕНО: Технічний комітет стандартизації «Стандартизація методів визначення хімічного складу матеріалів металургійного виробництва» (ТК 3), Державне підприємство «Український науково-тех­нічний центр металургійної промисловості «Енергосталь»

РОЗРОБНИКИ: Н. Гриценко, канд. хім. наук; Г. Душенко; В. Мантула; О. Сніжко; С. Спіріна, канд. хім. наук (науковий керівник); Д. Сталінський, д-р техн, наук

2. ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ ДП «УкрНДНЦ» від 22 червня 2015 р. № 61 з 2016-01-01

З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 22536.2-87

)ЗМІСТ

с.

1. Сфера застосування 1

2. Нормативні посилання 1

3. Загальні вимоги 2

4. Титриметричний йодид-йодатний метод визначення сірки 2

5. Кулонометричний метод визначення сірки 6

6. Метод інфрачервоно-абсорбційної спектроскопії визначення сірки 8

7. Норми точності 8

8. Вимоги до кваліфікації оператора 9

9. Вимоги щодо безпеки 9

Додаток А Технічні особливості індукційних печей та інфрачервоних аналізаторів, виготовлених для визначення сірки 10ДСТУ 7751:2015

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення сірки

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения серы

CARBON STEEL AND UNALLOYED CAST IRON

Methods for determination of sulphur

Чинний від 2016-01-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює титриметричний йодид-йодатний і кулонометричний методи та ме­тод інфрачервоно-абсорбційної спектроскопії визначення масової частки сірки від 0,001 % до 0,40 % у сталі вуглецевій і чавуні нелегованому.

2. НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:

ДСТУ 4221:2003 Спирт етиловий ректифікований. Технічні умови

ДСТУ 7237:2011 Система стандартів безпеки праці. Електробезпека. Загальні вимоги та номен­клатура видів захисту

ДСТУ 7749:2015 Сталь вуглецева і чавун нелегований. Загальні вимоги до методів аналізу

ДСТУ ГОСТ 546:2004 Катоди мідні. Технічні умови (ГОСТ 546-2001, IDT)

ДСТУ ГОСТ 859:2003 Мідь. Марки (ГОСТ 859-2001, IDT)

ДСТУ ГОСТ 5583:2009 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия (Кисень газоподібний технічний та медичний. Технічні умови) (ГОСТ 5583-78 (ИСО 2046-73), IDT)

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ Пожарная безопасность. Общие требования (ССБП. Пожежна безпека. Загальні вимоги)

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (ССБП. Шкідливі речовини. Класифікація і загальні вимоги щодо безпеки)

ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. Взрывоопасность. Общие требования (ССБП. Вибухонебезпека. Загальні вимоги)

ГОСТ 435-77 Реактивы. Марганец (II) сернокислый 5-водный. Технические условия (Реактиви. Марганець (II) сірчанокислий 5-водний. Технічні умови)

ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия (Олово. Технічні умови)

ГОСТ 2603-79 Реактивы. Ацетон. Технические условия (Реактиви. Ацетон. Технічні умови)

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия (Реактиви. Кислота соляна. Тех­нічні умови)

ГОСТ 4159-79 Реактивы. Йод. Технические условия (Реактиви. Йод. Технічні умови)

ГОСТ 4202-75 Реактивы. Калий йодноватокислый. Технические условия (Реактиви. Калій йодно- ватокислий. Технічні умови)

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия (Реактиви. Кислота сірчана. Тех­нічні умови)

ГОСТ 4232-74 Реактивы. Калий йодистый. Технические условия (Реактиви. Калію йодид. Технічні умови)

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия (Реактиви. Натрію гідроксид. Технічні умови)

ГОСТ 4470-79 Реактивы. Марганца (IV) окись. Технические условия (Реактиви. Марганцю (IV) оксид. Технічні умови)

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия (Вода дистильована. Технічні умови)

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия (Посуд і обладнання лабораторні фарфорові. Технічні умови)

ГОСТ 10163-76 Реактивы. Крахмал растворимый. Технические условия (Реактиви. Крохмаль роз­чинний. Технічні умови)

ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия (Залізо карбо­нільне радіотехнічне. Технічні умови)

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия (Кислота соляна особ­ливої чистоти. Технічні умови)

ГОСТ 14262-78 Кислота серная особой чистоты. Технические условия (Кислота сірчана особли­вої чистоти. Технічні умови)

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия (Спирт етиловий ректифікований технічний. Технічні умови)

ГОСТ 20015-88 Хлороформ. Технические условия (Хлороформ. Технічні умови)

ГОСТ 20490-75 Реактивы. Калий марганцовокислый. Технические условия (Реактиви. Калій мар­ганцевокислий. Технічні умови)

ГОСТ 22300-76 Реактивы. Эфиры этиловый и бутиловый уксусной кислоты. Технические условия (Реактиви. Ефіри етиловий і бутиловий оцтової кислоти. Технічні умови)

ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия (Реактиви. Калію гідроксид. Технічні умови)

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры (Посуд і обладнання лабораторні скляні. Типи, основні параметри та розміри)

ГОСТ 29252-91 (ИСО 385-2-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 2. Бюретки без установленного времени ожидания (Посуд лабораторний скляний. Бюретки. Частина 2. Бюретки без установленого часу очікування).

З ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

4 ТИТРИМЕТРИЧНИЙ ЙОДИД-ЙОДАТНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ СІРКИ

Метод ґрунтується на спалюванні наважки проби у струмені кисню за температури від 1250 °С до 1350 °С, поглинанні діоксиду сірки водою і титруванні утвореної сірчистої кислоти розчином суміші йодноватокислого калію і йодиду калію або розчином йоду в присутності індикатору крохмалю.

Установка для титриметричного визначення сірки (рисунок 1), що має такі складові частини.

Балон із киснем або киснепровід 1, забезпечений редукційним вентилем і манометром для пуску та регулювання струменя кисню.

Промивна склянка 2, що містить розчин марганцевокислого калію масовою концентрацією 40 г/дм³ у розчині гідроксиду калію масовою концентрацією 400 г/дм³.

Склянка Тищенка з концентрованою сірчаною кислотою 3.

U-подібна трубка 4, заповнена безводним хлоридом кальцію або ангідроном.

Допустимим є сухе очищення кисню, для цього замість склянок 2, 3, 4 застосовують хлоркальціє­ву трубку, колонку з аскаритом і U-подібну трубку, що містить у першій половині (за рухом газу) азбест, просочений діоксидом марганцю, у другій — ангідрон.Ротаметр для вимірювання витрати кисню 5.

Горизонтальна трубчаста електропіч із силітовими нагрівачами, що забезпечують нагрівання до температури від 1250 °С до 1350 °С, 6.

Терморегулятор 7, за допомогою якого підтримують постійну температуру печі.

Регулятор напруги 8.

Допустимо застосовувати трубчасті печі будь-якого типу, що забезпечують необхідну температуру.

Вогнетривка мулітокремнеземиста або фарфорова трубка 9 — згідно з чинними нормативними документами, призначена для спалювання наважки, довжиною від 600 мм до 800 мм і внутрішнім діа­метром від 20 мм до 22 мм. Кінці трубки мають виступати з печі не менше ніж на 200 мм з кожного боку. Трубку закривають металевими затворами або добре підігнаними гумовими пробками з отворами та з металевими наконечниками, які запобігають обгоранню пробок. В отвори пробок уставляють скляні або латунні з’єднувальні трубки.

Для видалення сірки з вогнетривкої трубки її перед використанням прожарюють по всій довжині в печі у струмені кисню за робочої температури.

Човник фарфоровий 10 — згідно з ГОСТ 9147, призначений для спалювання наважки, який ви­тримує температуру 1350 °С. Перед застосуванням човник прожарюють у струмені кисню за робочої температури і зберігають в ексикаторі згідно з ГОСТ 25336. Шліф кришки ексикатора можна змащувати мастильними речовинами.

Фільтр 11 для поглинання твердих оксидів, що утворюються під час спалювання наважки та ви­лучаються з печі струменем кисню. Фільтр являє собою скляну посудину будь-якої форми, заповнену скляною або бавовняною ватою.

Мікробюретка 12 або бюретка місткістю 25 см³ згідно з ГОСТ 29252, що містить титрований роз­чин йодид-йодату калію або розчин йоду.

Поглинальна посудина 13 висотою від 250 мм до 265 мм і діаметром від ЗО мм до 35 мм.

Посудина для розчину порівняння 14 висотою від 250 мм до 265 мм і діаметром від ЗО мм до 35 мм.

Рисунок 1 — Установка для визначення масової частки сірки йодид-йодатним методом

Прилад для титрування, що складається із двох скляних посудин (поглинальної посудини і по­судини порівняння) однакової форми (рисунок 2).

У поглинальну посудину впаяно Г-подібну скляну трубку діаметром 7 мм, що закінчується бар­ботером із поплавком 15 (рисунок 1), через яку в поглинальну посудину надходять газоподібні продукти згоряння. У поглинальній посудині відбувається поглинання і подальше титрування діоксиду сірки. У посудині порівняння міститься розчин порівняння для контролювання забарвлення розчину під час титрування. Титрувати можна і без розчину порівняння. У нижній частині посудини є кран для зливання розчину. Допустимо застосовувати поглинальну посудину іншої форми і без посудини порівняння.

Електропіч типу СНОЛ, що забезпечує температуру нагріву не нижче ніж 1000 °С — згідно з чин­ним нормативним документом.

Гачок для введення і виймання човників із трубки, який виготовляють із жароміцного низько­вуглецевого дроту діаметром від 3 мм до 5 мм і довжиною від 500 мм до 600 мм.Розміри у міліметрах

Рисунок 2 — Прилад для титрування

Кисень чистотою не менше ніж 99 % — згідно з ДСТУ ГОСТ 5583.

Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262.

Калію гідроксид — згідно з ГОСТ 24363.

Натрію гідроксид — згідно з ГОСТ 4328.

Марганцю діоксид — згідно з ГОСТ 4470.

Марганцю (II) сульфат 5-водний — згідно з ГОСТ 435.

Калій марганцевокислий — згідно з ГОСТ 20490. Розчин масовою концентрацією 40 г/дм³ у розчині гідроксиду калію масовою концентрацією 400 г/дм³ готують так: 40 г марганцевокислого калію розчиняють під час нагрівання у 700 — 800 см³ води. Після охолодження до розчину додають 400 г гід­роксиду калію, розбавляють водою до 1000 см³ і перемішують. Розчин має бути свіжоприготовленим.

Кальцію хлорид — згідно з чинним нормативним документом.

Вода дистильована — згідно з ГОСТ 6709.

Аскарит (вапно натронне або натронний азбест) — згідно з чинним нормативним документом.

Магній хлорнокислий безводний (ангідрон) (Мд(СЮ₄)₂) — згідно з чинним нормативним документом.

Азбест, просочений діоксидом марганцю, який використовують для заповнення поглинальної ко­лонки, готують так: 13 г сульфату марганцю розчиняють у 50 см³ води і цим розчином просочують 90 г азбестового волокна, попередньо прожареного за температури від 800 °С до 1000 °С, додають 200 см³ води, у якій розчинено 7 г марганцевокислого калію, та кип’ятять протягом кількох хвилин. Потім філь­трують через лійку Бюхнера, пррмивають водою до зникнення у фільтраті сульфатних солей (проба ВаСІ₂). Просочений діоксидом марганцю азбест висушують за температури 105 °С.

Крохмаль розчинний — згідно з ГОСТ 10163.

Розчин масовою концентрацією 0,5 г/дм³, свіжоприготовлений (застосовують під час титруван­ня розчином суміші йодноватокислого калію і йодиду калію): 0,5 г розчинного крохмалю розтирають у фарфоровій ступці з 50 см³ води і отриману суспензію вливають тонкою цівкою у 950 см³ кипля­чої води. До отриманого розчину додають 15 см³ соляної кислоти, охолоджують і додають невеликими порціями, перемішуючи, розчин йодид-йодату калію до отримання блідо-блакитного кольору.

Розчин масовою концентрацією 1 г/дм³ (застосовують під час титрування розчином йоду): 1 г розчинного крохмалю розтирають у фарфоровій ступці з 50 см³ води й отриману суспензію вливають тонкою цівкою у 950 см³ киплячої води, додають дві краплі соляної кислоти та кип’ятять розчин 5 хв, охолоджують і додають невеликими порціями, перемішуючи, розчин йоду до одтримання блідо- блакитного кольору.

Одним з отриманих розчинів заповнюють поглинальну посудину і посудину порівняння.

Калій йодноватокислий — згідно з ГОСТ 4202.

Калію йодид — згідно з ГОСТ 4232.

Калію йодид-йодат, розчин для титрування: 0,0862 г йодноватокислого калію, 17 г йодиду калію та 0,4 г гідроксиду калію розчиняють у воді, доводять об’єм розчину до 1 дм³ у мірній колбі та перемішують. Розчин зберігають у склянці з темного скла. Під час визначання масової частки сірки менше ніж 0,01 % вихідний титрований розчин розбавляють у співвідношенні 1:4 або 1:6.

Йод кристалічний — згідно з ГОСТ 4159, розчин для титрування: 1,9845 г йоду розчиняють з 15 г йодиду калію у 60 см³ води у колбі із притертою пробкою. Після повного розчинення йоду розчин пере­ливають у склянку з темного скла, доводять об’єм розчину водою до 5 дм³ і добре перемішують.