МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
НИКЕЛЬ
МЕТОДЫ ОПРВДЕЛЕНИЯ СЕРЫ
Издание официальное
іс’.и.л
І І. 1ЕЛНОТЕКД
Г^^'М*>*<»4і(ій»*Мшмммш*мшмм«п»м
БЗ 1-99
ИЛК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
У
Группа В59
ДК 669.24:546.22.06:006.354М
ГОСТ
13047.3-81*
Взамен
ГОСТ 13047.3-67
НИКЕЛЬ
Методы определения серы
Nickel. Methods for the determination of sulphur
ОКСТУ 1709
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1981 г. № 5514 срок действия установлен
с 01.01.82
Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)
Настоящий стандарт устанавливает нефелометрический метод определения серы при массовой доле ее в никеле от 0,0004 до 0,005 % и титриметрический метод при массовой доле ее от 0,002 до 0,05 % и фотометрический метод при массовой доле ее от 0,001 до 0,015 %.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3909—82.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13047.1—81.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
МЕТОД НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИЙ
Сущность метода
Метод основан на растворении никеля в соляной кислоте, переведении сульфат-иона в суль- фид-ион, отгонке сероводорода и нефелометрическом определении серы по реакции образования сульфида свинца.
Измерение оптической плотности коллоидного раствора сульфида свинца производят при длине волны 400 нм.
Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр со всеми принадлежностями.
Прибор из стекла или кварца для отгонки сероводорода (черт. 1).
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание (июль 1999 г.) с Изменениями Ns 1, 2, утвержденными в октябре 1983 г., июле 1986 г.
(ИУС 1—84, 10—86)
© Издательство стандартов, 1981 © ИПК Издательство стандартов, 1999
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84, перегнанная и раствор 1:1.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77, растворы 1:1 и 1:10.
Кислота йодистоводородная, раствор 450 г/дм3.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69.
Смесь кислот азотной и соляной, взятых в отношении 1:3, свежеприготовленная.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, перегнанный, раствор 80 г/дм3.
Барий хлористый по ГОСТ 4108—72, раствор 100 г/дм3.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, раствор 10 г/дм3.
Натрий фосфорноватистокислый по ГОСТ 200—76 (гипофосфит натрия).
Восстановительная смесь: в колбу вместимостью 2 дм3 помещают 240 г гипофосфита натрия, приливают 400 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и 800 см3 йодистоводородной кислоты. Полученный раствор кипятят под током азота, выпаривая до объема 750 см3. Раствор хранят в склянке из темного стекла.
Свинец азотнокислый по ГОСТ 4236—77.
Раствор цитрата свинца: 5,0 г азотнокислого свинца растворяют в 50 см3 воды, объем раствора доводят водой до 100 см3, добавляют 20 г лимонной кислоты и нагревают до растворения. Для работы применяют только прозрачный раствор. При образовании осадка его отделяют декантацией.
Платина четыреххлористая; раствор готовят из платины металлической по ГОСТ 14837—79: 0,1 г платины растворяют при нагревании в нескольких кубических сантиметрах смеси азотной и соляной кислот 1:3 и упаривают досуха. Добавляют 5 см3 соляной кислоты, 0,1 г хлористого натрия и снова выпаривают досуха. Обработку с добавлением соляной кислоты повторяют 4—5 раз. Сухой остаток растворяют в 20 см3 раствора соляной кислоты 1:1, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до метки. Перед использованием пипеткой отбирают 4 см3 раствора четыреххлористой платины, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки раствором соляной кислоты 1:10.
1 см3 раствора содержит 0,04 мг платины.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75.
Азот газообразный в баллонах по ГОСТ 9293—74.
Стандартные растворы серы.
Раствор А: 1,1090 г сернокислого натрия, предварительно высушенного при температуре 105 °С, растворяют в воде и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят объем до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит примерно 1 мг серы.
Точную массовую концентрацию раствора А устанавливают гравиметрическим методом. Для этого 25 см3 полученного раствора помещают в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют 15 см3 раствора соляной кислоты 1:1, 100—150 см3 воды, нагревают раствор до кипения и тонкой струей при энергичном перемешивании добавляют 20 см3 горячего раствора хлористого бария. Раствор доводят до кипения и оставляют на 2—3 ч или на ночь для укрупнения осадка сернокислого бария.
Осадок фильтруют через плотный беззольный фильтр (синяя или зеленая лента), количественно переносят осадок на фильтр. Фильтр с осадком промывают 3—4 раза горячей водой до исчезновения следов хлор-иона в промывных водах (проба с азотнокислым серебром). Фильтр с осадком помещают во взвешенный фарфоровый тигель, сушат, озоляют и прокаливают в муфельной печи при 700 °С до постоянной массы.
Массовую концентрацию серы (Q в г/см3 вычисляют по формуле
_ (т-т{) -0,1373
СV ’
где т — масса осадка сульфата бария, найденная в аликвотной части раствора, г;
— масса осадка контрольного опыта, г;
V— объем аликвотной части раствора А, см3;
0,1373 — коэффициент пересчета массы сернокислого бария на серу.
Раствор Б готовят разведением раствора А в 100 раз водой.
2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Подготовка к анализу
Для очистки аппаратуры в реакционную колбу прибора наливают 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и 20 см3 восстановительной смеси, присоединяют колбу через соединительную трубку к приемнику, в который предварительно наливают 15 см3 раствора аммиака. Приемник погружают в стакан с измельченным льдом.
Проверяют герметичность прибора, пропуская ток азота. Если скорость тока азота в реакционной колбе и в приемнике одинакова, то прибор герметичен.
Реакционную колбу помещают на плитку с закрытой спиралью и в токе азота (1—2 пузырька в секунду) ведут отгонку до появления белых паров из отводной трубки приемника.
Проведение анализа
Навеску никеля по ГОСТ 849—97 массой 2 г при массовой доле серы 0,0005—0,0008 % и 1 г при массовой доле серы 0,0008—0,005 % растворяют в колбе с узким горлом вместимостью 100 см3 в 25 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и 1,0 см3 раствора четыреххлористой платины при умеренном нагревании и осторожном перемешивании. Одновременно проводят контрольный опыт через весь ход анализа.
После растворения навески раствор упаривают до объема около 10 см3, охлаждают и закрывают колбу пробкой. После подготовки прибора к анализу (см. п. 2.3) раствор помещают в реакционную колбу прибора, ополаскивают колбу, в которой велось разложение, 10 см3 восстановительной смеси и приливают еще 10 см3 восстановительной смеси. Колбу тотчас присоединяют к приемнику, в который предварительно было налито 15 см3 раствора аммиака. Приемник погружают в стакан с измельченным льдом и пропускают через прибор ток азота со скоростью 1—2 пузырька в секунду в течение 5 мин для вытеснения воздуха из всей системы.
При определении серы в никелевом порошке по ГОСТ 9722—97 растворение ведут в реакционной колбе прибора. Для этого навеску порошка никеля массой 1 г помещают в реакционную колбу прибора, приливают смесь из 15 см3 соляной кислоты 1:1,1 см3 раствора четыреххлористой платины, 15 см3 восстановительной смеси и реакционную колбу сразу присоединяют к приемнику, в который предварительно было налито 15 см3 раствора аммиака, и далее поступают, как указано выше.
Проверяют герметичность прибора, как указано в п. 2.3 и, не прекращая подачи азота, помещают реакционную колбу на горячую электроплитку с закрытой спиралью и проводят отгонку сероводорода при кипячении раствора.
При определении серы в никелевом порошке нагревание реакционной колбы ведут до растворения основной массы навески, не доводя раствор до кипения, затем повышают температуру и проводят отгонку сероводорода при кипячении раствора.
Отгонку ведут 5—6 мин после появления белых паров, выходящих из отводной трубки приемника. По истечении указанного времени реакционную колбу снимают с электроплитки, отсоединяют приемник и быстро переливают в аммиачный раствор в градуированный цилиндр вместимостью 50 см3 с притертой пробкой. Туда же приливают 2 см3 цитрата свинца, доводят объем раствором аммиака до 50 см3, тщательно перемешивают и измеряют оптическую плотность раствора не позднее, чем через 15 мин с момента добавления цитрата свинца при длине волны около 400 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
В качестве раствора сравнения используют воду.
Из величины оптической плотности анализируемого раствора вычитают усредненное значение
оптической плотности раствора контрольного опыта и находят массовую концентрацию серы по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
Построение градуировочного графика
В реакционную колбу прибора вводят последовательно 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см123 стандартного раствора Б, добавляют 5 см3 соляной кислоты и 20 см3 восстановительной смеси. Далее поступают, как указано в п. 2.4.1.
Из величин оптической плотности стандартных растворов вычитают значение оптической плотности раствора, не содержащего серу, и строят градуировочный график.
Обработка результатов
Массовую долю серы (А) в процентах вычисляют по формуле
100
Л
т
где т}— масса серы в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г;
/и2 — масса серы в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г; т — масса навески никеля, г.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля серы, %
0,0003 0,0005 0,0008 0,001
А
Установка для определения серы
Черт. 2
бсолютное допускаемое расхождение, %Установка состоит из следующих элементов: баллона с кислородом 1, снабженного редукционным вентилем 2 для регулирования скорости поступления кислородав печь; склянки Тищенко или Дрекселя 3, содержащей раствор марганцовокислого калия в растворе гидроокиси калия; поглотительной склянки 4 любой конструкции, содержащей концентрированную серную кислоту; склянки 5 для осушения кислорода, содержащей хлористый кальций; трехходового крана 6 для регулирования скорости пропускания кислорода; фарфоровой трубки 7 марки «Пиролан» длиной 650—750 мм и внутренним диаметром 18—22 мм. Концы трубки, выходящие из печи, должны быть длиной не менее 100 мм. Перед началом работы трубка должна быть прокалена в токе кислорода при 1350—1400 °С и проверена на герметичность; трубчатой печи 8 с силитовыми нагревателями, обеспечивающими нагрев до 1350—1400 °С; терморегулятора 9 для регулирования и поддержания необходимой температуры в печи с термопарой и гальванометром; медных муфточек (холодильников) 10 для охлаждения концов фарфоровой трубки; пылеуловителя 11, наполненного стеклянной ватой, двухходового крана 12 бюретки 13 вместимостью 5 см3; абсорбционного аппарата 14, схема которого приведена на черт. 3, состоящего из двух равных сосудов, соединенных стеклянными перемычками. Левый сосуд является абсорбционным, в нижней его части имеется кран для слива оттитрованной поглотительной жидкости по окончании анализа.
Лодочки фарфоровые неглазурованные № 2 по ГОСТ 9147—80. Перед применением лодочки прокаливают в токе кислорода при 1250— 1300 °С.
Т
Черт. 3
рубки эластичные резиновые с внутренним диаметром 5—6 мм.Допускается использование других приборов, обеспечивающих требуемую точность анализа.
Кислород газообразный технический и медицинский по ГОСТ 5583—78.
Калий йодистый по ГОСТ 4232—74, раствор 500 г/дм3.
Йод по ГОСТ 4159—79, 0,01 М раствор йода: 0,1270 г кристаллического йода растворяют в 50 см3 раствора йодистого калия и разбавляют водой до 1 л. Раствор сохраняют в склянке из темного стекла.
Для установления титра раствора йода сжигают навеску стандартного образца никеля, стали или железа, содержащую от 200 до 300 мкг серы. Двуокись серы поглощают водой и полученный раствор сернистой кислоты немедленно титруют раствором йода в присутствии крахмала.
Массовую концентрацию раствора йода (Q в г/см3 вычисляют по формуле
г_ т
С И’
где т — масса серы в навеске стандартного образца, г;
V — объем раствора йода, израсходованный на титрование, см3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор 40 г/дм3.
Калия гидроокись по ГОСТ 24363—80, раствор 500 г/дм3.
Кальций хлористый обезвоженный, в кусках.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Крахмал растворимый по ГОСТ 10163—76, раствор 10 г/дм3, содержащий 1—2 капли раствора йода, свежеприготовленный.
Плавень: медь по ГОСТ 859—78.