---

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА
І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення титану

ДСТУ 7759:2015

Видання офіційне

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 22536.11-87)

Право власності на цей національний стандарт належить державі.

Заборонено повністю чи частково видавати, відтворювати
задля розповсюдження і розповсюджувати як офіційне видання
цей національний стандарт або його частини на будь-яких носіях інформації
без дозволу ДП «УкрНДНЦ» чи уповноваженої ним особи

ДП «УкрНДНЦ», 2016

ЗМІСТ

с.

1. Сфера застосуванн-я 1

2. Нормативні посилання 1

3. Загальні вимоги 2

4. Фотометричний метод визначення масової частки титану від 0,01 % до 0,10 % 2

5. Екстракційно-фотометричний метод визначення масової частки титану від 0,005 % до 0,10 % 4

6. Норми точності 5

7. Вимоги до кваліфікації оператора - 6

Вимоги щодо безпеки 6ДСТУ 7759:2015

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення титану

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения титана

CARBON STEEL AND UNALLOYED CAST IRON

Methods for determination of titanium

Чинний від 2016-01-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює методи визначення масової частки титану у сталі вуглецевій та чавуні неле- гованому: фотометричний (від 0,01 % до 0,10 %) і екстракційно-фотометричний (від 0,005 % до 0,10 %).

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 і загальні вимоги щодо безпеки)

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

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

ГОСТ 2567-89 Кислота фтористоводородная техническая. Технические условия (Кислота фтори­стоводнева технічна. 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 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия (Реактиви. Кислота сірчана. Технічні умови)

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

ГОСТ 7172-76 Реактивы. Калий пиросернокислый. Технические условия (Реактиви. Калій піро- сірчанокислий. 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)

Видання офіційне

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 19807-91 Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки (Титан і сплави титанові, що деформуються. Марки)

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

3. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

   1. Загальні вимоги до методів аналізу наведено в ДСТУ 7749.

   2. Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки титану наведено в розділі 6.

4. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ТИТАНУ ВІД 0,01 % ДО 0,10 %

   1. Суть методу

Метод ґрунтується на утворенні забарвленої в жовтий колір комплексної сполуки титану з діан- типірилметаном у кислому середовищі і вимірюванні світлопоглинання отриманого комплексу за до­вжини хвилі 395 нм.

Вплив заліза (III) і ванадію (V) усувають додаванням аскорбінової кислоти.

Фотоелектроколориметр або спектрофотометр — згідно з чинним нормативним документом.

Кислота сірчана — згідно з ГОСТ 4204 або ГОСТ 14262, розведена 1:4, 1:2 і 1:20.

Кислота фтористоводнева — згідно з ГОСТ 2567.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.

Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261, розведена 1:1, 1:6 і 1:9.

Кислота аскорбінова — згідно з чинним нормативним документом, свіжоприготовлений розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.

Залізо карбонільне — згідно з ГОСТ 13610.

Діантипірилметан — згідно з чинним нормативним документом, свіжоприготовлений розчин ма­совою концентрацією 50 г/дм³: 50 г діантипірилметану розчиняють у 300 см³ соляної кислоти, розведеної 1:6, фільтрують через фільтр «біла стрічка» у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають до позначки тією са­мою кислотою та перемішують.

Індикатор універсальний паперовий.

Калій піросірчанокислий — згідно з ГОСТ 7172.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760, розведений 1:100.

Титан металевий — згідно з ГОСТ 19807.

Титану діоксид — згідно з чинним нормативним документом.

Стандартні розчини титану

Розчин А: 0,1668 г свіжопрожареного за температури 1000 °С діоксиду титану вміщують у пла­тиновий тигель і сплавляють із 2—3 г піросірчанокислого калію за температури від 750 °С до 800 °С. Тигель із плавом охолоджують, вносять у стакан місткістю 500 см³ і розчиняють плав у 300 см³ сірча­ної кислоти, розведеної 1:20. Отриманий розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають до позначки сірчаною кислотою, розведеною 1:20, і перемішують.

1 см³ розчину А містить 0,0001 г титану.

Масову концентрацію стандартного розчину встановлюють у такий спосіб: 50 см³ стандартного розчину А вносять у стакан місткістю від 200 см³ до 250 см³, розводять водою до 100 см³, перемішую­чи додають розчин аміаку до рівня pH 8—9 за індикатором універсальним паперовим і потім від 3 см³ до 5 см³ у надлишок. Розчин з осадом нагрівають до кипіння, відфільтровують осад на фільтр «біла стріч­ка» і промивають 3—4 рази теплим розчином аміаку, розведеним 1:100. Фільтр із осадом вміщують у по­передньо прожарений до сталої маси та зважений платиновий тигель, озолють і прожарюють за темпе­ратури від 1000 °С до 1100 °С до сталої маси. Після охолодження в ексикаторі тигель з осадом зважують.Одночасно проводять контрольний дослід на забруднення реактивів.

Масову концентрацію сірчанокислого титану Т, виражену в грамах титану на 1 см° розчину, об­числюють за формулою:

|

(1)

^(m₁-m₂)-(m₃ -m₄)]- 0,5996

де гщ — маса тигля з осадом діоксиду титану, г;

т₂ — маса тигля без осаду діоксиду титану, г;

т₃ — маса тигля з осадом у контрольному досліді, г;

т₄ — маса тигля без осаду в контрольному досліді, г;

0,5996 — коефіцієнт перерахунку маси діоксиду титану на масу титану;

V — об’єм розчину сірчанокислого титану, використаний на аналізування, см³

Допустимо готувати стандартний розчин А з металевого титану. Для цього 0,1 г металевого титану вносять у стакан місткістю від 200 см³до 250 см³, додають 50 см³ сірчаної кислоти, розведеної 1:2, і розчиняють нагріваючи. Після розчинення титану у стакан додають краплями азотну кислоту до знебарв­лення розчину та випарюють до появи густих парів сірчаної кислоти. Розчин охолоджують, обережно обмивають стінки стакана водою і знову випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Після охолоджен­ня розчин переносять у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають сірчаною кислотою, розведеною 1:20, до позначки і перемішують.

Розчин Б: 10 см³ розчину А вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають сірчаною кисло­тою, розведеною 1:20, до позначки і перемішують. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням, 1 см³ розчину Б містить 0,00001 г титану.

Наважку сталі або чавуну масою 0,5 г вносять у стакан місткістю 250 см³, додають 25 см³ сірча­ної кислоти, розведеної 1:4, накривають стакан годинниковим склом і розчиняють, повільно нагріва­ючи. Після повного розчинення наважки обережно додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання розчину і ще 1 см³ у надлишок. Розчин кип’ятять до видалення оксидів азоту і випарюють до появи парів сірчаної кислоти. Вміст стакана охолоджують, обмивають стінки стакана і годинникове скло водою, додають ЗО см³ води та нагрівають до розчинення солей. Охолоджений розчин перено­сять у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають до позначки водою і перемішують. Під час аналізуван­ня чавунів або в разі випадання в осад кремнієвої кислоти розчин після розчинення солей фільтрують на фільтр «біла стрічка», що містить невелику кількість фільтропаперової маси, та промивають осад і фільтр 5—6 разів гарячою водою. Фільтрат і промивні води збирають у мірну колбу місткістю 100 см³.

Фільтр із осадом вміщують у платиновий тигель, висушують, озолюють і прожарюють за темпера­тури від 800 °С до 900 °С. Осад у тиглі змочують 2—3 краплями сірчаної кислоти, розведеної 1:4, до­дають від 5 см³ до 6 см³ фтористоводневої кислоти й обережно випарюють уміст тигля до видалення парів сірчаної кислоти. Потім осад у тиглі прожарюють за температури від 800 °С до 900 °С і сплавля­ють з 1 г піросірчанокислого калію. Плав охолоджують і розчиняють нагріваючи у 20—ЗО см³ соляної кислоти, розведеної 1:9. Отриманий розчин приєднують до фільтрату в мірній колбі місткістю 100 см³. Розчин у колбі доливають водою до позначки і перемішують. Частину розчину фільтрують через сухий фільтр у суху колбу, відкидаючи перші порції фільтрату.

У дві мірні колби місткістю 100 см³ вносять аліквотні частини розчину — 25 см³ (за масової частки титану від 0,01 % до 0,05 %) і 10 см³ (за масової частки титану від 0,05 % до 0,10 %). У кожну колбу додають по 15 см³ розчину аскорбінової кислоти, перемішують і витримують від 5 хв до 7 хв. Потім додають 15 см³ соляної кислоти, розведеної 1:1, і в одну з колб 10 см³ розчину діантипірилметану. Розчини в колбах доливають водою до позначки і перемішують.

Оптичну густину аналізованого розчину вимірюють через 40 хв на фотоелектроколориметрі зі світло­фільтром, що має максимум пропускання в інтервалі довжин хвиль від 390 нм до 405 нм або на спек­трофотометрі за довжини хвилі 395 нм. Як розчин порівняння використовують другу аліквотну частину аналізованого розчину, що містить усі реактиви, крім діантипірилметану.

Одночасно з аналізуванням проводять контрольний дослід на забруднення реактивів. Від зна­чення оптичної густини кожного аналізованого розчину віднімають значення оптичної густини розчину контрольного досліду.Масу титану визначаюіь за градуювальним графіком аоо методом порівняння зі стандартним зразком, близьким за складом до аналізованої проби, який пройшов усі стадії аналізування.

У шість стаканів місткістю 250 см³ вміщують п.о 0,5 г карбонільного заліза. У разі визначання тита­ну в інтервалі від 0,05 % до 0,10 % у п’ять із них послідовно додають стандартний розчин А кількістю 2,5, 3,0; 4,0; 4,5; 5,0 см³, що відповідає 0,00025; 0,00030; 0,00040; 0,00045; 0,00050 г титану. У .разі визначання титану в інтервалі від 0,01 % до 0,05 % у п'ять стаканів послідовно додають стандартний розчин Б кількістю 5,0; 7,5; 10,0; 20,0; 25,0 см³, що відповідає 0,000050; 0,000075; 0,000100; 0,000200: 0,000250 г титану. У шостому стакані проводять контрольний дослід. У кожний стакан додають 25 см³ сірчаної кислоти, розведеної 1:4, і далі аналізують, як зазначено в 4.3. Як розчин порівняння викори­стовують розчин контрольного досліду, підготовлений без додавання діантипірилметану.

За отриманими значеннями оптичної густини розчинів з урахуванням поправки контрольного до­сліду і відповідними до них значеннями маси титану будують градуювальний графік у координатах оптична густина — маса титану у грамах. Допустимо будувати градуювальний графіку у координатах оптична густина — масова частка титану у відсотках.

Масову частку титану у відсотках обчислюють за формулою:

- ^=^--100, (2)

т

де ГФ — маса титану в аналізованій пробі, визначена за градуювальним графіком, г; т — маса наважки проби, г.

5. ЕКСТРАКЦІЙНО-ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ТИТАНУ ВІД 0,005 % ДО 0,10 %

   1. Суть методу

Метод ґрунтується на утворенні забарвленої в жовтий колір комплексної сполуки титану з діанти- пірилметаном і хлоридом олова, екстрагуванні її хлороформом і вимірюванні світлопоглинання отри­маного екстракту за довжини хвилі 395 нм.