Страница 4: ГОСТ 12347-77. Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора (71235)

Подбор пробирок одинакового диаметра производят путем приливания в чистые сухие пробирки пипеткой одинаковых количеств воды. Пробирки, у кото­рых уровни воды расположатся на одинаковой высоте, можно считать имеющи­ми практически одинаковые диаметры.

Для приготовления цветных стандартных растворов используют растворы азотнокислой меди, азотнокислого кобальта, азотнокислого железа и азотной кислоты, разбавленной 1:13.

Раствор азотнокислой меди; готовят следующим образом: 100 г Cu(NO₃)₂-6H2O растворяют в 95 см³ азотной кислоты, разбавленной 1 : 9. Раствор фильтруют.

Раствор азотнокислого кобальта; готовят следующим образом: 10 г кобальта марки КО растворяют при нагревании в 100 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор выпаривают до 70—80 см³, охлаждают, отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают. 10 см³ раствора переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Примечание. Вместо металлического кобальта раствор азотнокислого кобальта можно приготовить из соли Со (NO₃)₂-6H₂O.

Раствор азотнокислого железа: 4,971 г карбонильного железа помещают в стакан вместимостью 400 см³, постепенно приливают 50—60 см³ азотной кислоты (1:4) и растворяют при нагревании. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности в мерную колбу вместимостью 100 см³. Стакан и фильтр промывают горячей водой. Раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

Смешивают 81,2 см³ раствора азотнокислой меди, 97,0 см³ раствора азотно­кислого кобальта и 21,8 см³ раствора азотнокислого железа (раствор А). Полу­ченный раствор разбавляют азотной кислотой, разбавленной. 1 : 13, как указано в табл. 1.

Таблица 1

После заполнения цветными стандартными растворами пробирки плотно за­крывают резиновыми пробками и помещают в гнезда штатива с молочным стек­лом. Шкала после этого должна быть проверена и откорректирована путем до­бавления в каждую пробирку по каплям тех растворов, из которых был приго­товлен имитирующий раствор. Растворы добавляют до тех пор, пока окраска имитирующего раствора в каждой пробирке не станет аналогичной окраске эфир­ного слоя над раствором навески соответствующего стандартного образца. Ис­пользуют стандартные образцы углеродистой и низколегированной стали.

Соотношение количеств растворов А и азотной кислоты, разбавленной 1 : 13, применяемых при приготовлении шкалы стандартных растворов, приведено’ в табл. 1.

Массовая доля фосфора (см. табл. 1) соответствует навеске стандартного образца 0,2 г и разбавлении раствора до 50 см³.

Для подготовки растворов стандартных образцов стали, служащих для проверки и корректировки шкалы стандартных растворов, 0,2 г стали помещают в стакан вместимостью 100 см³ и растворяют при нагревании в 10 см³ азотной кислоты, разбавленной 1 : 1. В кипящий раствор прибавляют раствор марганцо­вокислого калия до начала выделения бурого осадка двуокиси марганца. До­бавляют по каплям раствор азотистокислого натрия для растворения двуокиси марганца и кипятят до удаления оксидов азота. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

2 см³ полученного раствора помещают в пробирку для колориметрирования.

После прибавления раствора хлористого олова содержимое пробирки не сле­дует взбалтывать, так как голубая окраска эфирного слоя при этом частично ослабевает.

Через 5—10 мин добавляют еще 3—4 капли раствора хлористого олова. Закрывают пробирку пробкой и сравнивают интенсивность окраски эфирного слоя со шкалой стандартных растворов. Окраска эфирного слоя устойчива в те­чение 3—5 мин с момента окончания добавления раствора хлористого олова.

В растворе контрольного опыта на массу фосфора в реактивах прак­тически не должно содержаться фосфора.

В тех случаях, когда для проверки данного стандартного раствора трудно подобрать соответствующий ему по массовой доле фосфора стандартный образец стали, можно изменить навеску стандартного образца или пользоваться комби­нированной навеской двух стандартных образцов.. При этом масса измененной или комбинированной навески должна оставаться в пределах 0,16—0,24 г в це­лях сохранения относительного постоянного количества ионов трехвалентного железа в растворе.

Раствор разбавляют горячей водой до 200—250 см³, нагревают до кипения и дают отстояться осадку вольфрамовой (частично кремниевой) кислоты в те­чение 30 мин.

Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» с добавлением неболь­шого количества беззольной бумажной массы, собирая фильтрат в стакан вмес­тимостью 500 см³. Осадок на фильтре промывают 6—8 раз горячей азотной кис­лотой, разбавленной 1 : 100. Фильтр с осадком вольфрамовой кислоты отбрасы­вают. Раствор выпаривают до состояния влажных солей.

Приливают 5—7 см³ азотной кислоты и выпаривают раствор до состояния влажных солей. Прибавление азотной кислоты и выпаривание раствора досуха повторяют еще раз.

Приливают 5 см³ азотной кислоты, 10—15 см³ воды и нагревают до раство­рения солей, затем раствор нагревают до кипения, прибавляют по каплям раст­вор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца (1—2 см³) и кипятят 2—3 мин. К кипящему раствору приливают по каплям 5%- ный раствор азотистокислого натрия до растворения осадка. Раствор кипятят несколько минут для удаления окислов азота и охлаждают.

(Измененная рдакция, Изм. № 1).

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³ (при массовой доле фосфора от 0,002 до 0,14%) или 100 см³ (при массовой доле фосфора от 0,14 до 0,25%). В колбу вместимостью 100 см³ прибавляют 5 см³ азотной кислоты, раст­вор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

В пробирку для колориметрирования помещают аликвотную часть анализи­руемого раствора в соответствии с табл. 2.

Если сталь содержит ванадий, к раствору в пробирке прибавляют 0,5 см³ раствора сернокислого закисного железа. Пробирку закрывают резиновой проб­кой и взбалтывают ее содержимое 2—3 раза.

Анализ заканчивают визуальным колориметрическим методом, как указано в п. 2.3.1.2.

Таблица 2

3. Метод определения фосфора в хромистых и хромоникелевых сталях

Метод основан на растворении стали в смеси азотной и соляной кислот. Хром окисляют до шестивалентного в азотнокислой среде надсернокислым ам­монием. Для полного окисления трехвалентного фосфора до пятивалентного применяют марганцовокислый калий.

Фосфор осаждают с коллектором гидроксидом железа в аммиачной среде. Осадок отфильтровывают и растворяют в азотной кислоте.

Анализ заканчивают визуальным колориметрическим методом.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, раствор с массовой концен­трацией 250 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.

Остальные реактивы — по п. 2.2.

0,2 г стали (при массовой доле фосфора от 0,002 до 0,07%) или 0,1 г (при массовой доле фосфора от 0,07 до 0,25%) помещают в стакан вместимостью 400 см³, прибавляют 15 см³ азотной кислоты, 10 см³ соляной кислоты ^растворя­ют при нагревании. Раствор выпаривают до состояния влажных солей, прибав­ляют 5—10 см³ азотной кислоты и выпаривают содержимое стакана до состоя­ния влажных солей.

Эту операцию повторяют еще раз. Приливают 5 см³ азотной кислоты, нагре­вают, разбавляют раствор водой до объема 80—100 см³ и нагревают до кипения, затем приливают 20 см³ раствора надсернокислого аммония и нагревают раствор до полного окисления хрома до шестивалентного. К кипящему раствору прибав­ляют 1—2 см³ раствора марганцовокислого калия и кипятят до выпадения дву­окиси марганца. Приливают раствор аммония до полного выделения гидроксида железа и приблизительно 0,5 г надсернокислого аммония. Содержимое стакана кипятят 1—2 мин, дают осадку отстояться в течение 3—5 мин и отфильтровыва­ют его на фильтр «белая лента». Стакан и осадок на фильтре промывают по 5—6 раз горячим раствором аммиака, разбавленного 1 : 100. Гидроксид железа смывают с фильтра водой в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают 40 см³ горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1, с добавлением нескольких капель раствора азотистокислого натрия и 5—6 раз горячей водой. Промывную жидкость собирают в стакан с осадком.

Содержимое стакана нагревают до растворения осадка и выпаривают раст­вор до объема 8—10 см³.

Анализ продолжают, как указано в п. 2.4.2.

4. Метод определения фосфора в сталях с массовой долей вольфрама до 5%,
титана до 1,5%, ниобия, хрома, никеля и ванадия до 1,5%

Метод основан на растворении навески стали в смеси азотной и соляной кислот. Хром окисляют до шестивалентного нагреванием с хлорной кислотой. При этом трехвалентный фосфор окисляется до пятивалентного.

Хром отделяют от фосфора отгонкой в виде хлористого хромила. Мешающее действие вольфрама, титана, циркония и ниобия устраняют прибавлением биф­торида аммония.

Анализ заканчивают визуальным колориметрическим методом.

Кислота хлорная по нормативно-технической документации, плотностью 1,50 г/см³.

Аммоний фтористый кислый (бифторид аммония) по ГОСТ 9546—75.

Остальные реактивы — по п. 2.2.

0,2 г стали (при массовой доле фосфора от 0,002 до 0,07%) или 0,1 г (при массовой доле фосфора от 0,07 до 0,25%) помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 10 см³ азотной кислоты, 30 см³ соляной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и растворяют навеску при нагревании.

При массовой доле мышьяка в анализируемом образце более 10% от мас­сы фосфора или, если массовая доля мышьяка неизвестна, его удаляют отгон­кой в виде треххлористого мышьяка. Для этого анализируемый раствор выпари­вают досуха. К сухому остатку приливают 10 см³ соляной кислоты и выпарива­ют досуха. Сухой остаток растворяют при нагревании в 15 см³ соляной кислоты, приливают 10 см³ раствора бромистого аммония и выпаривают раствор до со­стояния влажных солей, затем приливают 10 см³ соляной кислоты и снова выпа­ривают до состояния влажных солей. Приливание соляной кислоты и выпари­вание раствора до состояния влажных солей повторяют еще раз.

К раствору приливают 10 см³ хлорной кислоты и нагревают содержимое ста­кана до полного окисления хрома. Снимают часовое стекло и осторожно прили­вают по стенкам стакана 5 см³ соляной кислоты до прекращения выделения бу­рых паров хлористого хромила. Стакан снова накрывают стеклом и нагревают раствор до полного окисления хрома. Операцию отгонки хлористого хромила повторяют несколько раз до удаления основной массы хрома.

Прибавляют 10 см³ азотной кислоты. Раствор нагревают и прибавляют (не прекращая нагревания) при перемешивании 0,4 г бифторида аммония, взвешен- ного с погрешностью не более 0,01 г. После растворения осадка, содержащего титан, цирконий и ниобий, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Осадку вольфра­мовой кислоты дают отстояться в течение 15 мин.