МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЕРРОСИЛИЦИЙ
Методы определения марганца
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 008 «Ферросплавы»
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15 апреля 1994 г. (отчет Технического секретариата № 2)
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
Республика Армения |
Армгосстандарт |
Республика Беларусь |
Госстандарт Республики Беларусь |
Республика Казахстан |
Госстандарт Республики Казахстан |
Республика Молдова |
Молдовастандарт |
Российская Федерация |
Госстандарт России |
Туркменистан |
Главгосслужба «Туркменстандартлары» |
Украина |
Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 26 июня 2001 г. № 247-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13230.5-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2002 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 13230.5-81
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения 1 2 Нормативные ссылки 2 3 Общие требования 2 4 Титриметрический метод 2 5 Фотометрический метод 4 6 Атомно-абсорбционный метод 6 |
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ФЕРРОСИЛИЦИЙ Методы определения марганца Ferrosilicon. Methods for determination of manganese |
Дата введения 2002-07-01
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический, фотометрический и атомно-абсорбционный методы определения марганца в ферросилиции при массовой доле его от 0,05 % до 1,2 %.
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 4197-74 Натрий азотистокислый. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия
ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия
ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия
ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия
ГОСТ 24991-81 Феррохром, ферросиликохром, ферросилиций, ферросиликомарганец, ферромарганец. Методы отбора и подготовки проб для химического и физико-химического анализов
ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа
3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.
3.2 Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 24991.
4.1 Сущность метода
Метод основан на окислении двухвалентного марганца до семивалентного в сернокислом растворе надсернокислым аммонием в присутствии катализатора - азотнокислого серебра.
Полученную марганцевую кислоту оттитровывают раствором арсенит-нитрита натрия.
4.2 Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и раствор 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и растворы 1:1 и 1:4.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 150 г/дм3.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм3.
Серебро азотнокислое, раствор 2,5 г/дм3.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 2,5 г/дм3.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197 и раствор 10 г/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83.
Марганец металлический электролитический.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.
Стандартный раствор марганца: 0,1000 г металлического марганца растворяют в 20 см3 раствора азотной кислоты при нагревании. Раствор охлаждают, приливают 20 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 30-40 см3 воды, снова охлаждают, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Или: 0,2877 г перекристаллизованного марганцовокислого калия помещают в стакан, смачивают водой, прибавляют 20 см3 соляной кислоты и осторожно выпаривают до образования солей. К сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Соли растворяют в 10 см3 соляной кислоты, к охлажденному раствору прибавляют 20 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. После охлаждения соли растворяют в 40 см3 воды при нагревании. Охлаждают и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация марганца в стандартном растворе равна 0,0001 г/см3.
Мышьяка трехокись или натрий мышьяковистокислый мета (NaAsO2), или натрий мышьяко-вистокислый орто (Na2AsO3×H2O).
Раствор арсенит-нитрита натрия: 0,3 г трехокиси мышьяка растворяют в 25 см3 горячего раствора гидроксида натрия, разбавляют водой до 120 см, охлаждают, нейтрализуют раствором серной кислоты (1:1) по универсальному индикатору и прибавляют 1-2 см3 раствора серной кислоты (1:1) в избыток. Затем избыток серной кислоты нейтрализуют углекислым натрием по универсальному индикатору до рН 7. К полученному раствору прибавляют 0,2 г азотистокислого натрия и перемешивают до растворения соли. Раствор переносят в мерную колбы вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
Допускается приготовление раствора арсенит-нитрита натрия из мышьяковистокислого натрия орто или мета: 0,64 г мышьяковистокислого натрия орто или 0,39 г мышьяковистокислого натрия мета помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 120-150 см3 воды и перемешивают до полного растворения соли. Далее подготовку раствора проводят так же, как из трехокиси мышьяка.
Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия, выраженную в граммах на кубический сантиметр марганца, устанавливают по стандартному образцу с химическим составом, соответствующим требованиям настоящего стандарта, и проведенному через все стадии анализа в соответствии с 4.3, или по стандартному раствору марганца следующим образом.
Аликвотную часть 5,0-10,0 см3 стандартного раствора марганца помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 25 см3 раствора серной кислоты (1:4), 5 см3 ортофос-форной кислоты и 100 см3 воды. Раствор нагревают до кипения, приливают 10 см3 раствора азотнокислого серебра, 10 см3 раствора надсернокислого аммония и снова нагревают до кипения. Через 30-40 с снимают с плиты и выдерживают в теплом месте до прекращения выделения пузырьков кислорода.
Затем раствор охлаждают в проточной воде, приливают 5 см3 раствора хлористого натрия и сразу титруют раствором арсенит-нитрита натрия.
Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия С, установленную по стандартному раствору и выраженную в г/см3 марганца, вычисляют по формуле
, (1)
где C1 - массовая концентрация стандартного раствора марганца, г/см3;
V - объем стандартного раствора марганца, взятый для титрования, см3;
V1 - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование стандартного раствора, см3;
V2 - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3.
Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия С, установленную по стандартному образцу и выраженную в г/см3 марганца, вычисляют по формуле
, (2)
где - аттестованное значение массовой доли марганца в стандартном образце, %;
т - масса навески стандартного образца, г;
V3 - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование раствора стандартного образца, см3;
V2 - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3.
4.3 Проведение анализа
4.3.1 Навеску пробы, отобранную в соответствии с таблицей 1, помещают в платиновую или стеклоуглеродную чашку, приливают 10-20 см3 фтористоводородной кислоты, осторожно по каплям добавляют азотную кислоту до прекращения бурной реакции и 5 см3 в избыток, затем приливают 15 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты.
Таблица 1 - Масса навески пробы
Массовая доля марганца, % |
Масса навески пробы, г |
От 0,05 до 0,1 включ. |
1,0 |
Св. 0,1 » 0,2 » |
0,5 |
» 0,2 » 0,5 » |
0,2 |
» 0,5 » 1,2 » |
0,1 |
После охлаждения приливают 50 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Затем раствор переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают воду до объема 130 см3, 5 см3 ортофосфорной кислоты, 10 см3 раствора азотнокислого серебра и нагревают до кипения.
К горячему раствору осторожно приливают 10 см3 раствора надсернокислого аммония, снова нагревают раствор до кипения и через 30-40 с снимают с плиты и выдерживают в теплом месте до прекращения выделения пузырьков кислорода.
Затем раствор охлаждают в проточной воде, приливают 5 см3 раствора хлористого натрия и тотчас титруют раствором арсенит-нитрита натрия до полного исчезновения розовой окраски.
4.4 Обработка результатов
4.4.1 Массовую долю марганца X, %, вычисляют по формуле
, (3)
где С - массовая концентрации раствора арсенит-нитрита натрия, выраженная в г/см3 марганца;
V1 - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование раствора пробы, см3;
V2- объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
т - масса навески пробы, г.
4.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли марганца приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Нормы точности
В процентах
Массовая доля марганца |
Погрешность результатов анализа D |
Допускаемое расхождение |
|||
двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях, dк |
двух параллельных определений d2 |
трех параллельных определений d3 |
результатов анализа стандартного образца и аттестованного значения d |
||
От 0,05 до 0,1 включ. |
0,013 |
0,016 |
0,013 |
0,016 |
0,008 |
Св. 0,1 » 0,2 » |
0,018 |
0,022 |
0,018 |
0,022 |
0,012 |
» 0,2 » 0,5 » |
0,03 |
0,04 |
0,03 |
0,04 |
0,02 |
» 0,5 » 1,0 » |
0,04 |
0,05 |
0,04 |
0,05 |
0,03 |
» 1,0 » 1,2 » |
0,06 |
0,07 |
0,06 |
0,07 |
0,04 |
5.1 Сущность метода
Метод основан на измерении оптической плотности марганцевой кислоты, образующейся в результате окисления марганца йоднокислым калием в сернофосфорнокислой среде.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы 1:1 и 1:20.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Калий йоднокислый и раствор 20 г/дм3, свежеприготовленный: 20 г реактива вносят в 1 дм3 горячего раствора серной кислоты (1:20) и кипятят до полного растворения, накрыв колбу часовым стеклом. Затем раствор фильтруют. Раствор используют в горячем виде.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 30 г/дм3.
Марганец металлический электролитический.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.
Стандартный раствор марганца по 4.2.
Вода, свободная от восстановителей: в колбу вместимостью 2 дм3 наливают 1 дм3 дистиллированной воды, приливают по каплям раствор серной кислоты (1:1) до рН 3 (по универсальной индикаторной бумаге) и нагревают содержимое колбы до кипения. Колбу с водой снимают с плиты, прибавляют несколько кристаллов йоднокислого калия, кипятят 5-7 мин и охлаждают.
Воду, свободную от восстановителей, применяют для проведения анализа и приготовления реактивов.
5.3 Проведение анализа
5.3.1 Навеску пробы массой 0,2 г (при массовой доле марганца от 0,05 % до 0,2 %) или 0,1 г (при массовой доле марганца св. 0,2 %) помещают в платиновую или стеклоуглеродную чашку, приливают 10 см3 фтористоводородной кислоты, осторожно по каплям добавляют азотную кислоту до прекращения бурной реакции и 5 см3 в избыток. Затем приливают 15 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до выделения паров серной кислоты. После охлаждения приливают 50 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Раствор переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают воду до объема 100 см3, добавляют 5 см3 ортофосфорной кислоты и 10 см3 раствора йоднокислого калия.