ГОСТ 16698.13-93

 

МАРГАНЕЦ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ И
МАРГАНЕЦ АЗОТИРОВАННЫЙ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА

 

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией Техническим комитетом ТК 8 «Ферросплавы»

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28.11.94 № 292 Межгосударственный стандарт ГОСТ 16698.13-93 «Марганец металлический и марганец азотированный. Метод определения азота» введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 01.07.95

4 ВЗАМЕН ГОСТ 16698.13-84

 

МАРГАНЕЦ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ И МАРГАНЕЦ АЗОТИРОВАННЫЙ

Метод определения азота

Дата введения 1995-07-01

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения азота при массовой доле его в азотированном марганце от 1 до 8 %

Метод основан на растворении навески в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются амойные соли. Азот отгоняют в виде аммиака дистилляцией из щелочного раствора, поглощая аммиак раствором серной кислоты в присутствии смеси индикаторов.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4145-74 Калий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4232-74 Калий йодистый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 5962-67 Спирт этиловый ректификованный. Технические условия

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 9656-75 Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 14262-78 Кислота серная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 18704-78 Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия

ГОСТ 24363-80 Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 26999-86 Марганец металлический и марганец азотированный. Методы отбора и подготовки проб для химического и физико-химического анализов.

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1 Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 28473.

3.2 Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26999.

4 АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка для дистилляции аммиака с воздушной аспирацией (чертеж 1).

1 - промывные сосуды, заполненные серной кислотой и водой; 2 - электроплитка; 3 - стеклянная трубка диаметром 6 - 7 мм; 4 - реакционная колба из термостойкого стекла вместимостью 300 см³; 5 - капельная воронка с краном; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник; 8 - барботер; 9 - сосуд для поглощения аммиака

Чертеж 1

Вода бидистиллированная или деионизированная, используемая в ходе анализа и для приготовления растворов. Для перегонки воды применяют установку, представленную на чертеже 2 или другого типа. При вторичной перегонке к 5 дм³ дистиллированной воды добавляют 10 см³ раствора серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцово-кислого калия до получения устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

1 - электроплитка; 2 - дистилляционная колба; 3 - холодильник; 4 - колба-приемник; 5 - предохранительная воронка

Чертеж 2

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера: к 100 см³ полученной воды приливают 0,5 см³ раствора гидроксида калия и 1 см³ реактива Несслера. Если вода не окрасилась в. желтый цвет, она может быть использована для анализа. Воду хранят в стеклянной бутылке с притертой пробкой.

Кислота соляная по ГОСТ 14261 и раствор 1:1.

Кислота борная по ГОСТ 9656 или по ГОСТ 18704, раствор 20 г/дм³.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Кислота серная по ГОСТ 14262, раствор 1:4 и раствор c (¹/₂H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³, приготовленный из фиксанала.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты устанавливают по тетраборнокислому натрию или углекислому натрию.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому натрию устанавливают следующим образом: 0,1000 г реактива растворяют в 150 см³ воды, прибавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты по углекислому натрию устанавливают следующим образом: 0,1000 г реактива растворяют в 100 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают аликвотную часть, равную 50,0 см³, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ воды, добавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты с, г/см³ азота, вычисляют по формуле

                                                          (1)

где m₁ - масса титруемой навески тетраборнокислого или углекислого натрия;

28 - молекулярная масса азота;

V - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование, см³;

V₁ - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см³;

М - молекулярная масса тетраборнокислого натрия или углекислого натрия.

Смесь кислот: к 300 см³ воды приливают 600 см³ ортофосфорной кислоты, перемешивают и приливают 150 см³ серной кислоты.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 400 г/дм³: в колбу вместимостью 5 дм³ помещают 1 кг гидроксида натрия, 10 - 20 г цинка, 2 - 3 г медной проволоки и приливают 2,7 дм³ воды. Раствор кипятят до достижения объема 2,5 дм³. Раствор хранят в закрытом полиэтиленовом сосуде.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363; раствор 150 г/дм³. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, высушенный в течение 1 ч при температуре 270 - 300 °С.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, перекристаллизованный: 150 г реактива растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см³ воды, полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы.

Кристаллы отсасывают на воронку Бюхнера, промывают не большим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2 - 3 дня. Хранят в закрытой посуде.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962 или по ГОСТ 18300.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный.

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см³ этилового спирта.

Цинк металлический гранулированный.

Медь металлическая в виде проволоки.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145.

Калий йодистый по ГОСТ 4232.

Ртуть йодная.

Реактив Несслера готовят следующим образом: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см³ воды. К раствору прибавляют 17,5 г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см³, раствора гидроксида калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение 3 суток. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Приготовление, хранение растворов и реактивов, а также проведение анализа следует осуществлять в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и оксидов азота.

5 ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

Собирают установку (чертеж 1) для дистилляции аммиака, соединяют все детали шлифами или резиновыми трубками, обеспечивающими герметичность. Подготавливают прибор следующим образом: в реакционную колбу (4) заливают 100 см³ воды и 150 см³ раствора гидроксида натрия, в сосуд для поглощения аммиака (9) - 20 - 30 см³ раствора борной кислоты, включают водоструйный насос и проверяют герметичность системы. Затем включают электроплитку (2) и проводят отгонку аммиака в течение 40 мин. Установку считают готовой к работе, если на нейтрализацию 100 см³ дистиллята расходуется не более 0,1 см³ раствора серной кислоты.

6 ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску пробы массой 0,25 г при массовой доле азота до 4 % или 0,1 г при массовой доле азота свыше 4 % помещают в коническую колбу (чертеж 2), приливают 30 см³ раствора соляной кислоты и закрывают пробкой с гидравлическим затвором, в резервуар которого предварительно наливают 2 см³ раствора серной кислоты 1:4. Содержимое колбы умеренно нагревают до полного растворения навески. Колбу с раствором охлаждают, раствор из гидравлического затвора присоединяют к основному раствору, приливают 20 см³ смеси кислот и нагревают до появления слабых паров серной кислоты, затем осторожно добавляют 1 г серно-кислого калия и нагревание продолжают до появления густых белых паров.

Колбу охлаждают, приливают 100 см³ бидистиллированной воды и нагревают до растворения солей. Подготовленный и охлажденный раствор анализируемой пробы осторожно переносят через капельную воронку установки (5) в реакционную колбу (4) с предварительно налитым в нее 150 см³ раствора гидроксида натрия, а в сосуд для поглощения аммиака (9) - 80 см³ раствора борной кислоты. Колбу и капельную воронку ополаскивают небольшими порциями воды, не давая ей стекать до конца. Закрывают кран воронки, включают насос, электроплитку, обеспечивающую температуру нагрева 200 - 250 °С. Отгонку аммиака продолжают в течение 40 мин.

Затем нагревание прекращают, отсоединяют колбу приемника от системы, обмывают барботер, добавляют несколько капель раствора смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты до перехода цвета индикатора.

7 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

7.1 Массовую долю азота X, %, вычисляют по формуле

                                                   (2)

где V₁ - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование пробы, см³;

V₂ - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование контрольного опыта, см³;

с - массовая концентрация раствора серной кислоты, выраженная в г/см³ азота;

m - масса навески пробы, г.

7.2 Нормы точности и нормативы точности приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Нормы точности и нормативы контроля точности

СОДЕРЖАНИЕ