В пробирку для колориметрирования помещают аликвотную часть анализи­руемого раствора в соответствии с табл. 3.

Если сталь содержит ванадий, к раствору в пробирке прибавляют 0,5 см5 раствора сернокислого закисного железа. Пробирку закрывают резиновой проб­кой и взбалтывают ее содержимое 2—3 раза.

Анлиз заканчивают визуальным колориметрическим методом, как указано в п. 2.З.1.2.

Таблица 3

Массовая доля фосфора, %

Масса навески, г

Объем мерной колбы, см3

Объем аликвотной части, civf8

0,002—0,07

0,2

100

2

0,07—0,14

’ 0,1

100

2

0,14—0,25

0,1

100

1

5. Обработка результатов



і 5.1. Массовую долю фосфора в процентах, с учетом поправки контрольного опыта, находят по шкале стандартных растворов.

В зависимости от массы навески, объема мерной колбы и аликвотной части раствора найденный по шкале результат умножают на соответствующий коэф­фициент, как указано в табл. 4.

Таблица 4

Масса навески, г

Объем мерной колбы, см3

Аликвотная часть раствора, см3

Вычисление результатов анализа

0,2

50

2

Результат находят по шкале стандартных растворов

0,2

100

2

Результат умножают на два

0,2

50

1

Результат умножают на два

0,1

50

1

Результат умножают на че- тыре

0,1

100

2

Результат умножают на че­тыре

0,1

100

1

Результат умножают на во­семь



5.2. Допускаемые расхождения между крайними результатами трех парал­лельных определений при доверительной вероятности Р=0,95 не должны превы­шать значений, указанных в табл. 5.Массовая доля фосфора, %

От

0,002 до

0,004

Св.

0,004

»

0,008

»

0,008

»

0,015

»

0,015

»

0,03

»

0,03

»

0,06

»

0,06

»

0,12

s>

0,12

»

0,25

Таблица 5

Допускаемые расхождения, %

0,002 0,003 0,004

0,005 0,006 0,008

0.01ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

  1. Титриметрический метод определения фосфора
    (0,02-0,25%|

    1. Сущноть метода

Метод основан на осаждении фосфора в виде фосфоромолибдата аммония <NH4)3PO4- 12МоОз-2Н2О. Осадок растворяют в титрованном растворе щелочи, избыток которой оттитровывают азотной кислотой.

Применение азотной кислоты для растворения навески препятствует улету­чиванию фосфора в виде фосфористого водорода.

Трехвалентный фосфор предварительно окисляют до пятивалентного.

Мешающее действие мышьяка устраняют отгонкой его в виде треххлористо­го мышьяка.

Метод не применим для анализа сталей, содержащих титан, цирконий, нио­бий и более 5% вольфрама.

  1. Реактивы

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:2, 1 : 100.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с массовой концен­трацией 40 г/дм3.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, раствор с массовой концентрацией 56 г/дм3.

Аммиак водный раствор по ГОСТ 3760—79.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78.

Молибденовая жидкость; готовят смешиванием двух растворов: 36 г молиб­деновокислого аммония растворяют в 30 см3 раствора аммиака и 50 см3 воды; 115 см3 раствора аммиака осторожно вливают в 575 см3 азотной кислоты, раз­бавленной 1 : 1, и добавляют 230 см3 воды. Полученные растворы охлаждают и смешивают, осторожно вливая первый раствор во второй при сильном взбалты­вании, чтобы образующаяся белая муть растворилась. При этом нужно перио­дически охлаждать раствор, не допуская его нагревания. Затем раствор выдер­живают в течение 48 ч. Перед применением его фильтруют.

Спирт этиловый по ГОСТ 18300—87.

Аммоний роданистый, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Калий азотнокислый по ГОСТ 4217—73, раствор с массовой концентрацией •10 г/дм3.

Фенолфталеин по НТД, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3; го­товят следующим образом: 1 г фенолфталеина растворяют в 60 см3 этилового •спирта и смешивают с 40 см3 воды.

Вода нейтральная; готовят следующим образом: к 1 дм3 воды, из которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в течение 2—3 ч, приливают 5 см3 раствора фенолфталеина и такое количество титрованного раствора гидро­ксида натрия, чтобы вода приобрела устойчивую розовую окраску. Затем к раствору прибавляют по каплям титрованный раствор азотной кислоты до исчез­новения окраски. 50 см3 нейтрализованной таким образом воды должны окра­ситься в розовый цвет от прибавления одной капли титрованного раствора ед­кого натра.

Бария гидроксид по ГОСТ 4107—78.

Известь натронная.

Натрия гидроксид (натр едкий) по ГОСТ 4328—77, титрованный раствор; готовят следующим образом: 33 г гидроксида натрия растворяют в 10 дм3 воды, яз которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в течение 2 3 ч.

•К раствору приливают 3—5 см3 раствора с массовой концентрацией 10 г/дм3 ги- .дроксида бария и выдерживают в течение 2—3 сут, пока образовавшийся осадок .углекислоты бария отстоится полностью. Раствор хранят в бутыли, закрытой ре­зиновой пробкой с двумя отверстиями: в одно из них вставлен поглотитель с натронной известью, в другое — сифонная трубка с краном, не доходящая до дна 'бутыли на 0,5 см, с загнутым кверху концом.

Прозрачный раствор сифонируют в другую бутыль и хранят, как указано ®ыше.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, титрованный раствор; готовят следую­щим образом; 50 см3 азотной кислоты помещают в бутыль и разбавляют до объ­ема 10 дм3 водой, из которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в ■течение 2—3 ч. 1 см3 раствора азотной кислоты должен примерно соответство­вать 1 см3 титрованного раствора гидроксида натрия. Раствор хранят в буты­ли, закрытой резиновой пробкой с двумя отверстиями: в одно из них вставлен поглотитель с натронной известью, в другое — сифонная трубка (с краном), не .доходящая до дна бутыли на 0,5 см.

Соотношение между титрованными раствора гидроксида натрия и азотной кислоты устанавливают следующим образом: в коническую колбу вме­стимостью 300 см3 наливают из бюретки 25 см3 раствора гидроксида натрия, прибавляют 25 см3 нейтральной воды и титруют азотной кислотой до исчезно­вения красной окраски.

Соотношение между растворами гидроксида натрия и азотной кислоты вычисляют по формуле

■где V — объем раствора гидроксида натрия, взятый для титрования, см3;

У, — объем раствора азотной кислоты, израсходованный на титрование, см3.

Титр раствора гидроксида натрия устанавливают по навеске стандартно­го образца стали с известным содержанием фосфора, близкого по составу к анализируемому образцу, проводят ее через все стадии анализа, как указано ■.в п. 1.3.1.

Титр раствора гидроксида натрия (7), выраженный в граммах фосфора, •вычисляют по формуле

т-С

Т=(V—¥1К)-100 ’

яде т— масса навески стандартного образца стали, г;

С — массовая доля фосфора в стандартном образце, %;

у — объем раствора гидроксида натрия, взятый для растворения осадка фос- форомолибдата аммония, см3;

у, объем раствора азотной кислоты, израсходованный на титрование ра­

створа гидроксида натрия при анализе стандартного образца, мл;

/у соотношение между титрованными растворами гидроксида натрия и

азотной кислоты.

  1. Проведение анализа

    1. Определение фосфора в сталях, не содержащих вольфрама и с массо­вой долей хрома менее 5%

      1. 2 г стали помещают в стакан вместимостью 300—400 см3, прибавляют '70 см3 азотной кислоты, разбавленной 1 : 2, и растворяют при нагревании.

Если навеска не растворяется в азотной кислоте, к ней прибавляют 10 см3 ■соляной кислоты, нагревают до растворения и выпаривают раствор до состояния ^влажных солей. Прибавляют 10 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают рас­твор до состояния влажных солей, затем прибавляют 10 см3 азотной кислоты, 15—20 см3 воды и нагревают до растворения солей.

  1. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр «белая лен- па» с добавлением небольшого количества беззольной бумажной массы, собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 300 см3. Осадок на фильтре промы­вают Ь—8 раз горячей азотной кислотой, разбавленной 1 : 100. Фильтр с осадком кремниевой кислоты отбрасывают.

Примечание. Если массовая доля кремния в анализируемом образце превышает 1,5 /о, фильтр с осадком кремниевой кислоты помещают в платино­вый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 800—900°С. Осадок сма­чивают 2—3 каплями воды, добавляют 8—10 капель азотной кислоты, 3—5 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают содержимое тигля до­суха. Остаток в тигле сплавляют с 1—2 г углекислого натрия при 1000—1100°С Плав выщелачивают водой при кипячении, тигель обмывают водой и прибавля­ют азотную кислоту, разбавленную 1 : 1, до разложения карбонатов (прекраще­ния вспенивания). Полученный раствор присоединяют к основному фильтрату.

К кипящему фильтрату прибавляют 5—10 см3 раствора с массовой концен­трацией 40 г/дм3 марганцовокислого калия и кипятят до выпадения бурого осад­ка двуокиси марганца. Не прекращая нагревания, приливают по каплям раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3 азотистокислого натрия до полного растворения осадка и кипятят до удаления окислов азота.

При массовой доле мышьяка в анализируемой стали более 10% от мас­сы фосфора или, если содержание мышьяка неизвестно, последний удаляют отгонкой в виде треххлористого мышьяка. Для этого раствор выпаривают досу­ха, к сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают раствор досуха. Эту операцию повторяют еще два раза для разложения нитра­тов. Сухой остаток растворяют при нагревании в 15 см3 соляной кислоты, прили­вают 10 см3 раствора с массовой концентрацией 100 г/дм3 бромистого аммония и выпаривают до состояния влажных солей. Выпаривание раствора до состояния влажный солей повторяют еще раз, добавляя перед выпариванием 10 см3 соля­ной кислоты, затем прибавляют 10 см3 азотной кислоты и выпаривают до состоя­ния влажных солей. Прибавление азотной кислоты и выпаривание до состояния влажных солей повторяют еще раз. После этого прибавляют 10 см3 азотной кислоты, 10—15 см3 воды и нагревают до растворения солей.

Раствор охлаждают, прибавляют к нему раствор аммиака до начала выпа­дения осадка гидроксида железа, который растворяют в азотной кислоте, при­ливая ее по каплям. Прибавляют еще 5 см3 азотной кислоты.

Раствор нагревают до 50—60°С, прибавляют 50 см3 молибденовой жидкости и взбалтывают несколько минут до выпадения желтого осадка фосфоромолиб- дата аммония. Осадку дают отстояться в течение 2—3 ч.

Осадок отфильтровывают на фильтр «синяя лента» с добавлением неболь­шого количества беззольной бумажной массы. Колбу, в которой проводилось осаждение, и осадок на фильтре промывают 6—7 раз азотной кислотой, разбав­ленной 1 : 100, для удаления железа. Для проверки полноты отмывания осадка от железа 0,5—1 см3 стекающей промывной жидкости собирают в пробирку и приливают 3—5 капель раствора с массовой концентрацией 100 г/дм3 роданистого- аммония. Жидкость в пробирке должна оставаться бесцветной.

Осадок промывают 5—7 раз раствором азотнокислого калия для удаления свободной азотной кислоты. Для проверки полноты отмывания осадка 8—10 ка­пель стекающей промывной жидкости собирают в пробирку, приливают две капли раствора с массовой концентрацией 10 г/дм3 фенолфталеина и одну каплю тит­рованного раствора гидроксида натрия. Если осадок отмыт, жидкость в пробир­ке должна окраситься в красный цвет.

Фильтрат отбрасывают. Фильтр с осадком помещают в колбу, в которой проводилось осаждение, приливают 25 см3 нейтральной воды, пять капель раство­ра фенолфталеина, разрывают фильтр стеклянной палочкой на мелкие части и взбалтывают содержимое колбы. Приливают титрованный раствор гидроксида натрия до появления красной окраски и взбалтывают содержимое колбы до пол­ного растворения осадка. Если осадок фосфоромолибдата аммония не раство­рился, приливают еще некоторое количество титрованного раствора гидрокси­да натрия (после растворения осадка раствор должен иметь розовую окраску)..


Прибавляют еще 3—5 см3 раствора гидроксида натрия, < обмывают стенки кол­бы нейтральной водой и титруют избыток щелочи титрованным раствором азот­ной кислоты до исчезновения красной окраски. К фильтрату с осадком контроль­ного опыта приливают 25 см3 нейтральной воды, 25 см3 титрованного раствора гидроксида натрия и после растворения осадка оттитровывают избыток щело­чи титрованным раствором азотной кислоты, как описано выше.

  1. Определение фосфора в сталях с массовой долей вольфрама менее 5% и хрома менее 5%