---

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая нагрев до температуры (1000 ± 50) °С.

Спектрофотометр или колориметр фотоэлектрический лабораторный.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый безводный: натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400 ± 20) °С.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления: натрий углекислый, натрий тетраборнокислый безводный и калий углекислый смешивают в соотношении 1 : 1 : 1 или натрий углекислый и натрий тетраборнокислый безводный в соотношении 2 : 1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1 : 3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор молярной концентрации эквивалента 0,125 моль/дм³.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, разбавленная 1 : 1.

Кислота аскорбиновая.

Кислота винная по ГОСТ 5817.

Кислота лимонная моногидрат по ГОСТ 3652.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, х.ч., раствор с массовой долей 5 %: 50 г молибденовокислого аммония растворяют в 500 - 600 см³ воды при нагревании, не доводя до кипения. Полученный раствор фильтруют через фильтр «синяя лента», прибавляют 100 см³ уксусной кислоты (1 : 1) и доводят водой до 1000 см³. Если после прибавления уксусной кислоты раствор станет мутным, его еще раз фильтруют. Раствор хранят в сосуде из темного стекла; пригоден в течение недели.

Смесь восстановительная: 5 г лимонной или 15 г винной кислоты и 1 г аскорбиновой кислоты растворяют на холоде в 100 см³ воды. Раствор пригоден в течение 4 - 5 суток.

Кислота кремниевая водная по ГОСТ 4214.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, х.ч.

Стандартные растворы оксида кремния (IV).

Раствор А: 0,25 г кремниевой кислоты, предварительно прокаленной в течение 1 ч при температуре (1000 ± 50) °С, сплавляют в платиновом тигле с 5 г смеси для сплавления. Сплав растворяют в полиэтиленовом сосуде в 300 см³ воды с добавлением 20 г гидрооксида натрия. После охлаждения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде (раствор А).

Стандартный раствор имеет концентрацию оксида кремния 0,0005 г/см³. Раствор пригоден в течение 2 - 3 месяцев.

Градуировочный стандартный раствор: отбирают пипеткой 25 см³ стандартного раствора А в мерную колбу вместимостью 250 см³, приливают 15 см³ соляной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают (раствор Б). Градуировочный стандартный раствор Б имеет концентрацию кремния (IV) 0,00005 г/см³. Раствор применяют в день приготовления.

Для приготовления стандартного раствора оксида кремния (IV) допускается использовать стандартный образец.

Массу навески стандартного образца алюмосиликатного огнеупора т, г, для 1 дм³ стандартного раствора концентрации оксида кремния 0,00005 г/см³ вычисляют по формуле

₍₂₎

где С - аттестованная массовая доля оксида кремния (IV) в стандартном образце, %.

Стандартные растворы оксида кремния (IV) из стандартных образцов применяют свежеприготовленными.

Навеску стандартного образца массой, рассчитанной по формуле (2), помещают в платиновый тигель, смешивают с 3 - 4 г смеси для сплавления и сплавляют в течение 5 - 10 мин в муфельной печи при температуре (1000 ± 50) °С до получения совершенно прозрачного расплава. Расплав распределяют тонким слоем по стенкам тигля, вращая его с помощью щипцов.

Тигель со сплавом после остывания помещают в стакан, в который предварительно налита смесь 200 см³ раствора соляной кислоты (1 : 3) и 40 см³ раствора трилона Б, нагретая до кипения. Растворяют при нагревании без кипячения, помешивая до полного растворения сплава. Полученный прозрачный раствор охлаждают, сразу же переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки водой, перемешивают, хранят в полиэтиленовом сосуде. Стандартный раствор имеет концентрацию оксида кремния 0,00005 г/см³.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации эквивалента 0,05 моль/дм³.

5.3. Проведение анализа.

5.3.1. Навеску материала массой 0,1 г сплавляют в платиновом тигле с 3 - 4 г смеси для сплавления в муфельной печи при температуре (1000 ± 50) °С в течение 5 - 15 мин. Сплав распределяют по стенкам тигля, вращая его щипцами. Остывший тигель со сплавом опускают в стакан, в который предварительно налита смесь 200 см³ раствора соляной кислоты (1 : 3) и 40 см³ раствора трилона Б, нагретая до кипения. Растворяют при нагревании без кипячения, помешивая до полного растворения сплава. Полученный прозрачный раствор сразу же переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки водой и тщательно перемешивают.

Для определения оксида кремния (IV) в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора, равную 10 см³, приливают 50 см³ раствора серной кислоты 0,125 моль/дм³, 10 см³ раствора молибдата аммония, перемешивают и оставляют на 15 - 20 мин, затем приливают 5 см³ восстановительной смеси, перемешивают, доливают водой до метки, снова перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность синего кремнемолибденового комплекса на фотоколориметре с красным светофильтром (область светопропускания 600 - 750 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм. (Допускается использовать кюветы с другой толщиной слоя в зависимости от типа колориметра при выполнении условий пункта 12 ГОСТ 2642.0.)

В качестве раствора сравнения используют раствор кремнемолибденового комплекса, полученный в условиях проведения анализа из 7 см³ стандартного раствора оксида кремния (IV) при массовой доле его от 40 до 70 %, или раствор кремнемолибденового комплекса, полученный из 4 см³ стандартного раствора при массовой доле оксида кремния (IV) от 10 до 40 %.

Массу оксида кремния (IV) в граммах находят по градуировочному графику.

5.3.2. Для построения градуировочного графика для определения оксида кремния (IV) при массовой доле от 40 до 70 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают следующие аликвотные части стандартного раствора Б оксида кремния (IV): 8,0; 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 13,0; 14,0 см³, что соответствует 0,00040; 0,00045; 0,00050; 0,00055; 0,00060; 0,00065; 0,00070 г оксида кремния (IV). Добавляют соответственно 6,0; 5,0; 4,0; 3,0; 2,0; 1,0 см³ воды.

Далее определение проводят по 5.3.1, используя в качестве раствора сравнения раствор, содержащий 0,00035 г оксида кремния (IV).

По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий опытов и соответствующим массам оксида кремния (IV) строят градуировочный график.

5.3.3. Для построения градуировочного графика для определения оксида кремния (IV) при массовой доле от 10 до 40 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают аликвотные части градуировочного стандартного раствора оксида кремния (IV): 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0 см³, что соответствует 0,00025; 0,00030; 0,00040; 0,00050; 0,00060; 0,00070; 0,00080 г оксида кремния (IV). Прибавляют соответственно 11,0; 10,0; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0 см³ воды.

Далее определение проводят по 5.3.1, используя в качестве раствора сравнения раствор, содержащий 0,00020 г оксида кремния (IV).

По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий опытов и соответствующим им массам оксида кремния (IV) в граммах строят градуировочный график.

5.4. Обработка результатов.

5.4.1. Массовую долю оксида кремния (IV) Х₁, %, вычисляют по формуле

₍₃₎

где т - масса оксида кремния (IV), найденная по градуировочному графику, г;

V - объем исходного раствора, см³;

V₁ - объем аликвотной части раствора, см³;

m₁ - масса навески, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния (IV) приведены в таблице 1.

6. ПРЯМОЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА КРЕМНИЯ (IV) (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОТ 0,1 ДО 10 %).

6.1. Сущность метода.

Метод основан на разложении пробы щелочным плавлением, переведении кремниевой кислоты в желтый кремнемолибденовый комплекс с последующим восстановлением его до синего и фотометрическом измерении оптической плотности растворов в области светопропускания 600 - 750 нм.

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы.

Аппаратура, реактивы и растворы - по 5.2.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400 ± 20) °С.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного тетраборнокислого натрия в соотношении 2 : 1.

Стандартные растворы оксида кремния (IV): готовят по 5.2 или используют стандартные образцы.

Градуировочный стандартный раствор концентрации оксида кремния (IV) 0,000025 г/см³: отбирают пипеткой 25 см³ стандартного раствора А в мерную колбу вместимостью 500 см³, приливают 25 см³ соляной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают (раствор В). Раствор применяют в день приготовления.

Градуировочный стандартный раствор концентрации оксида кремния (IV) 0,00001 г/см³: отбирают пипеткой 10 см³ стандартного раствора А в мерную колбу вместимостью 200 см³, приливают 10 см³ соляной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают (раствор Д). Раствор применяют в день приготовления.

Массу навески стандартного образца соответствующего типа огнеупорного материала для стандартного раствора концентрации оксида кремния (IV) 0,000025 г/см³ вычисляют по 5.2. Масса навески стандартного образца должна быть не менее 0,1 г.

6.3. Проведение анализа.

6.3.1. Навеску материала массой 0,2 г (при массовой доле оксида кремния (IV) от 0,2 до 5 %) или массой 0,1 г (при массовой доле оксида кремния (IV) от 5 до 10 %) смешивают в платиновом тигле с 4-5 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (1000 ± 50) °С в течение 20 - 25 мин. Остывший тигель со сплавом помещают в стакан, в который предварительно налито 60 см³ соляной кислоты (1 : 3), нагретой до кипения (при анализе муллитокорундовых и корундовых проб в этот же стакан приливают 20 см³ 0,05 моль/дм³ раствора трилона Б). Растворяют при нагревании без кипячения, помешивая. Полученный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

В мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора, равную 10 см³, прибавляют 50 см³ 0,125 моль/дм³ раствора серной кислоты, 10 см³ раствора молибдата аммония и оставляют на 15 - 20 мин, затем приливают 5 см³ раствора восстановительной смеси, перемешивают, доводят до метки водой, перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора синего кремнемолибденового комплекса на фотоколориметре с красным светофильтром (область светопропускания 600 - 750 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм при массовой доле оксида кремния (IV) от 0,1 до 1 % и толщиной поглощающего слоя 10 мм при массовой доле оксида кремния (IV) более 1 %.. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащий все реактивы, применяемые по ходу анализа.

Массу оксида кремния (IV) в граммах находят по градуировочному графику.

6.3.2. Для построения градуировочного графика при массовой доле оксида кремния (Г/) до 1 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают аликвотные части градуировочного стандартного раствора Д: 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см³, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001 г оксида кремния (TV). В колбы приливают соответственно: 9,0; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0; 0 см³ воды, по 50 см³ 0,125 моль/дм³ раствора серной кислоты, по 10 см³ раствора молибдата аммония и оставляют на 15 - 20 мин. Затем приливают по 5 см³ раствора восстановительной смеси, перемешивают, доводят до метки водой и снова перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре, как указано в 6.3.1, в кювете толщиной поглощающего слоя 20 мм.

6.3.3. Для построения градуировочного графика при массовой доле оксида кремния (IV) более 1 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают аликвотные части градуировочного стандартного раствора В: 4,0; 7,0; 10,0; 13,0; 16,0; 20,0 см³, что соответствует 0,00010; 0,000175; 0,000250; 0,000325; 0,000400 и 0,000500 г оксида кремния (IV). В колбы прибавляют соответственно 16,0; 13,0; 10,0; 7,0; 4,0; 0 см³ воды, а далее поступают, как описано в 6.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм.

6.3.4. По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий измерений и соответствующим им массам оксида кремния (IV) в граммах строят градуировочные графики.

6.4. Обработка результатов.

6.4.1. Массовую долю оксида кремния (IV) Х₂, %, вычисляют по формуле

₍₄₎

где т - масса оксида кремния (IV), найденная по градуировочному графику, г;

200 - объем исходного раствора, см³;

V - объем аликвотной части раствора, см³;

т₁ - масса навески, г.

6.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния (IV) приведены в таблице 1.

7. УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА КРЕМНИЯ (IV) В КРЕМНЕЗЕМИСТЫХ ОГНЕУПОРАХ (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ СВЫШЕ 90 %).

7.1. Сущность метода.

Метод основан на разложении навески пробы щавелевой и фтористоводородной кислотами и гравиметрическом определении оксида кремния (IV) по разности масс навески пробы и остатка после удаления кремния в виде SiF₄.

7.2. Аппаратура, реактивы и растворы.

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая нагрев до температуры 1000 - 1100 °С.

Тигли платиновые № 100-7 или 100-9 по ГОСТ 6563.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180 и насыщенный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172 или натрий пиросернокислый.

7.3. Проведение анализа.

В платиновый тигель, доведенный до постоянной массы, помещают навеску массой 0,5 г, прибавляют 0,2 - 0,3 г щавелевой кислоты и 10 см³ раствора фтористоводородной кислоты.

Тигель помещают на электроплитку со слабым нагревом. Выпаривают при периодическом помешивании до состояния влажных солей. В остывший тигель добавляют 5 см³ фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха.