УДК 669.715.001.4:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

С

ГОСТ
11739.21—90

ПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И
ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения хрома

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of chromium

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.91

до 01.07.96

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при мас­совой доле .хрома от 0,1 до 1,0%), фотометрические (при массо­вой доле хрома соответственно от 0,05 до 1,0% и от 0,001 до 0,15%), атомно-абсорбционный (при массовой доле хрома от 0,01 до 1,0%) методы определения хрома.

  1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

    1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.

      1. За результат анализа принимают среднее арифметичес­кое результатов двух определений.

  2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

    1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси серной и азот­ной или в смеси ортофосфорной, азотной и серной кислот, окис­лении хрома до шестивалентного надсернокислым аммонием в при­сутствии катализатора — азотнокислого серебра и титровании хро­мовой кислоты раствором сульфата закисного железа в присутст­вии феніилантран'ііловой кислоты или дифениламина в качестве индикатора.

  1. Аппаратура, реактивы и растворы

Шкаф сушильный с терморегулятором.

^Издание официальное

воспрещена

Перепечатка



Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3 и раствор 1 : 1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, плотностью 1,70 г/см3.

Смесь кислот А: к 100 см3 воды приливают 200 см3 серной кис­лоты и после охлаждения — 200 см3 азотной кислоты, смесь осто­рожно перемешивают.

Смесь кислот Б: 500 см3 ортофосфорной кислоты смешивают с 400 см3 азотной и 100 см3 серной кислоты.

Марганец сернокислый 5-водный по ГОСТ 435.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 1 г/дм3.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм3.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 100 г/дм3.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм3 (0,007355г/см3 — Ті): 7,3548 г пере­кристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в воде, доливают водой до метки и перемешивают раствор.

Для перекристаллизации 100 г двухромовокислого калия раст­воряют в 150 см3 воды при нагревании до кипения раствора. Энер­гично размешивая, раствор выливают тонкой струей в фарфоровую чашку для получения мелких кристаллов. Раствор охлаждают ле­дяной водой и выпавшие кристаллы отфильтровывают с отсасыва­нием на воронке с пористой стеклянной пластинкой, сушат 2—3 ч при температуре (102 ± 2)°С, измельчают и окончательно высуши­вают при температуре (200 ± 5)ЮС в течение 10—12 ч.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мо­ра) по ГОСТ 4208, раствор с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3: 40 г соли Мора помещают в стакан вместимостью 800 см3 и растворяют в 500 см3 воды, приливают 100 см3 раствора серной кислоты, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимо­стью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают раствор.

Для установления массовой концентрации соли Мора по хрому (Г) в две конические колбы вместимостью по 250 см3 помещают по 10 см3 раствора двухромовокислого калия, разбавляют до 150 см3 водой, добавляют 10 см3 серной кислоты, 3 см3 ортофосфорной кислоты, перемешивают, добавляют шесть капель фенилантрани­ловой кислоты или пять капель дифениламина и титруют раство­ром соли Мора до перехода малиновой окраски раствора в зеле­ную или фиолетовой в зеленую.

Массовую концентрацию соли Мора по хрому (Г), г/см3, вычис­ляют по формуле

т== 7-Уг0,3535

где Ті — массовая концентрация раствора двухромовокислого ка­лия, г/см3;

ІЛ — объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см3;

V■—объем раствора соли Мора, израсходованный на титрова­ние двухромовокислого калия, см3;

0,3535 — коэффициент пересчета массы двухромовокислого калия на массу хрома.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6—09—3501, раствор 2 г/дм3: 0,2 г фенилантраниловой кислоты и 0,2 г углекислого нат­рия растворяют в 50 см3 воды, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Дифениламин по ГОСТ 5825, раствор 5 г/дм3 в концентрирован­ной серной кислоте.

  1. Проведение анализа

    1. Навеску пробы массой 2 г помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают 50 см3 смеси кислот А и раство­ряют при умеренном нагревании. При анализе сплавов, содержа­щих более 1% кремния, пробу растворяют в 50 см3 смеси кислот Б.

После растворения пробы приливают 200 см3 горячей воды, ра­створяют соли и охлаждают раствор. Затем приливают 10 см3 раст­вора азотнокислого серебра и 25 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают содержимое колбы до кипения и кипятят до появления малиновой окраски, указывающей на полноту окисле­ния хрома. В том случае, если анализируемый сплав не содержит марганец, после растворения солей в раствор добавляют кристал­лик сернокислого марганца. Раствор продолжают кипятить до пре­кращения выделения мелких пузырьков. Затем добавляют 5 см3 раствора.хлористого натрия и кипятят раствор до исчезновения малиновой окраски.

Охлажденный раствор титруют раствором соли Мора в присут­ствии 5—6 капель фенилантраниловой кислоты до изменения ок­раски раствора от малиновой до зеленой или в присутствии 4—5 капель дифениламина до изменения окраски раствора от фиолето­вой до зеленой.

  1. Обработка результатов

    1. Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле

где Т—установленная массовая концентрация раствора соли Мо­ра по хрому (титр), г/см3;

V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрова­ние хрома, см3;т — масса навески пробы, г.

  1. Расхождения результатов не должны превышать значе­ний, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля хрома, %

Абсолютное допускаемое расхождение, %

результатов парал­лельных определений

результатов анализа

От 0,10 до 0,25 включ.

0,02

0,03

Св. 0,25 до 0,50 »

0,03

0,04

» 0,50 » 1,00 »

0,04

0,05

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА (от 0,05 до 1,00%)



  1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси ортофосфорной, серной и азотной кислот, образовании после окисления хрома до шестивалентного надсернокислым аммонием розового комплекса с дифенилкарбаэидом и последующем измерении оптической плотно­сти раствора при длине волны 546 нм.

  1. А п п а р а т у р а, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, плотностью 1,70 г/см3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3 и раствор 1 : 1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3.

Смесь кислот, состоящая из 550 см3 воды, 40 см3 серной кисло­ты, 40 см3 ортофосфорной кислоты и 50 см3 азотной кислоты.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 4 г/дм3.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 8 г/дм3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

1,5-Дифенилкарбазид по ТУ 6—09—07—1672, свежеприготов­ленный спиртовой раствор 1,5 г/дм3: 0,15 г дифенилкарбазида по­мещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 15 см3 этилового спирта їй, подогрев колбу в горячей воде, оставляют на 15 мин, после чего доливают водой до метки и перемешивают.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Хром металлический по ГОСТ 5905 марки Х99.

Стандартные растворы хрома.

Раствор А: 0,5 г металлического хрома помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 60 см; раствора серной кислоты, переводят раствор в мерную колбу вме­стимостью 500 см3, доливают водой до меткій и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,001 г хрома.

Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вме­стимостью 100 см3, .доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г хрома.

  1. Проведение анализа

    1. Навеску пробы массой 0,1 г помещают в коническую кол­бу вместимостью 100 см3 и растворяют в 25 см3 смеси кислот. По окончании растворения пробы добавляют 20—25 см3 воды и фильт­руют раствор, если он не прозрачен, в коническую колбу вместимо­стью 250 см3 через фильтр средней плотности («белая лента»). Фильтр с осадком промывают 2—3 раза небольшими порциями го­рячей воды и отбрасывают, если массовая доля кремния в анали­зируемом сплаве не превышает 1 %.

    2. При массовой доле кремния свыше 1 % фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допу­ская воспламенения, и прокаливают при температуре 500—600°С в течение 2—3 мин. После охлаждения в тигель добавляют четыре капли серной кислоты, 5 см3 фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора. Ра­створ выпаривают досуха и приливают к сухому остатку в тигле 2—3 см3 воды и 2—3 см3 раствора серной кислоты. При необхо­димости раствор фильтруют через маленький плотный фильтр («синяя лента») и присоединяют к основному фильтрату в кониче­ской колбе.

    3. К фильтрату добавляют 5 см3 раствора азотнокислого серебра, 5 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают ра­створ и кипятят в течение 1 мин. Охлажденной раствор перево­дят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

    4. Аликвотную часть раствора 10 см3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до 50—60 см3, при­ливают 10 см3 раствора діифенилкарбазида, доливают водой до метки и перемешивают раствор.

    5. Оптическую плотность раствора измеряют через 15—20 мин в кювете с толщиной слоя 20 мм при массовой доле хрома от 0,05 до 0,5% и 10 мм при массовой доле хрома свыше 0,5% при длине волны 546 нм. Раствором сравнения служит раствор конт­рольного опыта.

    6. Раствор контрольного опыта готовят по пп. 3.3.1, 3.3.3, 3.3.4, используя вместо навески пробы навеску алюминия. Мас­совую долю хрома рассчитывают по градуировочному графику.

f 3.3.7. Построение градуировочных графиков

  1. 1 Зак. 13521. При массовой доле хрома от 0,05 до 0,5 % в семь кони­ческих колб вместимостью по 100 см3 помещают навески алюми­ния массой 0,1 г и растворяют в 25 см3 смеси кислот. В шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора Е, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г хрома.

  2. 2. При массовой доле хрома от 0,5 до 1,0% в семь кони­ческих колб вместимостью по 100 см3 помещают навески алюми­ния массой 0,1 г и растворяют в 25 см3 смеси кислот. В шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г хрома.

  3. 3. В колбы добавляют 20—25 см3 воды, 5 см3 раствора азотнокислого серебра, 5 см3 раствора надсернокислого аммония и продолжают по пп. 3.3.3, 3.3.4, 3.3.5.

Раствор в колбе, не содержащий хрома, в каждом случае слу­жит раствором контрольного опыта при построении градуировоч­ных графиков.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам хрома строят градуировочные гра­фики.

  1. Обработка результатов

    1. Массовую долю хрома (Xj) в процентах вычисляют по фор­муле

Х. = — -100, (31

где т — масса хрома в аликвотной части раствора, найденная по градуировочному графику, г;

mtмасса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

  1. Расхождения результатов не должны превышать значе­ний, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля хрома, %

Абсолютное допускаемое расхождение, %

результатов парал­лельных определений

результатов анализа.

От 0,050 до О', 100' включ.

Св. 0,100 » 0,250 »

» 0,25 » 0,50 »

» 0,50 » 0,75 »

» 0,75 » 1,00' »

0,009 0,020 0,03 0,04 0,06

0,010 0,025

0,04 0,05 0,08

4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА
(от 0,001 до 0,15%)

  1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия, образовании после нейтрализации раствора серной кисло­той и окисления хрома до шестивалентного марганцовокислым ка­лием розового комплекса с дифенилкарбазидом и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 546 нм.

  1. А п п а р а т у р а, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 6 моль/дм3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3 и раствор 1 : 1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, плотностью 1,70 г/см3.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 10 г/дм3.