(Измененная редакция, Изм. № 1).
Обработка результатов
Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
V'T-1QQm ’ где V—количество раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованное на титрование, мл;
Т—массовая концентрация раствора арсенит-нитрита натрия, выраженная в граммах марганца;
m—масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, взятой для титрования, г.
Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Определение марганца в сталях, содержащих более 1 % хрома
Сущность метода
Мешающие определению марганца элементы осаждают окисью цинка, затем в фильтрате после добавления кислоты марганец (II) окисляют надсернокислым аммонием в присутствии азотнокислого серебра до марганца (VII) и последний оттитровывают раствором арсенит-нитрита натрия.
Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Окись цинка по ГОСТ 10262—73, суспензия в воде: 50 г окиси цинка, не содержащей марганца, карбонатов и восстановителей, помещают в фарфоровую ступку, приливают горячей воды и тщательно растирают пестиком, затем добавляют 250—300 см3 горячей воды и перемешивают.
Окись цинка, содержащую карбонаты и восстановители, предварительно прокаливают при 800°С.
Остальные реактивы и растворы —• по п. 3.1.2.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Проведение анализа
Навеску стали в зависимости от массовой доли марганца (табл. 4) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, прилива-
Таблица 4
Массовая |
доля |
марганца, % |
Масса навески стали, г |
|
От |
0,3 |
до |
1 |
1 |
Св. |
1 |
» |
2 |
0,5 |
» |
2 |
» |
5 |
0,25 |
|
5 |
» |
10 |
0,1 |
ют 40—50 см3 серной кислоты 1:4 и нагревают до растворения. Прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и избыток 2—3 см3. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Если карбиды не разложились, то осторожно прибавляют несколько капель азотной кислоты и снова выпаривают раствор до паров серной кислоты. Раствор охлаждают, стенки колбы обмывают водой и растворяют соли при нагревании.
Если сталь трудно растворяется в серной и азотной кислотах, навеску ее помещают в стакан вместимостью 300—400 см3, приливают 30 см3 смеси соляной и азотной кислот 3:1 и нагревают до растворения навески. Приливают 10 см3 серной кислоты, выпаривают раствор до появления паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой, раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, прибавляют около 50 см3 воды и растворяют соли при нагревании.
Раствор, полученный любым из этих способов, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, прибавляют раствор аммиака до появления красно-бурой окраски. В случае появления осадка гидроокисей добавляют по каплям серную кислоту 1:4 до растворения осадка.
К раствору прибавляют небольшими порциями суспензию окиси цинка до появления на дне колбы небольшого белого осадка. Содержимое колбы охлаждают, доливают водой до метки, перемешивают и дают осадку отстояться.
Раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 100 см3, сполоснув ее первыми порциями фильтрата. Наполнив колбу до метки, раствор переносят в коническую колбу вместимостью 250—300 см3, прибавляют 40 см3 смеси кислот и заканчивают определение, как указано в п. 3.1.3, начиная со слов: «...прибавляют 10 см3 раствора азотнокислого серебра...».
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Обработка результатов
Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
„ V-T-100
где V—количество раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованное на титрование, мл;
Т—массовая концентрация раствора арсенит — нитрита натрия, выраженная в граммах марганца;
m—масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, взятой для титрования, г.
Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 4а.
Таблица 4а
Массовая |
дол |
я марганца, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
Св. |
0,3 |
до 0,6 |
0,03 |
» |
0,6 |
» 1,0 |
0,04 |
» |
1,0 |
» 2,5 |
0,03 |
» |
2,5 |
» 4,0 |
0,08 |
» |
4,0 |
» 10,0 |
0,10 |
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРГАНЦА |5,00—40,0%) МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ В СТАЛЯХ, СОДЕРЖАЩИХ
МЕНЕЕ 0,1% ВАНАДИЯ И МЕНЕЕ 0,S% КОБАЛЬТА
Сущность метода
Метод основан на реакции окисления марганца (II) до марганца (III) марганцовокислым калием в нейтральной среде (при pH около 7). Железо, хром и другие элементы, мешающие определению марганца, связывают в пирофосфатные комплексы.
А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Установка для потенциометрического титрования:
пара электродов: индикаторный платиновый электрод и электрод сравнения — каломельный, хлорсеребряный или вольфрамовый;
магнитная мешалка;
милливольтметр постоянного тока или pH-метр, позволяющий четко фиксировать изменение потенциала в точке эквивалентности при титровании с выбранной парой электродов. При необходимости к прибору последовательно подлючают переменное сопротивление, которое позволяет производить измерения в пределах шкалы прибора.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:10, 1:19.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и разбавленный 1:1.
Мочевина по ГОСТ 6691—77, 5%-ный раствор.
Натрий фосфорнокислый пиро по ГОСТ 342—77, насыщенный при комнатной температуре раствор, или калий пирофосфорнокислый 10%-ный раствор.
Индикатор универсальный, бумага.
Натрий щавелевокислый по ГОСТ 5839—77, перекристаллизованный и высушенный при 105—110°С до постоянной массы.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, стандартный раствор с молярной концентрацией 0,01 моль/дм3. 15,8 г перекристаллизованного и высушенного при 120 °С марганцовокислого калия растворяют в 1 дм3 воды. К раствору приливают 25 см3 орто- фосфорной кислоты и разбавляют водой до 10 дм3. Раствор оставляют стоять на 6 сут в закрытой склянке, затем его декантируют или фильтруют через асбестовый фильтр в склянку из темного стекла.
Массовую концентрацию стандартного раствора марганцовокислого калия устанавливают по щавелевокислому натрию и выражают в граммах марганца путем соответствующего пересчета. Для этого в коническую колбу вместимостью 500 см3 помещают 200 см3 серной кислоты 1:19, нагревают до 70—75°С и прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой розовой окраски.
К содержимому колбы прибавляют 0,1340 г щавелевокислого натрия и после растворения навески титруют при перемешивании раствором марганцовокислого калия до устойчивой в течение 1 мин розовой окраски. К концу титрования температура раствора должна быть не ниже 60°С.
0,1340 г щавелевокислого натрия соответствует 40 мл 0,01 М раствора марганцовокислого калия. Коэффициент (f) пересчета стандартного раствора марганцовокислого калия на 0,04 М раствор вычисляют по формуле
' др
V ’
где V—количество раствора марганцовокислого калия, израсходованное на титрование, см3.
При потенциометрическом титровании марганца в присутствии пирофосфат-ионов 1 мл 0,01 М раствора марганцовокислого калия соответствует 0,002197 г марганца.
Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия (Т), выраженную в граммах марганца, вычисляют по формуле
71=0,002197-/.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Проведение анализа
Навеску стали массой 0,25 г помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 30 см3 соляной кислоты 1:1,5 см3 азотной кислоты и нагревают до растворения навески. Раствор выпаривают до объема приблизительно 3—5 см3, добавляют 50 см3 воды, растворяют соли, добавляют 5 см3 раствора мочевины и охлаждают.
К раствору прибавляют раствор аммиака по каплям до появления красно-бурой окраски. Если появится осадок гидроокисей металлов, то его растворяют, прибавляя по каплям серную кислоту 1:10. Затем к раствору приливают 150 см3 насыщенного раствора пирофосфорнокислого натрия или раствора пирофосфорнокислого калия и устанавливают pH среды около 7 по универсальной индикаторной бумаге, прибавляя, если необходимо, по каплям серную кислоту 1:10 или раствор аммиака 1:1.
В стакан с испытуемым раствором помещают электроды, включают магнитную мешалку, перемешивают раствор 0,5—1 мин и, не выключая мешалку, титруют марганец раствором марганцовокислого калия. Вначале раствор марганцовокислого калия приливают быстро, а вблизи точки эквивалентности — по каплям, записывая объем раствора в бюретке и показания прибора после прибавления каждой капли. Объем раствора марганцовокислого калия, затраченный на титрование до максимального изменения показаний прибора, принимают за объем, пошедший на титрование.
После каждого титрования электроды промывают серной кислотой 1:10 и водой. По окончании работы электроды оставляют погруженными в стакан с водой.
Обработка результатов
Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
v V-T-100
где V—объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование, мл:
Т—массовая концентрация раствора марганцовокислого калия, выраженная в граммах марганца;
m—масса навески стали, г.
Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 5
Таблица 5
Массовая доля марганца, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
||
От 5,00 |
до |
10,00 |
0,10 |
Св. 10,00 |
» |
20,00 |
0,20 |
» 20,00 |
» |
40,00 |
0,30 |
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА
(0,10—5,00%)
Сущность метода
Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами марганца, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух- ацетилен.
Навеску образца растворяют в смеси соляной и азотной кислот, выпаривают раствор досуха и сухой остаток растворяют в соляной кислоте. После соответствующего разбавления часть раствора используют для определения марганца атомно-абсорбционным методом.
А п п а р а ту р а, реактивы и растворы Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр. Лампа с полым катодом для определения марганца. Ацетилен по ГОСТ 5457—75.
Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, или баллон со сжатым воздухом.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Марганец металлический марки Мр 00 по ГОСТ 6008—82.
Марганец солянокислый, стандартные растворы А и Б.
Раствор А. 1 г металлического марганца растворяют при нагревании в 20 см3 соляной кислоты, осторожно, по каплям, прибавляют 1—2 см3 азотной кислоты и кипятят до удаления окислов азота. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.
мл стандартного раствора А содержит 1 мг марганца.
Раствор Б. 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,1 мг марганца.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Подготовка прибора
Подготовку прибора производят в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 279,5 нм или 403,0 нм в зависимости от содержания марганца в образце (табл. 6). После включения подачи газа и зажигания горелки распыляют воду и устанавливают нуль прибора.
Проведение анализа
Навеску стали в зависимости от массовой доли марганца (табл. 6) помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в смеси 10 см3 соляной и 3—5 см3 азотной кислот. Раствор выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 4 см3 соляной кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Часть раствора фильтруют че-