НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА
І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ
Методи визначення миш’яку
Київ
ДП «УкрНДНЦ»
2016ПЕРЕДМОВА
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. Спіріна, канд. хім. наук (науковий керівник); Н. Гриценко, канд. хім. наук (науковий керівник); О. Сніжко
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 22536.6-88
)ЗМІСТ
с.
Сфера застосування 1
Нормативні посилання 1
Загальні вимоги 2
Фотометричний метод визначення масової частки миш’яку від 0,01 % до 0,20 % 2
Потенціометричний метод визначення масової частки миш’яку від 0,02 % до 0,20 % 6
Атомно-абсорбційний неполуменевий метод визначення масової частки миш’яку від 0,001 % до 0,01 % 7
Норми точності 9
Вимоги до кваліфікації оператора 9
Вимоги щодо безпеки 9ДСТУ 7755:2015
НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ
Методи визначення миш’яку
СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ
Методы определения мышьяка
CARBON STEELAND UNALLOYED CAST IRON
Methods for determination of arsenic
Чинний від 2016-01-01
СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ
Цей стандарт установлює методи визначення масової частки миш’яку: фотометричний (від 0,01 % до 0,20 %), потенціометричний (від 0,02 % до 0,20 %) та неполуменевий атомно-абсорбційний (від 0,001 % до 0,01 %) в сталі вуглецевій та чавуні нелегованому.
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 та чавун нелегований. Загальні вимоги до методів аналізу
ДСТУ ГОСТ 859:2003 Медь. Марки (Мідь. Марки) (ГОСТ 859-2001, 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 та загальні вимоги щодо безпеки)
ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. Взрывоопасность. Общие требования (ССБП. Вибухонебезпечність. Загальні вимоги)
ГОСТ 1973-77 Ангидрид мышьяковистый. Технические условия (Ангідрид миш’яковистий. Технічні умови)
ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия (Реактиви. Кислота соляна. Технічні умови)
ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия (Реактиви. Аміак водний. Технічні умови)
ГОСТ 3765-78 Реактивы. Аммоний молибденовокислый. Технические условия (Реактиви. Амоній молібденовокислий. Технічні умови)
ГОСТ 4160-74 Реактивы. Калий бромистый. Технические условия (Реактиви. Калій бромистий. Технічні умови)
ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия (Реактиви. Кислота сірчана. Технічні умови)
ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия (Реактиви. Натрію гідроксид. Технічні умови)
ГОСТ 4457-74 Реактивы. Калий бромноватокислый. Технические условия (Реактиви. Калій бром- нуватокислий. Технічні умови)
ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия (Реактиви. Кислота азотна. Технічні умови)
ГОСТ 5456-79 Реактивы. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия (Гідроксиламіну гідрохлорид. Технічні умови)
ГОСТ 5817-77 Реактивы. Кислота винная. Технические условия (Реактиви. Кислота винна. Технічні умови)
ГОСТ 5841-74 Реактивы. Гидразин сернокислый. Технические условия (Реактиви. Гідразин сірчанокислий. Технічні умови)
ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия (Аргон газоподібний та рідкий. 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 14204-69 Прибор для отделения мышьяка в сталях, чугунах и сплавах. Технические условия (Прилад для відділення миш'яку в сталях, чавунах та сплавах. Технічні умови)
ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия (Кислота соляна особливої чистоти. Технічні умови)
ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия (Спирт етиловий ректифікований технічний. Технічні умови)
ГОСТ 19522-74 Аммоний роданистый технический. Технические условия (Амоній роданистий технічний. Технічні умови)
ГОСТ 20490-75 Реактивы. Калий марганцовокислый. Технические условия (Реактиви. Калій марганцевокислий. Технічні умови)
ГОСТ 24147-81 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия (Аміак водний особливої чистоти. Технічні умови).
З ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ
Загальні вимоги до методів аналізування — згідно з ДСТУ 7749.
Норми точності й нормативи контролю точності визначення масової частки миш'яку наведено в розділі 7.
4 ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ
МИШ’ЯКУ ВІД 0,01 % ДО 0,20 %
Суть методу
Метод ґрунтується на утворенні синього миш’яково-молібденового комплексу внаслідок взаємодії миш’яку (V) із молібденовокислим амонієм у присутності відновника — сірчанокислого гідразину — та подальшому вимірюванні оптичної густини забарвленого розчину за довжини хвилі 840 нм.
Миш'як заздалегідь відокремлюють від супутніх елементів дистиляцією у вигляді трихлористого миш’яку чи осадженням тіоацетамідом у вигляді сульфіду.
Апаратура, реактиви та розчини
Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.
Апарат для дистиляції миш’яку — згідно з ГОСТ 14204 або іншої конструкції.
Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 1426, розведена 1:1.
Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.
Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204, розведена 1:1 та 1:4. Розчин молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм3 готують так: у мірну колбу місткістю 1 дм3 вміщують (600—700) см3води й обережно, безперервно перемішуючи, додають 17,4 см3 сірчаної кислоти (р = 1,830 г/см3). Розчин охолоджують, доливать водою до позначки та перемішують.
Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760 або ГОСТ 24147.
Кислота хлорна, ч.д.а. чи х.ч.Суміш соляної й азотної кислот у співвідношенні 3:1. Готують так: до 150 см3 соляної кислоти додають 50 см3 азотної кислоти й перемішують. Розчин готують безпосередньо перед використанням.
Суміш соляної й азотної кислот, розведена 1:1. До 200 см3 води додають 200 см3 суміші соляної й азотної кислот та перемішують. Розчин готують безпосередньо перед використанням.
Калій бромистий — згідно з ГОСТ 4160.
Натрію гідроксид — згідно з ГОСТ 4328, розчини масовою концентрацією 50 г/дм3 та 400 г/дм3.
Спирт етиловий ректифікований — згідно з ДСТУ 4221 або ГОСТ 18300.
Фенолфталеїн, спиртовий розчин масовою концентрацією 10 г/дм3.
Гідразин сірчанокислий — згідно з ГОСТ 5841 і розчин масовою концентрацією 1,5 г/дм3.
Амоній молібденовокислий — згідно з ГОСТ 3765, перекристапізований з етилового спирту, розчин масовою концентрацією 10 г/дм3 у розчині сірчаної кислоти молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм3. Розчин придатний протягом 2 міс.
Перекристалізація молібденовокислого амонію: 250 г молібденовокислого амонію розчиняють у 400 см3 води за температури (70—80) °С. Гарячий розчин фільтрують на фільтр «синя стрічка» у стакан, що містить 300 см3 етилового спирту. Розчин охолоджують і витримують у проточній воді протягом 1 год. Кристали, що випали, відфільтровують на воронку Бюхнера з фільтром «біла стрічка». Кристали промивають двічі—тричі етиловим спиртом порціями по (20—ЗО) см3 і висушують на повітрі.
Молібдато-гідразиновий розчин (реакційна суміш): у мірну колбу місткістю 1 дм3 вміщують 100 см3 розчину молібденовокислого амонію, доливають водою до 900 см3, додають 10 см3 розчину сірчанокислого гідразину, доливають водою до позначки та перемішують. Розчин готують безпосередньо перед використанням.
Калій марганцевокислий — згідно з ГОСТ 20490, розчин масовою концентрацією 1 г/дм3.
Папір індикаторний універсальний pH 1—10.
Ксилол — згідно з чинним нормативним документом.
Кислота аскорбінова фармакопейна, розчин масовою концентрацією 5 г/дм3.
Кислота винна — згідно з ГОСТ 5817, розчин масовою концентрацією 50 г/дм3.
Тіоацетамід, перекристапізований із ксилолу, розчин масовою концентрацією 20 г/дм3.
Перекристалізація тіоацетаміду: ЗО г тіоацетаміду розчиняють, перемішуючи, у 100 см3 ксилолу за температури (85—90) °С. Верхній шар розчину обережно зливають у сухий стакан місткістю (600—800) см3. У стакан із залишком додають 100 см3 ксилолу і знову розчиняють за температури (85—90) °С. Верхній шар зливають у той самий стакан місткістю (600—800) см3. Цю операцію повторюють (3—4) рази, залишок відкидають. Одержаний розчин охолоджують у проточній воді. Кристали тіоацетаміду, що випали, відфільтровують на воронку Бюхнера з двома фільтрами «біла стрічка». Кристали промивають двічі—тричі ксилолом і висушують на повітрі.
Мідь марки МООбк — згідно з ДСТУ ГОСТ 859.
Мідь азотнокисла, розчин масовою концентрацією 10 г/дм3: 1 г міді розчиняють, нагріваючи у (15—20) см3 азотної кислоти, розведеної 1:1. Розчин кип’ятять до видалення оксидів азоту, охолоджують, доливають водою до 100 см3 та перемішують.
Гідроксиламіну гидрохлорид — згідно з ГОСТ 5456.
Амоній роданистий — згідно з ГОСТ 19522, розчин масовою концентрацією 50 г/дм3.
Залізо карбонільне радіотехнічне — згідно з ГОСТ 13610.
Ангідрид миш’яковистий — згідно з ГОСТ 1973.
Натрій миш’яковистокислий орто (Na3AsO3 Н2О).
Стандартні розчини миш’яку.
Розчин А. 0,1320 г оксиду миш’яку (VI) розчиняють у 5 см3 розчину гідроксиду натрію масовою концентрацією 50 г/дм3, доливають 200 см3 води й обережно, краплями, безперервно перемішуючи, доливають сірчану кислоту, розведену 1:1, до нейтральної реакції за універсальним індикаторним папером. Переливають розчин у мірну колбу місткістю 1 дм3, доливають водою до позначки та перемішують.
Допустимо готувати стандартний розчин із миш’яковистокислого натрію орто: 0,2801 г миш’яко- вистокислого натрію орто розчиняють у 200 см3 води в мірній колбі місткістю 1 дм3, обережно доливають краплями сірчану кислоту, розведену 1:1, до нейтральної реакції за універсальним індикаторним папером, доливають водою до позначки та перемішують.
1 см3 стандартного розчину А містить 0,0001 г миш’яку.Розчин Б. 10 см3 стандартного розчину А наливають у мірну колбу місткістю 100 см3, доливають водою до позначки та перемішують.
1 см3 стандартного розчину Б містить 0,00001 г миш’яку.
Розчин Б готують безпосередньо перед використанням.
Аналізування
Наважку сталі або чавуну залежно від масової частки миш’яку та відповідно до таблиці 1 вміщують у стакан (або конічну колбу) місткістю (250—300) см3, доливають 10 см3 суміші соляної й азотної кислот, у співвідношенні 3:1, накривають стакан годинниковим склом (далі — скло) і розчиняють, помірно нагріваючи.
Таблиця 1
|
Масова частка миш’яку, % |
Наважка проби, г |
|
Від 0,01 до 0,02 включ. Понад 0,02 « 0,05 « « 0,05 « 0,10 « « 0,1 « 0,2 « |
1,0 0,5 0,2 0,1 |
Відокремлення миш’яку дистиляцією у вигляді трихлористого миш’яку
Після розчинення наважки скло знімають і змивають невеликою кількістю води. До розчину доливають 10 см3 сірчаної кислоти, розведеної 1:1, та випарюють до початку виділення парів сірчаної кислоти. Вміст стакана охолоджують, обережно доливають ЗО см3 соляної кислоти, розведеної 1:1, і переносять розчин у колбу для дистиляції місткістю 250 см3 разом із солями, що не розчинилися, змиваючи стінки стакана 15 см3 води. До розчину в колбі додають 0,5 г сірчанокислого гідразину, 0,5 г бромистого калію та повільно відганяють трихлористий миш'як, нагріваючи розчин в апараті для дистилювання за температури (110—120) °С. Дистилят збирають у стакан місткістю 100 см3, у який попередньо доливають 10 см3 води. Дистиляцію продовжують, доки в приймач не перейде 2/3 від початкового об’єму розчину. Потім дистилят переливають у мірну колбу місткістю 100 см3, доливають водою до позначки та перемішують.
Аліквотну частину одержаного розчину 20 см3 вміщують у стакан місткістю 100 см3, доливають 10 см3 азотної кислоти та випарюють розчин насухо. Сухий залишок у стакані витримують протягом (4—60) хв за температури (120—130) °С. Після охолодження до вмісту в стакані доливають 20 см3 молібдато-гідразинового розчину. Стакан накривають склом та ставлять на киплячу водяну баню на 10 хв. Потім розчин охолоджують до 20 °С і переливають у мірну колбу місткістю 50 см3, доливають тим самим молібдато-гідразиновим розчином до позначки та перемішують.
