УДК 669.715.001.4:006.354 Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
С
ГОСТ
11739.21—90
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.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух определений.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА
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.
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 (П
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.
Проведение анализа
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.
Обработка результатов
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.
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%)
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.
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.
Проведение анализа
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 %.
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.
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.
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.
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.
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 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. 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. 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.
Обработка результатов
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;
mt—масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
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%)
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.
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.