ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ Методы определения никеля ГОСТ 22536.9-88 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Срок действия с 01.01.90 до 01.07.95 Несоблюдение стандарта преследуется по закону Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле никеля от 0,01 до 0,50 %), гравиметрический (при массовой доле никеля от 0,1 до 0,5 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле никеля от 0,02 до 0,50 %) методы определения никеля. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22536.0-87. 1.2. Погрешность результата анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не превышает предела Δ, приведенного в таблице, при выполнении условий: расхождение результатов двух (трех) параллельных измерений не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения d2 (d3), приведенного в таблице; воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли никеля не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятности Р = 0,85) значение δ, приведенное в таблице. При невыполнении одного из вышеуказанных условий проводят повторные измерения массовой доли никеля. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа. Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения dk, приведенного в таблице.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ2.1. Определение никеля (0,01-0,5 %) в сталях и чугунах с массовой долей марганца до 2 %. 2.1.1. Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет комплексного соединения никеля с диметиглиоксимом в аммиачной среде в присутствии бромистого и бромноватокислого калия и измерении оптической плотности окрашенного раствора при длине волны 530 нм. Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4 и 1:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84 и разбавленная 3:2. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:4. Кислота лимонная по ГОСТ 3652-69, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3. Калий бромистый по ГОСТ 4160-74. Калий бромноватокислый по ГОСТ 4457-74. Раствор бромистого и бромноватокислого калия: 39 г бромистого калия и 10 г бромноватокислого калия растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 3:2. Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-72. Диметилглиоксим по ГОСТ 5828-77, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3: 10 г диметилглиоксима растворяют в этиловом спирте в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки этиловым спиртом и перемешивают; перед употреблением раствор фильтруют. Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79. Никель первичный по ГОСТ 849-70. Стандартные растворы никеля. Раствор А: 1,000 г металлического никеля растворяют при умеренном нагревании в 35 см3 азотной кислоты (3:2), приливают 30 см3 серной кислоты (1:4), выпаривают до начала выделения ларов серной кислоты и охлаждают. Соли растворяют в 100-150 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 0,001 г никеля. Раствор Б: 50 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3 доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г никеля. Раствор В: 50 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора В содержит 0,00005 г никеля. Навеску пробы 0,5 г помещают в стакан вместимостью 200-250 см3, растворяют в 30 см3 серной кислоты (1:4) при умеренном нагревании и окисляют азотной кислотой, прибавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора. После охлаждения, если растворяют в 100-120 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в колбу вместимостью 250 см3, отбрасывая две первые порции фильтрата. Две аликвотные части раствора по 25 см3 помещают в мерные колбы вместимостью 100 см3 и при постоянном перемешивании последовательно приливают в каждую мерную колбу 20 см3 раствора лимонной кислоты, 5 см3 соляной кислоты (1:4), 10 см3 раствора бромистого и бромноватокислого калия и через 2-3 мин 25 см3 раствора аммиака (3:2). Растворы перемешивают и немедленно охлаждают до 20 °С. В одну из колб приливают 1 см3 раствора диметилглиоксима, в другую - 1 см3 этилового спирта. Растворы доливают до метки водой и тщательно перемешивают. В течение 25 мин измеряют оптическую плотность окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 530 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале длин волн 530-550 нм. В качестве раствора сравнения используют аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую все реактивы, кроме диметилглиоксима. Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе, и проведенным через все стадии анализа. 2.1.4. Построение градуировочного графика 2.1.4.1. При массовой доле никеля 0,01-0,05 %. В семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,5 г карбонильного железа. В шесть из них добавляют стандартный раствор В в количестве 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 6,0 см3, что соответствует 0,000025; 0,000050; 0,000100; 0,000150; 0,000250 и 0,000300 г никеля. Седьмой стакан служит для приготовления раствора сравнения. Далее проводят анализ как приведено в п. 2.1.3. 2.1.4.2. При массовой доле никеля 0,05-0,50 %. В семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,5 г карбонильного железа. В шесть из них добавляют стандартный раствор Б в количестве 2; 5; 10; 15; 20; 30 см3, что соответствует 0,0002; 0,0005; 0,0010; 0,0015; 0,0020; 0,0030 г никеля. Седьмой стакан служит для приготовления раствора сравнения. Далее проводят анализ как приведено в п. 2.1.3. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы никеля строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля никеля. 2.2. Определение никеля (0,05-0,50 %) в сталях, и чугунах с массовой долей марганца до 1 %. 2.2.1. Метод основан на образовании окрашенного в коричнево-красный цвет комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в щелочной среде в присутствии надсернокислого аммония и измерении оптической плотности окрашенного раствора при длине волны 440 нм. Мешающее влияние железа устраняют переведением его в винно-кислый комплекс. Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845-79, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3. Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3 или калия гидроксид по ГОСТ 24364-80 раствор с массовой концентрацией 250 г/дм3. Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, раствор с массовой концентрацией 30 г/дм3, свежеприготовленный. Диметилглиоксим по ГОСТ 5828-77, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3 в растворе гидроксида натрия или гидроксида калия с массовой концентрацией 50 г/дм3. Навеску пробы 0,5 г (при массовой доле никеля 0,05-0,20 %) и 0,2 г (при массовой доле никеля 0,2-0,5 %) помещают в стакан вместимостью 200 см3 и растворяют как приведено в п. 2.1.3. После растворения навески раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. При анализе чугунов или в случае выпадения в осадок кремниевой кислоты часть раствора фильтруют через сухой фильтр в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Две аликвотные части раствора по 10 см3 помещают в мерные колбы вместимостью 100 см3, приливают последовательно в каждую колбу 20 см3 воды, 10 см3 раствора калия-натрия виннокислого, 10 см3 раствора гидроксида натрия (или гидроксида калия), 10 см3 раствора надсернокислого аммония, тщательно перемешивая после прибавления каждого реактива. В одну из колб приливают 10 см3 раствора диметилглиоксима. Через 3-5 мин содержимое колбы доводят до метки водой, перемешивают и измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 440 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале длин волн 430-450 нм. В качестве раствора сравнения используют аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую все реактивы кроме диметилглиоксима. Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе, и проведенным через все стадии анализа. 2.2.4. Построение градуировочного графика В шесть стаканов вместимостью 250 см3 помещают 0,5 или 0,2 г карбонильного железа в зависимости от навески пробы. В пять из них добавляют стандартный раствор Б в количестве 2; 3; 5; 8; 12 см3, что соответствует 0,0002; 0,0003; 0,0005; 0,0008; 0,0012 г никеля. Шестой стакан служит для приготовления раствора сравнения. Далее проводят анализ как приведено в п. 2.2.3. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы никеля строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля никеля. 2.3. Отделение марганца в виде диоксида при определении никеля (0,05-0,50 %) в сталях и чугунах с массовой долей марганца выше 1 %. Навеску пробы массой 0,5 или 0,2 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, растворяют в 30 см3 серной кислоты (1:4), при умеренном нагревании. После растворения навески приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и в избыток 2-3 см3. Раствор кипятят, смывают стенки стакана водой, приливают 10 см3 серной кислоты и упаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 100 см3 воды при нагревании. К раствору прибавляют 1 г бромноватокислого калия, нагревают до кипения и кипятят в течение 5 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Аликвотную часть 25 см3 помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 5-10 см3 соляной кислоты и упаривают до паров серной кислоты, обработку соляной кислотой проводят еще два раза. Раствор упаривают до появления паров серной кислоты, приливают 1 см3 соляной кислоты, 10 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Далее анализ проводят по п. 2.2.3. 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю никеля (X) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса никеля в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г; m - масса навески пробы, г. 2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли никеля приведены в таблице. 2.4.3. Метод применяют при разногласиях в оценке качества углеродистой стали и нелегированного чугуна. 3. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ3.1. Сущность метода Метод основан на осаждении никеля диметилглиоксимом в аммиачной среде в присутствии винной кислоты для связывания железа и взвешивании полученного осадка в виде закиси никеля или диметилглиоксимата никеля. Электропечь типа СНОЛ, обеспечивающая регулировку температуры с точностью ± 10 °С. Электрошкаф сушильный лабораторный типа СНОЛ, обеспечивающий регулировку температуры с точностью ± 10 °С. Эксикатор по ГОСТ 25336-82. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77, разбавленная 1:20 и 1:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84. Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, разбавленный 1:1 и 1:100. Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой концентрацией 500 г/дм3. Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652-69, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм3. Аммоний роданистый по ГОСТ 19522-74, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3. Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87. Диметилглиоксим по ГОСТ 5828-77: 1 г реактива растворяют в 100 см3 этилового спирта. 3.3. Проведение анализа Навеску стали или чугуна массой 2 г помещают в стакан вместимостью 400-500 cм3 и растворяют в 40-50 см3 соляной кислоты (1:1), при умеренном нагревании. После растворения навески приливают по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и 2-3 капли в избыток. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты (1:1), выпаривают досуха и охлаждают. После охлаждения к сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты (1:1), нагревают до растворения солей, прибавляют 100 cм3 горячей воды и фильтруют (если образовался осадок кремниевой кислоты и графита) через фильтр «белая лента». Фильтр с осадком промывают несколько раз горячей соляной кислотой (1:20) до полного удаления ионов железа (контроль проводят по реакции с роданистым аммонием). Фильтр с осадком отбрасывают. Фильтрат доводят до объема 300-350 см3, приливают 40 см3 раствора винной кислоты или 20 см3 раствора лимонной кислоты, осторожно нейтрализуют раствором аммиака до появления слабого запаха и приливают 10 см3 раствора диметилглиоксима при постоянном перемешивании. Раствор с осадком диметилглиоксимата никеля нагревают до 60-70 °С, дают постоять в теплом месте 2-3 ч, после чего фильтруют через фильтр «белая лента». Стакан обмывают над фильтром 2-3 раза холодным раствором аммиака (1:100) и промывают фильтр с осадком 1-2 раза тем же раствором. Осадок на фильтре растворяют в 30 см3 горячей соляной кислоты (1:1) и промывают 5-6 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение. После этого проводят повторное осаждение никеля, как приведено выше. Промытый осадок диметилглиоксимата никеля вместе с фильтром заворачивают в другой слегка увлажненный фильтр, помещают в фарфоровый тигель, предварительно прокаленный до постоянной массы при 800 °С и взвешенный, фильтр с осадком высушивают в тигле, осторожно озоляют, не допуская воспламенения после чего прокаливают в электропечи при 650-700 °С до постоянной массы. Охлаждают тигель с осадком в эксикаторе и взвешивают. Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. Определение никеля допускается заканчивать взвешиванием высушенного осадка диметилглиоксимата никеля (при массовой доле никеля в стали менее 0,2 %). В этом случае осадок отфильтровывают на стеклянный фильтрующий тигель № 3, предварительно высушенный и доведенный до постоянной массы. Стенки стакана и осадок обмывают раствором аммиака (1:100) и 5-6 раз теплой водой. Тигель с осадком помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 110-120 °С до постоянной массы. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю никеля (X1) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса тигля с осадком закиси никеля или диметилглиоксимата никеля, г; m2 - масса тигля без осадка, г; m3 - масса тигля с осадком контрольного опыта, г; m4 - масса тигля без осадка, г; K - коэффициент равный 0,2032 при пересчете диметилглиоксимата никеля на никель и 0,7858 при пересчете закиси никеля на никель; m - масса навески пробы, г. 3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли никеля приведены в таблице. 4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ4.1. Сущность метода Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами никеля, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух-ацетилен. Атомно-абсорбционный спектрофотометр. Лампа с полым катодом для определения никеля. Ацетилен растворенный и газообразный по ГОСТ 5457-75. Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, или баллон со сжатым воздухом. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84. Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3: 50 г карбонильного железа растворяют в 400 см3 соляной кислоты (1:1), прибавляют по каплям азотную кислоту до окончания вспенивания, упаривают до влажных солей, прибавляют 40-50 см3 соляной кислоты и снова упаривают до влажных солей. Эту операцию повторяют. Соли растворяют в 100 см3 соляной кислоты (1:1), охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют раствор через фильтр средней плотности. Никель первичный по ГОСТ 849-70. Стандартные растворы никеля. Раствор А: 0,5000 г металлического никеля растворяют в 10 см3 соляной и 10 см3 азотной кислот. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 0,0005 г никеля. Раствор Б (готовят непосредственно перед применением): 20 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г никеля. 4.3. Подготовка прибора Подготовку прибора к анализу проводят в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 232 нм. После включения подачи газа и зажигания горелки распыляют воду в пламени и устанавливают нулевое показание прибора. 4.4. Проведение анализа Распыляют в пламя раствор контрольного опыта, а затем анализируемые растворы в порядке увеличения массовой доли никеля до получения стабильных показаний для каждого раствора. Перед введением в пламя каждого анализируемого раствора распыляют воду для промывания системы и проверки нулевой точки. Из среднего значения оптической плотности каждого испытуемого раствора вычитают среднее значение оптической плотности контрольного опыта. Массу никеля находят по градуировочному графику. 4.4.2. Построение градуировочного графика В семь мерных колб вместимостью 160 см3 помещают по 20, 10 или 4 см3 раствора карбонильного железа в зависимости от навески пробы, в шесть приливают последовательно 1,5; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 12,5 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00015; 0,00030; 0,00050; 0,00070; 0,00100; 0,00125 г никеля. Седьмая колба служит для проведения контрольного опыта. Содержимое колб доводят до метки водой, перемешивают и дальнейший анализ проводят по п. 4.4.1. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы никеля строят градуировочный график. 4.5. Обработка результатов 4.5.1. Массовую долю никеля (Х2) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса никеля в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г; m - масса навески пробы, г. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли никеля приведены в таблице. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ 1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ Д. К. Нестеров, канд. техн. наук; С. И. Рудюк, канд. техн. наук; С. В. Спирина, канд. хим. наук (руководитель темы); В. Ф. Коваленко, канд. техн. наук; Н. Н. Гриценко, канд. хим. наук; Л. И. Березовая, О. М Киржнер 2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.08.88 № 3018 3. ВЗАМЕН ГОСТ 22536.9-77 4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
|