К раствору добавляют 16 см3 раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров, затем охлаждают, обмывают стенки стакана 2—3 см3 воды и повторяют выпаривание до появления паров серной кислоты. После охлаждения к раствору добавляют 1—2 см3 воды, 15 см3 раствора винной кислоты и нагревают до растворения солей. Охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 3
|
Массовая доля ниобия, % |
Масса навески пробы, г |
Объем аликвотной части раствора, см3 |
Масса навески в аликвотной части раствора, г |
|
От 0,010 до 0,10 |
0,4 |
5 |
0,020 |
|
Св. 0,10 » 2,00 |
0,1 |
2 |
0,002 |
|
» 2,00 » 4,00 |
0,1 |
1 |
0,001 |
Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
При массовой доле ниобия более 0,10 % и отсутствии циркония в мерную колбу вместимостью 50 см3 приливают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 3, 2 см3 раствора сульфохлорфенола С или сульфонитрофенола С, 24 см3 раствора соляной кислоты (1 : 1), доливают водой до метки, перемешивают и нагревают в течение 5 мин на водяной бане при температуре 40—50°С. Раствор охлаждают на воздухе до тех пор, пока его уровень не установится на метке колбы. Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны 650 нм в случае применения сульфохлорфенола С или при длине волны 640 нм в случае применения сульфонитрофенола С. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, проведенный через все стадии анализа. Содержание ниобия находят по градуировочному графику.
При массовой доле ниобия до 0,1 % и отсутствии циркония к аликвотной части раствора приливают 4 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты. По истечении 10 мин прибавляют 2 см3 раствора сульфохлорфенола С или сульфонитрофенола С, 20 см3 раствора соляной кислоты (1 : 1), доливают водой до метки и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.
Вместо аскорбиновой кислоты допускается применять раствор солянокислого гидроксиламина. Для этого к аликвотной части раствора приливают 5 см3 воды, 2 см3 раствора солянокислого гидроксиламина и нагревают на водяной бане до температуры 60—70°С, выдерживая раствор при этой температуре до его обесцвечивания. Раствор охлаждают на воздухе до комнатной температуры, приливают 2 см3 раствора сульфохлорфенола С или сульфонитрофенола С, 24 см3 раствора соляной кислоты (1 : 1), доливают водой до метки и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.
При наличии циркония анализ проводят в соответствии с п. 3.3.1 до получения фильтрата. Отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 3 в мерную колбу вместимостью 50 см3. Восстанавливают железо по п. 3.3.2, если массовая доля ниобия до 0,1 %. Добавляют 2 см3 раствора трилона Б, 20 или 24 см3 раствора соляной кислоты (1:1) в зависимости от применяемого восстановителя, 2 см3 раствора сульфохлорфенола С или сульфонитрофенола С, доливают водой до метки и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.
Построение градуировочных графиков
Для сталей, с массовой долей молибдена до 0,5 % и до 2 % вольфрама при массовой доле ниобия до 0,1 °/о и для сталей, содержащих свыше 0,1 % ниобия, массу навески стали или искусственной смеси для контрольного опыта обрабатывают в соответствии с п. 3.3.1 до получения фильтрата. В десять мерных колб вместимостью 50 см3 приливают аликвотные части раствора в соответствии с табл. Зив девять из них 1,0 и 2,0 см3 стандартного раствора В и 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 и 4,0 см3 стандартного раствора Б. Раствор десятой колбы служит раствором сравнения. Далее поступают, как указано в пп. 3.3.1; 3.3.2 или 3.3.3. По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им содержаниям ниобия строят градуировочный график.
Для сталей, с массовой долей молибдена свыше 0,5 % и свыше 2,0 % вольфрама при массовой доле ниобия до 0,1 %, в шесть стаканов вместимостью 150—250 см3 помещают навески массой 0,4 г стали или искусственной смеси для контрольного опыта. В пять стаканов приливают 0,4; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 см3 стандартного раствора Г. Навеска шестого стакана служит для приготовления раствора сравнения. Навески растворяют в 30 см3 соляной кислоты, затем добавляют по 2—3 см3 азотной кислоты и по 1 см3 ортофосфорной кислоты и продолжают растворение. К растворам добавляют такое количество раствора серной кислоты (1:1), чтобы в сумме со стандартным раствором оно составило 16 см3. Далее поступают, как указано в пп. 3.3.2 или 3.3.3.
По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им содержаниям ниобия строят градуировочный график.
Обработка результатов
Обработка результатов — по п. 2.4.
4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИОБИЯ
С РЕАГЕНТОМ ПАР
Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения ниобия с реагентом ПАР и тартрат-ионами в среде соляной кислоты с молярной концентрацией 0,75 моль/дм3. Влияние сопутствующих элементов устраняют маскированием их три- лоном Б. При массовой доле ниобия до 0,1 % его предварительно выделяют соосаждением с таннатом метилового фиолетового или кристаллического фиолетового в присутствии вольфрама.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 или ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 25, 1 : 5, 1 : 2 и 1 : 1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Смесь соляной и азотной кислот 1 :3.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78.
Натрий сернокислый по ГОСТ 4145—74.
Аммоний виннокислый по ГОСТ 4951—79, раствор с массовой концентрацией 80 г/дм3.
Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289—78, раствор с массовой концентрацией 45 г/дм3; годен к употреблению в течение 2 мес.
Раствор натрия сернокислого и аммония виннокислого: 2,6 г натрия сернокислого помещают в кварцевый стакан, приливают 2—3 см3 серной кислоты и расплавляют. К охлажденному плаву добавляют 50 см3 раствора виннокислого аммония и кипятят до получения прозрачного раствора. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72.
Аскорбиновая кислота.
Таннин, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3; готовят перед употреблением.
Метиловый фиолетовый или кристаллический фиолетовый, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
ПАР (4-(2-пиридил-азо)-резорцин), раствор с массовой концентрацией 0,2 г/дм3; готовят перед употреблением.
Соль .динатриевая этилендиамин-М,М,М',Ы'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с массовой концентрацией 18,6 г/дм3.
Ниобий марки НБ1, НБ2, НБЗ по ГОСТ 16099—80 или марки НБШ00, НБШ0, НБШ1 по ГОСТ 16100—79.
Стандартные растворы ниобия.
Раствор А: 0,1 г ниобия помещают в кварцевый стакан, прибавляют 2,5 г сернокислого натрия, 2—3 см3 серной кислоты и сплавляют в муфеле при 700—800°С до образования прозрачного плава и удаления паров серной кислоты. Плав охлаждают, растворяют при нагревании в 50 см3 раствора виннокислого аммония, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, приливают 450 см3 раствора виннокислого аммония, доливают водой до метки и перемешивают; годен к употреблению в течение З мес.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г ниобия.
Раствор Б: 20 см3 стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед употреблением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00002 г ниобия.
Сталь или смесь искусственная для контрольного опыта, не содержащая ниобия, отличающаяся от испытуемой стали по массовым долям: меди — не более чем на 0,5 %, хрома — 5 %, кобальта — 10%.
Проведение анализа
При массовой доле ниобия свыше 0,1 % навеску 0,1 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 5—20 см3 соляной кислоты, через 20—30 мин добавляют 1—3 см3 азотной кислоты и продолжают растворение. Раствор выпаривают досуха. Остаток в том же стакане сплавляют при 700—800°С с 2,6 г сернокислого натрия и 2—3 см3 серной кислоты. К охлажденному плаву добавляют 50 см3 раствора виннокислого аммония и умеренно нагревают до растворения солей. После растворения солей охлаждают, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 4 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют раствор натрия сернокислого и аммония виннокислого в соответствии с табл. 4.
Таблица 4
|
Массовая доля ниобия, % |
Объем аликвотной части раствора, см3 |
Объем раствора натрия сернокислого и аммония винно* кислого, см3 |
Масса навески в аликвотной части раствора, г |
|
От 0,01 до 0,10 |
10 |
0,100 |
|
|
Св. 0,10 » 1,00 |
10 |
— |
0,010 |
|
» 1,00 » 2,00 |
5 |
5 |
0,005 |
|
» 2,00 » 4,00 |
2 |
8 |
0,002 |
|
» 4,00 » 8,00 |
1 |
9 |
0,001 |
Приливают 20 см3 раствора соляной кислоты (1:5), 1 см3 раствора трилона Б, 5 см3 раствора ПАР, доливают водой до метки и перемешивают. Через 60 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 536 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта. Массовую долю ниобия находят по градуировочному графику.
При массовой доле ниобия до 0,1 % навески массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400—500 см3. В отсутствие в сталях вольфрама или при его массовой доле до 5,0 % к навеске добавляют 2 см3 раствора натрия вольфрамовокислого. Навеску растворяют в 40 см3 смеси соляной и азотной кислот (1 :3). Раствор упаривают до объема 5 см3, приливают 30 см3 раствора соляной кислоты (1:2) и растворяют соли при нагревании. Раствор разбавляют водой до 180—190 см3, прибавляют 0,2 г аскорбиновой кислоты, 2 г хлористого аммония и нагревают до кипения. Прибавляют 30 см3 раствора метилового фиолетового или кристаллического фиолетового, затем постепенно при перемешивании приливают 20 см3 раствора таннина, кипятят в течение 2—3 ч, поддерживая постоянный объем. Прибавляют немного бумажной массы, 50 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и оставляют на ночь. Через 12 ч осадок отфильтровывают на двойной плотный фильтр и промывают 5—6 раз холодным раствором соляной кислоты (1:25). Осадок помещают в кварцевый стакан, озоляют, прокаливают при 700—800°С и сплавляют с 2,6 г сернокислого натрия и 2—3 см3 серной кислоты. Далее поступают, как указано в п. 4.3.1.
Построение градуировочного графика
Массу навески стали или искусственной смеси для контрольного опыта обрабатывают в соответствии с п. 4.3.1 или 4.3.2 до получения раствора в мерной колбе вместимостью 100 см3. В одиннадцать мерных колб вместимостью 50 см3 приливают аликвотные части раствора в соответствии с табл. 4 и в десять из них 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см3 стандартного раствора Б. Раствор одиннадцатой колбы служит раствором сравнения.
Далее поступают, как указано в п. 4.3.1. По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им содержаниям ниобия строят градуировочный график.
Обработка результатов
Обработка результатов — по п. 2.4.-Изменение № 1 ГОСТ 12361—82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия
Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22.02.88 № 314
Дата введения 01.08.88
Под наименованием стандарта проставить код: ОКСТУ 0809.
Пункты 2.2, 3.2, 4.2. Заменить ссылку: ГОСТ 11125—78 на ГОСТ 11125—84.
Пункт 2.4.2 (кроме табл. 2) изложить в новой редакции: «2.4.2. Абсолютные расхождения между результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности Р--0,95 не. должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 2».
Пункт 3.2. Первый абзац. Исключить слова: «со всеми принадлежностями»; исключить ссылку: «по ГОСТ 4815—76»;
заменить слова: «гидрокенламин солянокислый» на «гидроксиламин гидрохлорида».
Пункт 3.3.1. Первый абзац изложить в новой редакции: «Навеску массой’ в зависимости от массовой доли ниобия в соответствии с табл. 3 помещают в стакан вместимостью 150—250 см3 г:пи в коническую колбу вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании в 15—30 см3 соляной кислоты, затем добавляют 2—3 см3 азотной кислоты и 1 см3 ортофосфорной кислоты и продолжают растворение»;
таблица 3. Заменить слова: «Масса павсскп в аликвотной части раствора, г» на «Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г».
Пункт 3.3.4.2. Второй абзац. Заменить слова: «содержаниям ниобия» па «массовым долям ниобия».
Пункт 4.2. Заменить ссылки и слова. ГОСТ 4145—74 на ГОСТ 4166—76,
ГОСТ 4951—77 на ГОСТ 4951—79, «в муфеле» на «в муфельной печи».
Пункт 4.3.1. Таблица 4. Заменить слова: «Масса навески в аликвотной части раствора, г» на «Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г».
Пункт 4.3.2 после слов «до 0,1 % «заменить слово: «навески» на «навеску пробы».
