СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения марганца

 

ГОСТ 19863.7-91

 

 

 

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москва

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ Методы определения марганца Titanium alloys. Methods for the determination of manganese

ГОСТ 19863.7-91

Дата введения 01.07.92

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле от 0,02 до 2,5 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,01 до 2,5 %) методы определения марганца.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в серной кислоте, окислении марганца до семивалентного йоднокислым калием и измерении оптической плотности раствора при длине волны 525 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Вода, очищенная от веществ-восстановителей: к 1000 см³ воды приливают 10 см³ раствора серной кислоты 1:1, перемешивают, нагревают до кипения, добавляют 0,2 - 0,3 г йоднокислого калия, кипятят в течение 10 мин и охлаждают до комнатной температуры.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см³ и растворы 1:1, 1:3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 - 1,40 г/см³ и раствор 1:4.

Смесь кислот: в коническую колбу вместимостью 1 дм³ помещают 520 см³ воды, осторожно, порциями по 10 см³ при перемешивании стеклянной палочкой приливают 100 см³ серной кислоты и 250 см³ азотной кислоты, раствор охлаждают до комнатной температуры и перемешивают.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Калий йоднокислый, раствор 50 г/дм³: 25 г калия йоднокислого помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 400 см³ раствора азотной кислоты, нагревают до растворения йоднокислого калия, охлаждают до комнатной температуры, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают раствором азотной кислоты до метки и перемешивают. Раствор готовят перед употреблением.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 40 г/дм³, готовят перед употреблением.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195.

Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Мр00.

Если поверхность металлического марганца покрыта окисной пленкой, то ее очищают. Для этого 2 - 3 г марганца помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ воды, 60 см³ смеси кислот и несколько раз перемешивают. Через 3 - 5 мин, когда поверхность металла станет блестящей, раствор сливают, стружку промывают водой, дважды промывают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 - 105 °С в течение 2 - 3 мин и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.

Стандартный раствор марганца

1 г марганца помещают в высокий стакан вместимостью 400 см³, приливают 45 - 50 см³ воды и 20 см³ раствора серной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор осторожно кипятят в течение 2 - 3 мин, охлаждают до комнатной температуры. Стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором растворяли марганец. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Допускается приготовление раствора другим способом:

2,8776 г марганцовокислого калия помещают в высокий стакан вместимостью 400 см³, приливают 200 см³ воды, 20 см³ раствора серной кислоты 1:1 и растворяют при нагревании. К раствору добавляют несколько кристаллов сернистокислого натрия до обесцвечивания раствора, избыток восстановителя удаляют осторожным кипячением в течение 5 - 6 мин.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 80 см³ раствора серной кислоты 1:3 и растворяют при нагревании.

Таблица 1

В раствор добавляют по каплям азотную кислоту до исчезновения фиолетовой окраски и кипятят 3 мин. Стенки колбы обмывают 25 - 30 см³ воды, приливают 25 см³ раствора йоднокислого калия и кипятят в течение 10 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, предварительно ополоснув колбу водой, не содержащей восстановителей, этой же водой доливают до метки и перемешивают.

2.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны 525 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 20 мм.

2.3.3. Раствором сравнения служит компенсирующий раствор, для приготовления которого к 25 - 30 см³ раствора, подготовленного для измерения оптической плотности, добавляют 2 - 3 капли раствора азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора. Для каждой серии проб используют соответствующий ей компенсирующий раствор.

Массовую долю марганца вычисляют по градуировочному графику.

2.3.4. Построение градуированного графика

В шесть из семи конических колб вместимостью по 250 см³ отмеряют из микробюретки 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см³ стандартного раствора марганца, что соответствует 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г марганца, приливают по 80 см³ раствора серной кислоты 1: 3 и далее продолжают по пп. 2.3.1 и 2.3.2.

Раствором сравнения служит раствор, в который не введен марганец.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам марганца строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле

                                                      (1)

где т - масса марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

т₁ - масса пробы в аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 нм в пламени ацетилен - воздух.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для марганца.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см³, растворы 2:1 и 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 - 1,40 г/см³ и раствор 1:1.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борофтористоводородная: к 280 см³ фтористоводородной кислоты при температуре (10 ± 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.

Раствор титана 10 г/дм³: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, добавляют 80 см³ раствора соляной кислоты 2:1, 4 см³ борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Мр00.

Стандартные растворы марганца

Раствор А: 0,5 г металлического марганца помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, добавляют 30 см³ раствора азотной кислоты при умеренном нагревании. После растворения навески раствор дважды выпаривают с водой до объема 10 см³ для удаления окислов азота. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г марганца.

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

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

Раствор В: 10 см³ раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 10 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора В содержит 0,00001 г марганца.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ раствора соляной кислоты 2:1, 1 см³ борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании.

Таблица 3

После разорения пробы добавляют 5 - 10 капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 250 м³, добавляют 5 см³ раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.2. Раствор контрольного опыта готовят - по п. 3.3.1.

3.3.3. Построение градуированного графика

3.3.3.1. При массовой доле марганца от 0,01 до 0,1 % в семь мерных колб вместимостью по 100 см³ приливают по 20 см³ раствора титана, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см³ стандартного раствора В, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001 г марганца.

3.3.3.2. При массовой доле марганца от 0,1 до 0,75 % в пять мерных колб вместимостью по 100 см³ приливают по 10 см³ раствора титана, в четыре из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,00025; 0,0005; 0,00075 г марганца.

3.3.3.3. При массовой доле марганца свыше 0,75 до 2,5 % в семь мерных колб вместимостью по 100 см³ приливают по 4 см³ раствора титана, в шесть из них отмеряют 3,0; 5,0; 7,0; 9,0; 11,0, 12,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,0003; 0,0005; 0,0007; 0,0009; 0,0011; 0,0012 г марганца.

3.3.4. К растворам в колбах (см. пп. 3.3.3.1, 3.3.3.2, 3.3.3.3) добавляют по 2 см³ раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.5. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен - воздух (окислительное) и измеряют атомную абсорбцию марганца при длине волны 279,5 нм.

3.3.6. По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям марганца строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения - Массовая концентрация марганца, г/см³».

Массовую концентрацию марганца в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю марганца (Х₁) в процентах вычисляют по формуле

                                                        (2)

где С₁ - массовая концентрация марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см³;

С₂ - массовая концентрация марганца в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V - объем раствора пробы, см³;

m - масса навески пробы, г.

3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук; Л.В. Антоненко; О.Л. Скорская, канд. хим. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.91 № 625

3. Периодичность проверки - 5 лет

4. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.7-80

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ