---

ГОСТ 12359-99
(ИСО 4945-77)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ УГЛЕРОДИСТЫЕ, ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения азота

Издание официальное

БЗ 8-97/276

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ,
МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минс

кПредисловие

1. РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 145 «Методы контроля металлопродукции»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2. ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 15—99 от 28 мая 1999 г.)

За принятие проголосовали:

3. Приложение А содержит полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 4945—77 «Сталь. Определение содержания азота. Спектрофотометрический метод»

4. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 октября 1999 г. № 360-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12359—99 (ИСО 4945—77) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Россий­ской Федерации с 1 июля 2000 г.

5. ВЗАМЕН ГОСТ 12359-81

© ИПК Издательство стандартов, 2000

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разре­шения Госстандарта России

Содержание

1. Область применения 1

2. Нормативные ссылки 1

3. Общие требования 1

4. Фотометрический (спектрофотометрический) метод определения азота 1

5. Титриметрический метод определения азота 5

Приложение А Сталь. Определение содержания азота. Спектрофотометрический метод 9ГОСТ 12359-99

(ИСО 4945-77)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ УГЛЕРОДИСТЫЕ, ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения азота

Carbon, alloyed and high-alloyed steels.

Methods for determination of nitrogen

Дата введения 2000—07—01

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (спектрофотометрический) метод опре­деления азота с реактивом Несслера (при массовой доле азота от 0,002 до 0,01 %) и титриметрический метод определения азота (при массовой доле азота от 0,005 до 0,50 %) в углеродистых, легированных и высоколегированных сталях.

Допускается спектрометрический метод определения азота с нитропруссидом натрия по меж­дународному стандарту ИСО 4945 (приложение А).

2. Н

   В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

   
   ормативные ссылки

8

ГОСТ гост гост ГОСТ гост гост гост гост гост гост гост гост гост гост

3—79 Натрий углекислый. Технические условия

3640—94 Цинк. Технические условия

3769—78 Аммоний сернокислый. Технические условия

4145—74 Калий сернокислый. Технические условия

4165—78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

4328—77 Натрия гидроокись. Технические условия

4463—76 Натрий фтористый. Технические условия

8677—76 Кальция оксид. Технические условия

9285—78 Калия гидрат окиси технический. Технические условия

14261—77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

14262—78 Кислота серная особой чистоты. Технические условия

18300—87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

20490—75 Калий марганцовокислый. Технические условия

28473—90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требова­ния к методам анализа

3. Общие требования

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.

4. Фотометрический (спектрофотометрический) метод определения азота

   1. Сущность метода

Метод основан на растворении стали в неокисляющих кислотах, разложении образующихся аммонийных солей гидроокисью натрия, дистилляции аммиака с паром или воздушной аспирацией из щелочного анализируемого раствора и определении его в конденсате с реактивом Несслера.

Установка для дистилляции аммиака с паром (рисунок 1) состоит из дистилляционной колбы 1, воронок 2 и 3, холодильника 4, колбы-ловушки 5, генератора пара 7, нагревателя генератора пара 8, лабораторного автотрансформатора 9, бутыли с водой 6 и колбы-приемника 10.

Издание официальное

Рисунок 1 — Схема установки для дистилляции аммиака с паром

Установки для дистилляции аммиака с воздушной аспирацией (рисунки 2 и 3) состоят из воздухоочистительных систем 1 и 2 (1 — промывной сосуд, заполненный серной кислотой плотнос­тью 1,84 г/см³, 2—промывной сосуд, заполненный водой), электроплитки 7, дистилляционной колбы из термостойкого стекла вместимостью 500 см³, снабженной воронкой с краном, 6, холодиль­ника 3, сосуда для улавливания азота (в виде аммиака) 5, микробюретки 4 (класса 1).

Рисунок 2 — Схема установки для дистилляции аммиака с воздушной аспирацией

К

Рисунок 3 — Схема установки для дистилляции аммиака с воздушной аспирацией

олба для растворения навески (рисунок 4).

Вода дистиллированная, свободная от ионов аммония, для приготовления водных растворов и проведения анализа. Воду проверяют на присутствие ионов аммония реактивом Несслера: к 200 см³ воды приливают 2,5 см³ реактива Несслера, перемешивают и оставляют стоять 15 мин. Если вода не окрасилась в желтоватый цвет (оптическая плотность раствора, измеренная на спектрофотометре в кювете толщиной рабочего слоя 1 см при длине волны 400 нм, не более 0,05), она может быть использована для определения азота. Если появилось желтое окрашивание, воду очищают на ионообменных смолах — сильнокислотном катионите и сильноосновном анионите со слоем смолы высотой 0,2 м, диаметром 0,025 м, пропуская через ко­лонки со скоростью от 7 до 10 см³/мин.

Для очистки воды с помощью марганцовокислого калия 500 см³ воды помещают в колбу со шлифом, до­бавляют марганцовокислый калий до слабого окрашива­ния и кипятят 30 мин. Затем добавляют 100 г оксида кальция и кипятят в течение 2 ч. Соединяют колбу с холодильником и собирают дистиллят в бутыль с при­шлифованной пробкой.

Воду можно очищать также любым другим методом, обеспечивающим оптическую плотность окрашенного раствора до значения 0,05.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165.

Цинк металлический по ГОСТ 3640.

Кислота соляная по ГОСТ 14261, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 14262, разбавленная 1:4.

Кислота серная с молярной концентрацией эквива­лента 0,01 моль/дм³, готовят из фиксанала.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145, прокаленный при температуре 900 °С.

Г

Рисунок 4 — Колба для растворения навески

идроксид натрия по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 40 г/100 см³ : 200 г гидроксида натрия растворяют в 600 см³ воды и выпаривают при кипячении до 500 см³ с добавлением нескольких гранул цинка.

Гидроксид калия по ГОСТ 9285, растворы массовой концентрации 60 г/100 см³ и 15 г/100 см³.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Кальций оксид по ГОСТ 8677.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769, стандартный раствор.

Сернокислый аммоний высушивают при (100±5) °С. Навеску сернокислого аммония 4,7170 г помещают в стакан емкостью 200—400 см³, растворяют в воде, переносят в колбу емкостью 1-Ю³ см³, доливают до метки водой и перемешивают. 10 см³ раствора помещают в другую мерную колбу емкостью 1-Ю см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Собирают установку (рисунок 1) и промывают ее перед перенесением раствора пробы в дистилляционную колбу: через воронку 2 приливают в дистилляционную колбу 80 см³ раствора гидроксида натрия, через воронку 3 — 100 см³ воды и пропускают пар в течение 10—15 мин. Затем удаляют раствор из колбы-приемника и из дистилляционной колбы, приливая в генератор пара 150—170 см³ воды. При этом щелочной раствор переносят из дистилляционной колбы в колбу-ло­вушку и удаляют.

Собирают установку (рисунки 2 и 3) и проверяют герметичность всей системы с помощью аспиратора просасыванием воздуха равномерно со скоростью 3—4 пузырька в секунду.

Для очистки системы в дистилляционную колбу приливают 80 см³ раствора гидроксида натрия, 100 см³ воды и кипятят раствор в течение 5—10 мин.

После очистки всей системы выключают электроплитку, водоструйный насос, удаляют раствор из дистилляционной колбы и из сосуда для улавливания азота.

Навеску массой 2 г помещают в колбу (рисунок 4). Для ее растворения приливают 50 см³ раствора серной кислоты (1:4) и закрывают ее пришлифованной пробкой с гидравлическим затво­ром, в резервуар которого предварительно приливают 2—3 см³ раствора серной кислоты (1:4).

Навеску растворяют при температуре не выше (85±5) °С до полного прекращения выделения водорода. Колбу с раствором охлаждают, раствор из резервуара гидравлического затвора присоеди­няют к основному раствору и обмывают затвор 2 — 3 раза водой. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты и охлаждают. К раствору добавляют 5 г сернокислого калия, 1 г сернокислой меди, приливают 20 см³ серной кислоты и нагревают содержимое колбы до появления густых паров серной кислоты (температура раствора — не менее 340 °С).

При отсутствии в стали нитридов хрома допускается растворение навески в серной кислоте (1:4) без добавления концентрированной серной кислоты, сернокислого калия, сернокислой меди и нагревания до появления паров серной кислоты.

Для труднорастворимых сталей допускается применение других кислот, обеспечивающих пол­ноту растворения навески.

Навеску растворяют при умеренном нагревании в 50 см³ раствора соляной кислоты (1:1) до полного прекращения выделения пузырьков водорода. После растворения навески раствор (2—3 см³ соляной кислоты 1:1) из резервуара гидравлического затвора присоединяют к основному раствору и обмывают затвор 2—3 раза водой. К раствору прибавляют при перемешивании маленькими порциями 1—1,5 г фтористого натрия, после чего колбу вновь закрывают пришлифованной пробкой с гидравлическим затвором и продолжают нагревание. Сплавление с сернокислым калием и медью проводят по вышеуказанной методике.

Допускается для растворения навески вместо фтористого натрия применение фтористоводо­родной кислоты.

В мерную колбу-приемник (рисунок 1) вместимостью 250 см³ приливают 30 см³ раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³, в дистилляционную колбу через воронку 2 приливают 80 см³ гидроксида натрия (допускается применение раствора гидроксида калия), через воронку 3 — раствор пробы, обмывая колбу для разложения навески и воронку не­большими порциями воды, не давая ей стекать до конца. Увеличивают нагрев генератора пара и проводят дистилляцию до тех пор, пока объем дистиллята не достигнет 150 см³.

В мерную колбу с конденсатором при перемешивании приливают 4 см³ реактива Несслера. Содержимое колбы разбавляют водой до метки и перемешивают.

Растворение пробы проводят, как указано в 4.4.1.

В сосуд для улавливания азота (рисунки 2 и 3) приливают 30 см³ раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³, в дистилляционную колбу через воронку приливают 80 см³ раствора гидроксида натрия (допускается применение раствора гидроксида калия), через воронку с краном — раствор пробы, обмывая колбу для разложения навески и стенки воронки небольшими порциями воды, не давая ей стекать до конца. Закрывают кран воронки, включают водоструйный насос и электроплитку и нагревают раствор в течение 40 мин. Дистиллят сливают через нижний край сосуда для улавливания азота в мерную колбу вместимостью 250 см³, охлаждают, медленно при перемешивании приливают 4 см³ реактива Несслера. Содержимое колбы разбавляют водой до метки и перемешивают.

Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 395—405 нм, применяя в качестве раствора сравнения воду.

В тех же условиях проводят контрольный опыт на определение массовой доли азота в реактивах.

Определение азота проводят в помещении при отсутствии аммиака, аммонийных солей и азотной кислоты.

В пять колб помещают 4,0; 8,0; 12,0; 16,0; 20,0 см³ стандартного раствора сернокислого аммония, что соответствует 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; 0,010 % азота при массе навески 2 г и проводят через все стадии анализа, как указано в 4.3.1 и 4.3.2. По найденным значениям оптической плотности (с учетом поправки контрольного опыта) и соответствующим им значениям концентрации азота строят градуировочный график.