Страница 2: ГОСТ 14250.1-90. Ферротитан. Метод определения титана (71941)

4' •’ ПРИЛОЖЕНИЕ

, Рекомендуемое

Международный стандарт

ФЕРРОТИТАН

ИСО 7692

Определение содержания титана

Титриметрический Метод

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий международный стандарт устанавливает титриметрический ме­тод определения содержания титана в ферротитане. Метод применим к маркам ферротитана с содержанием титана между 20 и 80% (м/м).

2. ССЫЛКИ

ИСО 3713 «Ферросплавы. Отбор и подготовка проб. Общие правила»¹.

3. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Растворение навески в серной, фтористоводородной, азотной и соляной кис­лотах. Отделение мешающих элементов (хром, ванадий, молибден, олово) при их наличии путем осаждения гидроокиси титана в присутствии перекиси водоро­да. Восстановление титана до Ті³ металлическим алюминием в атмосфере дву­окиси углерода или азота. Титрование Ті³ стандартным титрованным раствором двойной соли сульфата железа (III) и аммония в присутствии роданистого ам­мония в качестве индикатора.

4. РЕАКТИВЫ

Если нет других указаний, то в ходе анализа используют . только реактивы известного аналитического качества и дистиллированную воду или воду экви­валентной чистоты.

Осторожно добавляют один объем серной кислоты к одному объему воды. Охлаждают, перемешивая.

Осторожно добавляют один объем серной кислоты к четырем объемам воды. Охлаждают, перемешивая.

10,2 г двойной соли сульфата железа (III) и аммония помещают в химичес­кий стакан вместимостью 40Ю см³. Приливают ЮО см³ холодной воды и 50 см³ соляйой кислоты. Переливают по частям в мерную колбу с меткой вместимостью 10'00 см³ и разбавляют до метки 1 см³ этого раствора соответствует примерно 1 мг тита;та.

Растворяют 2 г чистого железа (например, BCS 149/3) в 50 см³ соляной кислоты, окисляют при помощи 110 см³ азотной кислоты, приливают 40 см³ раст­вора серной кислоты, разбавленной (1 + 1), и нагревают до появления белых паров. Охлаждают, разбавляют водей до объема 200 см³ и кипятят в течение 15 мин. Охлаждают, переливают по частям в мерную колбу с меткой вмести­мостью 509 см³ и разбавляют водой до метки.

Взвешивают (0,8340 +0,0002) г двуокиси титана, предварительно прокален­ного в течение 2 ч при температуре 800°С. Осторожно сплавляют с 10 г пиро­сульфата калия, используя либо платиновый тигель с такой же крышкой или кварцевый тигель вместимостью 170 см³ с крышкой в виде тарелки, или квар­цевую коническую колбу.

После охлаждения растворяют полученный плав прямо в кварцевом тиг­ле или в кварцевой конической колбе в 100 см³ горячей воды, затем переливают раствор в стакан вместимостью 400 см³. Несколько раз споласкивают кварцевый тигель или кварцевую коническую колбу. Если используют платиновый тигель, то после охлаждения помещают его в стакан вместимостью 400 см³, в котором содержится 1'010 ем³ горячей воды, чтобы растворить плав. Когда плав раство­рится, вынимают тигель и споласкивают его несколько раз водой. К раствору плава приливают 50 см³ серной кислоты, разбавленной (1+4). Осторожно на­гревают на плите до .полиюго просветления раствора. Охлаждают, переливают по частям в мерную колбу с меткой вместимостью 1000 см³ доливают водой до метки и перемешивают.

Взвешивают в платиновом тигле (2,5060+0,0002) г гексафтортитаната калия (KsTiFe), предварительно высушенного в течение 2 ч при температуре 105°С. Помещают тигель в стакан вместимостью 100 см³, приливают 50 см³ раствооз серной кислоты, разбавленной (1+4), и нагревают до тех пор, пока гексафтор- титанат не растворится (примерно 15 мин). Вынимают тигель и несколько раз споласкивают его водой. Переносят раствор по частям в мерную колбу с меткой Еместимостью 100 см³ и после охлаждения разбавляют водой до метки и пере­мешивают.

5. ПРИБОРЫ

Обычное лабораторное оборудование, в частности

Клапан Бунзена (черт. 1) состоит из каучуковой пробки 1, сквозь которую проходят две стеклянные трубки 2 и 6. На стеклянные трубки насажены резино­вые трубки 3, верхние концы которых закрыты стеклянными пробками 5. Рези­новая трубка, насаженная на стеклянную трубку 2, имеет, продольный надрез 4, который сделан бритвой на длину 10—15 мм. Трубка 6, конец которой находит­ся на расстоянии 5 см над уровнем титруемого раствора, .позволяет вводить азот или двуокись углерода, сменяя трубку, через которую газ поступает в ре­зиновую трубку 3.

Установка для титрования в атмосфере азота (черт. 2)

.

Черт. 1 Черт. 2

і

6. ПРОБА

Используют порошок, проходящий через сито с отверстиями размером 160 мкм, приготовленный согласно ИСО 3713.

7. ХОД АНАЛИЗА

   1. Н а в е с к а

Отбирают навеску массой (1±0^,,0002) г.

Проводят контрольный анализ параллельно определению в тех же условиях, используя то же количество всех реактивов (кроме раствора двойной соли сульфата железа и аммония) и без навески.

Проверяют правильность проведения анализа, проводя параллельно анали­зу в тех же условиях определение содержания титана в одной или нескольких пробах одного типа с известным содержанием титана.

Определение проводят на навеске титановой губки массой 0,75—0,85 г.

7.4 2. Анализ с использованием стандартного раствора титана

В коническую колбу вместимостью 500 см³ переносят пипеткой 50 см³ стан­дартного раствора титана, 5 см³ раствора серной кислоты, разбавленной (1 + 1), и 80 см³ соляной кислоты. Продолжают согласно п. 7.5.3.2.

Проводят контрольный анализ в тех же условиях, чтобы проверить отсутст­вие титана в реактивах, использованных для приготовления стандартного раст­вора., 7.5. Определение

Помещают навеску в тефлоновый стакан вместимостью 250 см³. Приливают примерно 20 см³ воды и 35 см³ раствора серной кислоты, разбавленной (1 + 1). Когда реакция замедлится, приливают 20 см³ соляной кислоты и 1 см³ фтори­стоводородной кислоты. Закрывают стакан тефлоновой крышкой. Проводят окис­ление без нагревания с помощью 5 см³ азотной кислоты, добавляя ее по каплям. Когда реакция закончится, снимают крышку и осторожно нагревают раствор до появления белых паров. Продолжают нагревать в течение примерно 5 мин. Охлаждают раствор, приливают 30 см³ соляной кислоты, осторожно перемеши­вают, закрывают и нагревают на плите до просветления раство­ра. Споласкивают крышку 5см³ соляной кислоты. Охлаждают и переливают ра­створ в мерную колібу с меткой вместимостью 500 см³. Споласкивают стакан н разбавляют раствор дистиллированной водой (раствор А) до метки.

Если ожидаемое содержание титана в пробе находится в пределах от 20 .до 45% (м/м), то отбирают точно 50 см³ раствора А. Если ожидаемое содер­жание титана находится от 45 до 75% (м/м), то отбирают точно 25 см³ раство­ра А. Эту аликвотную часть переносят в низкий стакан вместимостью 250 см³, содержащий 10 см³ раствора сульфата железа (III), если нужно отделить ме­шающие элементы, продолжая действовать согласно п. 7.5.2, или в коническую колбу вместимостью 500 см³, если такое отделение не проводится, продолжая действовать согласно п. 7.5.3.1.

К аликвотной части раствора А в стакан вместимостью 2801 см³ приливают 50 см³ раствора гидроокиси натрия и 2 см³ раствора перекиси водорода, нагре­вают до кипения и кипятят 5 мин. Дают осадку отстояться и фильтруют либо через двойной быстродействующий фильтр, или через фильтр, покрытый бумаж­ной пульпой. После того как весь осадок гидроокиси перенесен на фильтр, про­мывают фильтр раствором гидроокиси натрия и споласкивают стакан и осадок шесть раз примерно 10 см³ раствора гидроокиси натрия. Споласкивают трубку воронки водой и помещают воронку в коническую колбу вместимостью .500 см³.

В стакан вместимостью 250 см³ приливают 45 см³ соляной кислоты и 15 см³ раствора серной кислоты, разбавленной (1+4), и нагревают до 60—70°С. С по­мощью этой смеси кислот растворяют осадок гидроокислов на фильтре, добав­ляя ее порциями по 10 см³ и давая каждой порции полностью пройти через фильтр перед подачей следующей порции. Когда стакан станет пустым, прили­вают 35 см³ соляной кислоты, нагревают, как описано выше, и промывают фильтр порциями соляной кислоты примерно по 1|0 см³. В заключение споласки­вают стакан, фильтр и трубку воронки горячей водой (701—80°С), общий объем которой не должен превышать 40 см³. Продолжают согласно п. 7.5.3.2.

' 7.5.3. Титрование

К аликвотной части раствора А, помещенной в коническую колбу вмести­мостью 500 см³, приливают 85 см³ соляной кислоты и 25 см³ воды. Продолжают согласно 7.5.3.2.

К опытному раствору контрольного испытания, полученному согласно п. 7.5.2 или 7.5.3.1, добавляют (2±0,2) г кислого углекислого натрия и (4±0,2) г алюминия, разрезанного на несколько кусочков. Сразу же закрывают колбу клапаном Бунзена или трубкой Геккеля, наполненной насыщенным раствором кислого углекислого натрия². Во время восстановления очень часто встряхивают.

Перед полным растворением алюминия присоединяют погружающуюся труб­ку 6 клапана Бунзена к источнику азота,,убрав резиновую трубку 3. Устанав­ливают расход азота до (О,7±0,1) дм³/мин. Когда алюминий растворится (прек­ратится бурное выделение газа), полностью погружают колбу в холодную воду, дав возможность азоту выйти через щель 4 каучуковой трубки 3, пока раствор не остынет до комнатной температуры (необходимое время — примерно 7 мин).

Не перекрывая струю азота, приподнимают клапан Бунзена, приливают 10 см³ раствора роданистого аммония и вставляют магнигный стержень. Сполас­кивают погружающуюся трубку 6 кипяченой водой и заменяют клапан Бунзена титровальной установкой (черт. 2), предварительно подключив ее к источнику азота. Всю систему ставят на магнитную мешалку и титруют раствором двой­ной соли сульфата железа (II!) и аммония до получения стоцкой розовой ок­раски.

Когда алюминий полностью 'растворится, охлаждают раствор и вынимают клапан Бунзена или трубку Геккеля. Приливают 10 см³ раствора роданистого аммония и титруют раствором двойной соли сульфата железа (III) и аммония до получения стойкой розовой окраски.

8. ВЫРАЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Е

      ^-Vj

      m₂

      
      

      •100,

      
      сли титр раствора двойной соли сульфата железа (III) и аммония устанавливают методом с использованием тртановой губки, то содержание ти­тана (х),-выраженное в процентах, вычисляют по формуле

где V_t — объем раствора двойной соли сульфата железа (III) и аммония, ис- пользованный при контрольном анализе, см³;

У₂—объем раствора двойной соли сульфата железа (III) и аммония, ис- ■ пользованный для титрования с применением титановой губюи, гм³;

У₃—объем раствора двойной соли сульфата железа (III) и аммония, ис­пользованный при проведении анализа, см³;

т, — масса титановой губки, содержащаяся в аликвотной части, полученной согласно п. 7.5.1, г;

т_а—масса ферротитана, содержащаяся в аликвотной части, полученной со­гласно п. 7.5.1, г.