---

УДК 669.715'782: 546.41.06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Группа В59

СИЛУМИН В ЧУШКАХ

Методы определения кальция

Aluminium-silicon alloy ingots.

Methods for determination of calcium

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.73 до 01.07.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический, объем­ный комплексонометрический и атомно-абсорбционный методы оп­ределения кальция (при массовой доле кальция 0,03 до 0,30%).

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа—по ГОСТ 1762.0—71.

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод основан на осаждении кальция в виде оксалата после предварительного отделения мешающих элементов и превращения оксалата кальция в сульфат кальция.

(Измененная редакция, Изм. № 2). ..

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

) Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1, 1:2, раствор с объемной долей 1%.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, растворы с массовой долей 30 и 1%.

Натрия фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 4172—76, раствор с массовой долей 10%.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929—76, раствор с массовой долей 3%.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.

Метиловый красный, 0,1%-ный спиртовой раствор.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712—78, насыщенный ра­створ и раствор с массовой долей 0,1%.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.

Бром по ГОСТ 4109—79, насыщенный раствор (бромная вода). Железо хлорное по ГОСТ 4147—74, 0,05 н. раствор.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.

Гексаметилентетраамин (уротропин) технический по ГОСТ 1381—73, растворы с массовой долей 0,5 и 25%.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску силумина массой 3—5 г (в зависимости от содержа­ния кальция) помещают в стакан вместимостью 500 см³, накрыва­ют стакан часовым стеклом и приливают небольшими порциями 75—100 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1. После окончания бурной реакции раствор с осадком нагревают до полного разло­жения пробы. Затем обмывают стекло и стенки стакана горячей водой и фильтруют раствор через фильтр «синяя лента», собирая фильтрат в стакан вместимостью 500 см³. Осадок на фильтре промывают горячим раствором с массовой долей соляной кислоты 7%. Одновременно проводят 2—3 контрольных опыта, В раствор контрольного опыта прибавляют 4 см³ ррствора хлорного желе­за, являющегося коллектором.

К фильтрату добавляют пять капель пероксида водорода, наг­ревают до кипения и при перемешивании приливают раствор с массовой долей гидроокиси натрия 30% до полного растворения выпадающего осадка гидроокиси алюминия и 5—ГО см³ в избы­ток. К горячему раствору прибавляют 20 см³ раствора с массовой долей фосфата натрия 10% и продолжают нагревать еще в тече­ние 5 мин при частом перемешивании. После этого раствор ос­тавляют в теплом месте до коагуляции осадка (раствор с осадком может быть оставлен на ночь).

Осадок, отфильтровывают на фильтр «синяя лента» и промы­вают его раствором с массовой долей гидроокиси натрия, 1%, затем осадок смывают горячей водой с фильтра обратно в ста­кан, в котором проводилось осаждение. Оставшийся на фильтре осадок растворяют 20—25 см³ горячей соляной кислотой, раз­бавленной 1:2. Если присутствует марганец, то прибавляют нес­колько капель пероксида водорода. Фильтр промывают 4—5 раз горячей водой. Полученный раствор можно использовать для оп­ределения кальция гравиметрическим методом или объемным комплексонометрическим методом.

К раствору прибавляют 10 капель азотной кислоты и нагре­вают до кипения. Затем раствор нейтрализуют аммиаком до на­чала выпадения гидроксидов. Осадок растворяют соляной кис­лотой, разбавленной 1:1, приливаемой по каплям. Для выделе­ния диоксида марганца приливают 50 см³ бромной воды. К раст­вору прибавляют 0,5 г хлористого аммония, 25 см³ раствора урот­ропина, с массовой долей 25% и нагревают в течение 20 мин для коагуляции осадка. Осадок фильтруют через фильтр «белая лен­та» в коническую колбу вместимостью 500 см³. Осадок промы­вают 6—8 раз теплым раствором уротроцина с массовой долей 0,5%, смывая этим раствором стенки стакана.

Фильтрат выпаривают приблизительно до объема 10 см³, при­ливают после охлаждения 20 см³ азотной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают содержимое стакана вна­чале осторожно до удаления бурно выделяющихся окислов азо­та, а затем досуха. Оставшиеся соли растворяют в соляной кис­лоте, разбавленной 1:1, и обмывают стекло и стенки стакана го­рячей водой до получения прозрачного раствора. Нейтрализуют горячий раствор аммиаком до изменения окраски индикатора ме­тилового красного и прибавляют одну каплю в избыток. Если есть осадок, его отфильтровывают через фильтр «белая лента». Фильт­рат собирают в стакан вместимостью 150 см³. Стакан и фильтр промывают горячей водой.

К раствору объемом 75—80 см³ прибавляют несколько капель соляной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до кипения и при­ливают 10 см³ горячего насыщенного раствора щавелевокислого аммония. Затем при перемешивании прибавляют по каплям раст­вор аммиака до щелочной реакции и кипятят раствор до выпаде­ния осадкф после чего отстаивают в теплом месте. Если необхо­димо, то прибавляют 1—2 капли аммиака и оставляют на 10—12 ч.

Осадок оксалата кальция отфильтровывают через фильтр «си­няя лента», тщательно обмывают стакан и промывают осадок на фильтре холодным раствором с массовой долей щавелевокислого аммония 1 %.

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый ти­гель, озоляют и прокаливают до полного выгорания угля фильтра. Осадок в тигле смачивают тремя каплями воды, прибавляют 3—4 капли азотной кислоты, затем 4—5 капель серной кислоты, раз­бавленной 1:1, и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают до постоянной массы при температуре 800°С, ох­лаждают в эксикаторе и взвешивают в виде сернокислого каль­ция.

(Измененная редакция, Изм. Яі 1, 2).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Массовую долю кальция (X) в процентах вычисляют по формуле

т,-0,2944-100

^—т ’

где mi — масса осадка сульфата кальция, г;

т — масса навески силумина, г;

0,2944 — коэффициент пересчета сульфата кальция на кальций.

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в комплексонометрическом опреде­лении кальция с кислотным хром темно-синим в качестве инди­катора после предварительного отделения мешающих элементов.

5. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

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

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой до­лей 30%.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72.

Натрия диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864—71, раствор с массовой долей 5%.

Бумага конго красный.

Кислотный хром темно-синий.

Соль динатриевая этилен диамин N, N, N', А'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с мо­лярной концентрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М) готовят следу­ющим образом: 9,30 г трилона Б растворяют в воде. Если раствор мутный, его фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см’, затем разбавляют водой до метки и перемешивают.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530—76.

Стандартный раствор кальция с молярной концентрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М); 2,5022 г углекислого кальция, предва­рительно высушенного при температуре 100°С до постоянной мас­сы, растворяют в 30 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1. Пос­ле этого раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Для определения поправочного коэффициента раствора три- лона Б 20 см³ стандартного раствора кальция с молярной кон­центрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, разбавляют водой до 100 см³, при­ливают 3—4 капли раствора индигокармина и раствор гидроокиси калия до изменения окраски индигокармина из синей в желтую. Затем приливают 4—5 см³ гидроокиси калия, 0,1 г кислотного хром темно-синего и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствор-а из розовой в сине-фиолетовую.

Поправочный коэффициент (К) раствора трилона Б вычисля­ют по формуле

где Vi — объем стандартного раствора кальция с молярной кон­центрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М), см³;

V— объем раствора трилона Б с солярной концентрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М), см³.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363—80, раствор с массовой долей 20%.

Индигокармин, раствор с массовой долей 0,25% в спирте, раз­бавленном 1:1.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.

6. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Для определения кальция используют раствор, полученный по разд. 3. Раствор упаривают, если необходимо, до объема 100— 150 см³, прибавляют 0,5 г хлористого аммония, охлаждают, нейт­рализуют в присутствии бумаги конго красный раствором гидро­окиси натрия и соляной кислотой, разбавленной 1 : 1, до сиреневой окраски бумаги конго. Затем раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, приливают 30 см³ раствора диэтилдитио­карбамата натрия, разбавляют до метки водой и перемешивают.

После коагуляции осадка раствор фильтруют через 2—3 сухих фильтра «синяя лента» в сухую колбу вместимостью 250 см³. Пер­вые порции фильтрата отбрасывают. Отбирают пипеткой 200 см³ раствора в стакан вместимостью 400 см³, упаривают до объема примерно 100 см³, охлаждают, переводят в колбу вместимостью 250 см³ и сразу проводят титрование кальция трилоном Б, как описано ниже (через некоторое время растворы могут помутнеть из-за разложения избытка диэтилдитиокарбамата натрия. В слу­чае помутнения растворы необходимо фильтровать).

При титровании к раствору добавляют 3—4 капли раствора индигокармина и раствор гидроокиси калия до изменения окрас­ки из синей в желтую, после чего добавляют еще 4—5 см³ в из­быток (pH раствора = 12,5-—13,5). К полученному раствору до­бавляют 0,1 г индикатора кислотного хром темно-синего, затем титруют при постоянном перемешивании раствором трилона Б до перехода окраски из розовой в сине-фиолетовую.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Массовую долю кальция (Аф в процентах вычисляют по формуле

_v VKT-100

-A I =='

т ’

где V — объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М), израсходованный на титро­вание, см³;

Т —титр раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,025 моль/дм³ (0,025 М), вычисленный по кальцию, г/см³;

Л’— поправочный коэффициент раствора трилона Б;

т— масса навески силумина, г.

А Т О М Н О-A БСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в измерении атомной абсорбции каль­ция при распылении растворов проб в пламя ацетилен—закись азота при длине волны 422,7 нм.

S. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрометр атомно-абсорбционный модели Перкин-Эльмер, «Сатурн» или аналогичный.

Лампа с полым катодом, предназначенная для определения кальция.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагрева 1000°С.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457—75.

Закись азота.

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

Водорода пероксид по ГОСТ 10929— 76, раствор с массовой долей 3%.

Алюминий марки.А999 по ГОСТ 11069—74.

Раствор алюминия А: 10,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см³, добавляют 250 см³ соляной кислоты, раз­бавленной 1:1, и растворяют при нагревании с добавлением 1 см³ хлористого никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную кол­бу вместимостью 500 см³, разбавляют водой до метки и переме­шивают.

1 см³ раствора А содержит 0,02 г алюминия.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73.

Раствор кремния Б; 2,14 г тонко растертой в агатовой или из оргстекла ступке и предварительно прокаленной в течение 1 ч при температуре 1000°С двуокиси кремния сплавляют в плати­новом тигле с 15 г безводного углекислого натрия при темпера­туре 900°С в течение 15 мин до получения прозрачного плава. Плав растворяют в воде при нагревании в платиновой, серебря­ной или никелевой чашке. Раствор охлаждают, переводят в мер­ную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде.

1 см³ раствора Б содержит 0,001 г кремния.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77.

Раствор оксида натрия В: 190 г высушенного при температуре 105°С в течение 30 мин хлористого натрия растворяют в воде. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, до­водят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора В содержит 0,1 г оксида натрия.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530—76.

Стандартные растворы кальция.