НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ Методы испытаний Часть 2 МАТЕРИАЛЫ
И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ Методы определения окиси алюминия ГОСТ 13997.7-84 Москва ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ 2004 ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА Сборник «Изделия огнеупорные. Методы испытаний. Часть 2» содержит стандарты, утвержденные до 1 августа 2004 г. В стандарты внесены изменения, принятые до указанного срока. Текущая информация о вновь утвержденных и пересмотренных стандартах, а также о принятых к ним изменениях публикуется в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Дата введения 01.07.85 Настоящий стандарт устанавливает методы определения окиси алюминия в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: фотометрический метод определения окиси алюминия с хромазуролом С (при массовой доле окиси алюминия от 0,5 до 3 %); комплексонометрический метод определения окиси алюминия в цирконистых огнеупорах (при массовой доле окиси алюминия от 1 до 30 %) и комплексонометрический метод определения окиси алюминия (при массовой доле окиси алюминия до 95 %). Стандарт соответствует СТ СЭВ 4428-83 в части комплексонометрического метода определения окиси алюминия в огнеупорных материалах и изделиях из них с массовой долей двуокиси циркония до 65 % (кроме бадделеитовых). (Измененная редакция, Изм. № 1). 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13997.0. 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ2.1. Сущность метода Метод основан на отделении алюминия от циркония (гафния), титана и железа обработкой раствора щелочью, переведением алюминия в алюминат и фотометрическом определении в виде окрашенного комплексного соединения с хромазуролом С. 2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр типа КФК-2 и другие, обеспечивающие требуемую точность измерения. Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:3 и растворы молярной концентрации эквивалента соляной кислоты 0,25 и 0,5 моль/дм3. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч., раствор с массовой долей 10 %, хранят в полиэтиленовом сосуде. Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор молярной концентрации эквивалента уксусной кислоты 0,2 моль/дм3. Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199. Раствор буферный ацетатный с pH 5,4 - 5,6: 49 г уксуснокислого натрия растворяют в воде, добавляют 200 см3 раствора 0,2 моль/дм3 уксусной кислоты и доливают водой до 2 дм3. Индикатор метиловый оранжевый (натрий пара-диметиламиноазобензолсульфокислый) раствор с массовой долей 0,1 %. Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300. Хромазурол C, раствор с массовой долей 0,05 %: 0,5 г хромазурола C растворяют в 200 см3 воды при слабом нагревании (на водяной бане). К охлажденному раствору приливают 125 см3 этилового спирта, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор годен в течение 15 сут. Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069, стружка или А99, 99р. Стандартный раствор хлористого алюминия: навеску массой 0,5294 г металлического алюминия растворяют в 150 см3 соляной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят водой до метки и перемешивают. (Для приготовления стандартного раствора используют также соли алюминия квалификации особой чистоты). Стандартный раствор хлористого алюминия с массовой концентрацией окиси алюминия 0,0010 г/см3 (раствор А). Градуировочный стандартный раствор: 20 см3 стандартного раствора А разбавляют в мерной колбе вместимостью 200 см3. Применяют раствор в день приготовления. Градуировочный стандартный раствор с массовой концентрацией окиси алюминия 0,0001 г/см3 (раствор Б). Допускается применение в качестве исходного материала для приготовления стандартного раствора окиси алюминия спектральной чистоты или квалификации особой чистоты: 0,5 г окиси алюминия, предварительно прокаленной при 1000 °С в течение 2 ч, сплавляют в платиновом тигле с 5 - 6 г пиросернокислого калия, сплав растворяют в растворе соляной кислоты 0,5 моль/дм3, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят до метки тем же раствором соляной кислоты и перемешивают. Стандартный раствор алюминия с массовой концентрацией окиси алюминия 0,0010 г/см3 (раствор А). Градуировочный стандартный раствор готовят разбавлением стандартного раствора алюминия, как указано выше. (Измененная редакция, Изм. № 1). 2.3. Проведение анализа 2.3.1. Аликвотную часть раствора 1 после гравиметрического определения двуокиси кремния по ГОСТ 13997.3, равную 50 см3, или 50 - 100 см3 раствора 1 или 2 по ГОСТ 13997.4 переносят в стакан вместимостью 250 - 300 см3, подогревают до кипения и при перемешивании стеклянной палочкой добавляют до выпадения осадка раствор гидроокиси натрия с массовой долей 10 % и после этого еще 25 см3 в избыток. Содержимое стакана доводят до кипения, кипятят 5 - 10 мин, охлаждают, переводят вместе с осадком в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр диаметром 11 см «красная лента» в стакан. Первыми двумя-тремя порциями смывают стакан, отбирают аликвотные части фильтрата: 10 см3 - при массовой доле окиси алюминия менее 1,0 %; 5 см3 - при массовой доле окиси алюминия от 1,0 до 3,0 %. Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют одну каплю раствора индикатора метилового оранжевого и нейтрализуют раствором соляной кислоты 0,25 моль/дм3 до перехода окраски раствора из желтой в розовую от одной капли раствора кислоты. При помешивании приливают 5 см3 раствора хромазурола C, 30 см3 ацетатного буферного раствора с pH 5,5 - 5,6, доводят до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 530 - 550 нм) в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения применяют раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые по ходу анализа реактивы. Массу окиси алюминия в граммах находят по градуировочному графику. 2.3.2. Построение градуировочного графика Исходные растворы для построения градуировочного графика готовят в мерных колбах вместимостью 250 см3, соблюдая все операции хода анализа. В стаканы вместимостью 250 - 300 см3 отмеряют бюреткой аликвотные части градуировочного стандартного раствора алюминия: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0 см3. Во все стаканы прибавляют мерным цилиндром по 50 см3 раствора контрольного опыта, подогревают до кипения и при помешивании приливают мерным цилиндром по 40 см3 раствора гидроокиси натрия с массовой долей 10 %. Растворы кипятят 5 - 10 мин, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 250 см3, доводят водой до метки, перемешивают. В мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают пипеткой по 5 см3 исходных растворов, что соответствует 0,000005, 0,000010; 0,000020; 0,000030; 0,000040; 0,000050; 0,000060 г окиси алюминия. Добавляют одну каплю раствора индикатора метилового оранжевого и нейтрализуют раствором соляной кислоты 0,25 моль/дм3 до перехода окраски раствора из желтой в розовую от одной капли раствора кислоты. При помешивании приливают по 5 см3 раствора хромазурола C, 30 см3 ацетатного буферного раствора с pH 5,5 - 5,6, доводят до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность, как указано выше. По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий опытов и соответствующим им массам окиси алюминия в граммах строят градуировочный график. (Измененная редакция, Изм. № 1). 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю окиси алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
где m - масса окиси алюминия, найденная по градуировочному графику, г; V - исходный объем раствора, см3; 250 - разбавление аликвотной части раствора после обработки гидроокисью натрия, см3; V1 - аликвотная часть исходного раствора, взятая для определения окиси алюминия (50 или 100), см3; V2 - аликвотная часть раствора (5 или 10), взятая для фотометрирования, см3; m1 - масса навески, г. 2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси алюминия приведены в табл. 1. Таблица 1
(Измененная редакция, Изм. № 1). 3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ3.1. Сущность метода Метод основан на отделении алюминия от циркония (гафния), титана и железа обработкой анализируемого раствора щелочью и переводом алюминия в алюминат. Алюминий определяют методом обратного комплексонометрического титрования в среде ацетатного буферного раствора при pH 4,8 - 5,0 с использованием индикатора 1,2-(пиридил-азо)-2-нафтола (ПАН), в качестве титранта используют раствор сернокислой меди (допускается применять индикатор ксиленоловый оранжевый и использовать в качестве титранта раствор уксуснокислого цинка). Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:3. Кислота серная по ГОСТ 4204. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч., растворы с массовой долей 20 и 10 %, хранят в полиэтиленовых сосудах. Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 % и разбавленный 1:1. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор с массовой долей 20 %. Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор с массовой долей 2 % с добавлением нескольких капель аммиака. Медь сернокислая по ГОСТ 4165, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3: 12,52 г медного купороса (CuSO4 · 5H2O) растворяют в воде, приливают 2 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 на 1000 см3 раствора. Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3. Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300. Индикатор 1,2-(пиридил-азо)-2-нафтол (ПАН), спиртовой раствор с массовой долей 0,2 %. Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3. Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199. Буферный ацетатный раствор с pH 4,8 - 5,0: 1000 см3 2 моль/дм3 раствора уксусной кислоты смешивают с 1000 см3 раствора, содержащего 540 г уксуснокислого натрия. Индикаторная бумага конго. Стандартный раствор хлористого алюминия: точную навеску массой 0,65 - 0,66 г металлического алюминия особой чистоты растворяют в 150 см3 соляной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Для приготовления стандартного раствора возможно применение окиси алюминия спектральной чистоты и солей алюминия квалификации особой чистоты. Массовую концентрацию стандартного раствора алюминия (C), выраженную в г/см3 окиси алюминия, вычисляют по формуле
где m - масса навески металлического алюминия, г; 1,8895 - фактор пересчета металлического алюминия на окись алюминия. Соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди (K) устанавливают по ГОСТ 13997.4. (Измененная редакция, Изм. № 1). 3.2.1. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси алюминия В коническую колбу вместимостью 250 - 300 см3 помещают 10 см3 стандартного раствора хлористого алюминия, приливают 2 - 3 см3 соляной кислоты, 100 см3 воды и 25 см3 раствора трилона Б, перемешивают и нагревают до кипения. Остывший до 70 - 80 °С раствор нейтрализуют раствором аммиака (1:1) до слабо-розового цвета бумаги конго, приливают 10 см3 ацетатного буферного раствора с pH 4,8 - 5,0, 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода желто-зеленой окраски раствора в сине-фиолетовую. Проводят три параллельных титрования. Массовую концентрацию раствора трилона Б (C1), выраженную в г/см3 окиси алюминия, вычисляют по формуле
где C - массовая концентрация стандартного раствора алюминия, выраженная в г/см3 окиси алюминия; 10 - объем стандартного раствора хлористого алюминия, взятый для титрования, см3; V - объем прилитого раствора трилона Б, см3; V1 - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см3; K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди. 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Навеску материала массой 0,2 г сплавляют по ГОСТ 13997.6, разд. 3. Остывший сплав опускают вместе с тиглем в стакан вместимостью 400 - 500 см3, в который предварительно наливают 60 см3 раствора соляной кислоты (1:3), нагретой до 70 - 80 °С. Растворение сплава заканчивают на закрытой электроплитке со слабым нагревом или используют аликвотную часть раствора 1 ГОСТ 13997.3, равную 100 см3 или 50 - 100 см3 раствора 1 или 2 ГОСТ 13997.4, разд. 2. При анализе цирконийсодержащих материалов, стабилизированных окисью магния, к раствору приливают 20 см3 раствора хлористого аммония, осаждают цирконий (гафний), титан, железо, алюминий аммиаком, добавляя его до слабого запаха. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтр диаметром 11 см «красная лента». Осадок промывают 8 - 10 раз горячим раствором азотнокислого аммония. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, подсушивают, озоляют и сплавляют со смесью для сплавления. Нагревают раствор до 50 - 60 °С, при перемешивании добавляют до выпадения осадка раствор гидроокиси натрия с массовой долей 10 % и после этого добавляют 25 см3 в избыток. Содержимое стакана доводят до кипения, кипятят 5 - 10 мин, охлаждают, переводят вместе с осадком в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят до метки водой, перемешивают (раствор В). В коническую колбу вместимостью 500 - 700 см3 отбирают через сухой фильтр, предварительно отбросив первые две порции фильтрата, аликвотную часть раствора В 250 см3. Раствор алюмината натрия нейтрализуют раствором соляной кислоты по бумаге конго до синего цвета бумаги и приливают в избыток 1 см3 кислоты. Затем добавляют к раствору 20 - 45 см3 раствора трилона Б в зависимости от содержания окиси алюминия. Раствор нагревают до кипения. Остывший до 70 - 80 °С раствор нейтрализуют раствором аммиака (1:1) по бумаге конго до изменения ее цвета до слабо-розового, приливают 10 см3 ацетатного буферного раствора с pH 4,8 - 5,0, 5 капель раствора индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода желто-зеленой окраски в сине-фиолетовую. (Измененная редакция, Изм. № 1). 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю окиси алюминия (X1) в процентах вычисляют по формуле
где V - объем прилитого раствора трилона Б, см3; V1 - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см3; K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди; C1 - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см3 окиси алюминия; 500 - объем исходного раствора анализируемого материала, см3; m - масса навески, г; V2 - аликвотная часть раствора, взятая для титрования, см3. 3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси алюминия приведены в табл. 1. (Измененная редакция, Изм. № 1). 4.
КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ
|
Объем аликвотной части исходного раствора, см3 |
Объем раствора трилона Б, см3 |
|
До 15 |
100 |
25 |
Св. 15 до 30 |
100 |
35 |
Св. 30 до 50 |
50 |
35 |
Св. 50 до 70 |
50 |
40 |
Св. 70 до 95 |
50 |
50 |
Раствор нагревают до кипения и при постоянном перемешивании добавляют в него раствор гидроокиси калия до выпадения осадка и 25 см3 в избыток. Потом добавляют 3 - 4 капли перекиси водорода и опять нагревают до кипения. После отстаивания осадок фильтруют через фильтр «красная лента» и промывают 3 - 4 раза горячей водой.
Фильтрат и промывные воды собирают в коническую колбу, добавляют раствор трилона Б в объеме, указанном в табл. 1, и несколько капель раствора индикатора метилового оранжевого. Добавляют раствор соляной кислоты до изменения цвета из желтого в красно-фиолетовый и несколько капель в избыток. Раствор кипятят в течение 3 мин, прибавляют 3 - 5 г гексаметилентетрамина, нагревают до кипения, кипятят 3 мин и охлаждают до комнатной температуры.
В раствор добавляют 0,1 г сухой индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и приливают раствор трилона Б с избытком, оттитровывают избыток трилона Б раствором уксуснокислого цинка до изменения окраски раствора из оранжевой в красную.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю окиси алюминия (X2) в процентах вычисляют по формуле
где V2 - объем добавленного раствора трилона Б, см3;
v3 - объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование, см3;
K1 - соотношение между растворами трилона Б и уксуснокислого цинка;
C1 - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см3 окиси алюминия;
V - объем исходного раствора, см3;
m - масса навески, г;
V4 - объем аликвотной части исходного раствора, см3.
4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3.
Таблица 3
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
|
До 15 включ. |
0,2 |
Св. 15 до 35 включ. |
0,3 |
Св. 35 до 60 включ. |
0,4 |
Св. 60 до 95 включ. |
0,5 |
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Л.А. Коробка, Г.И. Дмитренко, Г.А. Павлова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.09.84 № 3242
3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.5-78
4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 4428-83 в части комплексонометрического метода
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
ГОСТ 61-75 |
ГОСТ 6563-75 |
||
ГОСТ 83-79 |
ГОСТ 10652-73 |
||
ГОСТ 199-78 |
ГОСТ 10929-76 |
||
ГОСТ 3118-77 |
|||
ГОСТ 3760-79 |
|||
ГОСТ 3773-72 |
|||
ГОСТ 4165-78 |
|||
ГОСТ 4199-76 |
|||
ГОСТ 4204-77 |
ГОСТ 18300-87 |
||
ГОСТ 4234-77 |
ГОСТ 22867-77 |
||
ГОСТ 4328-77 |
ГОСТ 24363-80 |
||
ГОСТ 5823-78 |
|
|
6. Ограничениесрока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
7. ИЗДАНИЕ с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)
СОДЕРЖАНИЕ
2. Фотометрический метод определения окиси алюминия. 1 3. Комплексонометрический метод определения окиси алюминия. 4 |