---

ГОСТ 14021.1-78

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ФЕРРОБОР

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

Издание официальное

Госстандарт Россам

На у чно- техпическая
БИБЛИОТЕК

А

БЗ 9-98

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москв

аУДК 669.15'781—198:546.706:006.354 Группа В19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Ф

ГОСТ
14021.1-78

ЕРРОБОР

Методы определения бора

Ferroboron.

Methods for the determination of boron

ОКСТУ 0809

Дата введения 01.01.80

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и потенциометрический методы опре­деления бора (при массовой доле бора от 3,0 до 35 %) в ферроборе, предназначенном для легирования сталей и сплавов.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

   1. Сущность метода ¹²

Метод основан на свойстве малодиссоциированной борной кислоты образовывать с много­атомными спиртами (маннитом, глицерином) комплексные соединения, которые значительно сильнее диссоциируют и титруются щелочью в присутствии индикатора — фенолфталеина, с резким переходом окраски раствора в розовый цвет, не изменяющийся при добавлении многоатомного спирта. Мешающее действие железа, марганца, меди и никеля устраняют сплавлением пробы ферробора со щелочью или пероксидом натрия. Для переведения марганца с высшей валентности (7 и 6) в низшую (4) добавляют этиловый спирт. Алюминий отделяют углекислым кальцием.

Натрия пероксвд.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1 : 1.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Бария гидроокись по ГОСТ 4107, раствор с массовой долей 5 %.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530.

Маннит (манитол) по ТУ 6—09—5484—90.

Фенолфталеин (индикатор) по ТУ 6—09—5360—87, спиртовой раствор с массовой долей 1 %.

Метиловый оранжевый (пара-диметиламиноазобензолсульфокислый натрий), раствор с мас­совой долей 0,1 %.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, прокипяченная в течение 1 ч и охлажденная.

Глицерин по ГОСТ 6259.

Бумага конго.

Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332.

Натрий углекислый безводный.Сахароза по ГОСТ 5833.

Сахар инвертный, раствор: 1 кг сахарозы растворяют в 650 см³ дистиллированной воды, приливают 10 см³ раствора соляной кислоты, разбавленной 1 : 10, и нагревают в течение 2—3 ч при температуре от 80 до 90 °С. Раствор охлаждают до температуры 30—40 °С, приливают раствор с массовой долей 10 % гидроокиси натрия до получения pH 6,9.

Объем раствора гидроокиси натрия, необходимый для нейтрализации соляной кислоты, устанавливают предварительным титрованием 10 см³ раствора соляной кислоты, разбавленной 1 : 10, раствором с массовой долей 10 % гидрата окиси натрия в присутствии индикатора фенолфта­леина.

Кислота борная по ГОСТ 9656, стандартный раствор: 5,7154 г борной кислоты, х. ч., помещают в стакан вместимостью 400 см³ и растворяют в 200—300 см³ дистиллированной воды. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют водой до метки и перемешивают.

1. см³ полученного раствора содержит 0,001 г бора.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с массовой долей 1 %, раствор с массовой долей 10 %, раствор 0,1 моль/дм³; раствор 0,1 моль/дм³ готовят следующим образом: 4 г гидроокиси натрия растворяют в 100 см³ дистиллированной воды, добавляют 3 см³ раствора с массовой долей 5 % гидроокиси бария, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой, перемешивают, дают отстояться осадку в течение 1 сут и отфильтровывают.

Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия устанавливают по борной кислоте. Установку массовой концентрации проводят следующим образом: в коническую колбу вместимос­тью 250 см³ помещают 10—20 см³ стандартного раствора борной кислоты, приливают 100 см³ дистиллированной воды, прибавляют 10 капель фенолфталеина, 1 г маннита или 20 см³ глицерина, или 50 см³ раствора инвертного сахара и титруют раствором 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия до появления устойчивой красно-малиновой окраски. Затем добавляют еще 0,5 г маннита или 10 см³ глицерина. Если окраска раствора ослабевает, раствор дотитровывают.

Титрование заканчивают, когда после дополнительного прибавления маннита или глицерина красно-малиновая окраска раствора не изменяется. Проверку массовой концентрации раствора гидроокиси натрия проводят в день титрования пробы.

Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия (Q, выраженную в г/см³ бора, вычис­ляют по формуле

с—

где Cj — массовая концентрация стандартного раствора борной кислоты, выраженная в г/см³ бора;

V— объем стандартного раствора борной кислоты, взятый для титрования, см³;

V_r— объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора, см³;

К₂ — объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора кон­трольного опыта, см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Навеску ферробора массой 0,5 г помещают в железный или никелевый тигель, смешивают с 5—6 г пероксида натрия, сверху засыпают 1—2 г пероксида натрия, помещают в более холодную часть муфельной печи, затем продвигают тигель в горячую часть муфельной печи и сплавляют навеску при 800—850 °С, периодически перемешивая круговыми движениями тигля. Когда плав станет жидким, тигель выдерживают в печи 3—4 мин.

При анализе ферробора марок ФБ-2 и ФБ-3 во избежание вспышек при сплавлении навеску предварительно спекают с 3 г углекислого калия-натрия и затем сплавляют с 5—6 г пероксида натрия. После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 400—500 см³, накрывают стакан часовым стеклом и выщелачивают плав в 100—150 см³ воды. Тигель обмывают горячей водой, прибавляют пять капель этилового спирта и кипятят содержимое стакана 5—10 мин.

Раствор с осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³. Стенки обмывают горячей водой. Содержимое колбы охлаждают, разбавляют водой до метки, перемешивают, дают немного отстояться осадку гидроокиси металлов, после чего раствор фильтруют в сухую колбу через двойной сухой складчатый фильтр «белая лента».

Аликвотную часть раствора 100 см³ помещают в стакан вместимостью 400—500 см³ и нейтра­лизуют соляной кислотой по бумаге конго до слабокислой реакции.

К слабокислому раствору осторожно небольшими порциями прибавляют углекислый кальций до перехода окраски бумаги конго в розовый цвет и образования на дне стакана небольшого белого осадка — избытка углекислого кальция. Раствор с осадком нагревают до 70—80 °С в течение 5 мин (для коагуляции алюминия), переводят в мерную колбу вместимостью 200 см³, охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают и фильтруют в сухую колбу через сухой складчатый фильтр «белая лента».

Аликвотную часть раствора 100 см³ помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³, добавляют одну каплю метилового оранжевого и нейтрализуют разбавленной 1 : 1 соляной кислотой до кислой реакции.

В колбу опускают магнитный элемент, ставят на мешалку и интенсивно перемешивают в течение 5—7 мин. К слабокислому раствору добавляют одну каплю метилового оранжевого и строго нейтрализуют сначала раствором с массовой долей 1 % гидроокиси натрия, а затем заканчивают нейтрализацию, добавляя из бюретки раствор 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия.

К раствору прибавляют десять капель фенолфталеина, 1 г маннита или 20 см³ глицерина, или 50 см³ инвертного сахара, оставляют на 1—2 мин, после чего титруют раствором 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия до устойчивой красно-малиновой окраски. Затем добавляют еще 0,5 г маннита или 10 см³ глицерина. Если окраска раствора ослабевает, раствор дотитровывают.

Титрование заканчивают, когда после дополнительного прибавления маннита или глицерина красно-малиновая окраска раствора не ослабевает.

Как при установлении массовой концентрации раствора гидроокиси натрия, так и при определении бора в образцах ведут контрольный опыт для введения поправки на содержание бора в реактивах. Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия проверяют в день титрования пробы.

_v С (И- 100

где С — массовая концентрация раствора гидрата окиси натрия, выраженная в г/см³ бора;

V— объем раствора гидрата окиси натрия, израсходованный на титрование раствора, см³;

К] — объем раствора гидрата окиси натрия, израсходованный на титрование контрольного опыта, см³;

т — масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

   1. Сущность метода

Метод основан на отделении бора от железа, марганца и меди сплавлением с пероксидом натрия или щелочью с последующим определением бора в растворе потенциометрическим методом. Перед титрованием pH раствора устанавливают 6,9, добавляют инвертный сахар или маннит и титруют образовавшуюся борноорганическую комплексную кислоту раствором гидроокиси натрия до перво­начального значения pH 6,9.

Потенциометр ламповый со стеклянным и каломельным электродами.

Мешалка со скоростью 200—300 об/мин.

Элемент магнитный.

Электроплитка.

рН-метр-милливольтметр.

Натрия пероксид

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1 : 1, 1 : 10.

Метиловый оранжевый (пара-диметиламиноазобензолсульфокислый натрий), водный раствор с массовой долей 0,1 %.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652, раствор с массовой долей 2 %.

Фенолфталеин (индикатор) по ТУ 6—09—5360—87.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Сахароза по ГОСТ 5833.

Бария гидроокись по ГОСТ 4107, раствор с массовой долей 5 %.

Маннит (маннитол) по ТУ 6—09—5484—90.

Глицерин по ГОСТ 6259.

Сахар инвертный раствор; готовят следующим образом: 1 кг сахарозы растворяют в 650 см³ дистиллированной воды, приливают 10 см³ соляной кислоты, разбавленной 1 : 10, и нагревают в течение 2—3 ч при 80—90 ’С. После охлаждения раствора приливают раствор с массовой долей 10 % гидроокиси натрия. Объем раствора щелочи, необходимый для нейтрализации соляной кислоты, устанавливают предварительным титрованием 10 см³ разбавленной 1 : 10 соляной кислоты раство­ром с массовой долей 10 % гидроокиси натрия в присутствии индикатора — фенолфталеина.

Кислота борная по ГОСТ 9656, стандартный раствор; готовят следующим образом: 11,432 г х. ч. борной кислоты помещают в стакан вместимостью 400—500 см³ и растворяют в 200—300 см³ дистиллированной воды. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, разбавляют этой же водой до метки и перемешивают.

1. см³ приготовленного раствора содержит 0,004 г бора.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с массовой долей 2 %, раствор 0,1 моль/дм³ и раствор с массовой долей 10 %; раствор 0,1 моль/дм³ готовят следующим образом: 4 г х. ч. гидроо­киси натрия растворяют в 1000 см³ дистиллированной воды, добавляют 3 см³ раствора с массовой долей 5 % гидроокиси бария, перемешивают и дают отстояться осадку в течение 1 сут.

Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия устанавливают по борной кислоте следующим образом: в стакан вместимостью 400 см³ помещают 10 см³ стандартного раствора борной кислоты и приливают 250 см³ дистиллированной воды. В стакан с анализируемым раствором опускают магнитный элемент и электроды, присоединенные к потенциометру, приводят во враще­ние мешалку, приливают из бюретки раствор 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия до установления pH раствора 6,9.

К полученному раствору приливают 50 см³ раствора инвертного сахара или по 1 г маннита, или по 20 см³ глицерина (при этом стрелку гальванометра отклоняется от нулевого значения шкалы pH) и титруют борную кислоту раствором 0,1 моль/дм³ гидроокиси натрия до возвращения стрелки гальванометра до значения pH 6,9.

Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия (6), выраженную в г/см³ бора, вычис­ляют по формуле п. 2.2.

При установке массовой концентрации раствора гидроокиси натрия ведут контрольный опыт для введения поправки на отклонение pH инвертного сахара от значения pH 6,9.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Навеску ферробора массой 0,5 г помещают в железный или никелевый тигель и смешивают с 5—6 г пероксида натрия. Тигель помещают в более холодную часть муфельней печи, затем продви­гают тигель в горячую часть и сплавляют при 800—850 °С, периодически перемешивая круговыми движениями тигля. Когда плав станет жидким, тигель выдерживают в печи 3—4 мин.

При анализе ферробора марок ФБ-2 и ФБ-3 во избежание вспышек навеску помещают в никелевый или железный тигель, в котором находится 10—12 г гидроокиси натрия (предварительно расплавленного и охлажденного) и сверху покрывают 0,5 г пероксида натрия. Содержимое тигля нагревают на электроплите до расплавления щелочи, затем тигель помещают сначала в более холодную часть муфельной печи и нагревают приблизительно до 400 °С, а затем сплавляют в горячей части муфельной печи при 650—700 °С в течение 15 мин, периодически перемешивая круговыми движениями тигля.