Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208—72, раствор с концентрацией 12 г/дм3: 12 г соли Мора растворяют в 400—500 см3 воды, осторожно приливают 50 см3 серной кислоты, охлаждают, доливают водой до 1 дм3, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр средней плотности.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3.

Остальные реактивы и растворы по пп. 2.2 и 3.2.

2а.З. Проведение анализа

Навеску стали согласно табл. 1а растворяют по п. 2.3 в зависимости от химического состава стали. При массовой доле хрома в стали свыше 5 % его отделяют по пп. 2.3.1 или 2.3.2.

Таблица 1а

Массовая доля ванадия, %

Масса навески стали, г

Сила генераторного тока, мА

От 0,005 до 0,02

1-0,5

0,5-1

Св. 0,02 »• 0,05

0,5-0,25

1-2,5

» 0,05 » 0,25

0,25-0,1

2,5-5

К раствору, полученному любым из указанных способов в п. 2.3, приливают 1—2 см3 раствора соли Мора.

Для сталей, легированных хромом, к полученному раствору приливают 10 см3 раствора уксуснокислого натрия и выдерживают в течение 1 ч.

Стакан с анализируемым раствором устанавливают на мешалку, включают перемешивание, прибавляют 10 см3 раствора железоаммонийных квасцов, по каплям приливают раствор марганцо­вокислого калия (25 г/дм3) до устойчивой в течение 1 мин розовой окраски раствора. Через 1—2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм3) до полного исчезновения розовой окраски и немедленно 1—2 г мочевины.

В стакан опускают генераторный и индикаторные электроды, накладывают на индикаторные электроды напряжение поляризации 50—100 мВ. В другой стакан, заполненный серной кислотой с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3, опускают вспомогательный платиновый электрод и замыкают цепь солевым мостиком, заполненным серной кислотой той же концентрации.

Отмечают начальное положение индикатора измерительного прибора, включенного в систему индикации конечной точки титрования. Одновременно включают генераторный ток и секундомер. Электролиз ведут до тех пор, пока индикатор измерительного прибора не начнет отклоняться от первоначального положения. Выключают генераторный ток, одновременно останавливая секундо­мер, записывают показания индикаторного тока и времени, включают генераторный ток в секундо­мер 4—5 раз на 3—10 с, каждый раз записывая показания.

Строят график зависимости индикаторного тока от времени и находят время, соответствующее конечной точке титрования, по месту пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.

Массовую долю ванадия рассчитывают по п. 4.1.

Разд. 2а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

  1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАНАДИЯ (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ 0,05-6,0 %)
    МЕТОДАМИ АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО, ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО
    ИЛИ ВИЗУАЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ

    1. Сущность метода

Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в кислой среде и титровании ванадия (V) раствором аммония-железа (II) сернокислого. Конечную точку титрования определяют амперометрически, потенциометрически или визуально.

  1. А п п а р ату р а, реактивы, растворы

Любые установки, пригодные для потенциометрического или амперометрического титрования ванадия, обеспечивающие заданные метрологические характеристики точности определения вана­дия.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.

Натрий углекислый безводный, по ГОСТ 83—79, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3.

Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3: 0,2 г фенилантрани­ловой кислоты растворяют в 100 см3 горячего раствора углекислого натрия.

Остальные реактивы и растворы по п. 2.2.

  1. Проведение анализа

Навеску стали, в зависимости от массовой доли ванадия (табл. 1), помещают в стакан вместимостью 400 см3 и растворяют одним из нижеуказанных способов в зависимости от химичес­кого состава стали.

Таблица 1

Массовая доля ванадия, %

Масса навески стали, г

От 0,05 до 0,5

1

Св. 0,5 » 1,0

0,5

» 1,0 » 2,0

0,25

» 2,0 » 6,0

0,1

При массовой доле хрома менее 3,0 % и отсутствии вольфрама к навеске приливают 50 см3 раствора серной кислоты (1 : 4) и нагревают до растворения. К кипящему раствору осторожно

небольшими порциями прибавляют надсернокислый аммоний до получения прозрачного раствора. Раствор кипятят 5—10 мин для разрушения остатка надсернокислого аммония, приливают 5—10 см3 раствора сернокислого железа (II), затем добавляют воду до объема 100 см3 и раствор охлаждают. При массовой доле хрома менее 3 % и отсутствии вольфрама пробы, нерастворимые в серной кислоте, растворяют в 20 см3 соляной кислоты и 20 см3 азотной кислоты. Затем добавляют 15 см3 серной кислоты и раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты. Если при этом остается карбидный остаток, то к горячему раствору прибавляют осторожно, по каплям, азотную кислоту и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты, охлаждают, смывают стенки стакана водой и раствор вновь выпаривают до выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в воде, добавляют воду до объема 100 см3. При анализе сталей, содержащих большое количество карбидов, нерастворимый остаток фильтруют на фильтр средней плотности, содержащий небольшое количе­ство фильтробумажной массы, собирая фильтрат в стакан вместимостью 400 см3. Осадок на фильтре промывают 5—6 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при 900—950 °С и охлаждают. Осадок в тигле смачивают 2—3 кап­лями воды, прибавляют 2—3 капли серной кислоты и 3—4 см3 фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля осторожно выпаривают досуха и прокаливают при 550—600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 2—3 г пиросернокислого калия. Тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 300 см3 и сплав выщелачивают при нагревании в 30—40 см3 воды. Полученный раствор присоеди­няют к основному фильтрату. К охлажденному раствору добавляют 5—10 см3 раствора сернокислого железа (И). При анализе сталей, содержащих более 3 % хрома и не содержащих вольфрама, к навеске приливают 20—30 см3 соляной кислоты, раствор нагревают, прибавляют 10—15 см3 азотной кислоты и продолжают нагревать до растворения навески.

При массовой доле вольфрама более 3 % пробы растворяют соответствующим способом в зависимости от содержания хрома с добавлением 10 см3 фосфорной кислоты при потенциометри­ческом и визуальном титровании и 5 см3 при амперометрическом титровании.

Допускаются другие способы растворения навесок, обеспечивающие полное разложение пробы и не требующие внесения изменений в дальнейшие стадии анализа.

При массовой доле хрома более 7 % отделяют хром от ванадия, как указано в пп. 2.3.1 или 2.3.2.

Раствор, полученный одним из вышеуказанных способов, переносят в стакан для титрования, прибавляют воду до 150 см3 и охлаждают до 20 °С.

При массовой доле хрома в стали более 3 % к раствору прибавляют 10 см3 раствора уксусно­кислого натрия и выдерживают 1 ч.

К раствору, при постоянном перемешивании, прибавляют по каплям раствор марганцовокис­лого калия (25 г/дм3) до устойчивой розовой окраски. Через 1—2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм3) при интенсивном перемешивании раствора до полного исчезно­вения розовой окраски и немедленно прибавляют 10 см3 мочевины. Раствор перемешивают и через 3 мин титруют раствором соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм3, устанавливая конечную точку титрования потенциометрическим (в присутствии 10 см3 фосфорной кислоты) или амперометрическим методом на соответствующей установке.

При визуальном определении конечной точки титрования к раствору, подготовленному для титрования, прибавляют 5—6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют его раствором соли Мора до перехода вишневой окраски раствора в желто-зеленую.

Массовую долю ванадия рассчитывают по п. 4.1.

    1. 3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

  1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    1. Массовую долю ванадия (А) в процентах вычисляют по формулам при объемном амперометрическом, потенциометрическом или визуальном титровании

V- Т-100

где V— объем раствора соли Мора, соответствующий конечной точке титрования см3, Т — массовая концентрация соли Мора, выраженная в г/см3 ванадия, m — масса навески стали, г;

при кулонометрическом титровании

vKit 100

Л —

где К=±-- = 0,0005280,

F п ’

F число Фарадея (F = 96500 Кл),

А — атомная масса ванадия (А = 50,95 г),

п — число электронов, участвующих в восстановлении ванадия (л = 1),

I — сила генераторного тока, А,

t время, соответствующее конечной точке титрования, с,

т — масса навески пробы, г,

  1. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений для дове­рительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать допускаемых расхождений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля ванадия, %

Абсолютное допускаемое расхождение, %

От 0,005 до 0,01

0,004

Св. 0,01 » 0,025

0,008

» 0,025 » 0,05

0,01

» 0,05 » 0,10

0,02

» 0,10 » 0,25

0,03

» 0,25 » 0,50

0,04

» 0,50 » 1,00

0,06

» 1,00 »• 2,50

0,10

» 2,50 » 6,00

0,15



4.1, 4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

Редактор ТА. Леонова

Технический редактор Н. С. Гришанова

Корректор Т.И. Кононенко

Компьютерная верстка С.В. Рябовой

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 15.04.99. Подписано в печать 11.05.99. Усл.печл. 0,93. Уч.-изд.л. 0,87.

Тираж 170 экз. С 2790. Зак. 379.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ

Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, Москва, Лялин пер., 6

Плр № 080102Издание^официальное Перепечатка воспрещена

* Переиздание (март 1999 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1985 г. (ИУС 4—86)

© Издательство стандартов, 1981

© ИПК Издательство стандартов, 1999