Страница 2: ГОСТ 12365-84. Стали легированные и высоколегированные. Методы определения циркония (72191)

К раствору приливают 15—20 см³ хлорной кислоты и нагрева­ют до полного окисления ионов хрома (раствор приобретает оран­жевую окраску). В отсутствии ионов раствор нагревают в течение 5—7 мин после начала выделения паров хлорной кислоты.

Раствор охлаждают, приливают 90—100 см³ воды и нагревают до растворения солей.

Выпавший осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и фильтр с осадком тщательно промывают горячей водой не менее 5—6 раз до полного удаления ионов хлорной кислоты. Фильтрат и промывные воды сохраняют (основной фильтрат).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушива­ют, озоляют и прокаливают при 700—800 °С. К содержимому тиг­ля прибавляют несколько капель воды, 2—3 капли серной кисло­ты, 2—3 см³ фотористоводородной кислоты и выпаривают до уда­ления паров серной кислоты.

Остаток прокаливают при 700—800 °С и сплавляют с 1 г пиро­сернокислого калия. Плав охлаждают, растворяют в 20—30 см³ серной кислоты (1 : 100) и полученный раствор фильтруют, присое­диняя фильтрат к основному фильтрату.

К полученному раствору приливают аммиак до выделения осад­ка гидроксида железа и еще 2—3 см³ в избыток. Раствор с осад­ком нагревают до кипения и оставляют стоять в теплом месте в течение 10—15 мин.

Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и фильтр с осадком тщательно промывают не менее 6—8 раз горячей водой до полного удаления ионов хлорной кислоты.

Осадок на фильтре растворяют в 80 см³ горячей соляной кис­лоты (1 : 1) при массовой доле циркония до 0,10 % или в 200 см³ при массовой доле циркония свыше 0,10 %. Фильтр промывают горячей водой, собирая раствор в стакан, в котором проводилось, осаждение.

Раствор упаривают до 70—80 см³ или 200—220 см³ в зависи­мости от вместимости мерной колбы, примененной в следующей стадии анализа. Стакан или колбу с раствором охлаждают. Раст­вор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ при массовой доле циркония до 0,10% или в мерную колбу вместимостью 250 см³ при массовой доле свыше 0,10 %, доливают до метки водой и пере­мешивают.

В две мерные колбы, вместимостью 50 см³ каждая, отбирают по 20 см³ полученного раствора. Содержимое колбы нагревают до 70—80°С, охлаждают и приливают в каждую колбу по 2 см³ рас­твора аскорбиновой кислоты. Растворы тщательно перемешивают, через 5 мин в каждую колбу приливают по 3 см³ раствора жела­тина. Затем в одну колбу приливают 1 см³ раствора трилона Б и в каждую из колб прибавляют по 5 см³ раствора арсеназо III. Содержимое колб доливают до метки водой и перемешивают. Раствор в колбе с трилоном Б служит в качестве раствора срав­нения.

Через 20—25 мин оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 665 нм или на фотоэлектроко­лориметре со светофильтром, имеющим максимум светопропуска- ния при длине волны (665±10) нм в кювете с толщиной погло­щающего слоя 50 мм.

Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Содержание циркония находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

Для построения градуировочного графика при массовой доле циркония от 0,01 до 0,10 % в семь стаканов или колб помещают по 0,25 г карбонильного железа или стали, близкой по составу к анализируемой и не содержащей цирконий. В шесть стаканов пос­ледовательно приливают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ стандарт­ного раствора циркония с массовой концентрацией 0,00005 г/см³, что соответствует 0,000005; 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005 г циркония в 50 см³ фотометрируемого раствора. Седьмой стакан или колба служат для проведения контрольного опыта.

Для построения градуировочного графика при массовой доле циркония от 0,10 до 0,50 % в шесть стаканов или колб помещают по 0,25 г карбонильного железа или стали, близкой по составу к анализируемой и не содержащей цирконий. В пять стаканов при­ливают последовательно 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 и 12,5 см³ стандартного раствора циркония с массовой концентрацией 0,0001 г/см³, что со­ответствует 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008 и 0,0001 г циркония в 50 см³ фотометрируемого раствора. Шестой стакан или колба слу­жит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы или колбы приливают по 30—50 см³ соляной кислоты по 5—7 см³ азотной кислоты и далее анализ проводят как указано в п. 3.3.1.

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По полученным значениям оптической плотности и соответствующим значениям концентраций циркония строят градуировочной график.

-100,
т

где mi — масса циркония, найденная по градуировочному графи­ку, г;

т — масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, г.

1. 2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 2.

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

   1. Сущность метода

Метод основан на осаждении циркония в виде фосфорнокисло­го циркония и прокаливании его до пирофосфорнокислого.

От мешающих элементов цирконий предварительно отделяют купферроном.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 5:95.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Смесь соляной и азотной кислот в соотношении 3:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:4, 1:9.

М-нитрозо-И-фенилгидроксиламин аммонийная соль (купфер­рон) по ГОСТ 5857—79, раствор с массовой концентрацией 60 г/дм³.

Промывная жидкость: к 1 дм³ воды приливают 10 см³ серной кислоты, охлаждают и приливают 20 см раствора купферрона.

Аммоний фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 3772—74, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм³.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 3761—65, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.

Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, растворы с массовой концентрацией 30 и 300 г/дм³.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83—79 и раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Навеску стали 2 г при массовой доле циркония от 0,10 до 0,50% или 1 г при массовой, доле от 0,50 до 1,0% помещают в колбу или стакан вместимостью 250—300 см³ и растворяют при нагре­вании в 30—50 см³ соляной кислоты. Затем приливают 5—7 см³ азотной кислоты и кипятят до удаления окислов азота. Если сталь не растворяется в соляной кислоте с окислением азотной кислотой, навеску растворяют в смеси кислот.

Содержимое колбы или стакана охлаждают, приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают до появления паров серной кисло­ты. После охлаждения раствора приливают 150—170 см³ воды и растворяют соли при нагревании.

Выпавший осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента», содержащий беззольную бумажную массу. Осадок на фильтре промывают 4—5 раз горячей соляной кислотой (5:95). Фильтрат и промывные воды сохраняют (основной фильтрат).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высуши­вают, озоляют и прокаливают при 800—900°С. Содержимое тигля сплавляют с 3—4 г углекислого натрия при 1000—1100°С в тече­ние 20 мин.

Плав охлаждают, растворяют в 50—70 см³ воды, раствор ки­пятят 10—15 мин, отфильтровывают нерастворимый осадок на фильтр «синяя лента», содержащий небольшое количество без­зольной бумажной массы, и промывают 6—8 раз горячим раство­ром углекислого натрия. Осадок высушивают, прокаливают и сплавляют с 1—2 пиросернокислого калия при 800—850°С.

Плав выщелачивают в 50 см³ серной кислоты (1:9) и раствор присоединяют к основному фильтрату.

Объединенный раствор охлаждают до 12—15 °С, прибавляют не­большое количество беззольной бумажной массы и приливают раствор купферрона, постоянно¹ перемешивая, до начала осаждения бурого осадка купферроната железа, что указывает на полноту выделения купферроната циркония. Осадку дают отстояться в тече­ние 30—35 мин и отфильтровывают на фильтр «белая лента». Оса­док промывают 5—6 раз промывной жидкостью, помещают в фар­форовый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают в течение 20—30 мин при 800—850 °С.

Содержимое тигля сплавляют с 2—3 г пиросернокислого калия при 800—850 °С и охлаждают. Плав растворяют при нагревании в 100 см³ серной кислоты (1 :4).

Раствор фильтруют в стакан вместимостью 400—500 см³ через фильтр «белая лента». Фильтр промывают 4—5 раз горячей водой и разбавляют раствор водой до 200 см³.

К полученному раствору прибавляют 2—5 см³ раствора пере­киси водорода с массовой концентрацией 300 г/дм³, 20 см³ раство­ра фосфорнокислого аммония, перемешивают и выдерживают при 65—70°С в течение 3 ч, наблюдая за сохранением избытка пере­киси водорода в растворе.

При анализе сталей, не содержащих титан, осаждение циркония фосфорнокислым аммонием проводят без прибавления перекиси во­дорода.

Осадок фосфорнокислого циркония отфильтровывают на фильтр «синяя лента», содержащий небольшое количество беззоль­ной бумажной массы и промывают 10—12 раз холодным раство­ром азотнокислого аммония. Фильтр с осадком помещают в фар­форовый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 950— 1000 °С в течение 20—25 мин. Содержимое тигля сплавляют с 4— 5 г пиросернокислого калия. Плав растворяют в 100 см³ серной кислоты (1:4) и осаждают цирконий фосфорнокислым аммони­ем, как указано выше.

Фильтр с осадком фосфорнокислого циркония помещают в про­каленный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 950—1000 °С до постоян­ной массы.

Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

t(^i — w₂) — (m₃ — яц)]-0,3440 _ jqq т ’

где mi — масса тигля с осадком пирофосфорнокислого циркония, г;

т₂— масса тигля без осадка пирофосфорнокислого циркония, г;

т₃ —• масса тигля с осадком, полученным из контрольного опыта, г;

т₄— масса тигля без осадка в контрольном опыте, г;

0,3440 — коэффициент пересчета пирофосфорнокислого циркония на цирконий;

т — масса навески стали, г.