Страница 2: ГОСТ 9853.3-96. Титан губчатый. Методы определения углерода (70642)

5₃ — площадь пика, соответствующая содержанию диоксида углерода в стандартном образце, мм²;

т₂— масса навески анализируемой пробы, г.

Таблица 1

Допускается проводить контроль точности результатов анализа по методу добавок в соответ­ствии с ГОСТ 25086.

5 Газообъемный метод

Установка для определения содержания углерода (рисунок 2) состоит из баллона с кислородом 1, снабженного редукционным вентилем; склянки Тищенко 2, содержащей раствор перманганата калия массовой концентрации 40 г/дм³ в растворе гидроксида калия массовой концентрации 400 г/дм³; склянки Тищенко 3, содержащей серную кислоту; U-образной трубки 4, заполненной в первой половине (по ходу кислорода) натронной известью, а во второй — хлоридом кальция; U-образной трубки 5, наполненной на ²/₃ аскаритом и на */₃ хлоридом кальция; электропечи 6 с силитовыми нагревателями и регулятором напряжения 7; термопары платино-платинородиевой 8 терморегулятора 9; трубки фарфоровой неглазурованной 10 длиной 750 мм, внутренним диаметром 18—20 мм (концы трубки должны выступать из печи на менее чем на 160 мм с каждой стороны и перед применением трубки должны быть прокалены при температуре 1573 К по всей длине); склянки 11, содержащей хромовую смесь; трубки 12, заполненной стеклянной ватой; склянки 13, содержащей раствор йодида калия массовой концентрации 100 г/дм³; газоанализатора ГОУ, включающего зме­евиковый холодильник 14, трехходовой кран 75, соединяющий газоизмерительную бюретку 16 с холодильником и поглотительным сосудом 17', одноходового крана 18, соединяющего газоизмери­тельную бюретку с атмосферой.

Рисунок 2

Сосуд для поглощения диоксида углерода снабжен затворными клапанами-поплавками, кото­рые закрывают поглотитель при его наполнении раствором щелочи. Поглотитель соединен с ци­линдрическим сосудом, в который при наполнении поглотителя газовой смесью перекачивается раствор щелочи. Для перекачивания газовой смеси служит уравнительная склянка 19 вместимостью 600—700 см³, заполненная раствором хлорида натрия.

Газоизмерительная бюретка-эвдиометр 20 со шкалой до 0,25 % углерода представляет собой узкий цилиндрический сосуд, расширенный в верхней части, вместимостью 250 см³. Бюретка имеет двойные стенки, пространство между которыми заполняют водой, благодаря чему среда почти не влияет на температуру газа в бюретке. В верхней части бюретки укреплен термометр для измерения температуры газов, здесь же находится пустотелый поплавок, который при наполнении бюретки поднимается и запирает верхнее отверстие. К узкой части бюретки прикреплена подвижная шкала для измерения объема газов. Деление шкалы соответствует непосредственно содержанию углерода в 1 г исследуемого вещества. Бюретки калибруются при температуре 289 К и давлении 1-Ю^-5 Па, поэтому для иных условий вводят поправку на температуру и атмосферное давление. Таблица поправочных коэффициентов дана в инструкции по эксплуатации эвдиометра. Газоизмерительную бюретку необходимо промывать хромовой смесью 1-2 раза в месяц.

Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147 перед применением прокаливают в токе кислорода при температуре 1573 К в течение 1 ч. Прокаленные лодочки хранят в эксикаторе. Шлифы крышки эксикатора не должны смазываться.

Крючок из жаростойкой низкоуглеродистой проволоки по ГОСТ 18143 диаметром 3—5 мм, длиной 600 мм.

Кальция хлорид плавленый по ГОСТ 450.

Этанол (спирт этиловый) ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Хрома (IV) оксид (ангидрид хромовый) по ГОСТ 3776.

Известь натронная.

Аскарит по действующему нормативному документу.

Кислород газообразный по ГОСТ 5583.

Хромовая смесь: 85 г оксида хрома (VI) растворяют в 120 см³ дистиллированной воды, к раствору приливают небольшими порциями при размешивании 500 см³ концентрированной серной кислоты; раствор хранят в закрытой склянке.

Калия гидроксид по ГОСТ 24363, раствор массовой концентрации 400 г/дм³.

Калия перманганат (калий марганцовокислый) по ГОСТ 20490, раствор массовой концентра­ции 40 г/дм³: 20 г перманганата калия растворяют в 500 см³ раствора гидроксида калия.Метиловый оранжевый по действующему нормативному документу, раствор массовой кон­центрации 1 г/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Натрия хлорид (натрий хлористый) по ГОСТ 4233, раствор массовой концентрации 260 г/дм³: 260 г хлористого натрия растворяют в 1000 см³ воды с добавлением 5 см³ серной кислоты и 2-3 капель раствора метилового оранжевого.

Калия йодид (калий йодистый) по ГОСТ 4232, раствор массовой концентрации 160 г/дм³.

Плавень — оксид меди порошкообразный по ГОСТ 16539. Оксид меди предварительно необ­ходимо прокалить в токе кислорода при температуре 1073 К в течение 6 ч.

В качестве плавней можно применять и другие материалы, обеспечивающие максимальное извлечение углерода из анализируемой пробы. Массовая доля углерода в плавне не должна превы­шать 0,002 %; допускается сжигание пробы без плавня при условии полного извлечения углерода.

Государственные стандартные образцы по ГОСТ 8.315.

Поглотительный сосуд наполняют раствором гидроксида калия, а в уравнительную склянку наливают 400—450 см³ раствора хлорида натрия.

Изменение красной окраски метилового оранжевого на желтую указывает на проникновение в бюретку раствора щелочи из поглотительного сосуда. В этом случае жидкость в бюретке необходимо заменить свежей. После каждого заполнения уравнительной склянки свежей жидкостью рекомен­

дуется провести одно-два предварительных сжигания навесок титана для насыщения жидкости диоксидом углерода, в противном случае при определении содержания углерода после наполнения уравнительной склянки свежей жидкостью новые результаты могут быть заниженными.

Один конец фарфоровой трубки соединяют резиновым шлангом через очистительные склянки с баллоном, содержащим кислород, а второй — с аппаратом ГОУ. После этого установку проверяют на герметичность при рабочей температуре печи. Для этого центральный трехходовый кран 15ставят в положение, разъединяющее бюретку, поглотительный сосуд и холодильник. Открыв кран 18, поднимают уравнительную склянку, при этом бюретка наполняется жидкостью. Как только жид­кость заполнит бюретку, кран 7<?закрывают, а центральный кран 15 ставят в положение, при котором бюретка соединяется с поглотительным сосудом.

Опустив уравнительную склянку, дают жидкости стечь из бюретки в уравнительную склянку. При этом уровень раствора щелочи в поглотительном сосуде повышается, поднимая поплавок. Как только поплавок закроет выход из поглотительного сосуда, центральный кран 15 и кран 18 ставят в положение, при котором бюретка соединяется с поглотительным сосудом.

Опустив уравнительную склянку, дают жидкости стечь из бюретки в уравнительную склянку. При этом уровень раствора щелочи в поглотительном сосуде повышается, поднимая поплавок. Как только поплавок закроет выход из поглотительного сосуда, центральный кран 15 и кран 18 ставят в положение, при котором бюретка соединяется с атмосферой. Поднимая уравнительную склянку, наполняют бюретку жидкостью до верхнего предела. Когда бюретка заполнится жидкостью, кран 18 закрывают, а уравнительную склянку опускают. Если аппарат герметичен, то поглотительный сосуд остается заполненным щелочью, а уровень жидкости в газоизмерительной бюретке должен остаться без изменения. Если же жидкость в газоизмерительной бюретке опускается, то это свидетельствует о том, что аппарат не герметичен. Его следует разобрать, протереть краны, смазать их вазелином и снова проверить аппарат на герметичность.

Для контроля работы установки перед началом работы и через каждые 2-3 ч во время работы сжигают 2-3 навески титана с известным содержанием углерода, близким к содержанию углерода в испытываемой пробе.

На дно лодочки помещают навеску титана массой 1 г, покрывают слоем плавня — оксида меди в отношении 1:4 и лодочку размещают в наиболее нагретой части фарфоровой трубки. Трубку закрывают пробкой, соединяя, таким образом, печь с кислородным баллоном. Затем пропускают предварительно очищенный кислород со скоростью 4-5 пузырьков в секунду. Краном 15 на неко­торое время разъединяют холодильник и эвдиометр, чтобы начало сжигания проходило под неко­торым давлением кислорода. Кран 15 ставят в положение, при котором газовая смесь поступает в газоизмерительную бюретку. Уравнительную склянку ставят на подставку, находящуюся в верхней части газоанализатора. В таком положении оставляют уравнительную склянку до тех пор, пока кислород и продукты сгорания не вытеснят жидкость из верхней части эвдиометра. После этого уравнительную склянку ставят в нижнее положение, оставляют до тех пор, пока уровень жидкости в измерительной бюретке не опустится примерно до нуля, после чего разъединяют пробку с фарфоровой трубкой и вынимают из трубки лодочку. При этом уровень жидкости устанавливается в эвдиометре на нулевом делении шкалы, а уровень в уравнительной склянке должен быть на одной горизонтали с уровнем жидкости в бюретке. Затем, меняя положение крана 15, газовую смесь (диоксид углерода+кислород) из газоизмерительной бюретки переводят в поглотитель, следя за тем, чтобы в верхней части бюретки не осталось пузырьков газа. Из поглотителя остаток снова перека­чивают в бюретку. Эту операцию повторяют дважды. Затем устанавливают кран 15 в положение полного разъединения газоизмерительной бюретки с поглотителем и измеряют объем газа в бюретке. Для этого жидкость в уравнительной склянке и измерительной бюретке устанавливают на одном уровне, выдерживают в течение 1 мин, чтобы стекла жидкость, оставшаяся на стенках бюретки, после чего, уравняв точно мениски по шкале измерительной бюретки, определяют объем поглощен­ного диоксида углерода, пропорциональный содержанию углерода в анализируемом материале, фиксируя соответствующее деление шкалы. Одновременно фиксируют температуру.

После выполнения анализа бюретку освобождают от газа и готовят аппарат для следующего анализа по 5.2.2.

Массовую долю углерода X, %, вычисляют по формуле

( 2)

где А — отсчет по шкале эвдиометра после сжигания пробы, %;

В — отсчет по шкале эвдиометра после сжигания контрольного опыта, %;

К — поправочный коэффициент на температуру и давление;

т — масса навески анализируемой пробы, г.

6 Кулонометрический метод

Анализатор типа АН-7560.

Печь трубчатая типа УС-7077.

Ротаметр по ГОСТ 13045.

Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147. Перед применением лодочки прокаливают в токе кислорода при рабочей температуре в течение 1 ч и хранят в эксикаторе. Шлиф крышки эксикатора не должен покрываться смазывающим веществом.

Крючок из жаростойкой низкоуглеродистой проволоки по ГОСТ 18143 диаметром 3—5 мм, длиной 600 мм.

Трубка огнеупорная муллито-кремнеземистая, рекомендуемая фирмой — изготовителем ана­

лизатора.

Стекловата по ГОСТ 10727.

Ткань Петрянова типа ФПП-25-3.

Аскарит по действующему нормативному документу.

Плавень — оксид меди порошкообразный по ГОСТ 16539. Оксид меди предварительно прока­ливают в токе кислорода при температуре 1073 К в течение 6 ч. В качестве плавня допускается применение и других материалов, обеспечивающих полное извлечение углерода из анализируемой пробы. Допускается сжигание пробы без плавня при условии полного извлечения углерода.