---

Г

УДК 669.15—194:546.711.06:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

руппа В39

С

ГОСТ
I2348—78* *
(СТ СЭВ 486—77)

Взамен
ГОСТ 12348—66,
кроме общих указаний

ТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения марганца

Alloyed and high-alloyed steels.

Methods of manganese determination

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 ноября 1978 г. № 3081 срок введения установлен

с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 № 2877 срок действия продлен

до 01.01.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод оп­ределения марганца (при массовой доле марганца от 0,05 до 10,0%), атомно-абсорбционный метод определения марганца (при массовой доле от 0,1 до 5,0%), титриметрический метод определе­ния марганца (при массовой доле от 0,5 до 10,0%) и потенциомет­рический метод определения марганца (при массовой доле от 5,00 до 40,0 % ).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 486—77.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методам анализа—по ГОСТ 20560—81.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА (0,05—10,0%)

   1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) при концент­рации его в растворе в пределах 0,001—0,012 мг/мл в сернокислой среде (1,0—3,5 н.) йоднокислым калием до марганцовой кислоты и измерении оптической плотности окрашенного раствора при дли­не волны 545 нм.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—'ll или по ГОСТ 11125—84 и разбавленная 1:1, 1:100.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:4.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.

Смесь серной и ортофосфорной кислот: к 750 см³ воды осторож­но при непрерывном перемешивании приливают 150 см³ серной кис­лоты, охлаждают, приливают 100 см³ ортофосфорной кислоты, пе­ремешивают и охлаждают.

Калий йоднокислый, 5%-ный раствор: 50 г йоднокислого калия растворяют в 800 см³ азотной кислоты 1:1, раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм³ и перемешивают.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.

Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, 30%-ный раствор.

Железо карбонильное особо чистое.

Марганец сернокислый, стандартные растворы А и Б.

Раствор А. 0,5754 г марганцовокислого калия, перекристаллизо­ванного и высушенного на воздухе, помещают в стакан вмести­мостью 300 см³, прибавляют 20 см³ серной кислоты 1:4 и осторож­но, по каплям, при перемешивании, приливают перекись водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпари­вают до начала кристаллизации. Остаток растворяют в 20—30 см³ воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора А содержит 0,0002 г марганца.

Раствор Б. 100 см³ стандартного раствора А помещают в мер­ную колбу вместимостью 200 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

Вода, не содержащая восстановителей. В колбу вместимостью 1,5—2 дм³ наливают 1 дм³ воды, приливают по каплям серную кислоту до pH 3 по универсальной индикаторной бумаге, нагрева­ют до кипения, прибавляют несколько кристаллов йоднокислого калия, кипятят 5—7 мин и охлаждают. Вода, не содержащая вос­становителей, применяется для разбавления окисленных раство­ров, подготовленных для фотометрирования.

Навеску стали в зависимости от массовой доли марганца (табл. 1) помещают в стакан вместимостью 250—300 см³, приливают 30 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот, стакан накрывают часовым стеклом и нагревают 5—10 мин. Затем осторожно прили­вают 10 см³ азотной кислоты и нагревают до полного растворения навески.

стакана, прибавляют несколько капель азотной кислоты и снова выпаривают до паров серной кислоты.

Нерастворимые в этих условиях стали можно растворять в со­ляной кислоте или в смеси соляной и азотной кислот. Затем к раствору приливают 30 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот, выпаривают его до паров серной кислоты и охлаждают. Обмыва­ют стенки стакана водой и снова выпаривают раствор до паров серной кислоты.

Содержимое стакана охлаждают, растворяют соли в 50—60 см³ воды и отфильтровывают осадок кремниевой кислоты на фильтр «белая лента», собирая фильтрат и промывную жидкость в мерную колбу вместимостью 250 см³. Стакан и осадок на фильтре промы­вают 3—5 раз азотной кислотой 1:100. Фильтр с осадком отбрасы­вают. Содержимое колбы охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть (табл. 1) раствора помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают воду приблизительно до 50 см³, 25 см³ смеси серной и ортофосфорной кислот и 10 см³ раст­вора йоднокислого калия.

Содержимое колбы нагревают до кипения, кипятят 1мин и ос­тавляют на водяной бане при температуре приблизительно 90°С в течение 40—50 мин. Затем раствор охлаждают, переносят в мер­ную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой, не содержащей восстановителей, до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или на фотоэлектроколориметре со свето­фильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 530—550 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм.

Для приготовления раствора сравнения аликвотную часть раст­вора помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, прили­вают воду приблизительно до 70 см³, 2—3 капли соляной кислоты, нагревают до кипения, кипятят 2—3 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Массу марганца в миллиграммах находят по граду­ировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

; 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).2.3.1. Построение градуировочного графика

2 г карбонильного железа помещают в стакан вместимостью 250—300 см³, приливают 50 см³ смеси серной и ортофосфорной кис­лот и нагревают до растворения железа. Раствор окисляют, при­бавляя по каплям азотную кислоту, кипятят до удаления окислов азота и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вмести­мостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

По 10 см³ полученного раствора помещают в восемь конических колб вместимостью 250 см³, в семь колб добавляют последователь­но 1, 2, 4, 6, 8, 10 и 12 см³ стандартного раствора Б сернокислого марганца, что соответствует 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 мг мар­ганца. В восьмой колбе проводят контрольный опыт на содержа­ние марганца в реактивах.

Раствор в каждой колбе доливают водой приблизительно до 50 см³, прибавляют по 25 см³ смеси серной и ортофосфорной кис­лот и по 10 см³ раствора йоднокислого калия. Содержимое колб нагревают до кипения, кипятят 1 мин и оставляют стоять при тем­пературе приблизительно 90°С в течение 40—50 мин.

Растворы охлаждают, переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см³, доливают водой, не содержащей восстановителей, до метки и перемешивают. Оптическую плотность растворов измеря­ют на спектрофометре при длине волны 545 нм пли на фотоэлектро­колориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 530—550 нм, в кювете с толщиной поглощаю­щего слоя 20 мм. В качестве раствора сравнения используют раст­вор контрольного анализа.

По найденным величинам оптической плотности и соответству­ющим им массам марганца строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

у 771,-100

где m—масса навески стали, соответствующая фотометрируемой аликвотной части раствора, мг;

пг_х—масса марганца, найденная по градуировочному графику, мг.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Таблица 2

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА (0,3—10%) В СТАЛЯХ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ КОБАЛЬТА

Метод основан на окислении ионов марганца (II) надсерно­кислым аммонием до марганцевой кислоты в кислой среде в при­сутствии азотнокислого серебра. Ионы МпО₄ оттитровывают раст­вором арсенит-нитрита натрия.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:4.

Кислота ортофосфорная по Г ОСТ 6552—80.

Смесь кислот: к 550 см³ воды осторожно, при непрерывном пе­ремешивании, приливают 90 см³ серной кислоты, охлаждают, при­ливают 100 см³ ортофосфорной кислоты, перемешивают и прилива­ют 260 см³ азотной кислоты.

Индикатор универсальный, бумага.

Аммоний надсернокислый (персульфат аммоний) по ГОСТ 20478—75, 20%-ный раствор.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75, 0,5%-ный раствор.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, 0,2%-ный раствор.

Мышьяковистый ангидрид по ГОСТ 1973—77.

Натрий мышьяковистокислый орто (Na₃AsO₃).

Натрий двууглекислый по ГОСТ 4201—79.

Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328—77, 15%-ный раствор.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74.

Натрия арсенит-нитрит, стандартный раствор: 1,5 г мышьяко­вистого ангидрида помещают в стакан вместимостью 400—600 см³ содержащий 25 см³ горячего 15%-ного раствора гидроокиси нат­рия, растворяют при умеренном нагревании, разбавляют водой до 120—130 см³ и охлаждают. Затем к раствору приливают серную кислоту 1:4 до pH 7 по универсальному индикатору и еще 2—3 см³. Добавляют двууглекислый натрий до pH 7 по универсальному ин­дикатору. В полученном растворе растворяют 0,85 г азотистокисло­го натрия, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм³, добавляют воду до метки и перемешивают.

Допускается приготовление стандартного раствора из мышья­ковистокислого натрия орто, 2,91 г мышьяковистокислого натрия ор­то помещают в стакан вместимостью 400—600 см³, приливают 120— 150 см³ воды и перемешивают до полного растворения соли.

Далее подготовку раствора проводят так же, как из мышьяко­вистого ангидрида. При содержании в соли кристаллизационной воды ее учитывают при расчете навески, необходимой для приго­товления стандартного раствора.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия уста­навливают по стандартному образцу стали, близкому по составу и содержанию марганца к анализируемому образцу, проведенному через все стадии анализа, как указано в п. 3.1.3.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия (Т), выраженную в граммах марганца, вычисляют по формуле

Т m-C_m

¹~ V-100 ’

где т—масса навески стандартного образца, г;

С_т— массовая доля марганца в стандартном образце, %;

V—объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование, см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Навеску стали в зависимости от массовой доли марганца (табл. 3) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, прилива­ют 40 см³ смеси кислот и растворяют при нагревании. Раствор кипятят до удаления окислов азота, разбавляют водой приблизи­тельно до 150 см³, прибавляют 10 см³ азотнокислого серебра, 10 см³ раствора надсернокислого аммония, нагревают до кипения и вы­держивают на теплом месте плиты 1 мин. Затем раствор охлажда­ют до комнатной температуры, приливают 10 см³ раствора хлорис­того натрия и сразу же титруют раствором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиновой окраски.

Таблица 3