---

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА
І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення цирконію

ДСТУ 7761:2015

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. Спіріна, канд. хім. наук (науковий керівник); Н. Гриценко, канд. хім. наук (науковий керівник); О. Сніжко

2. ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ ДП «УкрНДНЦ» України від 22 червня 2015 р. № 61 3 2016-01-01

З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ (зі скасуванням в Україні ГОСТ 22536.14-88)ЗМІСТ

с.

1. Сфера застосування 1

2. Нормативні посилання 1

3. Загальні вимоги 2

4. Фотометричний метод визначення масової частки цирконію з арсеназо III від 0,005 % до 0,10 % 2

5. Екстракційно-фотометричний метод визначення масової частки цирконію від 0,002 % до 0,05 % 6

6. Норми точності 7

7. Вимоги до кваліфікації оператора 8

Вимоги щодо безпеки 8ДСТУ 7761:2015

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

СТАЛЬ ВУГЛЕЦЕВА І ЧАВУН НЕЛЕГОВАНИЙ

Методи визначення цирконію

СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения циркония

CARBON STEEL AND UNALLOYED CAST IRON

Methods for determination of zirconium

Чинний від 2016-01-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює методи визначення масової частки цирконію: фотометричний (від 0,005 % до 0,10 %) та екстракційно-фотометричний (від 0,002 % до 0,05 %) у сталі вуглецевій та чавуні неле- гованому.

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. Вибухонебезпечність. Загальні вимоги)

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

ГОСТ 84-76 Реактивы. Натрий углекислый 10-водный. Технические условия (Реактиви. Натрій вуглекислий 10-водневий. 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 3772-74 Реактивы. Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия (Реактиви. Амоній фосфорнокислий двозаміщений. Технічні умови)

ГОСТ 3773-72 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия (Реактиви. Амоній хлорис­тий. Технічні умови)

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

ГОСТ 4199-76 Реактивы. Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия (Реактиви. Натрій тетраборнокислий 10-водний. 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 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия (Реактиви. Кислота азотна. Тех­нічні умови)

ГОСТ 5208-81 Спирт бутиловый нормальный технический. Технические условия (Спирт бутило­вий нормальний технічний. Технічні умови)

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

ГОСТ 7172-76 Реактивы. Калий пиросернокислый (Реактиви. Калій піросірчанокислий)

ГОСТ 10484-78 Реактивы. Кислота фтористоводородная. Технические условия (Реактиви. Кис­лота фтористоводнева. Технічні умови)

ГОСТ 10652-73 Реактивы. Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия (Реактиви. Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти 2-водна (трилон Б). Технічні умови)

ГОСТ 11293-89 Желатин. Технические условия (Желатин. Технічні умови)

ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия (Залізо карбо­нільне радіотехнічне. Технічні умови).

З ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

4 ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЦИРКОНІЮ З АРСЕНАЗО III ВІД 0,005 % ДО 0,10 %

Метод ґрунтується на утворенні в кислому середовищі забарвленої в синій колір комплексної сполуки цирконію (IV) з арсеназо III та вимірюванні оптичної густини забарвленого розчину за довжини хвилі 665 нм.

Визначення цирконію за масової частки (0,005—0,05) % виконують у середовищі азотної кислоти в присутності хлорної кислоти. Якщо масова частка цирконію становить (0,05—0,10) %, аналізування виконують у середовищі соляної кислоти. Вплив заліза, що заважає, у першому випадку усувають відновленням його розчином азотистокислого натрію та сечовини, у другому — розчином аскорбінової кислоти.

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118, густиною 1,19 г/см³; розведена 1:1, 1:20 та розчини мо­лярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³ та 6 моль/дм³.

Кислота соляна, розчин молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм³: 495 см³ соляної кис­лоти вміщують у мірну колбу місткістю 1 Дм³, доливають водою до позначки та перемішують.

Кислота соляна, розчин молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³: 165 см³ соляної кис­лоти вміщують у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають водою до позначки та перемішують.

Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461.

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

Кислота хлорна, кваліфікації «х.ч.».

Кислота фтористоводнева — згідно з ГОСТ 10484, густиною 1,50 г/см³.

Калій піросірчанокислий — згідно з ГОСТ 7172.

Натрій вуглекислий — згідно з ГОСТ 83.

Натрій тетраборнокислий 10-водний — згідно з ГОСТ 4199.

Натрій азотистокислий — згідно з ГОСТ 4197, розчин масовою концентрацією 10 г/дм³.

Сечовина — згідно з ГОСТ 6691, розчин масовою концентрацією 100 г/дм³.Кислота аскорбінова фармакопейна, розчин масовою концентрацією 50 г/дм³. Готують так: 5 г аскорбінової кислоти розчиняють у 100 см³ розчину соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³.

Цирконій (IV) хлороксид 8-водний.

Залізо карбонільне радіотехнічне — згідно з ГОСТ 13610.

Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти 2-водна (трилон Б) — згідно з ГОСТ 10652, розчин молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль/дм³.

Натрію гідроксид — згідно з ГОСТ 4328, розчин масовою концентрацією 10 г/дм³.

Амоній хлористий — згідно з ГОСТ 3773, розчин масовою концентрацією 20 г/дм³.

Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760.

Арсеназо III, розчин масовою концентрацією 1 г/дм³:

у разі масової частки цирконію (0,05—0,10) % розчин готують так: наважку арсеназо III ма­сою 0,1 г вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³ та розчиняють у (40—50) см³ теплої води, потім доливають 15 см³ розчину соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³. Розчин охолоджують, доводять водою до позначки та залишають відстоюватися протягом 48 год, періодично перемішуючи. Після цього розчин фільтрують через шар ущільненої вати, відкидаючи перші порції фільтрату. Розчин придатний до використання (5—7) діб;

у разі масової частки цирконію (0,005—0,05) % розчин готують у другий спосіб: наважку арсеназо III масою 0,1 г вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³, розчиняють у 50 см³ теплої води, доливають розчин гідроксиду натрію до появи синього забарвлення розчину та 5 крапель у надлишок і ретельно перемішують розчин до повного розчинення арсеназо III. Потім до розчину додають краплями соляну кислоту, розведену 1:1, до переходу забарвлення розчину із синього до червоно-фіолетового, доли­вають водою до позначки та перемішують. Розчин придатний до використання протягом (10—12) діб.

Стандартний розчин цирконію.

Розчин А. 3,533 г хлороксиду цирконію вміщують у стакан місткістю 300 см³ та розчиняють у (150—200) см³ розчину соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 6 моль/дм³, розчин пере­ливають у мірну колбу місткістю 1 дм³, доливають розчином соляної кислоти тої самої концентрації до по­значки та перемішують.

1 см³ розчину А містить 0,001 г цирконію.

Розчин Б. 10 см³ стандартного розчину цирконію А вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³, до­ливають розчином соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³ до позначки та перемішують. Розчин готують перед використанням.

1 см³ розчину Б містить 0,0001 г цирконію.

Розчин В. 10 см³ стандартного розчину цирконію Б вміщують у мірну колбу місткістю 100 см³, доливають розчином соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³ до позначки та перемішують. Розчин готують перед використанням.

1 см³ розчину В містить 0,00001 г цирконію.

Масову концентрацію стандартного розчину цирконію А встановлюють так: 50 см³ розчину вміщу­ють у стакан місткістю (250—300) см³, доливають 100 см³ води, 3 г хлористого амонію й аміак до випадіння осаду гідроксиду цирконію та в надлишок (3—5) см³. Одержаний розчин нагрівають до ки­піння, дають відстоятися протягом (20—25) хв, потім осад відфільтровують на фільтр «біла стрічка» та промивають (7—8) разів гарячим розчином хлористого амонію масовою концентрацією 20 г/дм³. Фільтр з осадом вміщують у попередньо прожарений до сталої маси та зважений платиновий тигель, висушують, озолюють, прожарюють за температури (1000—1050) °С протягом 2 год до сталої маси, охолоджують і зважують. Одночасно проводять контрольний дослід на забруднення реактивів.

Масову концентрацію X, виражену в грамах цирконію на 1 см³ розчину, обчислюють за формулою:

_ [(m₁-m₂)-(m₃-m₄)]-0,7403

V ’ ⁽'

де ггь — маса тигля з осадом діоксиду цирконію в аналізованій пробі, г;

т₂ — маса тигля без осаду діоксиду цирконію в аналізованій пробі, г;

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

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

0,7403 — коефіцієнт перерахування діоксиду цирконію на цирконій;

Сухий залишок розчиняють, нагріваючи, у 20 см³ соляної кислоти (густиною 1,19 г/см³). Потім доливають (20—ЗО) см³ гарячої води та відфільтровують осад кремнієвої кислоти на подвійний фільтр середньої щільності, що містить невелику кількість фільтропаперової маси, у мірну колбу місткістю 200 см³. Фільтр і стакан ополіскують (4—5) разів гарячою водою. Фільтрат зберігають.

Фільтр з осадом вміщують у платиновий тигель, висушують, озолюють та прожарюють за темпе­ратури (600—700) °С. Після охолодження осад у тиглі злегка змочують водою, додають (3—4) краплі сірчаної кислоти, розведеної 1:1, (2—3) см³ фтористоводневої кислоти й випарюють насухо. Залишок прожарюють за температури (600—700) °С і сплавляють з 1 г піросірчанокислого калію. Плав вилуго­вують у (10—20) см³ розчину соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³. Роз­чин охолоджують і приєднують до основного розчину в мірній колбі місткістю 200 см³. До одержаного розчину додають 20 см³ соляної кислоти (густиною 1,19 г/см³), доводять водою до позначки та пере­мішують. Розчин фільтрують на сухий фільтр середньої щільності в суху конічну колбу, відкидаючи перші порції фільтрату.

Аліквотну частину розчину 10 см³ вміщують у конічну колбу місткістю 100 см³, додають 10 см³ соляної кислоти молярною концентрацією еквівалента 2 моль/дм³, нагрівають до кипіння та кип’ятять протягом 1 хв. Розчин охолоджують, доливають 5 см³ розчину аскорбінової кислоти й витримують до повного відновлення заліза III. Потім розчин переливають у мірну колбу місткістю 100 см³, додають 5 см³ арсеназо III, доводять до позначки розчином соляної кислоти молярною концентрацією еквіва­лента 2 моль/дм³ та перемішують.