Страница 3: ДСТУ 7752:2015. Сталь вуглецева і чавун нелегований. Методи визначення фосфору (61464)

Прозорий розчин сифонують в інший бутель і зберігають, як зазначено вище.

Кислота азотна, стандартний розчин: 50 см³ азотної кислоти вміщують у бутель і розводять до об’єму 10 дм³ водою, з якої попередньо вилучають вуглекислоту кип’ятінням ВІД 2 ГОД ДО З ГОД. 1 CM³ розчину азотної кислоти має відповідати приблизно 1 см³ титрованого розчину гідроксиду натрію. 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.

Співвідношення між об’ємами стандартних розчинів гідроксиду натрію й азотної кислоти встанов­люють так: у конічну колбу місткістю 250 см³ наливають з бюретки 25 см³ розчину гідроксиду натрію, додають 25 см³ нейтральної води і титрують стандартним розчином азотної кислоти до зникнення рожевого кольору.

Коефіцієнт К, що визначає співвідношення між об’ємами розчинів гідроксиду натрію та азотної кислоти, обчислюють за формулою: де V — об’єм розчину гідроксиду натрію, витрачений для титрування, см³;

У-і — об’єм розчину азотної кислоти, витрачений на титрування, см³.

Масову концентрацію розчину гідроксиду натрію встановлюють за наважкою щавлевої кислоти або за стандартним зразком, близьким за складом і масовою часткою фосфору до аналізованої проби.

Масову концентрацію розчину гідроксиду натрію Т_ь виражену у грамах фосфору на 1 см³ роз­чину, обчислюють за формулою:

m =—0,0214, (4)

де m — наважка щавлевої кислоти, г;

V — об’єм розчину гідроксиду натрію, витрачений на титрування щавлевої кислоти, см³; 0,0214 — співвідношення еквівалентних мас фосфору та щавлевої кислоти.

Наважку сталі або чавуну залежно від масової частки фосфору, наведеної в таблиці 2, вміщують у конічну колбу місткістю 250 см³, накривають колбу годинниковим склом і розчиняють нагріваючи у ЗО—40 см³ азотної кислоти, розведеної 1:1. Після розчинення наважки знімають годинникове скло і кип’ятять розчин до видалення оксидів азоту.

Таблиця 2

Якщо утворюється осад (графіт або кремнієва кислота), його відфільтровують на фільтр «біла стрічка» з додаванням невеликої кількості беззольної паперової маси. Фільтрат збирають у конічну колбу місткістю 300 см³. Осад на фільтрі промивають 6—8 разів гарячою азотною кислотою, розведеною 1:100. Фільтр із осадом відкидають, якщо масова частка кремнію у пробі становить не більше ніж 1,5 %.

Якщо масова частка кремнію у пробі становить понад 1,5 %, фільтр із осадом кремнієвої кислоти вміщують у платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють за температури від 800 °С до 900 °С. Потім осад змочують 2—3 краплями води, додають 8—10 крапель азотної кислоти, 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. Плав вилуговують азотною кислотою, розведе­ною 1:10, під час кип’ятіння. Тигель обмивають водою, отриманий розчин фільтрують на фільтр серед­ньої щільності та приєднують до основного розчину. Розчин випарюють до 50—60 см³.

Примітка. Допустимо видаляти кремній використовуючи скловуглецевий тигель, як зазначено в 4.3.1.

До киплячого розчину додають 5 см³ розчину марганцевокислого калію і кип’ятять розчин до ви­падання бурого осаду діоксиду марганцю. Не припиняючи нагрівання, додають краплями розчин азо­тистокислого натрію до повного розчинення осаду та отримання прозорого розчину. Розчин кип'ятять до видалення оксидів азоту та охолоджують.

Якщо масова частка миш’яку в аналізованій пробі перевищує 10 % від масової частки фосфору або якщо масова частка миш’яку невідома, миш’як видаляють відгоном. Для цього розчин випарюють насухо, до сухого залишку додають 10 см³ соляної кислоти і знову випарюють розчин насухо. Цю опера­цію виконують тричі. Сухий залишок розчиняють нагріваючи у 15 см³ соляної кислоти, додають 10 см³ розчину броміду амонію або броміду калію і випарюють до стану вологих солей. Випарювання розчину до стану вологих солей повторюють, додаючи перед випарюванням 10 см³ соляної кислоти. Потім додають 10 см³ азотної кислоти й випарюють розчин до стану вологих солей. Додають азотну кислоту і випарюють до стану вологих солей двічі. Після цього додають 10 см³ азотної кислоти, 10—15 см³ води і нагрівають до розчинення солей та охолоджують.

До отриманого розчину додають розчин аміаку до початку випадання осаду гідроксиду заліза, який розчиняють кількома краплями азотної кислоти, після чого додають 5 см³ кислоти у надлишок.

Розчин нагрівають до температури від 50 °С до 60 °С, додають 50 см³ молібденової рідини і збов­тують протягом кількох хвилин до випадання жовтого осаду фосфорномолібденовокислого амонію. Осад відстоюють у теплому місці від 2 год до 3 год.

Осад відфільтровують на фільтр «синя стрічка», який містить невелику кількість фільтропаперової маси. Колбу, у якій осаджували, та осад на фільтрі промивають 5—7 разів азотною кислотою, розве­деною 1:100, до видалення іонів заліза. Для перевіряння повноти відмивання осаду від заліза відби­рають у пробірку 0,5—1,0 см³ промивної рідини і додають 3—5 крапель роданіду амонію. Якщо осад відмито від іонів заліза, рідина у пробірці має залишитися безбарвною.

Потім осад на фільтрі промивають розчином азотнокислого калію до повного видалення азотної кислоти. Для перевіряння повноти відмивання осаду в пробірку відбирають від 2 см³ до 3 см³ фільтра­ту, додають дві краплі розчину фенолфталеїну і одну краплю розчину гідроксиду натрію. Якщо осад відмито, то розчин у пробірці має набути рожевого кольору.

Фільтрат відкидають. Фільтр із осадом вміщують у ту саму колбу, в якій осаджували, додають 25 см³ нейтральної води, п’ять крапель фенолфталеїну, розривають фільтр скляною паличкою на дрібні час­тинки та збовтують уміст колби. Потім додають з бюретки стандартний розчин гідроксиду натрію до по­яви стійкого рожевого кольору та 3—5 см³ у надлишок, закривають колбу гумовою пробкою і збовтують до повного розчинення осаду. Пробку виймають, обполіскують її та стінки колби нейтральною водою і титрують надлишок розчину гідроксиду натрію стандартним розчином азотної кислоти до зникнення рожевого кольору.

Одночасно з аналізуванням проводять контрольний дослід на забруднення реактивів. До фільтра з осадом контрольного досліду додають 25 см³ нейтральної води, 25 см³ стандартного розчину гідро­ксиду натрію і після розчинення осаду титрують надлишок гідроксиду натрію стандартним розчином азотної кислоти, як зазначено вище.

Масову частку фосфору Х₂ у відсотках обчислюють за формулою:

_х (У-У^-ЮО ₍₅₎

²т '

де V — об’єм розчину гідроксиду натрію, використаний з надлишком для розчинення осаду фос­форномолібденовокислого амонію, см³;

Уі — об’єм розчину азотної кислоти, витрачений на титрування надлишку гідроксиду натрію з ура­хуванням об’єму, витраченого на титрування розчину контрольного досліду, см³;

Т, — масова концентрація розчину гідроксиду натрію, у грамах фосфору на 1 см³ розчину;

К — коефіцієнт співвідношення між об’ємами стандартних розчинів гідроксиду натрію та азотної кислоти;

т — маса наважки проби, г.

6. НОРМИ ТОЧНОСТІ

Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки фосфору наведено в таблиці 3.

Таблиця З

У відсотках

6. ВИМОГИ ДО КВАЛІФІКАЦІЇ ОПЕРАТОРА

До роботи з обладнанням допускають осіб, які вивчили методику виконання вимірювань, інструк­ції з експлуатації устатковання і правила експлуатування електроустановок, пройшли відповідний ін­структаж і яких допущено до роботи у встановленому на підприємстві (організації) порядку.

6. ВИМОГИ ЩОДО БЕЗПЕКИ

   1. Під час аналізування треба дотримуватися вимог щодо безпеки, викладених в інструкціях, що діють у хімічних лабораторіях, і розроблених згідно з ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.010, ДСТУ 7237 та іншими чинними нормативними документами.

   2. Особливо важливо пам’ятати про вибухонебезпечність парів хлорної кислоти у присутності аміаку, сполук азоту й органічних речовин.

Код УКНД 77.080.01

Ключові слова: чавун, сталь, фосфор, фотометричний метод, титриметричний метод, наважка, похибка, градуювальний графік, розчин, стандартний зразок.