---

УДК 669.13:546.711.06:006.354

Группа В09

ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения марганца

Alloy cast iron

Methods for determination of manganese

гост 2604.5-84

Взамен

ГОСТ 2604.5—77

ОКОТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 января 1984 г. № 357 срок действия установлен

с 01.01.85

до 01.01.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Метод основан на реакции окисления двухвалентного марган­ца до семивалентного йоднокислым калием в сернокислой или азотнокислой среде.

Влияние железа устраняют прибавлением фосфорной кислоты.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:1, 1:100.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:4.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

Переиздание. Март 1986 г.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.

Смесь серной и ортофосфорной кислот: к 750 см³ воды осто­рожно при непрерывном перемешивании приливают 150 см³ сер­ной кислоты, охлаждают, приливают 100 см³ ортофосфорной кис² лоты, перемешивают и охлаждают.

Калий йоднокислый, раствор 50 г/см³: 50 г йоднокислого ка­лия растворяют в 800 см³ азотной кислоты (1:1), раствор охлаж­дают, доливают водой до 1 дм³ и перемешивают.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.

Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, раствор с массовой долей 30 %.

Железо карбонильное особо чистое.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, раствор 100 г/дм³.

Стандартные растворы марганца сернокислого.

Стандартный раствор А с массовой концентрацией 0,0002 г/см³: 0,5754 г марганцевокислого калия перекристаллизованного и вы­сушенного на воздухе помещают в стакан вместимостью 250 см³, прибавляют 20 см³ серной кислоты (1:4) и осторожно, по каплям, при перемешивании добавляют перекись водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до на­чала кристаллизации. Остаток растворяют в 20—30 см³ воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доли­вают водой до метки и перемешивают.

Стандартный раствор Б с массовой концентрацией 0,0001 г/см³: 100 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вме­стимостью 200 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Вода, не содержащая восстановителей: в колбу вместимостью 2 дм³ наливают 1 дм³ воды, добавляют по каплям серную кислоту до pH 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, приготовленных для фотометри- рования.

Таблица 1

Масса навески чугуна, г

Аликвотная часть, см⁸ (при
разбавлении 250 см³)

Массовая доля марганца,

От 0,10 до 0,50 Св. 0,50 » 2,0

1
0,5

50

Затем осторожно приливают 10 см³ азотной кислоты и нагрет вают до полного растворения навески.

Нерастворимые в этих условиях чугуны растворяют в соляной кислоте или в соляной кислоте с добавлением азотной кислоты. Затем к раствору приливают 30 см³ смеси серной и ортофосфор- ной кислот, выпаривают его до появления паров серной кислоты и охлаждают. Обмывают стенки стакана водой и снова выпари­вают раствор до появления паров серной кислоты.

Содержимое стакана охлаждают, растворяют соли в 50—60 см³ воды и отфильтровывают осадок кремневой кислоты и графита на фильтр «белая лента», собирая фильтрат и промывную жид­кость в мерную колбу вместимостью 250 см³. Стакан и осадок на фильтрате промывают 3—5 раз азотной кислотой (1:100). Фильтр- с осадком отбрасывают. Содержимое колбы охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть (см. табл. 1} раствора помещают в коническую колбу вместимостью 250 см приливают воду приблизительно до 50 см³, 25 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот и 10 см³ раствора йоднокислого калия.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или на фотоэлектроколориметре со све­тофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 530—550 нм, в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм.

В качестве раствора сравнения используют полученный рас­твор, добавив к нему несколько капель раствора азотистокислого натрия для восстановления марганцовой кислоты (до исчезнове­ния розовой окраски).

Для внесения поправки в результаты анализа на содержание марганца в реактивах через все стадии анализа проводят кон­трольный опыт, оптическую плотность раствора которого измеря­ют относительно своего раствора сравнения, который получают аналогично выше приведенному.

По найденному значению оптической плотности исследуемого раствора с учетом оптической плотности раствора контрольного опыта находят количество марганца в миллиграммах по градуи­ровочному графику.

По 10 см³ полученного раствора помещают в восемь коничес­ких колб вместимостью 250 см³, в семь колб добавляют последо­вательно 1; 2; 4; 6; 8; 10 и 12 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0, 1,2 мг марганца. В вось­мой колбе проводят контрольный опыт на содержание марганца в реактивах.

Раствор в каждой колбе разбавляют водой до 50 см³, прибав­ляют по 25 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот и по 10 см³ раствора йоднокислого калия. Далее анализ проводят по п. 2.3.2.

В качестве раствора сравнения используют раствор контроль­ного опыта.

По найденным величинам оптической плотности и соответст­вующим им значениям концентраций марганца строят градуиро­вочный график.

У т_Х'1ОО

т ’

где т — масса навески чугуна, соответствующая колориметри­руемой аликвотной части раствора, мг;

mi — масса марганца, найденная по градуировочному графи­ку, мг.

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ДЛЯ ЧУГУНА С МАССОВОЙ ДОЛЕЙ
   КОБАЛЬТА ДО 1,0 %

   1. Определение марганца в чугунах, содер- жащих до 1,0% хрома

      1. Сущность метода

Метод основан на окислении двухвалентного марганца в кис­лой среде до семивалентного надсернокислым аммонием в при­сутствии катализатора азотнокислого серебра. Полученную мар­ганцовую кислоту оттитровывают раствором арсенит-нитрита натрия.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:4.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.

Смесь кислот: к 550 см³ воды осторожно, при непрерывном перемешивании, приливают 90 см³ серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см³ ортофосфорной кислоты, перемешивают и при­ливают 260 см³ азотной кислоты.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75, раствор с массовой долей 0,5 %.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, раствор с массовой до­лей 0,5 %.

Бумага индикаторная, универсальная.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, раствор с мас­совой долей 20,0 %.

Мышьяковистый ангидрид по ГОСТ 1973—77.

Натрий мышьяковистокислый орто (арсенит натрия).

Натрий двууглекислый по ГОСТ 4201—79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой до­лей 15,0 %.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74.

Натрия арсенит-нитрит, стандартный раствор: 1,5 г мышьяко­вистого ангидрида помещают в стакан вместимостью 400—600 см³, содержащий 25 см³ горячего раствора гидроокиси натрия, рас­творяют при умеренном нагревании, разбавляют водой до 120—• 130 см³, охлаждают. Затем к раствору приливают серную кислоту (1:4) до pH 7 по универсальному индикатору и 2—3 см³ в избы­ток. Добавляют двууглекислый натрий до pH 7 по универсальной индикаторной бумаге.

В полученном растворе растворяют 0,85 г азотистокислого натрия, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Допускается приготовление стандартного раствора из арсе­нита натрия: 2,91 г арсенита натрия 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 мышьяко­вистого ангидрида. При содержании в соли кристаллизационной воды ее учитывают при вычислении навески, необходимой для приготовления стандартного раствора.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия устанавливают по стандартному образцу чугуна, близкому по составу и содержанию марганца к анализируемому образцу, про­веденному через все стадии анализа, как указано в п. 3.1.3.

Массовую концентрацию арсенит-нитрита натрия (Г), выра­женную в граммах марганца, вычисляют по формуле

^т' Стгде т — масса навески стандартного образца, г;

С_т—массовая доля марганца в стандартном образце, %;

V — объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходован­ный на титрование, см³.

Навеску чугуна массой 0,5 г (при массовой доле марганца от 0,30 до 0,8 %) или массой 0,25 г (при массовой доле марганца от 0,8 до 5,0 %) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 30—40 см³ смеси кислот и растворяют при нагрева­нии. Раствор кипятят до удаления окислов азота.

Нерастворимый остаток, содержащий кремневую кислоту и графит, отфильтровывают на фильтр средней плотности «белая лента» и промывают 5—6 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в коническую колбу вместимостью 250 см³.

Раствор разбавляют водой до 150 см³, прибавляют 10 см³ азотнокислого серебра, 20 см³ раствора надсернокислого аммо­ния, нагревают до кипения и кипятят 1 мин, выдерживают на теп­лой плите до прекращения выделения пузырьков кислорода.

Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, прили­вают 10 см³ раствора хлористого натрия и быстро титруют раст­вором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиновой ок­раски.

_v V-T.100 - --■ —- - ш ’

где V — количество раствора арсенит-нитрита натрия, израсхо­дованное на титрование, см³;

Т — массовая концентрация раствора арсенит-нитрита нат­рия, выраженная в граммах марганца;

m — масса навески чугуна, г.