ГОСТ 21639.6-93

ФЛЮСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ,
МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Российской Федерацией - Техническим комитетом ТК 145 «Методы контроля металлопродукции»

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 17 февраля 1993 г.

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14.06.95 № 300 межгосударственный стандарт ГОСТ 21639.6-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 21639.6-76

СОДЕРЖАНИЕ

Флюсы для электрошлакового переплава

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

Fluxes for electroslag remelting

Дата введения 1996-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения фосфора в флюсах для электрошлакового переплава при массовой доле от 0,002 до 0,04 %.

Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты с последующим восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3765-78 Аммоний молибденовокислый. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 4198-75 Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4332-76 Калий углекислый - натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5962-67 Спирт этиловый ректификованный. Технические условия

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 21639.0-93 Флюсы для электрошлакового переплава. Общие требования к методам анализа

3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 21639.0.

4 АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 °С.

Кислота хлорная, раствор с массовой концентрацией 1510 г/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1, 5:95.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 20 г/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773 и раствор с массовой концентрацией 10 г/дм³.

Калий углекислый натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрия перекись.

Железо (III) азотнокислое 9-водное раствор с массовой концентрацией 180 г/дм³: 180 г реактива растворяют при нагревании в 300 - 400 см³ воды с добавлением 5 см³ азотной кислоты, отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор (перекристаллизованный) с массовой концентрацией 50 г/дм³: 250 г реактива растворяют в 400 см³ воды при температуре 80 °С. Раствор фильтруют на плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 см³ этилового спирта, хорошо перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом фильтруют на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Затем осадок промывают 2 - 3 раза этиловым спиртом и высушивают.

1,74 г перекристаллизованного молибденовокислого аммония растворяют в 100 см³ воды, приливают 20,8 см³ серной кислоты, охлаждают, доливают водой до объема 250 см³ и перемешивают.

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентрацией 3 г/дм³.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.

Стандартные растворы

Раствор А: 0,4393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, предварительно высушенного при температуре 100 - 110 °С, растворяют в воде, помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см³.

Раствор Б: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе Б равна 0,00001 г/см³.

5 ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

5.1 Разложение флюса проводят двумя методами.

Метод I

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в стеклоуглеродистый тигель, смешивают с 1,5 г углекислого калия - углекислого натрия, прибавляют восьмикратное количество перекиси натрия и сплавляют сначала в менее горячей зоне муфеля, перемешивая содержимое тигля до расплавления массы, затем выдерживают при температуре 650 - 700 °С в течение 1 - 2 мин.

После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см³ и выщелачивают плав в 100 - 150 см³ воды. Затем тигель обмывают, удаляют. В стакан осторожно приливают соляную кислоту до растворения гидроокисей металла, кипятят, приливают 2 см³ азотнокислого железа, 20 см³ хлористого аммония, нагревают до температуры 70 - 80 °С и приливают аммиак до полного выделения осадка гидроокисей.

Осадок фильтруют на фильтр средней плотности и промывают 6 - 8 раз горячим раствором хлористого аммония. Струей воды переносят осадок в стакан, в котором проводилось осаждение, обмывают фильтр 20 см³ кипящей соляной кислоты 1:1 и промывают 5 - 6 раз горячей водой.

Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой, перемешивают и фильтруют.

Метод II

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 и умеренно нагревают до растворения пробы. Раствор выпаривают досуха, затем приливают 10 см³ соляной кислоты и снова выпаривают досуха, эту операцию повторяют.

Соли растворяют в 10 см³ соляной кислоты при слабом нагревании, приливают 20 см³ воды и фильтруют через фильтр средней плотности в стакан вместимостью 200 см³. Стакан и осадок на фильтре промывают 3 - 4 раза горячим раствором соляной кислоты 5:95 и водой. Фильтрат сохраняют - основной раствор.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 800 - 900 °С. Тигель с осадком охлаждают, прибавляют 2 - 3 капли воды, 3 - 5 капель серной кислоты 1:1, 5 - 6 см³ фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле сплавляют с 1 г углекислого натрия при температуре 950 - 1000 °С. После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 250 см³ и выщелачивают плав в 60 см³ воды. Содержимое стакана соединяют с основным раствором, упаривают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли фосфора, указанной в таблице 1, в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 1 см³ хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см³ воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см³ молибденовокислого аммония, 5 см³ аскорбиновой кислоты и 1 см³ сурьмяновиннокислого калия. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Таблица 1 - Объем аликвотной части раствора

Оптическую плотность анализируемого раствора измеряют через 5 - 10 мин на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 620 до 670 нм.

В качестве раствора сравнения применяют воду.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят массу фосфора по градуировочному графику.

5.2 Для построения градуировочного графика в семь из восьми конических колб вместимостью по 100 см³ отбирают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 и 4,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,000005; 0,000010; 0,000015; 0,000020; 0,000025; 0,000030 и 0,000040 г фосфора. В каждую колбу приливают по 1 см³ хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см³ воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см³ молибденовокислого аммония, 5 см³ аскорбиновой кислоты и 1 см³ сурьмяновиннокислого калия. Растворы переливают в мерные колбы вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют, как указано в 5.1. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора фосфора.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам фосфора строят градуировочный график.

6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1 Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса фосфора в растворе анализируемой пробы, найденная по градуировочному графику, г;

т - масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

6.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фосфора приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Нормативы контроля точности