ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв
аРАЗРАБОТАН Министерством черной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ
Н. П. Лякишев, В. Т. Абабков, С. М. Новокщенова, М. С. Дымова, Н. А. Панарина, Т. Ф. Рыбина, Е. Д. Шувалова, Н. Д. Заюкова, Н. Н. Алексеева
ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР ■ Член Коллегии В. Г. Антипин
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 января 1984 г. № 233
У
Группа В39
ГОСТ
12357-84
Взамен
ГОСТ 12357—66
кроме общих указаний
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
Методы определения алюминия
Steels alloyed and highalloyed. Methods for the,
determination of aluminium
ОКСТУ 0809
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 января 1984 г. № 233 срок действия установлен
с 01.01.85 до 01,01.90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения алюминия:
фотометрический с отделением 8-оксихинолином и купферроном при массовой доле алюминия от 0,01 до 0,20%;
фотометрический с отделением гидроокисью натрия при массовой доле алюминия от 0,01 до 0,20%;
атомно-абсорбционный с электротермическим нагреванием при массовой доле алюминия от 0,0’1 до 0,20%;
титриметрический при массовой доле алюминия от 0,20 до 7,0%;
атомно-абсорбционный с атомизацией в пламени при массовой доле алюминия от 0,20 до 7,0%;
гравиметрический при массовой доле алюминия от 0,20 до 7,0%.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 20560—81.
©
Издание официальное
★
Перепечатка воспрещена
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С ОТДЕЛЕНИЕМ
8-ОКСИХИНОЛИНОМ И КУПФЕРРОНОМ
Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенных комплексных соединений алюминия с хром азу рол ом S при pH (5,7±0,1) и с алюминоном при pH (4,9±0,2).
Хром отгоняют в виде хлористого хромила. Алюминий отделяют от никеля, кобальта, вольфрама, марганца и других элементов соосаждением его оксихинолината фенолфталеином в аммиачной среде в присутствии маскирующих веществ. Ванадий, титан, ниобий и цирконий удаляют экстракцией их купферронатов хлороформом.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
рН-метр.
Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота азотная по ГОСТ 11125—78.
Кислота хлорная, х. ч.
Кислота серная по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:1.
Кислота щавелевая, ос. ч., насыщенный раствор.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, Nz, N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Аммиак водный, ос. ч.
Унитиол фармакопейный, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3; готовят перед употреблением.
Кислота уксусная по ГОСТ 18270—72 и разбавленная 17:3; раствор с молярной концентрацией 2 моль/дм3: 118 см3 уксусной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают водой до метки.
8-оксихинолин по ГОСТ 5847—76, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3 в уксусной кислоте (17 : 3); готовят перед употреблением.
Спирт этиловый по ГОСТ 5962—67 или ГОСТ 18300—72.
Фенолфталеин по ГОСТ 5850—72, раствор в этиловом опирте с массовой концентрацией 20 г/дм3.
Промывная жидкость: к 1 дм3 воды добавляют 2—3 см3 раствора 8-оксихинолина, 2—3 см3 раствора фенолфталеина и затем приливают аммиак до окрашивания раствора в малиновый цвет.
Кислота фтористоводородная, ос. ч.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
М-нитрозо-М-фенилгидроксиламин аммонийная соль (купферрон) по ГОСТ 5857—79, раствор с массовой концентрацией 60 г/дм3; готовят перед употреблением.
Хлороформ по ГОСТ 20015—74.
Кислота аскорбиновая по ГОСТ 4815—76, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3; готовят перед употреблением.
Хромазурол S, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3; раствор годен к употреблению в течение недели.
Натрий уксуснокислый З-водный, ос. ч., раствор с массовой концентрацией 272 г/дм3.
Буферный раствор с pH 5,8: в мерную колбу вместимостью 500 см3 помещают 41 см3 раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм3 и доливают до метки раствором уксуснокислого натрия. pH буферного раствора контролируют рН-метром.
Буферный раствор с pH 4,9: в мерную колбу вместимостью 500 ом3 помещают 208 см3 раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм3 и доливают до метки раствором уксуснокислого натрия. pH ібуферного раствора контролируют рН-метром.
Алюминон по ГОСТ 9859—74, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3; готовят за сутки до употребления; годен к употреблению в течение двух недель.
Железо карбонильное марки ПС по ГОСТ 13610—79 с массовой долей не более 0,00'1 % алюминия.
Алюминий марки А999, А995, А97 или А95 по ГОСТ 11069—74.
Стандартные растворы алюминия.
Раствор А с массовой концентрацией алюминия 0,001 г/ом3: 1,0 г алюминия растворяют в 100 см3 соляной кислоты (1 : 1), прибавляют азотную кислоту до прекращения вспенивания. Раствор кипятят, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор Б с массовой концентрацией алюминия 0,0001 г/см3: 10 см3 стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор В с массовой концентрацией алюминия 0,00002 г/ом3: 20 см3 стандартного раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
Проведение анализа
Навеску массой 0,2 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 250—300 см3 и растворяют при нагревании в 15—20 см3 соляной кислоты. Для проведения контрольного опыта на загрязнение реактивов алюминием навеску карбонильного железа проводят через все стадии анализа. Прибавляют 2—3 см3 азотной кислоты и продолжают нагревание до полного растворения навески. Допускается растворение в 30—40 см3 смеси соляной и азотной кислот в соотношении 3 : 1. К раствору прибавляют 30 см3 хлорной кислоты. Стакан накрывают часовым стеклом и нагревают до появления обильных паров хлорной кислоты и окисления хрома. Приоткрывая стекло, прибавляют по каплям соляную кислоту и отгоняют хром в виде красно-бурых паров хлористого хромила. Выпаривание до паров хлорной кислоты и отгонку хрома повторяют многократно до прекращения выделения паров хлористого хромила. Раствор выпаривают досуха, к сухому остатку прибавляют 3 см3 соляной кислоты и растворяют соли. Приливают 20 см3 раствора щавелевой кислоты, 20 см3 раствора трилона Б и 100—130 см3 воды. К раствору приливают аммиак до появления осадка гидроокисей или до pH (8,5±0,2) (контроль pH-метром) и еще 10 см3 аммиака. Добавляют 15 см3 раствора унитиола, 4 см3 раствора 8-оксихинолина, 2 см3 раствора фенолфталеина. Осадок сразу отфильтровывают на два фильтра «белая лента» и промывают 8—10 раз промывной жидкостью. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, сушат, озоляют и прокаливают при 800—900°С в течение 30 мин. К остатку добавляют 5-—7 капель серной кислоты (1 : 1) и 1—5 см3 фтористоводородной кислоты и отгоняют кремний при нагревании. Остаток высушивают на плите и прокаливают при 700—800°С в течение 2—3 мин. Добавляют 1 г калия пиросернокислого и сплавляют в муфельной печи при 700—|800°С. Плав растворяют в воде. Раствор переливают в кварцевый стакан, добавляют 5 см3 серной кислоты (1 : 1), 1—2 капли раствора калия марганцовокислого и разбавляют водой до 50—60 см3. Стакан с раствором охлаждают до температуры (5—10)°С. Раствор переливают в экстракционную воронку, добавляют к нему 10 ом3 охлажденного до (5—10)°С раствора купферрона, через 5 мин добавляют 20 см3 хлороформа и перемешивают в течение 1 мин. После разделения фаз органический слой (внизу) отбрасывают. Экстракцию с 20 см3 хлороформа проводят еще 1—2 раза, добиваясь обесцвечивания органического слоя. При второй и третьей экстракции фазы перемешивают по 30 с.
Водную фазу переливают в кварцевый стакан, упаривают до объема 3—5 см3, приливают 1—'2 см3 серной кислоты и 3— 5 см3 азотной кислоты. Стакан накрывают часовым стеклом и разрушают при нагревании органические остатки. При появлении густых паров серной кислоты по каплям осторожно приливают азотную кислоту. Операцию повторяют до полного разрушения органических остатков. Раствор упаривают до появления паров серной кислоты, обмывают стенки стакана 1—2 см3 воды и упаривают раствор до объема 0,5 см3, охлаждают и приливают 20— 30 см3 воды, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Для выполнения фотометрической реакции алюминия с хромазуролом S аликвотную порцию 5 см3 при массовой доле алюминия не более 0,05% и 2 см3 при массовой доле алюминия свыше 0,05% помещают в стакан вместимостью 50—100 см3, приливают 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты, 5 см3 раствора хромазуро- ла S, 5 см3 буферного раствора (pH 5,8) и добавляют аммиак до pH (5,7±0,1) (контроль pH-метром). Допускается добавление аммиака до pH (5,7±0,1) перед прибавлением буферного раствора. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 545 нм относительно раствора сравнения. Для приготовления раствора сравнения в мерную колбу вместимостью 50 см3 добавляют 5 см3 хромазуро- ла S, 5 см3 буферного раствора (pH 5,8), доливают водой до метки и перемешивают.
Для выполнения фотометрической реакции с алюминоном аликвотную порцию 10 см3 при массовой доле алюминия менее 0,05% и 2 см3 при массовой доле алюминия свыше 0,05% помещают в стакан вместимостью 50—100 см3, добавляют 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты, аммиак до pH 3—4 (контроль рН-метром), 2 см3 раствора алюминона, 5 см3 буферного раствора (pH 4,9) и добавляют аммиак до pH (4,9±0,2) (контроль pH-метром). Допускается добавление аммиака до pH (4,9±0,2) перед прибавлением буферного раствора. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 536 нм относительно раствора сравнения. Для приготовления раствора сравнения в мерную колбу вместимостью 50 см3 добавляют 2 см3 раствора алюминона, 5 см3 буферного раствора, доливают водой до метки и перемешивают.
Массу алюминия находят по градуировочному графику.
Построение градуировочных графиков
В 10 кварцевых стаканов вместимостью 250—300 см3 помещают навески карбонильного железа массой 0,2 г. Приливают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора В и 2,5 и 4,0 см3 стандартного раствора Б. К навескам приливают по 15— 20 см3 соляной кислоты и растворяют при нагревании. Прибавляют 2—3 см3 азотной кислоты и далее поступают как указано в п. 2.3.1.
По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массам алюминия строят градуировочный график. При этом на ось ординат наносят величину оптической плотности раствора контрольного опыта.
Обработка результатов
Массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
Y от-100 от, где m — масса алюминия в аликвотной части анализируемого раствора, найденная по градуировочному графику, г;
2—167 гп — масса навески пробы, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля алюминия, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
От 0,01 до 0,02 включ. |
0,007 |
Св. 0,02 » 0,05 » |
0,01 |
» 0,05 » 0,10 » |
0,02 |
» 0,10 » 0,20 » |
0,03 |
» 0,20 » 0,50 » |
0,05 |
» 0,50 »1,0 » |
0,10 |
» 1,0 » 2,0 » |
0,15 |
» 2,0 » 5,0 » |
0,2 |
» 5,0 » 7,0 » |
0,3 |
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С ОТДЕЛЕНИЕМ ГИДРООКИСЬЮ НАТРИЯ
Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения алюминия с хромазуролом S и поливиниловым спиртом при pH (6,2±0,4).
Железо, хром, титан и другие элементы отделяют гидроокисью натрия. При массовой доле хрома более 10% его предварительно отгоняют в виде хлористого хромила. Никель, кобальт и марганец отделяют осаждением алюминия уротропином. Влияние ванадия учитывают введением его в растворы для построения градуировочных графиков.