* '’«Xfrww*1» Я
"а;».цЦ.Іа*!В2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
УДК 669.15—194:546.882.06:006.354 Группа В39
Г
ГОСТ
12361—82
Взамен
ГОСТ 12361—82,
кроме общих указаний
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
Методы определения ниобия
Alloyed and high-alloyed steels.
Methods for determination of niobium
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 сентября 1982 г. № 3863 срок действия установлен
с 01.01.84 до 01.01.89
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения ниобия при его массовой доле от 0,01 до 4,00 % с реагентом ПАН, сульфонитрофенолом С или сульфохлорфенолом С и от 0,01 до 8,00 % с реагентом ПАР.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 20560—81.
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ
С РЕАГЕНТОМ ПАН
Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения ниобия с реагентом ПАН и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 578 нм. Ниобий предварительно экстрагируют раствором N-бензиланилина в хлороформе.
Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Баня водяная.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
Переиздание. Ноябрь 1987 г.
© Издательство стандартов, 1988Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1 : 1 и 1 : 3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или ГОСТ 14261—77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Хлороформ по ГОСТ 20015—74.
N-бензиланилин, раствор в хлороформе с массовой концентрацией 30 г/дм3.
Метанол по ГОСТ 6995—77.
ПАН (1-(2-пиридилазо)-2-нафтол), раствор в метаноле с массовой концентрацией 2 г/дм3.
Ниобий марки НБ1, НБ2, НБЗ по ГОСТ 16099—80, марки НБШ00, НБШ0, НБЦІ1 по ГОСТ 16100—79 или ниобия пятиокись особой чистоты.
Стандартные растворы ниобия.
Раствор А: 0,125 г ниобия помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 фтористоводородной кислоты и 5 см3 азотной кислоты, добавляют 10 см3 раствора серной кислоты (1:1) и дважды выпаривают до появления густых паров серной кислоты; или 0,1788 г пятиокиси ниобия сплавляют в платиновом тигле с 3 г пиросернокислого калия. После охлаждения к раствору или плаву добавляют небольшими порциями 125 см3 раствора винной кислоты, 20 см3 раствора серной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0005 г ниобия; годен к употреблению в течение 3 мес.
Раствор Б: 25 см3 стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00005 г ниобия.
Раствор В: 25 см3 стандартного раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 5 см3 раствора винной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора В содержит 0,000005 г ниобия.
Сталь или искусственная смесь для проведения контрольного опыта, близкая по составу к анализируемому материалу, но не содержащая ниобия.
Проведение анализа
Навеску массой 0,25 г при массовой доле вольфрама до 5 % или 0,125 г при массовой доле вольфрама свыше 5 % помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 15 см3 соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. Если сталь содержит до 0,5 % циркония при массовой доле ниобия до 0,1 %, добавляют 3 см3 ортофосфорной кислоты, к раствору добавляют 15 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, обмывают стенки стакана 2—3 см3 воды и повторяют выпаривание до появления паров серной кислоты. К охлажденному раствору добавляют 35 см3 раствора серной кислоты (1:1), 20 см3 раствора винной кислоты и нагревают до растворения солей. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу, приливают раствор серной кислоты (1:1) и раствор винной кислоты в соответствии с табл. 1, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля ниобия, % |
Вместимость мерной колбы, см3 |
Объем серной кислоты (1 : 1), см3 |
Объем раствора винной кислоты, см3 |
Объем аликвотной части раствора, см3 |
Масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г |
|
ДЛЯ навески 0,25 г |
для навески 0,125 г |
|||||
От 0,01 до 0,10 |
100 |
25 |
0,0625 |
0,0312 |
||
Св. 0,10 до 1,0 |
250 |
75 |
30 |
25 |
0,0250 |
0,0125 |
Св. 1,0 до 4,0 |
500 |
200 |
80 |
10 |
0,0050 |
0,0025 |
Аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1 помещают в делительную воронку вместимостью 100 см3.
При массовой доле ниобия свыше 1,0% к аликвотной части раствора добавляют 7,5 см3 раствора серной кислоты (1: 1), 3 см3 раствора винной кислоты и 4,5 см3 воды
Добавляют 10 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе и содержимое делительной воронки встряхивают в течение 2 мин. После разделения фаз хлороформный экстракт переводят во вторую делительную воронку вместимостью 100 см3. Экстракцию повторяют дважды с 5 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе. Хлороформные экстракты собирают во вторую делительную воронку, добавляют 5 см3 раствора серной кислоты (1:3) и встряхивают 2 мин. После разделения фаз хлороформный экстракт фильтруют через слой ваты в мерную колбу вместимостью 50 см3. Раствор серной кислоты во второй делительной воронке встряхивают дважды по 2 мин с 5 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе. После разделения фаз хлороформные экстракты присоединяют к основному экстракту в мерной колбе, добавляют 3 см3 раствора ПАН, добавляют 35 см3 метанола, перемешивают и нагревают на водяной бане с термостатом 20 мин при температуре (50±2) °С. Раствор охлаждают до 20°С, доливают метанолом до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 578 нм.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, проведенный через все стадии анализа. Содержание ниобия находят по градуировочному графику.
Построение градуировочного графика
В восемь делительных воронок вместимостью 100 см3 наливают по 10 см3 раствора серной кислоты (1:1), по 5 см3 раствора винной кислоты и в семь из них 0,6 (при навеске пробы 0,125 г) 1,0; 2,0 и 5,0 см3 стандартного раствора В и 1,0; 3,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Б. К растворам добавляют воды до 25 см3, по 10 см3 раствора N-бензиланилина в хлороформе и содержимое делительных воронок встряхивают 2 мин. Далее поступают, как указано в п. 2.3.1. Оптическую плотность раствора измеряют относительно раствора, не содержащего ниобия.
По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массовым долям ниобия строят градуировочный график.
Обработка результатов
Массовую долю ниобия (X) в процентах вычисляют по формуле
■%т-100
тг
где т—масса ниобия в аликвотной части анализируемого раствора, найденная по градуировочному графику, г;
т< — масса навески пробы, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности P=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля ниобия, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
От 0,01 до 0,02 |
0,007 |
Св. 0,02 » 0,05 |
0,01 |
» 0,05 » 0,1 |
0,02 |
» 0,1 » 0,2 |
0,03 |
» 0,2 » 0,5 |
0,05 |
» 0,5 » 1,0 |
0,07 |
» 1,0 » 2,0 |
0,10 |
» 2,0 ■» 4,0 |
0,15 |
» 4,0 » 8,0 |
0,30 |
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ С СУЛЬФОХЛОРФЕНОЛОМ С ИЛИ СУЛЬФОНИТРОФЕНОЛОМ С
Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения ниобия с сульфохлорфенолом С или с сульфонитрофенолом С в среде соляной кислоты с молярной концентрацией 1—3 моль/дм3 и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 650 или 640 нм соответственно. При массовой доле ниобия до 0,1 % влияние железа устраняют восстановлением его аскорбиновой кислотой или гидроксиламином. Влияние циркония устраняют связыванием его в комплекс грилоном Б.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Баня водяная.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 или ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1 : 1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм3.
Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3 или гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Соль динатриевая этилендиамищМ, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Сульфохлорфенол С (2,7-бис (азо-2-окси-З сульфо-5-хлорбен- зол)-1,8 дио.ксинафталин-3,6-дисульфоновая кислота), раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3 или сульфонитрофенол С (2,7-бис (азо-2-окси-З — сульфо-5 — нитробензол)-1,8-диоксинаф- талин-3,6-дисульфоновая кислота), раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3; годен к употреблению в течение 3 мес.
Ниобий марки НБ1, НБ2, НБЗ по ГОСТ 16099—80; марки НБШ00, НБШ0, НБШ1 по ГОСТ 16100—79 или ниобия пяти- окись особой чистоты.
Стандартные растворы ниобия.
Раствор А: 0,1 г ниобия помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 фтористоводородной кислоты и 5 см3 азотной кислоты, добавляют 15 см3 серной кислоты и дважды выпаривают до появления густых паров серной кислоты или 0,1431 г пятиокиси ниобия сплавляют в платиновом тигле с 3 г пиросернокислого калия. К охлажденному раствору или плаву добавляют небольшими порциями 100 см3 раствора винной кислоты, нагревают до растворения солей и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, добавляют 400 см3 раствора винной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; годен к употреблению в течение 3 мес.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г ниобия.
Раствор Б: 10 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 15 см3 раствора винной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00001 г ниобия.
Раствор В: 10 см3 стандартного раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 15 см3 раствора винной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора В содержит 0,000001 г ниобия.
Раствор Г: 0,1 г ниобия помещают в платиновую чашку и растворяют в 20 см3 фтористоводородной кислоты и 5 см3 азотной кислоты, добавляют 30 см3 серной кислоты и выпаривают до появления густых паров серной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, обмывая стенки чашки раствором серной кислоты (1 : 1), добавляют 30 см3 воды, охлаждают, доливают раствором серной кислоты (1:1) до метки и перемешивают; годен к употреблению в течение 3 мес.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г ниобия.
Сталь или искусственная смесь для проведения контрольного опыта, не содержащая ниобия, отличающаяся от испытуемой стали по массовым долям: железа — не более чем на 20%; никеля, кобальта, марганца — 10 %; хрома, титана, ванадия — 5%; меди — 1 % в присутствии аскорбиновой кислоты и 5 % в других случаях; молибдена — 0,5 %, вольфрама — 2 %, циркония — 0,2 % при массовой доле ниобия до 0,1 % и 2 %, 5 % и 2 % соответственно при массовой доле ниобия свыше 0,1 %.
Проведение анализа
Навеску массой в зависимости от массовой доли ниобия в соответствии с табл. 3 помещают в стакан вместимостью 150—250 см3 и растворяют в 30 см3 соляной кислоты, затем добавляют 2—3 см3 азотной кислоты и 1 см3 ортофосфорной кислоты и продолжают растворение.