---

УДК 669.11-492.001.4 : 006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮ ЗА ССР

П

ГОСТ
16412.5—91

ОРОШОК ЖЕЛЕЗНЫЙ

Методы определения серы
Iron powder.

Methods for the determination of sulphur

ОКСТУ 0809

Дата введения 01.07.92

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле серы от 0,005 до 0,05%) и кулонометрический (при массовой доле серы от 0,002 до 0,20%) методы определения серы в железном порошке.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ

   1. Сущность метода

Метод основан на сжигании навески железного порошка в по­токе кислорода при температуре 1300—1350°С. Образующийся при этом сернистый газ вытесняется потоком кислорода в абсорбцион­ный сосуд и поглощается в нем водой, в 'результате чего образу­ется сернистая кислота, которую оттитровывают смесью йодновато­кислого и йодистого калия в присутствии индикатора крахмала.

Установка для определения серы, приведенная на чертеже, со­стоит из баллона с кислородом 1, снабженного редукционным вен­тилем и манометром для пуска и регулирования потока кислорода 2; поглотительной склянки 3, содержащей раствор марганцовокис­лого калии с массовой долей 40%, для очистки кислорода, посту­пающего в печь; U-образной трубки 4, содержащей в первой по­ловине (по ходу кислорода) натронную известь, а во второй — хло­ристый кальций; крана для регулирования тока очищенного кис­лорода 5; огнеупорной муллито-кремнеземистой трубки 6 внут-

Издание официальное

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССРренним диаметром, определяемым диаметром применяемого зат­вора и размерами лодочки. Концы трубки, выступающие из печи, должны быть не короче 250 мм. Трубка перед употреблением дол­жна быть прокалена по всёй длине при температуре 1300—135О°С в' потоке кислорода; горизонтальной трубчатой печи 7 с карбидо- кремниевыми нагревателями, обеспечивающими нагрев до 1300— 1350°С; терморегулятора 8, с помощью которого поддерживают постоянную температуру печи; регулятора напряжений 9 (допу­скается применять другие типы трубчатых печей, обеспечивающих необходимую температуру); пылеуловителя 10-, двухходового крана 11, поглотителя /2, состоящего из двух стеклянных сосудов внутрен­ним диаметром 30—35 мм и высотой 150 мм, соединенных стеклян­ными перемычками, в нижней части которого имеется кран для слива жидкости по окончании анализа. 6 левый сосуд поглотите­ля входит Г-образная трубка, -через которую проходит поток кис­лорода и сернистого газа, оканчивающаяся барбатером для рабпы- ления газов с целью лучшего поглощения сернистого газа водой. В левом сосуде происходит поглощение двуокиси серы и титрова­ние полученного раствора сернистой кислоты, в правом во время титрования находится раствор для сравнения окраски; бюретки 13 вместимостью 25 см³.

Муфельную печь типа СНОЛ по нормативно-технической доку­ментации или любого другого типа, обеспечивающая температуру нагрева не ниже 900°С.

Крючок, с помощью которого лодочки вводят в трубку для сжи­гания и извлекают из нее, изготавливают из жаропрочной низко­углеродистой проволоки диаметром 3—5 мм и длиной 500—600 мм.

Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147, прокаленные при темпе­ратуре не ниже 900°С в течение 6 ч или при рабочей температуре в потоке кислорода в течение 2—3 мин.

Лодочки хранят в эксикаторе, щлиф крышки которого не сле­дует покрывать смазывающим веществом. Полноту выжигания се­ры и ее соединений из лодочек контролируют тропускаН'Ием гаэо- 2 3образных продуктов из печи через йодокрахмальный раствор. Конец выжигания серы определяют по прекращению обесцвечива­ния йодокрахмального раствора.

Кислород газообразный по ГОСТ 5583.

Калий йодноватокислый по ГОСТ 4202.

Калия гидроксид по ГОСТ 24363, раствор с массовой долей 4%.

Известь натронная.

Кальций хлористый.

Калий йодистый по ГОСТ 4232.

Титрованный раствор смеси йодноватокислого калия и йодис­того калия; 0,0862 г йодноватокислого калия, 2 г йодистого калия и 0,4 г калия гидроксида помещают в стакан и растворяют в 1 дм³ воды. Раствор хранят в склянке из темного стекла. 1 см³ раствора соответствует 0,000062 г серы. Массовую концентрацию смеси йод­новатокислого калия и йодистого калия устанавливают по стан­дартному образцу стали, близкому по химическому составу и. мас­совой доле серы к анализируемому железному порошку. При оп­ределении массовой доли серы менее 0,01% титрованный раствор разбавляют в соотношении (1 :4), (1:6).

Массовую концентрацию раствора (Г), выраженную-в граммах серы на 1 см³ раствора, вычисляют по формуле

С с т'
(’/—VJ-lOO ’

где Сет— массовая доля серы в стандартном образце, %; m — масса навески стандартного образца, г;

5. — объем раствора смеси йодноватокислого и йодистого калия, израсходованный на титрование раствора стан­дартного образца, см³;

6. — объем раствора смеси, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой долей 4% в растворе калия гидроксида с массовой долей 40%.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163, раствор с массовой до­лей 0,05%; 0,5 г растворимого крахмала растирают в фарфоровой ступке с 50 см³ воды и вливают суспензию тонкой струей в 950 см³ кипящей воды. К полученному раствору приливают 15 см³ соляной кислоты. Применяют свежеприготовленный раствор.

Меди окись по ГОСТ 16539 порошкообразная или гранулиро­ванная, прокаленная при температуре (800 ±25) °С в течение 3— 4 ч.

Перед проведением анализа установка должна быть проверена на герметичность при температуре 1300—1350°С. Для этого соеди- няют установку с баллоном, открывают баллон и пропускают кис-¹ лород со скоростью 2 дм³/мин. Кран 5 переключают так, чтобы кислород поступал в печь. Кран 11 закрывают. Через 2 мин долж­но прекратиться выделение пузырьков в поглотительной склянке 3. Если через 5 мин пузырьки не выделяются, установку считают герметичной. Затем определяют наличие восстановительных ве­ществ в трубке и лодочке для сжигания пробы. Для этого в каж­дый сосуд поглотителя наливают по 120 см³ крахмального раство­ра, приливают из бюретки несколько капель титрованного раство­ра смеси йодноватокислого и йодистого калия до появления голу­бой окраски и 'Пропускают поток кислорода с такой скоростью, что­бы уровень жидкости в поглотительном сосуде поднялся на 30—■ 40 мм. Если крахмальный раствор в поглотительном сосуде через некоторое время обесцветится, что указывает на выделение из фарфоровой трубки восстановительных газообразных веществ, то, не прекращая потока кислорода, к поглотительному раствору до­бавляют из бюретки раствор смеси йодноватокислого и йодистого калия до тех пор, пока интенсивность окраски в левой и правой частях поглотителя не станет одинаковой.

Навеску железного порошка массой 1 г помещают в фарфоро­вую лодочку и покрывают сверху равномерным слоем окиси меди (1 г). Лодочку с железным порошком и окисью меди помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, немедленно закры­вают трубку резиновой пробкой со стеклянной трубкой или затво­ром, через которую отводят газообразные продукты сжигания в поглотительный сосуд, и производят сжигание пробы. При этом кислород следует пропускать со скоростью 2 дм³/мин, чтобы пре­дотвратить образование вакуума в печи. Когда поступающие из печи в поглотительный сосуд газы начинают обесцвечивать раствор, добавляют раствор смеси йодноватокислого и йодистого калия с такой скоростью, чтобы окраска раствора в левой части поглоти­теля стала близкой к окраске раствора сравнения. Титрование считают законченным, когда интенсивность окраски растворов в обоих сосудах станет одинаковой. После этого кислород пропуска­ют еще 1 мин. Если окраска раствора не изменится, сжигание считают законченным.

Х= (Е-Гр-Т-ЮО. т ’

где V— объем раствора смеси йодноватокислого и йодистого калия, израсходованный на титрование раствора анали­зируемого образца, см³;

Vi — объем раствора смеси йодноватокислого и йодистого калия, израсходованный на титрование раствора конт­рольного опыта, см³;

Т— массовая концентрация раствора смеси йодноватокис­лого и йодистого калия, выраженная в г/см³;'

m — масса навески железного порошка, г.

3. КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ

Метод основан на сжигании навески железного порошка в пото­ке кислорода при температуре 1300—1350°С. Образующийся сер­нистый газ поглощается^ поглотительным раствором и вызывает повышение кислотности и изменение ЭДС индикаторной системы рН-метра.

Количество электричества, необходимое для достижения перво­начального значения pH поглотительного раствора, пропорцио­нальное концентрации серы в пробе, фиксируется кулонометром- интегратором тока, показывающим количество серы в процентах. Влияние углерода устраняется выбором исходной величины pH поглотительного раствора на уровне pH 3,9. При такой кислотнос­ти поглотительным раствором практически не поглощается угле­кислый гад, образующийся при сгорании углерода пробы, а сер­нистый газ поглощается полностью.

Кулонометрическая установка любого типа со всеми принад­лежностями (кулонометр, поглотительные сосуды, pH-метр, кор­ректор массы), обеспечивающая точность проведения анализа, указанную в таблице. Массу навески устанавливают в зависимос­ти от типа установки.и? .a

Печь трубчатая горизонтальная с карбидокремниевыми нагре­вателями, обеспечивающими температуру нагрева 1300—1350°С.

Трубка огнеупорная муллитокремнеземистая.

Муфельная печь типа СНОЛ по нормативно-технической доку­ментации или любого другого типа, обеспечивающая температуру нагрева не ниже 900°С.

Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147, прокаленные при темпе­ратуре не ниже 900°С в течение 6 ч или при рабочей температуре в потоке кислорода в течение 2—3 мин.

Лодочки хранят в эксикаторе, шлиф крышки которого не сле­дует покрывать смазывающим веществом.

Поглотительный и вспомогательный растворы готовят в соот­ветствии с типом применяемой кулонометрической установки.

Меди окись по ГОСТ 16539, порошкообразная или гранулиро­ванная, прокаленная при температуре (800±25)°С в течение 3— 4 ч.

Прибор подготовляют к работе в соответствии с инструкцией. Для удаления следов серы из установки перед началом анализа через установку пропускают поток кислорода и прокаливают труб­ку.

Навеску железного порошка массой 0,5—1 г переносят в фар­форовую лодочку, насыпают равномерный слой окиси меди массой 1 г, помещают лодочку с навеской в наиболее нагретую часть фар­форовой трубки и быстро закрывают трубку затвором. Нажимают на кнопку «сброс» и устанавливают показание индикаторного' циф­рового табло на «нуль». Сжигают навеску железного порошка в по­токе кислорода при температуре 1300—1350°С. После полного сго­рания навески железного порошка, о чем судят по завершению процесса титрования, записывают результат анализа по показанию цифрового табло, открывают затвор и извлекают лодочку.

Х= А—Mi,

где А — показание .цифрового табло прибора, полученное в ре­зультате сжигания навески анализируемой, пробы, %;

Ai — среднее арифметическое значение показаний цифрового табло прибора, полученное в результате сжигания плав­ня при проведении контрольных опытов, %.

Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, приве­денных в таблице.

Номер пункта, раздела

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2; 3.2

2.2

3.2

22

2.2

Разд. 1

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией наук УССР РАЗРАБОТЧИКИ

В. 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

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 16.05.91 № 692

3. ВЗАМЕН ГОСТ 16412.5—80

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕН­ТЫ

Обозначение НТД, на который
дана ссылка

ГОСТ 3118—77

ГОСТ 4202—75

ГОСТ 4232—74

ГОСТ 5583—78

ГОСТ 9147—80

ГОСТ 10163—76

ГОСТ 16539—79

ГОСТ 20490—75

ГОСТ 24363—80

ГОСТ 28473—90