Группа 1>09
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ
М
ГОСТ
10364-90
Petroleum and petroleum products.
Method for determination of vanadium
MKC 75.080
ОКСТУ 0209
Дата введення 01.01.92
Настоящий стандарт распространяется на сырую нефть, продукты ее перегонки, тяжелые дистиллятные топлива, остаточные нефтепродукты и устанавливает фотометрический метод определения ванадия при содержании его не менее 2 мг/кг продукта.
Стандарт не распространяется на отработанные масла и нефтепродукты с золообразующими присадками.
Сущность метода заключается в обработке испытуемой пробы концентрированной серной и азотной кислотами или элементарной серой, или сожжении пробы. Полученная при сжигании зола подвергается кислотной обработке с последующим фотометрированием раствора комплекса фосфоровольфрамовокислого ванадия на длине волны 436 нм.
АППАРАТУРА. МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
Спектрофотометр или фотоколориметр, оснащенный фильтром, обеспечивающим полосу пропускания 10—20 нм при длине волны 436 нм; кюветы измерительные с толщиной слоя I; 2 или 5 см.
Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до (525125) ’С или при озолении пробы (825125) ’С.
Электроплитка закрытая с терморегулятором.
Чашки для выпаривания из термостойкого и химически стойкого стекла или платиновые чашки диаметром 80—110 мм вместимостью 50—400 см3.
Палочка стеклянная.
Стаканы по ГОСТ 25336, вместимостью 50, 150, 250 и 400 см3.
Колбы мерные по ГОСТ 1770. вместимостью 25, 50, 100, 500 и 1000 см3.
Стаканы фарфоровые по ГОСТ 9147.
Пипетки вместимостью 0,5: 1.0: 2,0; 5.0; 10.0; 25.0 емз по ГОСТ 29227.
Лампа инфракрасная или другие нагревательные устройства, позволяющие выпаривать пробу без разбрызгивания.
Горелка газовая.
Капельница по ГОСТ 25336.
Воронка стеклянная по ГОСТ 25336. диаметром 55—60 мм.
П ромы валка.
Бумага индикаторная.
Бумага фильтровальная с содержанием золы не более 0.015 % или обеззоленный фильтр.
Вода дистиллированная и бидистиллированная, pH 5,4—6,6.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, концентрированная и разбавленная 1:9. При приготовлении разбавленных кислот к объемам воды осторожно добавляют концентрированную кислоту.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, 85 %-ная и разбавленная 1:2.
Кислота серная по ГОС! 4204, концентрированная и разбавленная 1:1,2 моль/дм1.
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещенаНатрий углекислый безводный по ГОСТ 83.Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289. раствор 185 г/дм5.
Сера элементарная с содержанием золы не более 10 мг/кг.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 0,5 и 2.0 моль/дм3.
Изопропанол, х. ч. или ч. д. а.
Ванадия пятиокись по НД. х. ч.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336, х. ч.
Ксилол, х. ч. или ч. д. а.
толуолсульфокислота, х. ч. или ч. д. а.
Фенолфталеин. 1 %-ный раствор в этиловом спирте.
Весы лабораторные общего назначения с пределом взвешивания 200 г не ниже 2-го класса точности.
Все используемые реактивы должны быть квалификации х. ч. или ч. д. а.
Допускается применять импортные реактивы квалификации не ниже указанной в стандарте.
(Поправка. МУС 9—92).
ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
Отбор проб - по ГОСТ 2517.
Приготовление серной кислоты с (H2SO4) = 2 моль/дм3.
В фарфоровый стаканчик вместимостью 150 см3 наливают 70 см3 дистиллированной воды и осторожно, по каплям, при постоянном перемешивании, добавляют 11 см5 концентрированной серной кислоты. После охлаждения содержимое стаканчика количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см’ и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление раствора вольфрамовокислого натрия 185 г/дм-1.
В стакане вместимостью 50 см3 растворяют 18.5 г двухволного вольфрамовокислого натрия (Na,WO4 -2Н.О) в горячей дистиллированной воде, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см5 и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление гидроокиси натрия с (NaOH) = 0,5 моль/дм1.
В стакан вместимостью 100 см’ помещают 20.0 г гидроокиси натрия, осторожно растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление гидроокиси натрия с (NaOH) = 2 моль/дм3.
В стакан вместимостью 50 см3 помешают 8 г гидроокиси натрия, осторожно растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление эталонного раствора ванадия 1000 мг/кг (1 см3 раствора содержит 1 мг ванадия).
В стакане вместимостью 100 см3 растворяют 0,5740 г метаванадиевокислого аммония в 40 см3 разбавленной азотной кислоты, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление эталоінюго раствора ванадия 50 мг/кг (1 см-1 раствора содержит 0,05 мг ванадия).
Пипеткой отбирают 5 см3 эталонного раствора ванадия 1000 мг/кг. количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Приготовление эталонного раствора ванадия из пятнокиси ванадия (V,O5)
Приготовление эталонного раствора ванадия 100 мг/кг (1 см’ раствора содержит 0.1 мг ванадия).
В стакан вместимостью 50 см3 помешают 0.1785 г пятнокиси ванадия, предварительно прокаленного в платиновой чашке при температуре 500 ’С—550 ’С в течение 2 ч. Добавляют в стакан 1,5 см3 2 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия и нейтрализуют по каплям 2 моль/дм3 раствором серной кислоты (приблизительно 0,2 см3) в присутствии лакмусовой бумаги до pH от 6 до 7 с небольшим избытком (приблизительно одна капля).
Затем в стакан добавляют 10 см3 дистиллированной воды, содержимое количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. Все операции проводят по возможности быстро, постоянно перемешивая.
Приготовление раствора ванадия 50 мг/кг (I см3 раствора содержит 0.05 мг ванадия).
Пипеткой отбирают 25 см3 эталонного раствора ванадия 100 мг/кг. количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.
Построение градуировочного графика
В пять стаканов вместимостью 100 см3 отмеряют пипеткой 0; 5.0; 10.0; 20,0 и 25,0 см3 раствора ванадия концентрации 50 мг/кг (1 см3 = 0,05 мг ванадия).
Добавляют к каждой аликвотной части 2 см3 серной кислоты 1:1.5 см3 разбавленной ортофосфорної) кислоты и 2.5 см3 вольфрамовокислого натрия, тщательно перемешивают после добавления каждого реактива.
(Поправка, ИУС 9-92).
Растворы нагревают до 40—70 'С, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой и выдерживают в течение 60 мин. Полученные растворы содержат 0; 0.25; 0,50; 1,0; 1,25 ванадия в 50 см3 раствора. Растворы должны быть прозрачными.
Растворы, приготовленные из реактивов по пп. 2.9.1 и 2.9.2. не содержащие ванадия, используют в качестве контрольного раствор;!.
(Поправка, ИУС 9-92).
Измеряют оптическую плотность рабочего раствора на спектрофотометре при длине волны 436 нм либо на фотоэлектроколориметре со светофильтром, обеспечивающем полосу пропускания от 430 до 450 нм.
Толщину кюветы (1.2 или 5 см) выбирают в зависимости от содержания ванадия в испытуемом продукте.
В кювету сравнения помешают контрольный раствор.
Кювету толщиной 5 см используют при концентрации ванадия до К) мг/кг (при этом для построения градуировочного графика отмеряют пипеткой 0; 2.0; 4.0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 раствора ванадия 50 мг/кг). При концентрации ванадия более 10 мг/кг используют кюветы толщиной 1 или 2 см.
Для построения градуировочного графика по оси ординат откладывают оптическую плотность раствора, а по оси абсцисс — содержание ванадия (мг в 50 см3 раствора).
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
Обработка пробы концентрированной серной кислотой
Дія достижения однородности пробу перед испытанием нагревают от 20 ‘С до 100 ’С в зависимости от вязкости. Если продукт высоковязкий, то его нагревают от 3 до 10 мин при непрерывном перемешивании. Осадок на дне осторожно перемешивают.
Масса пробы нефтепродукта зависит от предполагаемого содержания ванадия, толщины слоя раствора в измерительной кювете и конечной концентрации (разбавления) пробы.
Массу пробы (/н) в граммах вычисляют по формуле
К т = —. с
где К— коэффициент для расчета массы пробы (табл. 1);
с — предполагаемая концентрация ванадия, мг/кг.
Таблица 1
|
Толщина кюветы, см |
Вместимость колбы для ра лба паем и я пробы. см' |
Коэффициент для расчета массы пробы Л' |
|
1 |
50 |
500 |
|
1 |
25 |
250 |
|
2 |
50 |
250 |
|
2 |
25 |
125 |
|
5 |
50 |
100 |
|
5 |
25 |
50 |
Испытуемую пробу в чашке для выпаривания ставят под лампу инфракрасного излучения или другого нагревательного устройства. Выпаривают приблизительно до 50 % первоначального объема, избегая разбрызгивания.
К частично выпаренной пробе добавляют примерно равный объем концентрированной серной кислоты (примерно в соотношении между количеством кислоты и пробой 1 см3 на I г).
Подготовленную таким образом пробу оставляют на несколько часов в контакте с серной кислотой для лучшего ее воздействия и предотвращения разбрызгивания раствора в процессе нагревания на электроплитке.
Добавляют I см3 изопропанола для предотвращения или уменьшения ценообразования. Чашку с пробой ставят на электроплитку.
Постоянно помешивая стеклянной палочкой, пробу подогревают на электроплитке до начала загустения и появления белого дыма. Электроплитку заменяют горелкой.
При постоянном перемешивании разложение пробы ведут до исчезновения белого дыма и получения обуглившегося осадка.
Стеклянную палочку' очищают фильтровальной бумагой. Бумагу кладут в чашку для выпаривания, в которой обугливался образец.
Обработка пробы серой
В подготовленную согласно пп. 3.1.1—3.1.3 пробу добавляют серу в количестве 10 % массы пробы, тщательно перемешивают и проводят испытание согласно пп. 3.1.5—3.1.7.
Остаток, полученный после обработки серой или серной кислотой, переносят в муфельную печь, нагретую до температуры не менее 120 "С, доводят в течение 2—3 ч температуру до (525125) ’С.
Для облегчения процесса озоления осадка в печь подается поток воздуха или кислорода.
К полученной сульфатной золе добавляют 2 см3 концентрированной азотной кислоты. 2 см3 концентрированной серной кислоты и подогревают на электроплитке до появления белого дыма.
Снимают чашку с электроплитки и тщательно обмывают стенки чашки 15 см3 дистиллированной воды. Снова нагревают на электроплитке до появления белого дыма и охлаждают. Добавляют раствор гидроокиси натрия с (NAOH) = 0,5 моль/дм3 в присутствии индикаторной бумаги до достижения pH от 6 до 10. Затем добавляют по каплям разбавленную серную кислоту 1:1 до pH от 3 до 5.
(Поправка, МУС 9-92).
Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см’ и доводят до метки дистиллированной водой.
Если полученный раствор мутный, его фильтруют до осветления через стеклянную воронку с бумажным фильтром.
Способ сожжения пробы
Способ сожжения применяют при анализе тяжелых дистиллятных и остаточных топлив.
В платиновую чашку помещают обеззоленный фильтр гак. чтобы он плотно прилегал ко дну и стенкам чашки. Чашку с фильтром взвешивают.
Массу испытуемого нефтепродукта берут в соответствии с табл. 2.
Таблица 2
К
Масса пробы, t
онцентрация ванадия, мг/кгO
До 10
Св. 10
r 25 до 50» 15 » 30
Второй обеззоленный фильтр складывают вдвое и сворачивают в виде конуса. Верхнюю часть конуса на расстоянии 5-10 мм от верха отрезают ножницами и помешают в чашку. Свернутый в виде конуса фильтр опускают в чашку с нефтепродуктом основанием вниз так, чтобы он стоял устойчиво, закрывая большую часть нефтепродукта.
Чашку с испытуемым нефтепродуктом нагревают на электроплитке в течение 20—30 мин до прекращения легкого вспенивания и пропитки фильтра нефтепродуктом. После того как фильтр пропитается нефтепродуктом, его поджигают. Сжигают нефтепродукт до получения сухого углистого остатка.Платиновую чашку с сухим углистым остатком помещают в муфель, нагретый до температуры не ниже 200 С, в течение 2—3 ч поднимают температуру до (550120) ’С и выдерживают чашку с остатком при этой температуре до полного озоления (1 ч и более). Охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 5 см5 разбавленной соляной кислоты и подогревают содержимое до растворения золы. Полученный раствор упаривают до 2—3 см’ и добавляют к нему 0.5 г безводного углекислого натрия. Полученный раствор упаривают на песчаной бане до исчезновения влаги (визуально). Затем чашку помещают на 2—3 мин в муфель, нагретый до (800120) ’С.
