МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Дата ввведения 01.01.88 Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения фосфора в легированных чугунах: при массовой доле фосфора от 0,02 до 0,25 % с применением восстановителя - аскорбиновой кислоты; при массовой доле фосфора от 0,25 до 2,0 % с применением восстановителя - ионов двухвалентного железа. 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473. 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОССТАНОВИТЕЛЯ -
|
Масса навески |
Аликвотная
часть |
|
От 0,02 до 0,05 |
0,5 |
10 |
Св. 0,05 » 0,10 |
0,3 |
10 |
» 0,10 » 0,25 |
0,2 |
5 |
Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2 - 3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернистокислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.
Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, ее растворяют в 20 - 30 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1). После полного растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют при нагревании в 50 - 60 см3 воды. Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2 - 3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернистокислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.
Если массовая доля кремния в анализируемом образце свыше 1,0 %, навеску чугуна помещают в стеклоуглеродный тигель 4 или стеклоуглеродную чашку 2 и растворяют при слабом нагревании в 20 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) и 5 см3 фтористоводородной кислоты. После полного растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты.
Соли растворяют при нагревании в 50 - 60 см3 воды. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (1 - 2 см3) до выпадения бурого осадка двуокиси марганца, который растворяют, прибавляя по каплям раствор сернистокислого натрия до исчезновения окраски. Раствор после разрушения двуокиси марганца переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150 - 200 см3, отбрасывая первые порции раствора, предварительно ополоснув ими колбу.
В зависимости от массовой доли фосфора отбирают две аликвотные части раствора (табл. 1) в мерные колбы вместимостью 100 см3, приливают по 25 см3 воды, по 3 см3 сернистокислого натрия и кипятят в течение 2 - 3 мин. Растворы охлаждают, затем в одну из колб прибавляют по каплям при непрерывном перемешивании 10 см3 серномолибдатного реактива, во вторую - 10 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 3 моль/дм3. Затем в обе колбы приливают 5 см3 аскорбиновой кислоты и 1 см3 раствора сурьмяновиннокислого калия, доливают до метки водой и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют через 45 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны (630 ± 20) нм (красный светофильтр) или на спектрофотометре при длине волны 880 нм относительно раствора, не содержащего молибдата аммония.
2.4. Построение градуировочного графика
Для построения градуировочного графика в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см3 помещают 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 см3 стандартного раствора Б однозамещенного фосфорнокислого калия, что соответствует 0,00001; 0,000015; 0,00002; 0,000025 и 0,00003 г фосфора в 100 см3 фотометрируемого объема. Приливают воду до 25 см3, затем приливают при непрерывном перемешивании 10 см3 серномолибдатного реактива, 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты и 1 см3 раствора сурьмяновиннокислого калия, доливают до метки водой и далее поступают, как указано в п. 2.3.
Шестая мерная колба вместимостью 100 см3, в которую добавлены все реактивы, кроме стандартного раствора фосфора, служит для проведения контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.
2.5. Обработка результатов
2.5.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле
где m - масса фосфора в аликвотной части, найденная по градуировочному графику, г;
m1 - масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.5.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля |
Абсолютные
допускаемые |
От 0,02 до 0,05 |
0,004 |
Св. 0,05 » 0,10 |
0,006 |
» 0,10 » 0,25 |
0,010 |
3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты и восстановлении ее ионами двухвалентного железа в присутствии гидроксиламина до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет (λ = 600 - 900 нм, оптимальная концентрация фосфора 10 - 100 мкг в 100 см3 фотометрируемого раствора).
Мышьяк удаляют отгонкой в виде бромида, если массовая доля его превышает 0,005 %.
Шкаф сушильный с температурой нагрева 105 - 110 °С.
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:6.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 8 моль/дм3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.
Гидроксиламин сернокислый по ГОСТ 7298, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.
Квасцы железоаммонийные, раствор с массовой концентрацией 432,5 г/дм3: 432,5 г квасцов растворяют в присутствии 20 см3 серной кислоты в 1 дм3 воды.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765.
Серномолибдатный реактив: 55,2 г молибденовокислого аммония растворяют при нагревании в 250 - 300 см3 воды, отфильтровывают через плотный фильтр в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают и медленно при непрерывном перемешивании приливают 230 см3 серной кислоты, раствор охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.
Аммоний бромистый по ГОСТ 19275, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198, стандартные растворы А и Б.
Раствор А с массовой концентрацией фосфора 0,001 г/см3: 4,393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, высушенного при температуре (105 ± 5) °С до постоянной массы, растворяют в воде и доводят объем раствора до 1 дм3.
Раствор Б с массовой концентрацией фосфора 0,00001 г/см3: готовят перед употреблением разбавлением 10 см3 раствора А до 1 дм3.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску чугуна массой 0,2 г помещают в стакан или плоскодонную колбу вместимостью 200 - 250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения навески.
Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, приливают 5 см3 азотной кислоты и 15 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения. Раствор выпаривают до состояния влажных солей, затем приливают 20 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до состояния влажных солей, после чего приливают 5 - 10 см3 азотной кислоты, 15 - 20 см3 воды и нагревают до растворения солей.
Если массовая доля мышьяка в анализируемом чугуне свыше 0,005 %, его удаляют отгонкой. Для этого раствор после растворения навески выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Эту операцию повторяют два раза. Сухой остаток растворяют при нагревании в 15 см3 соляной кислоты (1:1), приливают 10 см3 раствора бромистого аммония и выпаривают раствор досуха. После этого приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения солей.
К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца. К горячему раствору по каплям прибавляют раствор гидроксиламина до обесцвечивания. Кипятят раствор 1 - 2 мин для удаления окислов азота, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150 - 200 см3, отбрасывая первые порции фильтрата, предварительно ополоснув ими колбу.
Отбирают две аликвотные части раствора по 5 см3 в конические колбы вместимостью 100 см3, приливают по 20 - 25 см3 воды и по 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов.
3.3.2. Растворы нейтрализуют аммиаком, прибавляя его по каплям до выпадения неисчезающей мути гидроокиси железа, затем прибавляют 5 см3 раствора гидроксиламина. Содержимое колб нагревают до исчезновения желтой окраски раствора.
Если растворы сохраняют желтую окраску, добавляют 1 - 2 капли раствора аммиака. При появлении мути ее растворяют добавлением 1 - 2 капель соляной кислоты (1:1). Растворы охлаждают и переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3. В одну из колб прибавляют при непрерывном перемешивании 8 см3 раствора серномолибдатного реактива, во вторую - 8 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 8 моль/дм3. Содержимое колб доливают до метки водой и перемешивают. Раствор во второй колбе служит в качестве раствора сравнения.
Величину оптической плотности раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 830 нм на фотоэлектроколориметре при длине волны (630 ± 20) нм (красный светофильтр) в кювете оптимального размера.
По найденному значению оптической плотности, за вычетом оптической плотности раствора контрольного опыта, находят массу фосфора в граммах по градуировочному графику.
При проведении контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах к аликвотной части прибавляют 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов.
3.4. Построение градуировочного графика
Для построения градуировочного графика в восемь из девяти мерных колб вместимостью 100 см3 помещают 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 и 20 см3 стандартного раствора Б однозамещенного фосфорнокислого калия, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,000075; 0,0001; 0,000125; 0,00015; 0,000175 и 0,0002 г фосфора в 100 см3 фотометрируемого раствора.
Девятая мерная колба вместимостью 100 см3, в которую добавлены все реактивы, кроме стандартного раствора фосфора, служит для проведения контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.
В каждую колбу приливают по 20 - 25 см3 воды, по 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов и далее анализ проводят, как указано в п. 3.3.2.
3.5. Обработка результатов
3.5.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле
где m - масса фосфора в аликвотной части, найденная по градуировочному графику, г;
m1 - масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.
3.5.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Абсолютные
допускаемые |
|
От 0,25 до 0,50 |
0,015 |
Св. 0,50 » 1,0 |
0,020 |
» 1,0 » 2,0 |
0,030 |
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Л. Пилюшенко, Ю.Т. Худик, Т.Я. Каленченко, В.П. Корж, М.А. Дружинин, Т.Н. Полторацкая
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.02.87 № 281
3. ВЗАМЕН ГОСТ 2604.4-77
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на которые дана ссылка |
Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения |
5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ