Смесь кислот для растворения: к 550 см³ воды приливают 90 см³ серной кислоты при перемешивании, охлаждают и приливают 260 см³ азотной кислоты.

Кислота хлорная плотностью 1,54 г/см³ или 1,67 г/см³ и раствор (1:500).

Натрий йоднокислый по нормативно-технической документации, раствор: 50 г йоднокислого калия или натрия растворяют в 200 см³ азотной кислоты и 500 см³ воды, разбавляют водой до объема 100 см³ и перемешивают.

Стандартные растворы марганца

Раствор А: 0,5754 г марганцовокислого калия (перекристаллизованного) помещают в стакан вместимостью 600 см³ и растворяют в 300 см³ воды. К раствору прибавляют 20 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, и осторожно, по каплям, при перемешивании добавляют перекись водорода до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до образования солей. Соли растворяют в 20-30 см³ воды, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см³ раствора содержит 0,0002 г марганца.

Раствор Б: 50 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

Раствор В: 25 см³ раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор В готовят перед применением.

1 см³ раствора В содержит 0,000025 г марганца.

Вода, не содержащая восстановителей. В колбу вместимостью 1,5-2 дм³ наливают 1 дм³ воды, приливают по каплям серную кислоту до рН 3 по универсальной индикаторной бумаге, нагревают до кипения, прибавляют несколько кристаллов йоднокислого калия, кипятят 5-7 мин и охлаждают. Вода, не содержащая восстановителей, применяется для разбавления окисленных растворов, подготовленных для фотометрирования.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Определение марганца при массовой доле 0,05-2,0 % с йоднокислым калием.

Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли марганца (табл. 3) помещают в стакан вместимостью 250-300 см³ и растворяют при умеренном нагревании в 30-50 см³ смеси кислот.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Таблица 3

Раствор кипятят до удаления окислов азота и охлаждают. Если есть осадок (графит, кремниевая кислота), его отфильтровывают и промывают шесть-семь раз горячей водой. Фильтр с осадком отбрасывают, а фильтрат выпаривают до объема менее 100 см³. При массовой доле марганца от 0,05 до 0,25 % раствор переводят в коническую колбу вместимостью 100 см³ и продолжают анализ из раствора полной навески пробы. Если в пробе содержится более 0,25 % марганца, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой, перемешивают и отбирают аликвотную часть в соответствии с табл. 3 в коническую колбу вместимостью 100 см³ и добавляют 6 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

В полученный раствор прибавляют 2-2,5 см³ ортофосфорной кислоты и 0,3 г периодата калия. Раствор разбавляют водой до 80 см³, нагревают до кипения, кипятят 1 мин и оставляют на водяной бане при температуре около 90 °С в течение 40-50 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой, не содержащей восстановителей, и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 530-545 нм.

Раствором сравнения служит оставшаяся часть окрашенного раствора каждой навески пробы, в которой восстанавливают марганцевую кислоту добавлением нескольких капель раствора азотистокислого натрия.

Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.

4.3.2. Построение градуировочного графика

2,5 г карбонильного железа помещают в стакан вместимостью 250-300 см³, приливают 50 см³ смеси кислот. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают до метки водой и перемешивают. В восемь конических колб вместимостью 100 см³ помещают по 10 см³ полученного раствора, в семь из них последовательно добавляют 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 см³ стандартного раствора Б марганцовокислого калия, что соответствует 1×10^-4; 2×10^-4; 3×10^-4; 4×10^-4; 5×10^-4; 6×10^-4, 7×10^-4 г марганца. В восьмой колбе проводят контрольный опыт на содержание марганца в реактивах.

К растворам в колбах прибавляют 6 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, 2 см³ ортофосфорной кислоты и 0,3 г периодата калия. Растворы разбавляют водой до 80 см³, нагревают до кипения, кипятят 1 мин и оставляют на водяной бане при температуре около 90 °С в течение 40-50 мин. Растворы охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой, не содержащей восстановителей, и перемешивают.

Оптическую плотность растворов измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 530-545 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им массам марганца строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля марганца.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.3.3. Определение массовой доли марганца 0,005-3,0 % в присутствии хлорной кислоты.

Навеску пробы массой, установленной в зависимости от содержания марганца, согласно табл. 3а помещают в стакан вместимостью 250 см³.

Таблица 3а

Пробу растворяют в 50 см³ смеси кислот при умеренном нагревании и после растворения добавляют по каплям 2 см³ азотной кислоты и выпаривают до небольшого объема, не допуская выделения сернокислых солей. Затем добавляют 20 см³ хлорной кислоты и осторожно выпаривают до появления паров хлорной кислоты, после чего выдерживают в этом состоянии в течение 10 мин.

Содержимое стакана охлаждают, разбавляют водой до объема 50-60 см³ и кипятят. При необходимости раствор фильтруют, а фильтр с осадком промывают горячим раствором хлорной кислоты (1:500) и отбрасывают. Раствор или фильтрат охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают (основной раствор).

В зависимости от массовой доли марганца в коническую колбу вместимостью 250 см³ отбирают аликвотную часть основного раствора и добавляют смесь кислот и воды в количестве, указанном в табл. 3б.

Таблица 3б

Содержимое колбы кипятят, доливают 10 см³ раствора йоднокислого калия или натрия и продолжают кипятить раствор в течение 2 мин после чего раствор оставляют на 10 мин при температуре 90 °С. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ предварительно промытую водой, не содержащей восстановителей, доливают этой же водой до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 535-545 нм. Раствором сравнения служит вода. Раствор в колбе обесцвечивают, добавляя несколько капель раствора азотистокислого натрия, затем, промыв кювету этим раствором, определяют его оптическую плотность в этой же кювете. Значение оптической плотности обесцвеченного раствора вычитают из значения оптической плотности раствора пробы.

Одновременно с анализом пробы проводят контрольный опыт. Значение оптической плотности контрольного опыта вычитают из оптической плотности раствора пробы.

Массу марганца определяют по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3.4. Для построения градуировочного графика при массовой доле марганца от 0,005 до 0,05 % в семь стаканов вместимостью 250 см³ помещают по 2,00 г железа, добавляют по 50 см³ смеси кислот и осторожно нагревают до растворения железа. Затем растворы окисляют, прибавляя по каплям 2 см³ азотной кислоты, добавляют по 20 см³ хлорной кислоты, выпаривают раствор до появления паров хлорной кислоты, после чего выдерживают в этом состоянии в течение 10 мин.

Затем растворы охлаждают, разбавляют водой до объема 50-60 см³ и кипятят.

В случае необходимости растворы фильтруют, фильтр с осадком промывают горячим раствором хлорной кислоты (1:500). Растворы или фильтрат охлаждают, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

В семь стаканов вместимостью 250 см³ помещают по 40 см³ полученного раствора железа, отобранного из семи мерных колб, и добавляют 0; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0 и 20,0 см³ стандартного раствора В, что соответствует: 0; 0,025; 0,050; 0,125; 0,250; 0,375 и 0,500 мг марганца, растворы разбавляют водой до 60 см³, затем добавляют по 5 см³ смеси кислот, растворы кипятят, добавляют до 10 см³ раствора йоднокислого калия или натрия и кипятят в течение 2 мин. Растворы оставляют стоять при температуре 90 °С в течение 10 мин, затем охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см³, предварительно промытые водой, не содержащей восстановителей, доливают этой же водой до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность окрашенных растворов на спектрофотометре при длине волны 535-545 нм.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора марганца. По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им содержаниям марганца строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3.5. Для построения градуировочного графика при массовой доле марганца свыше 0,05 % в стакан вместимостью 250 см³ помещают 1,00 г железа и далее поступают, как при приготовлении растворов железа по п. 4.3.4.

Затем в шесть стаканов вместимостью 250 см³ отбирают по 10 см³ раствора железа и отмеряют: 0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0 и 20,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,0; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 мг марганца, растворы разбавляют водой до объема 35 см³ и прибавляют по 20 см³ смеси кислот. Растворы кипятят, добавляют по 10 см³ раствора йоднокислого калия или натрия и далее поступают, как указано в п. 4.3.4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю марганца (X₂) в процентах вычисляют по формуле

_,

где m₁ - масса марганца, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли марганца приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Таблица 3в

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

5.1. Сущность метода

Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами марганца, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух - ацетилен.

Навеску образца растворяют в смеси соляной и азотной кислот, выпаривают раствор досуха и сухой остаток растворяют в соляной кислоте. После соответствующего разбавления часть раствора используют для определения марганца атомно-абсорбционным методом.

5.2. Аппаратура и реактивы

Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр. Лампа с полым катодом для определения марганца. Ацетилен по ГОСТ 5457-75.