ФЕРРОВАНАДИЙ

Методы определения хрома

 

ГОСТ 13217.8-90

 

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.07.91

до 01.07.2001

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения хрома в феррованадии при массовой доле его от 0,3 до 3,0 %.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 27349.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на отделении хрома, марганца и железа гидроксидом натрия от основной массы ванадия и последующем окислении хрома в сернокислой среде надсернокислым аммонием до шестивалентного состояния. Определение хрома заканчивают методом обратного титрования, титруя избыток раствора двухвалентного железа раствором марганцевокислого калия.

2.2. Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы 1 : 4 и 3 : 97.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20485, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 2,5 г/дм³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы с массовой концентрацией 10 г/дм³ и 250 г/дм³.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм³.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³.

Фенилантраниловая кислота, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют при нагревании в 100 см³ раствора натрия углекислого.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, раствор с (¹/₆К₂Сr₂О₇) = 0,05 моль/дм³: 2,4517 г при необходимости перекристаллизованного и просушенного до постоянной массы при температуре 180 °С двухромовокислого калия растворяют в 150 см³ бидистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1 дм³, доливают до метки той же водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,000867 г хрома.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с (FeSO₄ · (NH₄)₂ · SO₄ · 6H₂O) = 0,05 моль/дм³: 20 г соли растворяют в 800 см³ раствора серной кислоты 3 : 97 в мерной колбе вместимостью 1 дм³, после чего доливают до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору двухромовокислого калия. Для этого в коническую колбу вместимостью 500 см³ помещают 25,0 см³ раствора двухромовокислого калия, затем прибавляют 200 см³ воды, 30 см³ раствора серной кислоты 1 : 4, 5 см³ ортофосфорной кислоты. К раствору прибавляют 5 - 6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в изумрудно-зеленую.

Массовую концентрацию (с) раствора соли Мора, выраженную в г/см³ хрома, вычисляют по формуле

                                                              (1)

где c₁ - массовая концентрация раствора двухромовокислого калия, выраженная в г/см³ хрома;

V₁ - объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см³;

V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование раствора двухромовокислого калия, см³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с (¹/₅КМnО₄) = 0,05 моль/дм³: 1,58 г реактива растворяют в 500 - 600 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в склянку из темного стекла, выдерживают в течение 10 сут, а затем сифонируют в другую склянку из темного стекла.

Для установки соотношения между растворами марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250 см³ приливают из бюретки 25,0 см³ раствора соли Мора, 100 см³ воды, 50 см³ серной кислоты 1 : 4 и титруют раствором марганцовокислого калия до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

Соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора (К) вычисляют по формуле

                                                               (2)

где V₂ - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см³;

V₃ - объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см³.

Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия (c₂), выраженную в г/см³ хрома, вычисляют по формуле

                                                               (3)

где с - массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см³ хрома;

V₂ - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование раствора соли Мора, см³;

V₃ - объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см³.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 40 см³ раствора серной кислоты 1 : 4, затем 2 см³ фтористоводородной кислоты, нагревают до растворения, приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и еще в избыток 2 см³. Раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты.

После охлаждения соли растворяют при нагревании в 100 см³ воды. Охлаждают и нейтрализуют раствором гидроксида натрия 250 г/дм³ до желтовато-зеленого цвета и вливают при перемешивании в колбу вместимостью 500 см³, в которой находится 50 см³ горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см³. Раствор с осадком кипятят 5 мин, осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 6 - 8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм³. Затем осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение гидроксидов. Фильтр промывают 30 см³ горячей серной кислоты 1 : 4 и 4 - 5 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Содержимое колбы нагревают до растворения осадка. Охлаждают и нейтрализуют раствором гидроксида натрия 250 г/см³ до желтого цвета. Затем раствор при перемешивании вливают в колбу вместимостью 500 см³, в которой находится 50 см³ горячего раствора гидроксида натрия 250 г/см³. Раствор с осадком кипятят 5 мин, а затем осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 6 - 8 раз горячим раствором гидроксида натрия 10 г/дм³. Промытый осадок смывают водой в колбу, в которой проводилось осаждение. Фильтр промывают 30 см³ горячей серной кислоты 1 : 4 и 4 - 5 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу. Фильтр отбрасывают. Содержимое колбы нагревают до растворения осадка, приливают 20 см³ раствора серной кислоты 1 : 4, 5 см³ ортофосфорной кислоты, доводят объем раствора водой до 250 см³ и нагревают до кипения.

К горячему раствору приливают 10 см³ раствора азотнокислого серебра, 30 см³ раствора надсернокислого аммония и умеренно кипятят до полного окисления хрома и разложения избытка надсернокислого аммония. Колбу снимают с плитки, осторожно приливают 10 см³ раствора хлористого натрия и кипятят раствор в течение 3 - 5 мин для восстановления марганцовой кислоты.

Раствор охлаждают, приливают из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в зеленую, после чего добавляют еще 5 - 10 см³ раствора соли Мора. Избыток соли Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого калия до появления устойчивой в течение 2 мин розовой окраски раствора.

2.4. Обработка результатов

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

                                                   (4)

где c₂ - массовая концентрация раствора марганцовокислого калия, выраженная в г/см³ хрома;

V₄ - объем раствора соли Мора, добавленный к раствору пробы, см³;

V₅ - объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли Мора, см³;

K - соотношение растворов марганцовокислого калия и соли Мора;

m - масса навески пробы, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли хрома приведены в табл. 1.

Таблица 1

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции хрома в пламени закись азота-ацетилен при длине волны 357,9 нм с предварительным растворением пробы в серной кислоте.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и растворы 1 : 4 и 1 : 2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Железо металлическое.

Раствор железа 10 г/дм³: 10 г железа растворяют при нагревании в 40 см³ соляной кислоты, приливают 5 см³ азотной кислоты, раствор кипятят до удаления оксидов азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

Ванадия (V) оксид.

Раствор ванадия 10 г/дм³: 17,9 г оксида ванадия растворяют при нагревании в 100 см³ соляной кислоты, приливают 5 см³ азотной кислоты и кипятят до удаления оксидов азота. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

Хром металлический.

Стандартный раствор хрома: 1,0000 г хрома растворяют в 50 см³ раствора серной кислоты 1:2, окисляют азотной кислотой, выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в воде при нагревании, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация хрома в растворе равна 0,001 г/см³.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают во фторопластовый стакан или чашку из платины или стеклоуглерода, приливают 20 см³ раствора серной кислоты 1 : 4, затем 2 см³ фтористоводородной кислоты, нагревают до растворения, приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и еще в избыток 2 см³. Раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты и охлаждают. Затем соли растворяют в 20 см³ воды при нагревании и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Атомную абсорбцию хрома измеряют параллельно в растворе контрольного опыта, растворе пробы, растворах для построения градуировочного графика, растворе стандартного образца при длине волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.

3.3.2. После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения абсорбции раствора пробы находят массовую долю хрома в пробе методом сравнения со стандартным образцом, с химическим составом, соответствующим требованиям настоящего стандарта, или методом градуировочного графика, или методом добавок.

3.3.2.1. При применении метода сравнения навеску стандартного образца проводят через все стадии анализа, как указано в п. 3.3.1.

3.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в ряд стаканов помещают растворы ванадия и железа в количествах, соответствующих их содержаниям в пробе, стандартный раствор хрома, согласно табл. 2. В один стакан стандартный раствор хрома не помещают. Во все стаканы приливают по 20 см³ раствора серной кислоты 1 : 4 и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.

Таблица 2

Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор хрома, из значений абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массам хрома.

3.3.2.3. При применении метода добавок к навеске пробы добавляют такое количество стандартного раствора хрома, чтобы значение атомной абсорбции пробы с добавлением стандартного раствора составляло не более двухкратного значения атомной абсорбции раствора пробы и находилось в линейном диапазоне градуировочного графика. Далее анализ проводят по п. 3.3.1.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю хрома (X₁) в процентах, определяемую методом сравнения, вычисляют по формуле

                                                          (5)

где А - аттестованное значение массовой доли хрома в стандартном образце, %;

D - значение атомной абсорбции раствора пробы;

D₁ - значение атомной абсорбции раствора контрольного опыта;

D₂ - значение атомной абсорбции раствора стандартного образца.

3.4.2. Массовую долю хрома (Х₂) в процентах, определяемую методом градуировочного графика, вычисляют по формуле

                                                           (6)

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

т - масса навески пробы, г.

3.4.3. Массовую долю хрома (X₃) в процентах, определяемую методом добавок, вычисляют по формуле

                                                   (7)

где т₂ - масса хрома в стандартном растворе, добавленная к пробе, г;

D - значение атомной абсорбции раствора пробы без добавления стандартного раствора хрома;

D₁ - значение атомной абсорбции раствора контрольного опыта;

D₃ - значение атомной абсорбции раствора пробы с добавлением стандартного раствора хрома;

m - масса навески пробы, г.

3.4.4. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли хрома приведены в табл. 1.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Г. Мизин, Т.А. Перфильева, С.И. Ахманаев, Л.М. Клейнер, Г.И. Гусева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 04.05.90 № 1098

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13217.8-79

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ