ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛЬФРАМА
ГОСТ 12349—83
(СТ СЭВ 1507—79)
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв
а
Г
ГОСТ
12349-83*
(СТ СЭВ 1507—79)
Взамен
ГОСТ 12349—66
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
Методы определения вольфрама
Alloyed and high-alloyed steels.
Methods Ifor determination of tungsten
ОКСТУ 0809
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 января 1983 г. № 240 срок введения установлен
с 01.06.83
Постановлением Госстандарта от 14.09.87 № 3513
срок действия продлен до 01.01.98
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения вольфрама в легированных и высоколегированных сталях:
экстракционно-фотометрический — при массовой доле вольфрама от 0,002 до 0,5%; фотометрический — при массовой доле вольфрама от 0,1 до 6,0%; фотометрический на фоне сопутствующих элементов — при массовой доле вольфрама от 0,3 до 18,0%;
гравиметрический — при массовой доле вольфрама от 3 до 20%.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 1507—79 в части фотометрического метода при массовой доле вольфрама от 0,1 до 3% и гравиметрического метода.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 20560— —81 со следующим дополнением.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104—80 второго класса точности с наибольшим пределом взвешивания до 200 г или другие любые весы, отвечающие указанному ГОСТ 24104—80 по своим точностным характеристикам.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание (декабрь 1988 г.) с Изменением № 1, утвержденным в сентябре 1987 г. (ИУС 12—87).
© Издательство стандартов, 1989ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
(ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ВОЛЬФРАМА ОТ 0,002 ДО 0,5%)
Сущность метода
Экстракционно-фотометрический метод основан на образовании ионного ассоциата роданидного комплекса вольфрама (V) с триметилцетиламмонием (или с цетилпиридинием), экстракции его хлороформом и последующем измерении оптической плотности экстракта при длине волны 400 нм.
Масса вольфрама составляет 10—100 мкг в 25 см3 экстракта. Оптимальная кислотность водной фазы 8 моль/дм3 по соляной кислоте.
Влияние железа и молибдена устраняется введением в раствор восстановителей: треххлористого титана и двухлористого олова; влияние ниобия — промыванием экстракта бифторидом калия.
А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1: 1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и 2: 1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Олово двухлористое 2-водное по ТУ 6—09—5384—88, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3. 10 г двухлористого олова растворяют в 100 см3 соляной кислоты при слабом нагревании.
Титан треххлористый (раствор) по ГОСТ 311—78: 5 см3 раствора титана треххлористого смешивают с 45 см3 соляной кислоты, разбавленной 2:1, прибавляют 2 гранулы металлического цинка до просветления фиолетового окрашивания раствора.
Или приготовленный раствор титана треххлористого: 0,5 г металлического титана по ГОСТ 19807—74 растворяют в 20 см3 соляной кислоты. Раствор охлаждают и сохраняют в склянке из темного стекла с притертой пробкой. Перед употреблением раствор разбавляют в отношении 1 : 5 соляной кислотой и добавляют 2 гранулы металлического цинка до просветления фиолетового окрашивания раствора.
Цинк гранулированный.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой концентрацией 440 г/дм3.
Ниобий металлический по ГОСТ 16099—80 или ГОСТ 16100—79.
Раствор ниобия с массовой концентрацией 0,001 г/см3: 0,25 г ниобия сплавляют с 2—3 г калия углекислого — натрия углекислого при 1000°С. Тигель с плавом помещают в стакан, плав выщелачивают в воде при нагревании. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают.
Натрий вольфрамовокислый по ГОСТ 18289—78,
Стандартные растворы вольфрама
Раствор А: 1,7942 г вольфрамовокислого натрия растворяют в 50 см3 воды, прибавляют 50 см3 раствора гидроокиси натрия с массовой концентрацией 440 г/дм3, переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация вольфрама в растворе А равна 0,001 г/см3. Раствор хранят в посуде из полиэтилена. Массовую концентрацию вольфрама в растворе А проверяют по п. 4.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация вольфрама в растворе Б равна 0,0001 г/см3.
Раствор В: 10 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация вольфрама в растворе В равна 0,00001 г/см3.
Растворы Б и В готовят перед употреблением и хранят в полиэтиленовой посуде.
Хлороформ технический по ГОСТ 20015—74.
Триметилцетиламмоний бромистый с молярной концентрацией раствора 0,01 моль/дм3: 0,369 г триметилцетиламмония растворяют в 100 см3 воды при слабом нагревании или N-цетилпиридиний хлористый с молярной концентрацией раствора 0,01 моль/дма: 0,339 г цетилпиридиния растворяют в 100 см3 воды без нагревания.
Гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 19627—74, раствор в хлороформе с массовой концентрацией 0,65 г/дм3: 0,65 г гидрохинона растворяют при перемешивании в 80 см3 этилового спирта, прибавляют 920 см3 хлороформа и перемешивают.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Калий фтористый кислый (бифторид).
Железо карбонильное радиотехническое марки ПС по ГОСТ 13610—79.
Калий роданистый по ГОСТ 4139—75, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.
Калий углекислый — натрий углекислый по ГОСТ 4332—76.
Проведение анализа
Дробную навеску стали (табл. 1) помещают в коническую колбу или стакан вместимостью 250 см3, прибавляют 20 см3 соляной кислоты, 1 cms азотной кислоты и нагревают до полного растворения навески. Прибавляют 10 см3 разбавленной серной кислоты, 5 см3 ортофосфорной кислоты и дважды выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, соли растворяют в 15—20 см3 воды.
В случае определения содержания вольфрама в диапазоне массовых долей от 0,01 до 0,5% (табл. 1), раствор переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности.
Т а б л и ц а 1
Массовая доля вольфрама, % |
Масса навески, г |
Аликвотная часть раствора, см3 |
0,002—0,005 |
1 |
Вся навеска |
0,005—0,010: |
0,5 |
Вся навеска |
0,01—0,05 |
1 |
10 |
0,05—0,1 |
0,5 |
10 |
0,1—0,2 |
0,5 |
5 |
0,2—0,5 |
0,3 |
5 |
Аликвотную часть раствора (табл. 1) помещают в стакан вместимостью 100 или 250 см3 и разбавляют водой приблизительно до 20 см3.
Затем в раствор аликвотной части или в весь раствор пробы добавляют 12 см3 соляной кислоты (для получения кислотности по соляной кислоте 8 моль/дм3), 15 см3 раствора двухлористого олова и 10 см3 раствора треххлористого титана. Раствор кипятят в течение 5 мин, охлаждают и переносят в делительную воронку вместимостью 100—200 см3, смывая стенки стакана 10 см3 разбавленной соляной кислоты (1 : 1). К раствору в делительной воронке прибавляют 1 см3 раствора триметилцетиламмония бромистого (или цетилпиридиния хлористого) и 2 см3 раствора роданистого калия.
Экстрагируют ионный ассоциат в течение 1 мин, прибавляя 25,0 см3 хлороформа, содержащего гидрохинон. Экстракт фильтруют через слой ваты в кювету и измеряют оптическую плотность экстракта на спектрофотометре при длине волны 400 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания от 390 до 420 нм, используя в качестве раствора сравнения хлороформ, содержащий гидрохинон.
Если образец стали содержит ниобий, экстракт сливают в полиэтиленовый сосуд, прибавляют 1 г бифторида калия и встряхивают в течение 30 с. Экстракт фильтруют через вату и измеряют оптическую плотность, как указано выше.
Одновременно с проведением анализа, в тех же условиях, проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
В зависимости от массовой доли вольфрама отбирают равные аликвотные части анализируемой пробы и контрольного опыта, указанные в табл. 1.
Значение оптической плотности контрольного опыта вычитают из значения оптуической плотности анализируемого раствора.
Массу вольфрама находят по градуировочному графику.
Для построения градуировочного графика в стаканы вместимостью 250 см3 помещают навеску карбонильного железа 0,5 г и прибавляют 1,0; 2,0; 5,0; 8,0 см3 раствора В вольфрама при массовой доле менее 0,01 % или 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 см3 раствора Б вольфрама при массовой доле 0,01—0,5%, приливают раствор ниобия, если он присутствует в пробе в количестве, соответствующем его массе в навесках проб, и далее поступают, как описано в п. 2.3.1. Аликвотная часть раствора при построении градуировочного графика 10 см3.
В качестве раствора сравнения применяют хлороформ, содержащий гидрохинон.
Градуировочный график строят по найденным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам вольфрама.
Обработка результатов
Массовую долю вольфрама (X) в процентах вычисляют по формуле
V mi-100
где mi — масса вольфрама, найденная по градуировочному графику, г;
т — масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля вольфрама, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
От 0,002 до 0,005 |
0,002 |
Св. 0,005 » 0,010 |
0,003 |
■» 0,010 » 0,020 |
0,006 |
» 0,020 » 0,050 |
0,010 |
» 0,05 »- 0,10 |
0,015 |
» 0,10 » 0,20 |
0,020 |
» 0,20 » 0,50 |
0,030 |
Разд. 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
(при массовой доле вольфрама от 0,1 до 6,0 %)
Сущность метода
Метод основан на образовании в солянокислой среде окрашенного в зеленовато-желтый цвет комплексного соединения пятивалентного вольфрама с роданистым аммонием в присутствии восстановителя треххлористого титана и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 400 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания от 390 до 420 нм.
Железо, хром и никель предварительно отделяют гидроксидом натрия.
Метод применим для сталей, содержащих молибден и ванадий не более 10-кратных количеств по отношению к вольфраму.
А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или по ГОСТ 14261—77, разбавленная 2 : 1 и 1 :100.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или ГОСТ 14262—78.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Смесь серной и фосфорной кислот: к 600 см3 воды осторожно при перемешивании приливают 150 см3 серной кислоты и затем 150 см3 фосфорной кислоты. Охлаждают, разбавляют водой до 1 дм3 и перемешивают.
Двойная сернокислая соль закиси железа и аммония (соль Мора) по ГОСТ 4208—72.
Гидроокись натрия по ГОСТ 4328—77, растворы с массовой концентрацией 40 г/дм3, 200 г/дм3.
Аммоний роданистый по ГОСТ 27067—86, растворы с массовой концентрацией 200 г/дм3, 500 г/дм3.
Титан треххлористый (раствор) по ГОСТ 311—78: 5 см3 раствора титана треххлористого смешивают с 45 см3 соляной кислоты, разбавленной (2: 1), прибавляют 2 гранулы металлического цинка до просветления фиолетового окрашивания раствора.
Или приготовленный раствор титана треххлористого: 0,5 г металлического титана по ГОСТ 19807—74 растворяют в 20 см3 соляной кислоты. Раствор охлаждают и сохраняют в склянке из темного стекла с притертой пробкой. Перед употреблением раствор разбавляют в отношении 1 : 5 соляной кислотой и добавляют 2 гранулы металлического цинка до просветления фиолетового окрашивания раствора.
Цинк гранулированный.
Натрий вольфрамовокислый по ГОСТ 18289—78, стандартный раствор. 1,7942 г вольфрамовокислого натрия растворяют в 100 см3 раствора гидроокиси натрия с массовой концентрацией 20 г/дм3. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки раствором гидроокиси натрия с массовой концентрацией 20 г/дм3, перемешивают.
Массовая концентрация вольфрама в растворе равна 0,001 г/дм3. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.