Оптическую плотность растворов измеряют через 10 мин на спектрофотометре при Х = 810 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания 620—640 нм.
В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта,'в который добавлены все реактивы, за исключением реакционной смеси. По найденным значениям оптической плотности с учетом поправки контрольного опыта и соответствующим им значениям массы фосфора строят градуировочный график.
О б р а ботк а результатов
Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле
v mp 100 л = ,
пг
где пг — масса фосфора, найденная по градуировочному графику, г;
m— масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г.Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.
Массовая доля фосфора, % |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
От 0,005 до 0,01 включ. |
0,002 |
Св. 0,01 » 0,02 » |
0,003 |
» 0,02 » 0;05 » |
0,004 |
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА
Сущность метода
Метод основан на осаждении окисленного до пятивалентного состояния фосфора в виде фосфоромолибдата аммония, растворении осадка в растворе гидроксида натрия и титровании избытка гидроксида натрия азотной кислотой.
Аппаратура, реактивы и растворы
Фильтры бумажные по нормативно-технической документации. Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1, 1:2.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой долей 4%.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор с массовой долей 5%.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765.
Молибденовая жидкость: готовят смешением двух растворов; 36 г молибденовокислого аммония растворяют в 30 см3 аммиака и 50 см3 воды; 115 см3 аммиака осторожно вливают в 575 см3 азотной кислоты (1:1) и добавляют 230 см3 воды. Полученные растворы охлаждают и смешивают, осторожно вливая первый раствор во йторой при перемешивании и растворении образующейся белой мути. Раствор периодически охлаждают. Раствор выдерживают в течение 48 ч. Перед применением раствор фильтруют.
Калий азотнокислый по ГОСТ 4217, раствор с массовой долей 1%.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300 или гидролизный.
Фенолфталеин по нормативно-технической документации, раствор с массовой долей 1%; 1 г фенолфталеина растворяют в 60 см3 этилового спирта и смешивают с 40 см3 воды.
Вода нейтральная: к 1 дм3 дистиллированной воды, из которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в течение 2— 3 ч, приливают 5 см3 раствора фенолфталеина с массовой долей 1 % и 5 см3 титрованного раствора гидроксида натрия. Затем к раствору медленно прибавляют титрованный раствор азотной кислоты до исчезновения розовой окраски. 50 см3 нейтрализованной воды должно окраситься в розовый цвет от прибавления одной капли титрованного раствора гидроксида натрия.
Бария гидроксид по ГОСТ 4107.
Калий роданистый по ГОСТ 4139, раствор с массовой долей 5%.
Известь натронная.
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, титрованный раствор: 33 г гидроксида натрия растворяют в 10 дм3 воды, из которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в течение 2—3 ч. К полученному раствору добавляют 3—5 см3 раствора гидроксида бария с массовой долей 1 % и выдерживают 36 ч до полного оседания образовавшегося осадка углекислого бария. Раствор хранят в бутыли, закрытой резиновой пробкой с двумя отверстиями: в одно из них вставлен поглотитель с натронной известью, в другое — сифонная трубка с краном, не доходящая до дна бутыли на 0,5 см с загнутым кверху концом.
Прозрачный раствор сифонируют в другую бутыль. Раствор хранят в бутыли, закрытой резиновой пробкой с двумя отверстиями, в одно из них вставлен поглотитель с натронной известью, в другое — сифонная трубка с краном.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, титрованный раствор; 50 см3 азотной кислоты помещают в бутыль и разбавляют до 10 дм3 водой, из которой предварительно удаляют углекислоту кипячением в течение 2—3 ч. 1 см3 раствора азотной кислоты должен примерно соответствовать 1 см3 титрованного раствора гидроксида натрия.
Устанавливают соотношение титрованного раствора гидроксида натрия и азотной кислоты; в коническую колбу вместимостью 250 см3 наливают из бюретки 25 см3 раствора гидроксида натрия, прибавляют 25 см3 нейтральной воды и титруют азотной кислотой до исчезновения розовой окраски.
Соотношение титрованного раствора гидроксида натрия и азотной кислоты (К) вычисляют по формуле
V3
где V1 — объем раствора гидроксида натрия, взятый для титрования, см3;
Уг—объем раствора азотной кислоты, израсходованный на титрование, см3.Массовую концентрацию гидроксида натрия устанавливают по навеске стандартного образца стали с известным содержанием фосфора, близкого по составу к анализируемому образцу, проводя все стадии анализа, указанные в п. 3.3 или по стандартному раствору фосфора.
Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия (Т), выраженную, в граммах фосфора на 1 см3 раствора, вычисляют по формуле
'J' GQI * ffl
~~ (vq-iv/o-ioo ’
где Сст— массовая доля фосфора в стандартном образце, %; т— масса навески стандартного образца стали, г;
— объем раствора гидроксида натрия, взятый с избытком для растворения осадка фосфорномолибденовокислого аммония, см3;
К2 — объем раствора азотной кислоты, израсходованный на титрование избытка гидроксида натрия с учетом объема, израсходованного на титрование раствора контрольного опыта, см3;
К — соотношение между титрованными растворами гидроксида натрия и азотной кислоты.
Проведение анализа
Массу навески железного порошка 2 г помещают в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют 70—80 см3 азотной кислоты (1:2) и растворяют при нагревании в течение 5 мин. Добавляют 10 см3 соляной кислоты, нагревают до растворения и упаривают раствор до состояния влажных солей. Затем прибавляют 10 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до состояния влажных солей. Прибавляют еще 10 см3 азотной кислоты, 30 см3 воды и нагревают до растворения солей. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр «белая лента», промывают его 5— 6 раз горячей азотной кислотой (1:100). Фильтрат собирают в коническую колбу 250 см3, нагревают его до кипения, добавляют 5—10 см3 раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделения бурого осадка двуокиси марганца. Приливают по каплям раствор азотистокислого натрия до полного растворения осадка и кипятят до удаления окислов азота.
Раствор охлаждают, прибавляют к нему раствор аммиака до начала выпадения осадка гидроксида железа, который растворяют в азотной кислоте, прибавляя ее по каплям. Раствор нагревают до 50—60°С, прибавляют 50 см3 молибденовой жидкости и встряхивают содержимое колбы в течение 5 мин до выпадения желтого осадка фосфоромолибдата аммония. Осадку дают отстояться в течение 3 ч. Осадок отфильтровывают на фильтр «синяя лента» с добавлением бумажной массы. Колбу, в которой производилось осаж- 9дение, и осадок на фильтре промывают 6—7 раз азотной кислотой (1 : 100) для удаления железа (проверка фильтрата с раствором роданистого калия). Затем осадок промывают 6—7 раз раствором азотнокислого калия до удаления свободной азотной кислоты. Полноту удаления азотной кислоты проверяют следующим образом: собирают в пробирку 0,4—0,5 см3 стекающей промывной жидкости, приливают 2—3 капли раствора фенолфталеина и одну каплю титрованного раствора гидроксида натрия. Если осадок отмыт, жидкость в пробирке должна окраситься в красный цвет.
Фильтр с осадком помещают в колбу, в которой проводилось осаждение, прибавляют 25 см3 нейтральной воды, 0,2—0,3 см3 (4— 6 капель) раствора фенолфталеина, разрывают фильтр стеклянной палочкой и взбалтывают содержимое колбы. Затем приливают титрованный раствор гидроксида натрия до появления красной окраски и взбалтывают содержимое колбы до раствфрения осадка. После растворения осадка раствор должен иметь розовую окраску. Прибавляют 10 см3 титрованного раствора гидроксида натрия и титруют избыток щелочи титрованным раствором азотной кислоты до исчезновения розовой окраски.
Одновременно проводят контрольный опыт на содержание фосфора в реактивах. К фильтрату с осадком контрольного опыта приливают 25 см3 нейтральной воды и 25 см3 титрованного раствора гидроксида натрия и после растворения осадка оттитровыва- ют избыток щелочи титрованным раствором азотной кислоты.
Обработка результатов
Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле
х= (Уі~У2.К)-Т-100
m
где Vi — объем раствора гидроксида натрия, взятый с избытком для растворения осадка фосфорномолибденовокислого аммония, ом3;
V2 — объем раствора азотной кислоты, израсходованный на титрование избытка гидроксида натрия, с учетом объема, израсходованного на титрование раствора контрольного опыта, см3;
К —■ соотношение между титрованными растворами гидроксида натрия и Азотной кислоты, см3;
Т—■ массовая концентрация раствора гидроксида натрия, выраженная в г/см3 фосфора;
m—■ масса навески, г.
Абсолютные допускаемые расхождения параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией наук УССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Н. Клименко, канд. техн, наук; А. Е. Кущевский, канд. хим. наук; В. А. Дубок, канд. хим. наук (руководитель темы); В. И. Корнилова, канд. хим. наук; В. В. Гарбуз, канд. хим. наук; Л. Д. Бернацкая
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 16.05.91 № 692
ВЗАМЕН ГОСТ 16412.2—80
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который
дана ссылка
ГОСТ 3118—77
ГОСТ 3760—79
ГОСТ 3765—78
ГОСТ 3773—72
ГОСТ 4107—78
ГОСТ 4139—75
ГОСТ 4197—74
ГОСТ 4198—75
ГОСТ 4204—77
ГОСТ 4209—77
ГОСТ 4217—77
ГОСТ 4328—77
ГОСТ 4461—77
ГОСТ 13610—79
ГОСТ 18300—87
ГОСТ 19275—73
ГОСТ 20490—75
Г
Номер пункта
2.2; 3.2
2.2; 3.2
2.2; 3.2
2.2
2.2; 3.2
3.2
2.2; 3.2
2.2; 3.2
2.2
2.2
3.2
3.2
2.2; 3.2
2.2
2.2
2.2
3.2
Разд. 1
ОСТ 28473—90