---

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА
І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення ванадію

ДСТУ 7760:2015

Київ
ДП «УкрНДНЦ»
2016ПЕРЕДМОВА

1. РОЗРОБЛЕНО: Технічний комітет України «Стандартизація методів визначення хімічного складу матеріалів металургійного виробництва» (ТК 3), Український державний науково-технічний центр з технології та обладнання, обробки металів, захисту навколишнього середовища та використання вторинних ресурсів для металургії та машинобудування «Енергосталь»

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

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

З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 22536.12-88

)ЗМІСТ

с.

1. Сфера застосування 1

2. Нормативні посилання 1

3. Загальні вимоги 2

4. Фотометричний метод визначення масової частки ванадію від 0,05 % до 0,25 % 2

5. Титриметричний метод визначення масової частки ванадію від 0,02 % до 0,25 % 4

6. Кулономєтричний метод визначення масової частки ванадію від 0,005 % до 0,25 % 5

7. Екстракційно-фотометричний метод визначення масової частки ванадію з БФГА від 0,02 % до 0,25 % 7

8. Атомно-абсорбційний метод визначення масової частки ванадію від 0,005 % до 0,25 % 8

9. Норми точності 9

10. Вимоги до кваліфікації оператора 10

Вимоги щодо безпеки 10ДСТУ 7760:2015

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення ванадію

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения ванадия

CARBON STEEL AND UNALLOYED CAST IRON

Methods for determination of vanadium

Чинний від 2016-01-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює методи визначення масової частки ванадію: фотометричний (від 0,05 % до 0,25 %), титриметричний та екстракційно-фотометричний (від 0,02 % до 0,25) %), кулонометричний і атомно-абсорбційний (від 0,005 % до 0,25) %) в сталі вуглецевій та чавуні нелегованому.

2. НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:

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

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 та загальні вимоги щодо безпеки)

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

ГОСТ 83-79 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия (Реактиви. Натрій вуглекислий. Технічні умови)

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

ГОСТ 3759-75 Реактивы. Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия (Реактиви. Алюміній хлористий 6-водний. Технічні умови)

ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия (Реактиви. Аміак водний. Технічні умови)

ГОСТ 4148-78 Реактивы. Железо (II) сернокислое 7-водное. Технические условия (Реактиви. За­лізо (II) сірчанокисле 7-водне. Технічні умови)

ГОСТ 4197-74 Реактивы. Натрий азотистокислый. Технические условия (Реактиви. Натрій азо­тистокислий. Технічні умови)

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

ГОСТ 4208-72 Реактивы. Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора). Техничес­кие условия (Реактиви. Сіль закису заліза й амонію подвійна сірчанокисла (сіль Мора). Технічні умови)

ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия (Реактиви. Кислота азотна. Технічні умови)

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия (Ацетилен розчинений і газоподібний технічний. Технічні умови)

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия (Кислота ортофосфорна. Технічні умови)

ГОСТ 6691-77 Реактивы. Карбамид. Технические условия (Реактиви. Карбамід. Технічні умови)

ГОСТ 9336-75 Реактивы. Аммоний ванадиевокислый мета. Технические условия (Реактиви. Амоній ванадієвокислий мета. Технічні умови)

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия (Кислота азотна особли­вої чистоти. 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 18289-78 Реактивы. Натрий вольфрамовокислый 2-водный. Технические условия (Реактиви. Натрій вольфрамовокислий 2-водний. Технічні умови)

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

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

3. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

   1. Загальні вимоги до методів аналізування — згідно з ДСТУ 7749.

   2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки ванадію наведено в розділі 9.

4. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ВАНАДІЮ ВІД 0,05 % ДО 0,25 %

   1. Суть методу

Метод ґрунтується на утворенні забарвленої в жовтий колір ванадієвофосфорновольфрамової гетерополікислоти в кислому середовищі під час взаємодії ванадію (V) з ортофосфорною кислотою і вольфраматом натрію та подальшому вимірюванні оптичної густини забарвленого розчину за до­вжини хвилі 400 нм.

Для усунення заважаючого впливу йонів заліза (III) застосовують ортофосфорну кислоту.

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262, розведена 1:4.

Кислота ортофосфорна — згідно з ГОСТ 6552.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760.

Амоній ванадієвокислий мета — згідно з ГОСТ 9336.

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

Натрій азотистокислий — згідно з ГОСТ 4197, розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.

Натрій вольфрамовокислий 2-водний — згідно з ГОСТ 18289, розчин масовою концентра­цією 50 г/дм³.

Залізо карбонільне радіотехнічне — згідно з ГОСТ 13610.Стандартні розчини ванадію.

Розчин А. 2,296 г ванадієвокислого амонію, попередньо висушеного за температури 100 °С, роз­чиняють у 100 см³ води, додають (2—4) краплі розчину аміаку, переливають розчин у мірну колбу міст­кістю 1 дм³, доливають водою до позначки та перемішують.

1 см³ стандартного розчину А містить 0,001 г ванадію.

Розчин Б. 10 см³ розчину А вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають водою до позна­чки та перемішують.

1 см³ розчину Б містить 0,0001 г ванадію.

Після повного розчинення наважки додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання розчину. Розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Вміст колби охолоджують, доливають ЗО см³ води й нагрівають до розчинення солей. Якщо під час розчинювання з’являється осад (графіт, кремнієва кислота), розчин фільтрують на фільтр середньої щільності. Осад промивають (5—6) разів гарячою водою. Фільтр з осадом відкидають, а фільтрат випарюють до об’єму (ЗО—50) см³. Розчин пере­ливають у мірну колбу місткістю 100 см³.

До охолодженого розчину краплями, безперервно перемішуючи, додають розчин марганцевокис­лого калію до утворення стійкого забарвлення. Через (3—5) хв надлишок марганцевокислого калію відновлюють розчином азотистокислого натрію, додаючи його повільно по одній краплі до знебарвлен­ня розчину, безперервно його перемішуючи. Потім додають 5 см³ ортофосфорної кислоти, нагрівають розчин до кипіння, додають 10 см³ розчину вольфрамовокислого натрію та витримують розчин за тем­ператури (80—90) °С протягом двох—трьох хвилин. Одержаний розчин охолоджують, доливають во­дою до позначки та перемішують.

Оптичну густину аналізованого розчину вимірюють на спектрофотометрі за довжини хвилі 400 нм або на фотоелектрокол ори метрі зі світлофільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвилі (400—450) нм. Як розчин порівняння використовують розчин аналізованої проби, приготований без додавання вольфрамовокислого натрію.

Одночасно з аналізуванням виконують контрольний дослід на забруднення реактивів. Від значення оп­тичної густини кожного аналізованого розчину віднімають значення оптичної густини контрольного досліду.

Результати аналізування обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандарт­ним зразком, близьким за складом до аналізованої проби й проведеним через усі стадії аналізування.

У шість конічних колб місткістю 100 см³ вміщують по (0,3—0,5) г карбонільного заліза залежно від наважки проби. У п’ять із них послідовно додають стандартний розчин Б кількістю (2,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0) см³, що відповідає (0,0002; 0,0004; 0,0005; 0,0006; 0,0008) г ванадію. Шосту наважку використовують для виконання контрольного досліду.

У колби додають по 15 см³ сірчаної кислоти, розведеної 1:4, і розчиняють залізо, помірно нагріваючи. Далі аналізування виконують, як зазначено в 4.3.1.

Як розчин порівняння використовують розчин контрольного досліду.

За знайденими значеннями оптичної густини розчинів і відповідними до них значеннями маси ванадію будують градуювальний графік у координатах оптична густина — маса ванадію, г. Допустимо будувати градуювальний графік у координатах: оптична густина — масова частка ванадію, у відсотках.

X, =^-100, <¹)

т

де т-і — маса ванадію в аналізованій пробі, визначена за градуювальним графіком, г;

т — маса наважки проби, г.5 ТИТРИМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ

ВАНАДІЮ ВІД 0,02 % ДО 0,25 %

Метод ґрунтується на окисленні ванадію (IV) до ванадію (V) марганцевокислим калієм у сірча­нокислому середовищі й подальшому титруванні ванадію (V) розчином подвійної сірчанокислої солі амонію — заліза (II) (солі Мора). Кінцеву точку титрування визначають амперометрично, потенціоме­трично або візуально.

Установка для потенціометричного чи амперометричного титрування ванадію, що забезпечує встановлені метрологічні характеристики точності визначення.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262, розведена 1:4 та 1:50.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760.

Калій марганцевокислий — згідно з ГОСТ 20490, розчин масовою концентрацією 25 г/дм³.

Залізо (II) сірчанокисле 7-водне — згідно з ГОСТ 4148, свіжоприготований розчин масовою концен­трацією 20 г/дм³: 2 г сірчанокислого заліза (II) розчиняють у воді, додають 5 см³ сірчаної кислоти, розво­дять розчин до 100 см³ та перемішують.

Натрій азотистокислий — згідно з ГОСТ 4197, свіжоприготований розчин масовою концентра­цією 20 г/дм³.

Сечовина — згідно з ГОСТ 6691, свіжоприготований розчин масовою концентрацією 200 г/дм³.

Натрій вуглекислий безводний — згідно з ГОСТ 83, розчин масовою концентрацією 2 г/дм³.

Кислота фенілантранілова, розчин масовою концентрацією 2 г/дм³: 0,2 г фенілантранілової кислоти розчиняють у 100 см³ гарячого розчину вуглекислого натрію масовою концентрацією 2 г/дм³.

Амоній ванадієвокислий мета — згідно з ГОСТ 9336.

Стандартні розчини ванадію готують відповідно до 4.2.

Амоній-залізо (II) сірчанокислий (сіль Мора) — згідно з ГОСТ 4208, стандартні розчини мо­лярною концентрацією еквівалента 0,01 моль/дм³ (розчин А) та 0,002 моль/дм³ (розчин Б).

Розчин А. 4 г солі Мору розчиняють в 1 дм³ сірчаної кислоти, розведеної 1:50.

Розчин Б. 200 см³ розчину А вміщують у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають водою до позначки та перемішують.

Масову концентрацію розчину солі Мора встановлюють за стандартним розчином ванадію. Для цього (5—10) см³ стандартного розчину ванадію А чи (10—20) см³ розчину Б вміщують у стакан міст­кістю 250 см³, додають (50—70) см³ сірчаної кислоти, розведеної 1:4, 10 см³ розчину сірчанокислого заліза та проводять через усі стадії аналізування, як зазначено у 5.3. Одержаний розчин титрують відповідним розчином солі Мора, визначаючи кінцеву точку титрування амперометричним або потен­ціометричним методом, або візуально, як зазначено в 5.3.

Масову концентрацію розчину солі Мора Т, виражену в грамах ванадію на 1 см³ розчину, обчис­люють за формулою: