НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ Методы испытаний Часть 2 МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ Методы определения окиси кальция ГОСТ 13997.8-84 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 кальция в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: комплексонометрический метод с использованием смеси индикаторов флуорексона и тимолфталеина (при массовой доле окиси кальция от 0,2 до 10 %); атомно-абсорбционный метод определения окиси кальция (при массовой доле окиси кальция от 0,1 до 10 %); комплексонометрический метод определения окиси кальция со смесью индикаторов флуорексона и тимолфталеина или с индикатором флуорексоном в огнеупорных материалах и изделиях с массовой долей двуокиси циркония до 65 %, кроме бадделеитовых (при массовой доле окиси кальция до 1 % и свыше 2 %); комплексонометрический метод с использованием индикатора кислотного хромтемно-синего (при массовой доле окиси кальция от 3 до 35 %). Стандарт соответствует СТ СЭВ 4431-83 в части определения окиси кальция комплексонометрическим методом при анализе огнеупорных материалов и изделий с массовой долей двуокиси циркония до 65 %. (Измененная редакция, Изм. № 1). 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13997.0. 2. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ КАЛЬЦИЯ2.1. Сущность метода Метод основан на прямом комплексонометрическом титровании кальция со смесью индикаторов флуорексона и тимолфталеина при pH 12 - 13 в растворе после отделения циркония (гафния), титана, алюминия и железа уротропином. Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1. Калия гидроокись по ГОСТ 24363, раствор с массовой долей 25 %; хранить в полиэтиленовом сосуде. Калий хлористый по ГОСТ 4234. Смесь индикаторная: 0,5 г флуорексона и 0,5 г тимолфталеина растирают со 100 г хлористого калия в фарфоровой ступке. Индикатор малахитовый зеленый, спиртовой раствор с массовой долей 0,2 %. Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300. Бумага индикаторная конго. Триэтаноламин (2,2, 2''-нитрилотриэтанол) по действующей нормативно-технической документации, разбавленный 1:3, или натрия сульфид по ГОСТ 2053, раствор с массовой долей 10 %. Неочищенный триэтаноламин, имеющий бурую окраску, очищают следующим образом: 100 см3 триэтаноламина помещают в стакан вместимостью 500 см3, охлаждают стакан в холодной воде и добавляют при помешивании 150 см3 смеси концентрированной соляной кислоты с этиловым спиртом в соотношении 1:1. Выделившиеся кристаллы солянокислого триэтаноламина отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 2 - 3 раза спиртом и высушивают на воздухе. Применяют солянокислый триэтаноламин, раствор с массовой долей 25 %. Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172. Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 %. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773. Уротропин фармокопейный, растворы с массовой долей 30 и 1 %. Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации эквивалента трилона Б 0,025 моль/дм3. Кальций углекислый по ГОСТ 4530, х.ч. Стандартный раствор хлористого кальция с молярной концентрацией 0,025 моль/дм3: навеску массой 2,5022 г углекислого кальция, высушенного при 300 °С до постоянной массы, растворяют в стакане вместимостью 300 - 400 см3 в 15 см3 раствора соляной кислоты (1:1). Углекислый газ удаляют кипячением. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Массовую концентрацию стандартного раствора хлористого кальция в г/см3 окиси кальция (C) вычисляют по формуле
где 2,5022 - масса навески углекислого кальция, г; 0,5604 - коэффициент пересчета с углекислого кальция на окись кальция. Стандартный раствор хлористого кальция с массовой концентрацией окиси кальция 0,001402 г/см3. (Измененная редакция, Изм. № 1). 2.2.1. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси кальция В коническую колбу вместимостью 250 - 300 см3 отмеряют пипеткой 20 см3 стандартного раствора хлористого кальция, добавляют 1 - 2 капли раствора индикатора малахитового зеленого, приливают раствор гидроокиси калия с массовой долей 25 % до обесцвечивания раствора и 5 см3 в избыток до установления pH 13. Добавляют около 0,1 г индикаторной смеси и титруют раствором трилона Б до перехода флуоресцирующей зеленой окраски в фиолетовую. Массовую концентрацию раствора трилона Б (C1), выраженную в г/см3 окиси кальция, вычисляют по формуле
где 20 - объем стандартного раствора окиси кальция, см3; C - массовая концентрация стандартного раствора хлористого кальция, выраженная в г/см3 окиси кальция; V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3. 2.3. Проведение анализа 2.3.1. В стакан вместимостью 250 - 300 см3 отбирают пипеткой аликвотную часть 50 см3 раствора 1, полученного по ГОСТ 13997.3 (или сплавляют навеску массой 0,2 г), добавляют 2 г хлористого аммония, нейтрализуют раствором аммиака до сиреневого цвета бумаги конго, приливают 20 см3 раствора уротропина с массовой долей 30 % и оставляют на 10 мин на закрытой электроплитке при температуре не выше 80 °С. Фильтруют через фильтр диаметром 11 см «красная лента», собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 300 - 500 см3. Осадок промывают 5 - 7 раз подогретым до 50 °С раствором уротропина с массовой долей 1 %. Полученный фильтрат разбавляют водой до объема примерно 150 см3, добавляют 5 см3 раствора триэтаноламина, 1 - 2 капли раствора индикатора малахитового зеленого. Приливают при помешивании раствор гидроокиси калия с массовой долей 25 % до обесцвечивания раствора и 5 - 10 см3 в избыток, добавляют около 0,1 г индикаторной смеси и титруют раствором трилона Б до перехода флуоресцирующей зеленой окраски в фиолетовую. Для улучшения перехода цвета индикатора к раствору добавляют несколько капель триэтаноламина или раствора сернистого натрия с массовой долей 20 %. Титрование можно проводить в присутствии индикатора флуорексона. (Измененная редакция, Изм. № 1). 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю окиси кальция (X) в процентах вычисляют по формуле
где V1 - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3; C1 - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см3 окиси кальция; V2 - объем исходного раствора анализируемого материала, см3; m - масса навески, г; V3 - аликвотная часть раствора, см3. 2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси кальция приведены в табл. 1. Таблица 1
(Измененная редакция, Изм. № 1). 3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ КАЛЬЦИЯ3.1. Сущность метода Метод основан на сплавлении пробы анализируемого материала с калием пиросернокислым или со смесью для сплавления и растворении сплава в соляной кислоте. Абсорбцию раствора измеряют в присутствии лантана в пламени воздух - ацетилен, а при малых содержаниях окиси кальция - в пламени закись азота - ацетилен при длине волны 422,7 нм. 3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Атомно-абсорбционный спектрофотометр типа Сатурн или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения. Лампа с полным катодом для определения кальция. Баллон с ацетиленом. Баллон с закисью азота (медицинский). Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, типа СО 45-А. Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:4 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3. Кальций углекислый по ГОСТ 4530, х.ч. или ос.ч. Натрий углекислый по ГОСТ 83. Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоживают по ГОСТ 13997.3. Калий углекислый по ГОСТ 4221. Смесь для сплавления, состоящая из безводных натрия углекислого и тетраборнокислого и углекислого калия в соотношении 1:1:1. Смесь для сплавления, состоящая из безводных натрия углекислого и тетраборнокислого в соотношении 2:1. Стандартный раствор окиси кальция с массовой концентрацией окиси кальция 0,001 г/см3: 1,7852 г углекислого кальция, предварительно высушенного при температуре (105 ± 5) °С в течение 1 ч, помещают в стакан вместимостью 350 - 400 см3, приливают 100 см3 воды, затем по каплям раствор соляной кислоты (1:1), нагревают до полного растворения. Раствор кипятят в течение 3 - 4 мин, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки, перемешивают (раствор А). Градуировочный стандартный раствор; аликвотную часть стандартного раствора А 10 см3 переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 200 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Градуировочный стандартный раствор кальция с массовой концентрацией кальция 0,000050 г/см3 (раствор Б). Циркония хлорокись, х.ч. Стандартный раствор двуокиси циркония: навеску хлорокиси циркония 13 - 14 г растворяют в 50 - 60 см3 раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3 в стакане вместимостью 200 см3. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают этим же раствором соляной кислоты до метки и перемешивают. Стандартный раствор соли циркония с массовой концентрацией двуокиси циркония около 0,005 г/см3. Лантана окись: 29,25 г окиси лантана смачивают 30 см3 воды, добавляют концентрированную соляную кислоту по 25 см3 (всего 50 см3), после растворения навески полученный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Раствор хлористого лантана с массовой концентрацией лантана 0,1 г/см3. Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172. Раствор фона (I): 2 - 3 г пиросернокислого калия растворяют в 50 см3 раствора соляной кислоты (1:4), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Раствор фона (II): 4 - 5 г смеси для сплавления (2:1 или 1:1:1) растворяют в 60 см3 соляной кислоты (1:4) при нагревании, после охлаждения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Остальные реактивы и растворы по п. 2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1). 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Навеску материала массой 0,5 г (при массовой доле двуокиси циркония более 65 %) смешивают с 5 - 6 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфельной печи при температуре 800 - 850 °С в течение 20 - 25 мин. Навеску материала массой 0,25 г (при массовой доле двуокиси циркония менее 65 %) смешивают с 4 - 5 г смеси для сплавления (2:1) или (1:1:1) и сплавляют в муфельной печи при температуре 1000 °С в течение 40 - 45 мин. Остывший сплав растворяют в стакане вместимостью 300 - 400 см3 в 50 - 60 см3 соляной кислоты (1:4) при нагревании, обмывают тигель горячей водой. После охлаждения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают (раствор 1). Для определения окиси кальция отбирают в мерные колбы вместимостью 100 см3 аликвотные части раствора в зависимости от массовой доли окиси кальция, как указано в табл. 2, приливают по 10 см3 раствора лантана, доводят до метки водой и перемешивают. Измеряют абсорбцию кальция на спектрофотометре при длине волны 422,7 нм. Таблица 2
Допускается использование аликвотной части раствора 1 или 2 по ГОСТ 13997.4, разд. 2. Массу кальция в граммах определяют по градуировочному графику. 3.3.2. Построение градуировочного графика В мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают по 10 см3 раствора лантана, 25 см3 соответствующего раствора фона и по 10 см3 стандартного раствора циркония. Затем прибавляют соответственно 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 4,5; 6,0; 8,0; 10,0 см3 градуировочного стандартного раствора кальция (раствор Б). Колбы доводят до метки водой и перемешивают. Измеряют атомную абсорбцию кальция, как указано в п. 3.3.1. По найденным значениям абсорбции и соответствующим им массам кальция в граммах строят градуировочный график. Градуировочный график строят один раз в смену при проведении партии анализов, используя ранее приготовленные стандартные растворы кальция. (Измененная редакция, Изм. № 1). 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю окиси кальция (X1) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса кальция, найденная по градуировочному графику, г; m - масса навески, содержащаяся в 100 см3 конечного раствора, г. 3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля измерений массовой доли окиси кальция приведены в табл. 1. 3.4.1, 3.4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1). 4.
КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ КАЛЬЦИЯ
|
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
|
До 1,0 включ. |
0,08 |
Св. 1,0 до 2,0 включ. |
0,10 |
Св. 2,0 |
0,2 |
5.1. Сущность метода
Метод основан на прямом комплексонометрическом титровании в присутствии индикатора кислотного хромтемно-синего. Навеску материала разлагают сплавлением с калием пиросернокислым или смесью для сплавления.
5.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Тигли платиновые по ГОСТ 6563, № 100-9.
Печь муфельная с нагревом 850 и 1000 °С.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:3.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с массовой долей 20 %.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.
Натрий тетраборнокислый 10-водный, обезвоживают по ГОСТ 13997.3.
Калий углекислый по ГОСТ 4221.
Смесь для сплавления: безводные углекислый и тетраборнокислый натрий, углекислый калий смешивают в соотношении 1:1:1.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор с массовой долей 20 %.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 %.
Уротропин фармакопейный, раствор с массовой долей 30 %.
Индикатор кислотный хромтемно-синий, свежеприготовленный раствор с массовой долей 0,5 %, готовят следующим образом: 0,5 г индикатора растворяют в 20 см3 аммиачного буферного раствора и доводят до 100 см3 этиловым спиртом.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Аммиачный буферный раствор для приготовления индикатора, готовят следующим образом: 8,25 г хлористого аммония смешивают с 113 см3 аммиака и разбавляют до 1000 см3 водой.
Индикаторная смесь сухая, готовят следующим образом: 1 г кислотного хромтемно-синего растирают в фарфоровой ступке со 100 г хлористого калия.
Калий хлористый по ГОСТ 4234.
Стандартный раствор хлористого кальция и остальные реактивы и растворы по п. 2.2.
Установку массовой концентрации раствора трилона Б по окиси кальция проводят по п. 2.2.1, используя индикатор кислотный хромтемно-синий в виде раствора или сухой смеси до изменения окраски раствора из сиреневой в синюю.
5.3. Проведение анализа
Навеску материала массой 0,5 г (при массовой доле окиси кальция до 10 %) сплавляют с 6 - 7 г пиросульфата калия в электрической муфельной печи при температуре 800 - 850 °С и навеску массой 0,2 г (при массовой доле окиси кальция от 10 до 35 %) сплавляют со смесью для сплавления в муфельной печи при температуре 950 - 1000 °С до получения прозрачного расплава. Остывший сплав растворяют в 60 см3 соляной кислоты (1:3), предварительно нагретой до 80 - 100 °С. Если анализируют окись циркония, стабилизированную окисью магния, приливают 20 см3 раствора хлористого аммония.
После охлаждения раствор нейтрализуют аммиаком до появления устойчивой мути, приливают 30 см3 раствора уротропина и нагревают 10 - 15 мин на закрытой электроплитке (не выше 80 °С).
Допускается отделение циркония, титана, алюминия и железа аммиаком до красного цвета бумаги «конго» от одной капли. Раствор с осадком переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Затем раствор фильтруют через сухой фильтр диаметром 11 см «белая лента».
Отбросив первые две порции фильтрата, отбирают аликвотную часть раствора, равную 50 см3 при массовой доле CaO до 10 % и 100 см3 при массовой доле CaO от 10 до 35 %, в коническую колбу вместимостью 250 - 500 см3.
К отобранному раствору прибавляют 50 см3 воды, 15 см3 раствора гидроокиси натрия, 10 капель раствора кислотного хромтемно-синего или 0,10 - 0,15 г сухой индикаторной смеси и титруют раствором трилона Б до перехода цвета раствора из сиреневого цвета в синий.
Титрование можно проводить с использованием смеси индикаторов флуорексона и тимолфталеина по п. 2.3.1.
5.4. Обработка результатов
5.4.1. Обработка результатов - по п. 2.4.1.
5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси кальция приведены в табл. 1.
Разд. 5. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Л.А. Коробка, Г.И. Дмитренко, Л.А. Павлова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.09.84 № 3243
3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.8-78
4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 4431-83
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
ГОСТ 83-79 |
ГОСТ 4328-77 |
||
ГОСТ 2053-77 |
ГОСТ 4530-76 |
||
ГОСТ 3118-77 |
ГОСТ 6563-75 |
||
ГОСТ 3760-79 |
ГОСТ 7172-76 |
||
ГОСТ 3773-72 |
ГОСТ 10652-73 |
||
ГОСТ 4199-76 |
|||
ГОСТ 4204-77 |
|||
ГОСТ 4221-76 |
|||
ГОСТ 18300-87 |
|||
ГОСТ 4234-77 |
ГОСТ 24363-80 |
6. Ограничение срока 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. Комплексонометрический метод определения окиси кальция. 2 3. Атомно-абсорбционный метод определения окиси кальция. 4 5. Комплексонометрический метод определения окиси кальция. 8 |