Страница 2: ДСТУ 7752:2015. Сталь вуглецева і чавун нелегований. Методи визначення фосфору (61464)

У разі утворення нерозчиненого осаду, що містить графіт і кремнієву кислоту, його відфільтровують на фільтр середньої щільності з невеликою кількістю фільтропаперової маси. Осад на фільтрі промива­ють 5—6 разів гарячою соляною кислотою, розведеною 5:95, та 3—4 рази гарячою водою.

Фільтр із осадом відкидають, якщо масова частка кремнію у пробі не більше ніж 1 %.

Якщо масова частка кремнію становить понад 1 %, фільтр із осадом вміщують у платиновий ти­гель, висушують, озолюють і прожарюють за температури від 800 °С до 900 °С. Потім осад змочують 2—3 краплями води, додають 3—5 крапель сірчаної кислоти, розведеної 1:4, 3—5 см³ фтористовод­невої кислоти й обережно випарюють уміст тигля насухо. Залишок у тиглі сплавляють з 1—2 г вугле­кислого натрію за температури від 1000 °С до 1100 °С протягом 10—15 хв. Плав вилуговують водою та фільтрують отриманий розчин на фільтр середньої щільності. Тигель обмивають водою і приєд­нують фільтрат до основного розчину. Розчин випарюють до об’єму від 50 см³ до 60 см³, переносять у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають до позначки водою і перемішують.

Примітка. Допустимо видаляти кремній одночасно з розчиненням наважки, використовуючи скловуглецевий тигель. Для цього наважку сталі або чавуну вміщують у скловуглецевий тигель і розчиняють нагріваючи у 20—ЗО см³ гарячої азотної кислоти, розведеної 1:1, і 5 см³ фтористоводневої кислоти. Розчин випарюють до стану вологих солей, після чого додають 5 см³ азотної кислоти, розведеної 1:1, 20 см³ води і кип’ятять розчин до повного видалення оксидів азоту, далі аналізують, як зазначено вище.

Якщо масова частка миш’яку в аналізованій пробі перевищує більше ніж удвічі масову частку фос­фору, то миш’як видаляють у вигляді броміду. Якщо масова частка фосфору становить менше ніж 0,01 %, видаляють будь-яку кількість миш’яку. Для цього розчин після окислення фосфору випарюють насухо. Сухий залишок розчиняють у 10 см³ соляної кислоти і знову випарюють насухо. Потім сухий залишок розчиняють у 10 см³ соляної кислоти, додають 10 см³ розчину броміду амонію і випарюють розчин насухо. Оброблення соляною кислотою виконують тричі. До сухого залишку додають 15 см³ со­ляної кислоти і нагрівають до розчинення солей, потім додають від 20 см³ до 40 см³ води й охолоджують.

Отриманий розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають до позначки водою і перемішують.

У дві мірні колби місткістю по 100 см³ вносять по 10 см³ отриманого розчину. У кожну колбу додають 10 см³ води (у разі наважки проби 0,25 г у колби додають від 1 см³ до 2 см³ розчину залізоамонійно- го галуну) і розчин аміаку до випадання гідроксиду заліза, який потім розчиняють, додаючи крапля­ми соляну кислоту густиною 1,105 г/см³. Потім додають 10 см³ розчину гідроксиламіну і залишають на теплій плиті до знебарвлення розчину. Якщо розчин зберігає жовтуватий колір, потрібно додати 1—2 краплі розчину аміаку, розведеного 1:1. У разі появи каламуті додають 2—3 краплі соляної кислоти густиною 1,105 г/см³. Розчин охолоджують і додають 10 см³ розчину соляної кислоти густи­ною 1,105 г/см³. В одну з мірних колб, безперервно перемішуючи, додають краплями 8 см³ розчину молібденовокислого амонію. Розчин перемішують протягом 1—2 хв до появи блакитного кольору, до­ливають водою до позначки і перемішують.

Оптичну густину розчину вимірюють через 10 хв на спектрофотометрі за довжини хвилі від 680 нм до 900 нм або на фотоелектроколориметрі із червоним світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль від 620 нм до 670 нм. Як розчин порівняння використовують другу аліквотну частину, до якої додають усі зазначені реактиви, за винятком розчину молібденовокислого амонію.

Одночасно з аналізуванням проводять контрольний дослід на забруднення реактивів. До алік- вотної частини розчину контрольного досліду додають 5 см³ розчину залізоамонійного галуну, води до об’єму 25—ЗО см³ і нейтралізують аміаком. Далі аналізують, як зазначено вище.

Від значення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають значення оптичної гус­тини контрольного досліду.

Масу фосфору визначають за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандарт­ним зразком.

У дві мірні колби місткістю 100 см³ вносять аліквотні частини, що дорівнюють 10 см³ отриманого згідно з 4.3.1 дослідного розчину, додають по 15 см³ води і краплями аміак, розведений 1:1, до випа­дання гідроксиду заліза, який потім розчиняють, додаючи краплями розчин соляної кислоти густиною 1,105 г/см³ і 2 см³ у надлишок. До отриманого розчину додають 10 см³ відновлювальної суміші, дають постояти від 1 хв до 2 хв, додають 10 см³ соляної кислоти густиною 1,105 г/см³, безперервно пере­мішуючи, та в одну з колб додають краплями 8 см³ розчину молібденовокислого амонію. Розчин пере­мішують протягом 1—2 хв, після чого доводять водою до позначки і перемішують.

Через 10 хв вимірюють оптичну густину розчину на спектрофотометрі за довжини хвилі від 680 нм до 880 нм або на фотоелектроколориметрі із червоним світлофільтром, який має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль від 620 нм до 670 нм. Як розчин порівняння використовують другу аліквотну час­тину аналізованої проби, до якої додають усі реактиви, за винятком розчину молібденовокислого амонію.

Одночасно з аналізуванням проводять контрольний дослід на забруднення реактивів. До аліквот- ної частини розчину контрольного досліду додають 5 см³ розчину залізоамонійного галуну, води до об’єму 25—ЗО см³ і нейтралізують аміаком. Далі аналізують, як зазначено вище.

Від значення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають значення оптичної гус­тини розчину контрольного досліду.

Масу фосфору визначають за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандарт­ним зразком.

У два стакани місткістю 100 см³ вносять аліквотні частини, що дорівнюють 10 см³ (за масової частки фосфору від 0,005 % до 0,02 %) або 5 см³ (за масової частки фосфору від 0,02 % до 0,25 %) отриманого згідно з 4.3.1 дослідного розчину, додають 1—2 см³ хлорної кислоти і випарюють до почат­ку виділення її парів.

Солі розчиняють нагріваючи у 20 см³ води, додають 3 см³ розчину сірчанокислого натрію та кип’ятять від 2 хв до 3 хв. Розчини охолоджують до температури 20 °С. В один із стаканів додають 5 см³ реакційної суміші, 10 см³ розчину аскорбінової кислоти та 1 см³ розчину антимонілтартрату калію.

Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають водою до позначки і перемішують.

Оптичну густину розчину вимірюють через 10 хв на спектрофотометрі за довжини хвилі 880 нм або на фотоелектроколориметрі зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль від 680 нм до 750 нм або від 830 нм до 920 нм.

Як розчин порівняння використовують другу аліквотну частину, до якої додають усі наведені вище реактиви, за винятком реакційної суміші.

Результати аналізу з урахуванням поправки контрольного досліду обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандартним зразком.

У дев’ять конічних колб або стаканів вміщують наважки карбонільного заліза, що відповідають масі наважки аналізованої проби. У вісім з них послідовно додають 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 і 7,0 см³ стандартного розчину фосфору. У дев’ятій колбі проводять контрольний дослід на вміст фосфору в реактивах.

У кожну колбу додають від 20 см³ до ЗО см³ азотної кислоти, розведеної 1:1, і нагрівають до повного розчинення наважки, додають краплями розчин марганцевокислого калію до випадання бурого осаду ді- оксиду марганцю і кип’ятять від 2 хв до 3 хв. Потім до розчину додають краплями розчин азотистокислого натрію до розчинення осаду та отримання прозорого розчину і кип'ятять до видалення оксидів азоту.

Розчин випарюють насухо, додають 10 см³ соляної кислоти і знову випарюють насухо. До сухого залишку додають 15 см³ соляної кислоти і нагрівають до розчинення солей, додають від 20 см³ до ЗО см³ води, охолоджують і переносять розчин у мірну колбу місткістю 100 см³. Розчин доливають до познач­ки водою і перемішують.

За умови використання як відновника іонів двовалентного заліза у присутності солянокислого гідроксиламіну або тіосечовини у присутності сірчанокислої міді у дев'ять мірних колб місткістю 100 см³ послідовно відбирають по 10 см³ отриманих розчинів, що відповідає 0,000005; 0,000010; 0,000020; 0,000030; 0,000040; 0,000050; 0,000060 і 0,000070 г фосфору.

У разі визначення фосфору з аскорбіновою кислотою у дев’ять стаканів місткістю 100 см³ по­слідовно відбирають по 5 см³ отриманих розчинів, що відповідає 0,0000025; 0,0000050; 0,0000100; 0,0000150; 0,0000200; 0,0000250; 0,0000300 і 0,0000350 г фосфору.

Далі аналізують, як зазначено в 4.3.2, 4.3.3 або 4.3.4.

Як розчин порівняння використовують аліквотну частину розчину контрольного досліду, в яку до­дано всі реактиви, за винятком розчину молібденовокислого амонію (якщо аналізують згідно з 4.3.2 або 4.3.3) або розчину реакційної суміші (якщо аналізують згідно з 4.3.4).

За отриманими значеннями оптичної густини з урахуванням поправки контрольного досліду і відповід­ними до них значеннями маси фосфору будують градуювальний графік. Допустимо будувати градуювапьний графік у координатах оптична густина — масова частка фосфору, у відсотках.

Масову частку фосфору у відсотках обчислюють за формулою: де гщ — маса фосфору, визначена за градуювальним графіком, г;

т — маса наважки проби, що відповідає аліквотній частині розчину, г.

5 ТИТРИМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ФОСФОРУ ВІД 0,02 % ДО 2,5 %

Метод ґрунтується на осадженні окисленого до п’ятивалентного стану фосфору у вигляді фос- форномолібденової комплексної сполуки жовтого кольору, розчиненні осаду в розчині гідроксиду на­трію та титруванні надлишку гідроксиду натрію азотною кислотою.

Тигель платиновий —згідно з ГОСТ 6563.

Тигель скловуглецевий марки СУ-2000 — згідно з чинним нормативним документом.

Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125, розведена 1:1, 1:10 і 1:100.

Калій марганцевокислий — згідно з ГОСТ 20490, розчин масовою концентрацією 40 г/дм³.

Калій азотнокислий — згідно з ГОСТ 4217, розчин масовою концентрацією 10 г/дм³.

Кислота фтористоводнева — згідно з ГОСТ 10484.

Натрій азотистокислий — згідно з ГОСТ 4197, розчин масовою концентрацією 50 г/дм³.

Натрій вуглекислий — згідно з ГОСТ 83.

Амонію бромід — згідно з ГОСТ 19275, розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.

Калію бромід — згідно з ГОСТ 4160, розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.

Амоній молібденовокислий — згідно з ГОСТ 3765.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760.

Амонію роданід — згідно з ГОСТ 27067, розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.

Барію гідроксид 8-водний — згідно з ГОСТ 4107.

Кислота щавлева — згідно з ГОСТ 22180, перекристалізована та висушена до сталої маси за тем­ператури від 110 °С до 120 °С.

Вапно натронне — згідно з чинним нормативним документом.

Спирт етиловий ректифікований технічний — згідно з ДСТУ 4221 або ГОСТ 18300.

Молібденова рідина: 36 г молібіденовокислого амонію розчиняють у ЗО см³ розчину аміаку та 50 см³ води; 115 см³ розчину аміаку обережно вливають у 575 см³ азотної кислоти, розведеної 1:1, і додають 230 см³ води. Отримані розчини охолоджують і змішують, обережно вливаючи перший розчин у другий, ретельно збовтуючи, щоб утворювана біла каламуть розчинилася. При цьому потрібно періодично охо­лоджувати розчин, не допускаючи його нагрівання. Потім розчин витримують протягом 48 год. Перед засто­суванням розчин молібденової рідини фільтрують на щільний фільтр.

Індикатор фенолфталеїн, спиртовий розчин з масовою концентрацією 10 г/дм³:1 г фенолфталеї­ну розчиняють у 60 см³ етилового спирту і додають 40 см³ води.

Вода нейтральна: до 1 дм³ дистильованої води, з якої попередньо вилучають вуглекислоту кип’ятін­ням від 2 год до 3 год, додають 5 см³ розчину фенолфталеїну і таку кількість стандартного розчину гідроксиду натрію, щоб вода набула стійкого рожевого кольору. Потім до розчину додають краплями стандартний розчин азотної кислоти до зникнення забарвлення. 50 см³ нейтралізованої у такий спосіб води мають забарвитися у рожевий колір від додавання однієї краплі стандартного розчину гідроксиду натрію.

Натрію гідроксид — згідно з ГОСТ 4328, стандартний розчин: 35 г натрію гідроксиду розчиняють у 10 дм³ холодної води, звільненої від вуглекислоти попереднім кип’ятінням від 2 год до 3 год. До розчину до­дають 5 г гідроксиду барію, перемішують і витримують від 2 діб до 3 діб, доки утворений осад вуглекислого барію відстоїться повністю. Розчин зберігають у бутлі, закритому гумовою пробкою з двома отворами: в один з них уставляють поглинач з натронним вапном, в інший — сифонну трубку з краном, що не доходить до дна бутля на 0,5 см, із загнутим вгору кінцем.