ГОСТ 14250.13-85

 

ФЕРРОТИТАН

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА

 

 

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.86

Настоящий стандарт устанавливает методы определения марганца в ферротитане:

фотометрический - при массовой доле марганца от 0,05 до 2,0 %;

титриметрический - при массовой доле марганца от 0,5 до 2,0 %;

атомно-абсорбционный - при массовой доле марганца от 0,1 до 2,0 %.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4529.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) в сернокислой среде йоднокислым калием до марганцевой кислоты и измерении оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 545 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 - 560 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Калий йоднокислый (мета), раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³:

50 г йоднокислого калия растворяют в 800 см³ раствора азотной кислоты, раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм³ и перемешивают.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм³.

Железо металлическое.

Марганец металлический.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Стандартные растворы марганца.

Раствор А: 1,0000 г марганца растворяют при нагревании в 30 см³ раствора азотной кислоты. Приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 100 см³ воды, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают

или 2,8779 г марганцовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного на воздухе, помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 20 см³ раствора серной кислоты по каплям при перемешивании, прибавляют раствор перекиси водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до начала кристаллизации. Остаток растворяют в 20 - 30 см³ воды, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г марганца.

Раствор Б: 10,0 см³ стандартного раствора А переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Массу навески ферротитана и аликвотную часть анализируемого раствора в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл. 1.

Таблица 1

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 50 см³ раствора серной кислоты и нагревают до полного растворения навески. Затем приливают по каплям 1 - 2 см³ азотной кислоты и выпаривают содержимое колбы до паров серной кислоты. После этого содержимое колбы охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды и нагревают до полного растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 - 8 см³ раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см³ азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до полного растворения навески. Затем приливают 50 см³ раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды и нагревают до полного растворения солей.

Полученный одним из указанных способов охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают. При необходимости раствор фильтруют в сухую колбу через сухой фильтр средней плотности, отбрасывая первые порции фильтрата.

В две конические колбы вместимостью по 250 см³ отбирают аликвотные части раствора, выбранные по табл. 1, разбавляют водой до объема 50 см³, приливают по 25 см³ раствора серной кислоты. В первую колбу прибавляют 10 см³ раствора йоднокислого калия. Содержимое колб нагревают до кипения, кипятят 1 мин и выдерживают в течение 40 - 50 мин при температуре 80 - 90 °С. Затем растворы охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают. Раствор второй колбы служит раствором сравнения.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 - 560 нм.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности анализируемого раствора находят массу марганца по градуировочному графику.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в колбу вместимостью 250 см³ помещают 1 г железа, приливают 50 см³ раствора серной кислоты и нагревают до растворения железа. Раствор окисляют, прибавляя по каплям 1 - 2 см³ азотной кислоты, кипятят до удаления окислов азота и охлаждают. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

В восемь конических колб вместимостью по 250 см³ помещают по 10 см³ полученного раствора. В семь колб добавляют последовательно 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 и 0,012 г марганца. Раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора, служит раствором сравнения.

Растворы в колбах доливают водой до объема 50 см³, далее поступают как указано в п. 2.3.1.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массовым долям марганца строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

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

где m₁ - масса марганца, найденная по градуировочному графику, г;

m₂ - масса навески, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл. 2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Определение марганца в ферротитане, содержащем до 1 % хрома

3.1.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) надсернокислым аммонием до марганцевой кислоты в присутствии азотнокислого серебра и последующем титровании ее раствором арсенит-нитрита натрия.

3.1.2. Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Бумага индикаторная универсальная.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 5 г/дм³.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³.

Мышьяка трехокись.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с массовой концентрацией 15 г/дм³. Готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197.

Железо металлическое.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Марганец металлический.

Стандартный раствор марганца: 1,0000 г марганца растворяют при нагревании в 30 см³ раствора азотной кислоты, прибавляют 10 см³ серной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Соли растворяют в 100 см³ воды, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают;

или 2,8779 г марганцовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного на воздухе, помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 20 см³ раствора серной кислоты по каплям при перемешивании, приливают раствор перекиси водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до начала кристаллизации. Остаток растворяют в 20 - 30 см³ воды, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.

Натрия арсенит-нитрит, раствор: 0,75 г трехокиси мышьяка помещают в стакан вместимостью 400 - 600 см³, содержащий 25 см³ горячего раствора гидроокиси натрия и растворяют при нагревании. Раствор разбавляют водой до 120 - 130 см³ и охлаждают. К раствору прибавляют раствор серной кислоты до рН 7 и приливают ее избыток 2 - 3 см³. Затем прибавляют углекислый натрий до рН 7. рН раствора устанавливают по универсальной индикаторной бумаге.

В полученном растворе растворяют 0,85 г азотистокислого натрия, разбавляют водой до 1 дм³ и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия устанавливают следующим образом: в три колбы вместимостью по 250 см³ помещают навеску железа, соответствующую массе навески ферротитана, и стандартный раствор марганца в количестве, соответствующем его содержанию в навеске ферротитана. Приливают 50 см³ раствора серной кислоты и растворяют при нагревании. Далее поступают как указано в п. 3.1.3.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия (7), выраженную в г/см³ марганца, вычисляют по формуле

                                                                   (2)

где m₃ - масса марганца в аликвотной части стандартного раствора, г;

V - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование, см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1.3. Проведение анализа

Массу навески ферротитана в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл. 3.

Таблица 3

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 40 см³ раствора серной кислоты и нагревают до растворения навески. Затем приливают 1 - 2 см³ азотной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Прибавляют 50 - 60 см³ воды и нагревают до растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 - 8 см³ раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см³ азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески, затем приливают 50 см³ раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды, нагревают до растворения солей и переводят раствор в коническую колбу вместимостью 250 см³.

Полученный одним из указанных способов раствор разбавляют водой до 150 см³, приливают 10 см³ раствора азотнокислого серебра, 20 см³ раствора надсернокислого аммония, нагревают до кипения и выдерживают при температуре 40 - 50 °С до прекращения выделения пузырьков кислорода.

Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 10 см³ раствора хлористого натрия и титруют раствором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиновой окраски.

3.1.4. Обработка результатов

3.1.4.1. Массовую долю марганца (Mn) в процентах вычисляют по формуле

                                                      (3)

где Т - массовая концентрация раствора арсенит-нитрита натрия, г/см³;

V₁ - объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, г;

V₂ - объем раствора арсенит-нитрита, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, г;

т - масса навески, г.

3.1.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2. Определение марганца в ферротитане, содержащем свыше 1 % хрома

3.2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) надсернокислым аммонием до марганцевой кислоты в присутствии азотнокислого серебра и последующем титровании ее раствором арсенит-нитрита натрия. Мешающие определению марганца элементы осаждают окисью цинка.

3.2.2. Реактивы и растворы

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 5 г/дм³.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм³.

Цинка окись по ГОСТ 10262, суспензия, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм³: 75 г окиси цинка помещают в фарфоровую ступку, приливают горячей воды и растирают пестиком, затем приливают воды до объема 500 см³. Готовят перед применением.

Натрия арсенит-нитрит, раствор: готовят по п. 3.1.2. Далее поступают как указано п. 3.2.3.

Смесь кислот: к 550 см³ воды при непрерывном перемешивании приливают 90 см³ серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см³ ортофосфорной кислоты, перемешивают, приливают 260 см³ азотной кислоты и вновь перемешивают.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2.3. Проведение анализа

Массу навески ферротитана в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл. 4.

Таблица 4

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 50 см³ раствора серной кислоты и нагревают до растворения навески. Затем приливают 1 - 2 см³ азотной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды и нагревают до растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 - 8 см³ раствора фтористоводородной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески. Затем приливают 50 см³ раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды и нагревают до растворения солей.

Полученный одним из указанных способов раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, приливают аммиак до красно-бурой окраски раствора. При появлении осадка гидроокисей приливают по каплям раствор серной кислоты до растворения осадка.

К раствору прибавляют небольшими порциями суспензию окиси цинка до образования на дне колбы белого осадка. Содержимое колбы охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают и дают осадку отстояться. Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу вместимостью 250 см³, первые порции фильтрата отбрасывают, затем отбирают 100 см³ фильтрата в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 40 см³ смеси кислот, 10 см³ раствора азотнокислого серебра, 20 см³ раствора надсернокислого аммония, нагревают до кипения и выдерживают при температуре 40 - 50 °С до прекращения выделения пузырьков кислорода. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 10 см³ раствора хлористого натрия и титруют раствором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиновой окраски.

3.2.4. Обработка результатов

3.2.4.1. Массовую долю марганца (Mn) в процентах вычисляют, как указано в п. 3.1.4.1.

3.2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в серной и азотной кислотах, распылении раствора в пламя воздух - ацетилен и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 или 403,1 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Железо треххлористое по ГОСТ 4147.

Железо металлическое.

Раствор железа: 12,5 г металлического железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см³ раствора соляной кислоты и окисляют 4 - 6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,025 г железа.

Титан металлический.

Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см³ раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,025 г титана.

Марганец металлический.

Стандартные растворы марганца.

Раствор А: 0,5000 г марганца растворяют при нагревании в 25 см³ соляной кислоты. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г марганца.

Раствор Б: 10,0 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску ферротитана массой 0,2 г растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 20 см³ раствора серной кислоты и нагревают до растворения пробы, затем окисляют раствор 1 - 2 см³ азотной кислоты, приливаемой по каплям.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см³ раствора фтористовородной кислоты и небольшими порциями 2 см³ азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем приливают 20 см³ раствора серной кислоты.

Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают 40 см³ воды и нагревают до растворения солей. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. При необходимости раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

4.3.2. Для построения градуировочного графика в шесть конических колб вместимостью по 100 см³ наливают по 0,8 см³ раствора железа и по 0,8 см³ раствора титана на каждые 10 % их содержания в навеске ферротитана и по 20 см³ раствора серной кислоты.

При массовой доле марганца до 0,5 % в пять конических колб наливают 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 и 10,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,00010; 0,00025; 0,00050; 0,00075 и 0,00100 г марганца.

При массовой доле марганца свыше 0,5 % в пять конических колб наливают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 4,5 см³ стандартного раствора А, что соответствует 0,0010; 0,0020; 0,0030; 0,0040 и 0,0045 г марганца.

Все растворы выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают по 40 см³ воды и нагревают до растворения солей. Охлажденные растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

4.3.3. Атомную абсорбцию марганца измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 279,5 нм при содержании марганца до 0,5 % или 403,1 нм при содержании марганца св. 0,5 % в пламени воздух - ацетилен.

Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартного раствора марганца, из значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям марганца.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию марганца в растворе по градуировочному графику.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю марганца (Мn) в процентах вычисляют по формуле

                                                             (4)

где С - концентрация марганца в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V₃ - объем анализируемого раствора, см³;

т - масса навески, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл. 2.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.И. Капланов, И.К. Майборода, П.М. Геращенко, Н.И. Литвиненко, А.В. Цевина, Т.И. Гуреева, В.А. Джигурда

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.85 № 1251

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4529-84

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1990 г. (ИУС 1-91)

 

СОДЕРЖАНИЕ