---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ

МЕТОДЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

ГОСТ 2604.4-87

Издание официально

е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москв

а

М

ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ

Группа В09

К 669.13:546.18.06:006.354

У

етоды определения фосфора

Alloy cast iron. Methods for
determination of phosphorus

О

ГОСТ
2604.4-87

анализа — по ГОСТ

2.1. Сущность метода Метод основан на образовании

Si]

осфорномолибденовой гетеро­

КСТУ 0809поликислоты и восстановлении ее до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, аскорбиновой кислотой в присутствии калия сурьмяновиннокислого (А = 880 нм, оптимальная концент­рация фосфора 3—40 мкг в 100 см¹²³⁴ фотометрируемого раствора). Влияние мышьяка устраняется восстановлением его до трехва­лентного сернистокислым натрием.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 198

7Стеклоуглеродный тигель марки СУ-2000—1С № 4 или стекло­углеродная чаша 550 СУ-2000—<1С № 2.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1, и раст­вор с молярной концентрацией 3 моль/дм³: 84 см³ серной кисло­ты осторожно вливают при непрерывном перемешивании в 916 см³ воды.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—7'5, раствор с мас­совой концентрацией 40 г/дм³.

Натрий сернистокислый 7-водный по ГОСТ 429—76, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³ или

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78 перекристал­

лизованный: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см³ воды при нагревании 70—80°С, фильтруют через фильтр «синяя лента», охлаждают до комнатной температуры, приливают при перемешивании 300 см³ этилового спирта, дают осадку от­стояться в течение 1 ч и отфильтровывают его на фильтр «белая лента», помещенный в воронку Бюхнера, пользуясь водоструйным насосом. Осадок промывают 2—3 раза этиловым спиртом и вы­сушивают на воздухе.

Серномолибдатный реактив; 7 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см³ воды, приливают 84 см³ серной кислоты, перемешивают, охлаждают, доливают водой до 1 дм³ и перемеши­вают.

ф

Кислота Кислота 40 г/дм³.

тористоводородная по ГОСТ 10484—78.

аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентра­цией 3 г/дм³.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198—75 дважды перекристаллизованный: 100 г реактива растворяют в 150 см³ воды при нагревании, выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку, энергично перемешивая его стеклянной палочкой. Когда раствор охладится до комнатной температуры, чашку с кристаллами охлаждают в холодной проточной воде, изредка перемешивая его стеклянной палочкой. После охлажде­

ильтре растворяют в 4—б приемов в

80 см³ горячей воды и кристаллизацию повторяют. Кристаллы

ния кристаллы отфильтровывают

под вакуумом

стеклянную пластину воронки и промывают два

ледяной водой. Осадок на

на раза

пористую по 5 см³

фосфорнокислого калия

однозамещенного

(110±'5)°С до постоянной массы. Стандартные растворы фосфора Раствор А с массовой концентрацией

высушивают при

0,001 г/см³:

4,393 г однозамещенного фосфорнокислого калия

воде и доводят объем раствора до 1 дм³. Раствор Б с массовой концентрацией

фосфора

ЗЕ

готовят перед употреблением разбавлением 10 см³ до 1 дм³.

растворяют в

0,00001 г/см³;

раствора А

Навеску чугуна (табл. 1) помещают в стакан или плоскодон­ную колбу вместимостью 200—250 см³, приливают 30 см³ азотной кислоты (1 :2) и нагревают до растворения.

Таблица I

Массовая доля фосфора, %

Масса навески
чугуна, г

Аликвотная часть
раствора, см³

От 0,02 ДО 0,05

Св. 0,05 » 0,10

* 0,10 » 0,25

0,5

0,3

0,2

10

10

5

Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2—3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернисто­кислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.

Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, ее растворяют в 20—30 см³ смеси соляной и азотной кислот (3: 1). После полного растворения навески приливают 10 см³ серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют при нагревании в 50—60 см³ воды. Прибав­ляют по каплям раствор марганцовокислого калия до вы­падения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2—3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернисто­кислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.

Если массовая доля кремния в анализируемом образце свыше 1,0%, навеску чугуна помещают в стеклоуглеродный тигель 4 или стеклоуглеродную чашку 2 и растворяют при слабом нагрева-

н

5 см³ на-

ЗЕ

ии в 20 см³ смеси соляной и азотной кислот (3:1) и фтористоводородной кислоты. После полного растворения

в

выпаривают

ески приливают 10 см³ серной кислоты раствор до паров серной кислоты.

С

50—60 см³ воды. К раствор марганцово-

оли растворяют при нагревании в кипящему раствору прибавляют по каплям кислого калия (1—2 см³) до выпадения бурого осадка двуокис

и

марганца, который растворяют, прибавляя по каплям раствор сернистокислого натрия до исчезновения окраски. Раствор после разрушения двуокиси марганца переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают, доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150—200 см³, отбрасывая пер­вые порции раствора, предварительно ополоснув ими колбу.

В зависимости от массовой доли фосфора отбирают две алик­

вотные части раствора (табл. 1) в мерные колбы вместимостью 100 см³, приливают по 25 см³ воды, по 3 см³ сернистокислого натрия и кипятят в течение 2—3 мин. Растворы охлаждают, затем в одну из колб прибавляют по каплям при непрерывном пере­мешивании 10 см³ серномолибдатного реактива, во вто­рую— 10 см³ раствора серной кислоты с молярной концентра­цией эквивалента 3 моль/дм³. Затем в обе колбы приливают 5 см³ аскорбиновой кислоты и 1 см³ раствора сурьмяновинно­кислого калия, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют через 45 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны (630±20) нм (красный светофильтр) или на спектрофотометре при длине волны 880 нм относительно раствора, не содержащего молибдата аммония.

ф

2.4. Построение

градуировочного

ЭЕ

Для построения градуировочного графика в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см³ помещают 1; 1,5; 2; 2,5 и

3 см³ кислого

стандартного раствора Б однозамещенного

калия, что соответствует

0,000025 и 0,00003 г фосфора в 100 см

фосфорно

0,00001; 0,000015 ; 0,00002;

³ фотометрируемого объема.

Приливают воду до 25 см³, затем приливают при непрерывном перемешивании 10 см³ серномолибдатного реактива, 5 см³ раст­вора аскорбиновой кислоты и 1 см³ раствора сурьмяновинно­кислого калия, доливают до метки водой и далее поступают, как указано в п. 2.3.

Шестая мерная колба вместимостью 100 см³, в которую добав-

лены все реактивы, кроме стандартного раствора фосфора, служит для проведения контрольного опыта на содержание фос-

ЭЕ

•Е

ора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.

т

формуле

ЭЕ

-100

д

где т — масса

фосфора в аликвотной части, найденная по гра-

ЭЕ

уировочному графику, г;

0,004

0,006

0,010

Метод основан на образовании

£осфорномолибденовой гетеро-

si

тп — масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.

Таблица 2

А

Массовая доля фосфора, %

бсолютные допускаемые расхождения, %поликислоты и восстановлении ее ионами двухвалентного железа в присутствии гидроксиламина до комплексного соединения,

ц

окрашенного в синий

центрация фосфора 10

вет (А,=600—900 нм, оптимальная кон- — 100 мкг в 100 см⁵⁶⁷ фотометрируемого

раствора).

Мышьяк удаляют отгонкой в виде бромида, если массовая доля его превышает 0,005%.

Шкаф сушильный с температурой нагрева 105—110°С.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:6.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и раствор с молярной кон­центрацией эквивалента 8 моль/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с мас­совой концентрацией 40 г/дм³.

Гидроксиламин сернокислый по ГОСТ 7298—79, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³.

Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205—77, раствор с мас­совой концентрацией 432,5 г/дм³: 432,5 г квасцов растворяют в присутствии 20 см³ серной кислоты в 1 дм³ воды.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78.

Серномолибдатный реактив: 55,2 г молибденовокислого ам­

мония растворяют при нагревании в 250—300 см³ воды, от­фильтровывают через плотный фильтр в мерную колбу вмести

-мостью 1 дм³, охлаждают и медленно при непрерывном перемеши­вании приливают 230 см³ серной кислоты, раствор охлаждают,

Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, при­ливают 5 см³ азотной кислоты и 15 см³ соляной кислоты и на­гревают до растворения. Раствор выпаривают до состояния влаж­ных солей, затем приливают 20 см³ азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до состояния влажных солей, после чего приливают 5—40 см³ азотной кислоты, 15—20 см³ воды и нагре­вают до растворения солей.

Если массовая доля мышьяка в анализируемом чугуне свыше 0,005%, его удаляют отгонкой. Для этого раствор после растворе­ния навески выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см³ соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Эту опера­цию повторяют два раза. Сухой остаток растворяют при нагре­вании в 15 см³ соляной кислоты (1:1), приливают 10 см³ раст­вора бромистого аммония и выпаривают раствор досуха. После этого приливают 30 см³ азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения солей.

К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца. К горячему раствору по каплям прибавляют раствор гидроксиламина до обесцвечивания. Кипятят раствор 1—2 мин для удаления окислов азота, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят водой до метки и пере­мешивают. Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150—200 см³, отбрасывая первые порции фильтрата, предварительно ополоснув ими колбу