■
Группа Bl 9
УДК 669.15’292—198 : 546.76.06 : 006.354ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР «■■■■■■■■■жжвиишаиипшжашмвванжжмаамяніпмі
ФЕРРОВАНАДИЙ
М
ГОСТ
13217.8—90
Ferrovanadium.
'Methods for determination of chromium
ОКСТУ 0809
Срок действия с 01.07.91 до 01.07.2001
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения хрома в феррованадии при массовой доле его от 0,3 до 3,0%.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 27349.
Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Сущность метода
Метод основан на отделении хрома, марганца и железа гидроксидом натрия от основной массы ванадия и последующем окислении хрома в сернокислой среде надсернокислым аммонием до шестивалентного состояния. Определение хрома заканчивают методом обратного титрования, титруя избыток раствора двухвалентного железа раствором марганцевокислого калия.
Реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы 1 : 4 и 3 : 97.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20485, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм3.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм3.
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещенаНатрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы с массовой концентрацией 10 г/дм3 и 250 г/дм3.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3.
Фенилантраниловая кислота, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют при нагревании в 100 см3 раствора натрия углекислого.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, раствор е С/вКгСггО?) — 0,05 моль/дм3: 2,4517 г при необходимости перекристаллизованного и просушенного до постоянной массы при температуре 180°С двухромовокислого калия растворяют в 150 cms бидистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки той же водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,000867 г хрома.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с (FeSO4-(NH4)2-SO4-6H2O) = =0,05 моль/дм3: 20 г соли растворяют в 800 см3 раствора серной кислоты 3 : 97 в мерной колбе вместимостью 1 дм3, после чего доливают до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору двухромовокислого калия. Для этого в коническую колбу вместимостью 500 см3 помещают 25,0 см3 раствора двухромовокислого калия, затем прибавляют 200 см3 воды, 30 см3 раствора серной кислоты 1:4, 5 см3 ортофосфорной кислоты. К раствору прибавляют 5—6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в изумрудно-зеленую.
Массовую концентрацию (с) раствора соли Мора, выраженную в г/см3 хрома, вычисляют по формуле
где с- — массовая концентрация раствора двухромовокислого калия, выраженная в г/см3 хрома;
i—объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см3;
V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование раствора двухромовокислого калия, см3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с С/5КМПО4) =0,05 моль/дм3: 1,58 г реактива растворяют в 500—• 600 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в склянку из темного стекла,, выдерживают в течение 10 сут, а затем сифонируют в другую склянку из темного стекла.
Для установки соотношения между растворами марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250 см3 приливают из бюретки 25,0 см3 раствора соли Мора, 100 см3 воды, 50 см3 серной кислоты 1 : 4 и титруют раствором марганцовокислого калия до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.
Соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора (К) вычисляют по формуле
где V2— объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см3;
V3 — объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см3.
Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия (в2), выраженную в г/см3 хрома, вычисляют по формуле
где с — массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 хрома;
2— объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см3;
3 — объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см3.
Проведение анализа
Навеску пробы массой 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 40 см3 раствора серной кислоты 1:4, затем 2 см3 фтористоводородной кислоты, нагревают до растворения, приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и еще в избыток 2 см3. Раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты.
После охлаждения соли растворяют при нагревании в 100 см3 воды. Охлаждают и нейтрализуют раствором гидроксида натрия 250 г/дм3 до желтовато-зеленого цвета и вливают при перемешивании в колбу вместимостью 500 см3, в которой находится 50 см3 горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см3. Раствор с осадком кипятят 5 мин, осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 6—8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм3. Затем осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение гидроксидов. Фильтр промывают 30 см3 горячей серной кислоты 1 : 4 и 4—5 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Содержимое колбы нагревают до растворения осадка. Охлаждают и нейтрализуют раствором гид-роксида натрия 250 г/см3 до желтого цвета. Затем раствор при перемешивании вливают в колбу вместимостью 500 см3, в которой находится 50 см3 горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см3. Раствор с осадком кипятят 5 мин, а затем осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 6—8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм3. Промытый осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение. Фильтр промывают 30 см3 горячей серной кислоты 1 : 4 и 4—5 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Фильтр отбрасывают. Содержимое колбы нагревают до растворения осадка, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1 :4, 5 см3 ортофос- форной кислоты, доводят объем раствора водой до 250 см3 и нагревают до кипения.
К горячему раствору приливают 10 см3 раствора азотнокислого серебра, 30 см3 раствора надсернокислого аммония и умеренно кипятят до полного окисления хрома и разложения избытка надсернокислого аммония. Колбу снимают с плитки,, осторожно приливают 10 см3 раствора хлористого натрия и кипятят раствор в течение 3—5 мин для восстановления марганцовой кислоты.
Раствор охлаждают, приливают из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в. зеленую,, после чего добавляют еще 5—10 см3 раствора соли Мора. Избыток соли Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого калия до появления устойчивой в течение 2 мин розовой окраски раствора.
Обработка результатов
Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле
Х= с'2' (К-^-^>100
т
где Сч — массовая концентрация раствора марганцовокислого, калия, выраженная в г/см3 хрома.;
V4—объем раствора соли Мора, добавленный к раствору пробы, см3;
Vs — объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли Мора^. см3;
К — соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора;
т — масса навески пробы, г.
Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли хрома приведены в табл. 1.
Таблица 1
|
Массовая доля ярома, % |
Погрешность результатов анализа, % |
Допускаемые расхождения, % |
|||
|
двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях |
двух параллельных определений |
трех параллельных определений |
результатов анализа стандартного образца ст аттестованного значения |
||
|
■От 0,3 до 0,5 включ. |
0,03 |
0,04 |
0,03 |
0,04 |
0,02 |
|
<jb. 0,5 >1Д > |
0,04 |
0,05 |
0,04 |
0,05 |
0,02 |
|
» 1,0 » 2,0 > |
0,05 |
0,07 |
0,06 |
0,07 |
0,03 |
|
» 2,0 > 3,0 > |
0,08 |
0,11 |
0,09 |
0,11 |
0,05 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
Сущность метода
Метод основан на измерении атомной абсорбции хрома в пламени закись азота-ацетилен при длине волны 357,9 нм с предварительным растворением пробы в серной кислоте.
Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и растворы 1 :4 и 1 : 2.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Железо металлическое.
Раствор железа 10 г/дм3: 10 г железа растворяют при нагревании в 40 см3 соляной кислоты, приливают 5 см3 азотной кислоты, раствор кипятят до удаления оксидов азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают ©одой до метки и перемешивают.
Ванадия (V) оксид.
Раствор ванадия 10 г/дм3: 17,9 г оксида ванадия растворяют при нагревании в 100 см3 соляной кислоты, приливают 5 см3 азотной кислоты и кипятят до удаления оксидов азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Хром металлический.
Стандартный раствор хрома: 1,0000 г хрома растворяют в 50 см3 раствора серной кислоты 1 : 2, окисляют азотной кислотой, выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в воде при нагревании, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.Массовая концентрация хрома в растворе равна 0,001 г/см3.
Проведение анализа
Навеску пробы массой 0,5 г помещают во фторопластовый стакан или чашку из платины или стеклоуглерода, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1 : 4, затем 2 см3 фтористоводородной кислоты, нагревают до растворения, приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и еще в избыток 2 см3. Раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты и охлаждают. Затем соли растворяют в 20 см3 воды при нагревании и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Атомную абсорбцию хрома измеряют параллельно в растворе контрольного опыта, растворе пробы, растворах для построения: градуировочного графика, растворе стандартного образца при длине волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.
После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения абсорбции раствора пробы находят массовую долю хрома в пробе методом сравнения со стандартным образцом, с химическим составом, соответствующим требованиям настоящего стандарта, или методом градуировочного графика, или методом добавок.
При применении метода сравнения навеску стандартного образца проводят через все стадии анализа, как указано в п. 3.3.1.
При применении метода градуировочного графика в ряд стаканов помещают растворы ванадия и железа в количествах, соответствующих их содержаниям в пробе, стандартный раствор хрома, согласно табл. 2. В один стакан стандартный раствор хрома не помещают. Во все стаканы приливают по 20 см3 раствора серной кислоты 1 :4 и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.
Таблица 2
|
Массовая доля хрома. % |
Масса хрома в атомизи- руемом растворе, мг |
Объем стандартної» раствора хрома, см’ |
|
От 0,3 до 0,6 включ. Св. 0.6 >1,5 > » 1,6 > 3,0 > |
1.5—3,0 3,0—7,5 7,5—15 |
1—3 3—8 8—16 |
Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор хрома, из значений абсорбции растворов, сэ- держащих стандартный раствор, и соответствующим им массам хрома.
При применении метода добавок к навеске пробы добавляют такое количество стандартного раствора хрома, чтобы значение атомной абсорбции пробы с добавлением стандартного- раствора составляло не более двухкратного значения атомной абсорбции раствора пробы и находилось в линейном диапазоне градуировочного графика. Далее анализ проводят по п. 3.3.1.
Обработка результатов
Массовую долю хрома (X]) в процентах, определяемую* методом сравнения, вычисляют по формуле
