УДК 669.15’292—198:546.18.06:006.354 Группа В19
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ФЕРРОВАНАДИЙ |
ГОСТ |
Методы определения фосфора |
13217.5—90 |
Ferrovanadium. Methods for determination of phosphorus |
(СТ СЭВ 1215—89) |
ОКСТУ 0809
Срок действия с 01.07.91
д о 01.07.2001
‘
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
О бщие требования к методам анализа — по ГОСТ 27349.
Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД НА ОСНОВЕ ЖЕЛТОГО
ФОСФОРНОВАНАДИЕВОМОЛИБДЕНОВОГО КОМПЛЕКСА
Сущность метода
Метод основан на образовании в азотнокислой среде фосфорнованадиевомолибденового комплексного соединения, окрашенного в желтый цвет, и измерении оптической плотности раствора.
А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и растворы 1:1 и 1 : 50.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Калий углекислый — натрий углекислый по ГОСТ 4332.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор 100 г/дм3.
Раствор хранят в посуде из полиэтилена. В случае необходимос-
И
Перепечатка воспрещена
здание официальное ★ти реактив перекристаллизовывают: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при нагревании до температуры 80 °С. Раствор фильтруют через плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 см3 этилового спирта, перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом отфильтровывают на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Осадок промывают 2—3 раза этиловым спиртом порциями по 30 см3 и высушивают на воздухе.Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962 или по ГОСТ 183G0.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336, раствор 3 г/дм3: 1,5 г аммония ванадиевокислого растворяют в 250 см3 воды при температуре 50—60 °С и охлаждают. Добавляют 40 см3 раствора азотной кислоты 1 : 1 и раствор разбавляют водой до объема 500 см3.
Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111: 180 г азотнокислого железа растворяют в 500 см3 воды с добавлением 5 см3 азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью II дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит примерно 0,025 г железа.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198. Стандартные растворы фосфора
Раствор А: 0,4394 г фосфорнокислого однозамещенного калия, предварительно высушенного при температуре 105 °С и охлажденного в эксикаторе, растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 примерно в 200 см3 воды. Раствор доливают до метки водой и перемешивают- Хранят раствор в полиэтиленовой посуде.
Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см3.
Раствор Б: 20,0 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовая концентрация фосфора в растворе Б равна 0,00002 г/см3; раствор готовят в день применения.
Проведение анализа
Навеску пробы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 200 см3, осторожно приливают 10 см3 азотной кислоты и растворяют при слабом нагревании. Затем раствор выпаривают до получения влажных солей, приливают 10 см3 азотной кислоты и повторяют выпаривание раствора до влажных солей. Приливают 20 см3 азотной кислоты, 30 см3 воды и растворяют соли при нагревании.
Горячий раствор фильтруют через фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество беззольной фильтробумажной массы, и ппомывают 5—6 раз горячим раствором азотной кислоты 1 : 50.
Фильтр с осадком кремниевой кислоты помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 700—800 °С до полного выгорания углерода. К осадку прибавляют 2—3 капли азотной кислоты, 2—3 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха.
Остаток прокаливают в течение 5—10 мин при температуре 700—800°С. После охлаждения прибавляют 1 г углекислого калия-натрия и сплавляют в течение 10 мин при температуре 800—850°С.
Плав выщелачивают в 50—60 см3 горячей воды, тигель обмывают водой и удаляют. Раствор кипятят 5 мин, после чего фильтруют. Фильтр промывают 5—6 раз горячей водой и фильтрат присоединяют к основному раствору. Объединенный раствор выпаривают до объема 60—80 см3, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
В две мерные колбы вместимостью по 50 см3 помещают по 20,0 см3 раствора пробы. Затем в одну из колб помещают 2,0 см3 раствора молибденовокислого аммония и 2,0 см3 раствора ванадиевокислого аммония, а в другую — 2,0 см3 раствора ванадиевокислого аммония. Раствор в колбах доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор второй мерной колбы, не содержащий раствор молибденовокислого аммония, применяют в качестве раствора сравнения.
Через 15—20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 453 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания от 430 до 460 нм.
Раствор контрольного опыта готовят согласно п. 2.3.1 с добавлением 5 см3 раствора азотнокислого железа.
Массу фосфора находят по градуировочному графику после вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы.
Для построения градуировочного графика в шесть мерных колб вместимостью по 50 см3 вводят 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00004; 0,00008 ; 0,000Г2; 0,00016; 0,00020 и 0,00024 г фосфора.
Во все колбы прибавляют по 1,0 см3 раствора азотнокислого железа, по 8 см3 раствора азотной кислоты 1 : 1 и перемешивают. Затем добавляют по 2,0 см3 раствора молибденовокислого аммония и 2,0 см3 раствора ванадиевокислого аммония, доливают до метки водой и перемешивают.
Через 15—20 мин измеряют оптическую плотность стандартных растворов на спектрофотометре при длине волны 453 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания от 430 до 460 нм. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора фосфора.По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам фосфора строят градуировочный график.
Обработка результатов
Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют па формуле
М=-^--100, (1)
т
где т. — масса фосфора, найденная по градуировочному графику, г;
т — масса навески, соответствующая аликвотной части раствора пробы, г.
Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фосфора приведены в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля фосфора. |
Погрешность результатов анализа, % |
Допускаемые расхождения, % |
|||||||||
двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях |
двух параллельных определений |
трех параллельных определений |
результатсв анализа стандартного образца от аттестованного значения |
||||||||
|
% |
||||||||||
От |
0,01 |
до |
0,02 |
ВКЛЮЧ. |
0,003 |
0,004 |
0,003 |
0,004 |
0,002 |
||
Св. |
0,02 |
» |
0,05 |
|
0,006 |
0,007 |
0,006 |
0,007 |
0,004 |
||
|
0,05 |
|
0,10 |
> |
0,007 |
0,009 |
0,007 |
0,009 |
0>,005 |
||
|
0,10 |
» |
0,24 |
|
0,010 |
0,012 |
0,010 |
0,013 |
0,006 |
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД НА ОСНОВЕ СИНЕГО ФОСФОРНОМОЛИБДЕНОВОГО КОМПЛЕКСА
Сущность метода
Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты и последующем восстановлении ее в хлорносернокислой среде аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности, раствора.
От сопутствующих элементов фосфор отделяют соосаждением на гидроксиде бериллия при pH 8—10.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1 : 1.
Кислота хлорная плотностью 1,5 г/см3.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Аммоний бромистый по ГОСТ 19275 или кислота бромистово- дорсдная по ГОСТ 2062.
Аммиак водный но ГОСТ 3760.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 0,2 г/дм3.
Соль динатриевая этилендиамин — N, N, Nz, N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 100 г/дм3.
Бериллия сульфат 4-водный, раствор: 19,7 г сульфата бериллия растворяют в 100 см3 воды и приливают 9 см3 серной кислоты. После охлаждения раствор разбавляют до 1 дм3 водой и перемешивают.
Кислота аскорбиновая свежеприготовленный раствор 20 г/дм3.
Феноловый красный, раствор 1 г/дм3: 0,1 г фенолового красного растворяют в 50 см3 воды с добавлением 6,0 см3 раствора гидроокиси натрия и разбавляют водой до объема 100 см3.
Калий виннокислый кислый по ГОСТ 3654.
Сурьмы (III) окись.
Калий сурьмяновиннокислый, раствор 3 г/дм3.
При отсутствии реактива его готовят: 28,2 г виннокислого кислого калия растворяют при кипячении в 600 см3 воды и добавляют небольшими порциями 14,6 г окиси сурьмы.
При необходимости раствор фильтруют, охлаждают до температуры 0—5 °С и выдерживают при этой температуре в течение 2—3 ч. Полученные кристаллы отфильтровывают на плотный стеклянный фильтр и высушивают при температуре 100 °С.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765. При необходимости реактив перекристаллизовывают, как указано в п. 2.2.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.
Реактивная смесь: 1,74 г молибденовокислого аммония растворяют в 100 см3 воды и приливают 20 см3 серной кислоты. Раствор охлаждают, разбавляют до объема 250 см3 водой и перемешивают.
Промывная жидкость: к 500 см3 воды прибавляют 30 см3 раствора трилона Б, 15 см3 аммиака и разбавляют водой до объема 600 см3.
Железо металлическое.
Стандартные растворы фосфора по п. 2.2.
Проведение анализа
Навеску пробы, отобранную согласно табл. 2, помещают
Таблица 2
Массовая доля фосфора, % |
Масса навески пробы, г |
От 0,01 до О',03 включ. |
1,0 |
Св. 0,03 »0,12 » |
0,5 |
»0,12 » 0,24 » |
0,25 |
в платиновую или стеклоуглеродистую чашку, приливают 15 см3 азотной кислоты, 5 см3 фтористоводородной кислоты, 15 см3 хлорной кислоты, 1 г бромистого аммония или 3—5 см3 бромистоводородной кислоты и нагревают до полного растворения навески. Раствор выпаривают до выделения паров хлорной кислоты или досуха и охлаждают. Приливают 15 см3 соляной кислоты, 40 см3 воды и растворяют соли при нагревании.
Раствор переносят в колбу вместимостью 250 см3. После охлаждения прибавляют 60 см3 раствора трилона Б, 10 см3 раствора сульфата бериллия, нейтрализуют аммиаком до темно-красной окраски раствора и дополнительно добавляют еще 5 см3 аммиака. При проведении контрольного опыта изменение pH среды следует контролировать по индикатору феноловому красному. Раствор нагревают до кипения и кипятят в течение 2—3 мин.
Раствор охлаждают в проточной воде до температуры 15— 18 °С. Отфильтровывают осадок на фильтр средней плотности и промывают колбу и осадок 5—6 раз промывной жидкостью. Растворяют осадок в колбе, в которой проводилось осаждение. Для этого добавляют 20 см3 горячего раствора соляной кислоты, приливая его порциями по 10 см3. Фильтр промывают 5—6 раз горячей водой и отбрасывают.
Фильтрат охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
В стакан вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть раствора, равную 10,0 см3, приливают 1 см3 хлорной кислоты, нагревают до выделения паров хлорной кислоты и охлаждают. Приливают 50 см3 воды, 5,0 см3 реактивной смеси, 5,0 см3 раствора аскорбиновой кислоты и 1,0 см3 раствора сурьмяновиннокислого калия.