Quartz sand, ground sandstone, quartzite and veiny quartz for glass industry. Methods for determination of aluminium oxide 
На главную | База 1 | База 2 | База 3

ГОСТ 22552.3-93

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПЕСОК КВАРЦЕВЫЙ, МОЛОТЫЕ
ПЕСЧАНИК, КВАРЦИТ И ЖИЛЬНЫЙ
КВАРЦ ДЛЯ СТЕКОЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2. ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:

Наименование государства

Наименование национального органа по стандартизации

Киргизская Республика

Киргизстандарт

Республика Молдова

Молдовастандарт

Российская Федерация

Госстандарт России

Республика Таджикистан

Таджикгосстандарт

Туркменистан

Главная государственная инспекция Туркменистана

Украина

Госстандарт Украины

3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 02.06.94 № 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 22552.3-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.95

4. ВЗАМЕН ГОСТ 22552.3-77

5. Переиздание. Июнь 1997 г.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПЕСОК КВАРЦЕВЫЙ, МОЛОТЫЕ ПЕСЧАНИК,
КВАРЦИТ И ЖИЛЬНЫЙ КВАРЦ ДЛЯ СТЕКОЛЬНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Методы определения оксида алюминия

Quartz sand, ground sandstone, quartzite and veiny quartz for glass industry.
Methods for determination of aluminium oxide

ГОСТ
22552.3-93

Дата введения 01.01.95

Настоящий стандарт распространяется на кварцевый песок, молотые песчаник, кварцит и жильный кварц, предназначенные для стекольной промышленности, и устанавливает объемный комплексонометрический и фотоколориметрические методы определения оксида алюминия.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22552.0.

2. ОБЪЕМНЫЙ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ СВЫШЕ 0,1 %)

Сущность метода заключается в образовании трилонатного комплекса алюминия при рН = 5,2 - 5,8 и титровании избытка трилона Б раствором сернокислого цинка.

2.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Весы лабораторные по ГОСТ 24104, с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г и пределом взвешивания 200 г.

Гири Г-2-210 по ГОСТ 7328.

Посуда платиновая по ГОСТ 6563.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484, х.ч. или ос.ч.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, концентрированный и раствор 100 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Гидроксиламин гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм3.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Индикаторы:

бумага «конго»,

эриохром черный Т - сухая индикаторная смесь с хлористым калием 2:100;

ксиленоловый оранжевый - раствор 2 г/дм3;

кислотный хром темно-синий, готовят следующим образом: 0,15 г индикатора растворяют в 5 см3 аммиачного буферного раствора, добавляют 20 см3 этилового спирта и перемешивают.

Цинк сернокислый по ГОСТ 4174, раствор 0,025 моль/дм3.

Цинк металлический гранулированный.

Трилон Б (динатриевая соль, этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 моль/дм3.

Ацетатный буферный раствор с рН 5,5 - 6,0, готовят следующим образом: 100 г уксуснокислого аммония растворяют в 300 - 400 см3 воды (для лучшего растворения раствор подогревают), фильтруют, добавляют 10 см3 уксусной кислоты, разбавляют водой до 1 дм3 и перемешивают, рН буферных растворов проверяют на рН-метре и при необходимости добавляют кислоты, аммиака или щелочи.

Аммиачный буферный раствор с рН 9,5 - 10,0, готовят следующим образом: 54 г хлористого аммония растворяют в 200 см3 воды, к полученному раствору прибавляют 350 см3 концентрированного раствора аммиака и доводят объем раствора водой до 1 дм3.

2.2. Подготовка к анализу

2.2.1. Приготовление титрованных растворов - по ГОСТ 10398.

2.2.2. Раствор трилона Б 0,025 моль/дм3, готовят следующим образом: 9,31 г трилона Б растворяют в воде и доводят объем водой до 1 дм3. Раствор хранят в полиэтиленовых или стеклянных, парафинированных изнутри сосудах. Допускается приготовление раствора из стандарт-титра трилона Б.

2.2.3. Раствор соли цинка точно 0,025 моль/дм3 (для установки коэффициента молярности раствора трилона Б), готовят следующим образом: взвешивают 1,6345 г цинка, свежеочищенного стальным ножом от оксида, помещают в фарфоровую чашку и растворяют при нагревании на водяной бане в смеси 100 см3 воды и 15 см3 концентрированной азотной кислоты, накрыв чашку часовым стеклом, затем тщательно смывают стекло водой, собирая ее в ту же чашку, и упаривают раствор до 3 - 4 см3. Остаток из чашки количественно переносят, смывая стенки чашки водой, в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят объем раствора водой до метки.

Раствор годен в течение 1 месяца.

2.2.4. Коэффициент молярности раствора трилона Б 0,025 моль/дм3 определяют по раствору соли цинка следующим образом: к аликвотной части 25 см3 раствора соли цинка точно 0,025 моль/дм3 прибавляют 10 см3 буферного аммиачного раствора, 0,1 г индикаторной смеси эрихром черного Т или 10 - 12 капель раствора кислотного хром темно-синего и 70 см3 воды.

Раствор перемешивают и титруют из бюретки раствором трилона Б до перехода фиолетово-красной окраски в синюю (при применении эриохрома черного Т) или малиновой в неизменяющуюся синюю (при применении кислотного хрома темно-синего). Отмечают объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование.

Коэффициент молярности раствора трилона Б 0,025 моль/дм3 (К) вычисляют по формуле

где V - объем раствора трилона Б 0,025 моль/дм3, израсходованный на титрование, см3.

Допускается устанавливать коэффициент молярности раствора трилона Б по Государственному стандартному образцу состава стекла, а также по стандарт-титру сернокислого магния.

2.2.5. Рабочий раствор сернокислого цинка 0,025 моль/дм3 для титрования оксида алюминия, готовят следующим образом: 7,2 г сернокислого цинка растворяют в воде и доводят объем раствора водой до 1 дм3.

Коэффициент соответствия рабочего раствора сернокислого цинка определяют следующим образом: в коническую колбу для титрования отмеряют бюреткой 10 см3 0,025 М раствора трилона Б, прибавляют 70 см3 воды и нагревают до 50 °С. Опускают в раствор бумагу «конго» и прибавляют аммиак по каплям до покраснения бумаги. Затем добавляют 20 см3 ацетатного буферного раствора, нагревают до кипения и титруют из бюретки рабочим раствором сернокислого цинка 0,025 моль/дм3 с индикатором ксиленоловым оранжевым до перехода желтой окраски раствора в фиолетово-красную. Отмечают объем сернокислого цинка, израсходованный на титрование. Коэффициент соответствия рабочего раствора сернокислого цинка 0,025 моль/дм3 (K1) для титрования вычисляют по формуле

где K - коэффициент молярности раствора трилона Б 0,025 моль/дм3;

V1 - объем рабочего раствора сернокислого цинка, израсходованного на титрование, см3.

Коэффициент молярности раствора трилона Б и коэффициент соответствия сульфата цинка должны быть 0,95 - 1,05.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Масса навески песка в зависимости от массовой доли оксида алюминия указана в табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля оксида алюминия, %

Масса навески, г

Объем приливаемого раствора трилона Б, см3

От 0,05 до 0,3 включ.

0,5

5

Св. 0,3 » 1,0 »

0,2

5

» 1,0 » 2,0 »

0,2

5

» 2,0 » 4,0 »

0,2

10

2.3.2. Навеску песка помещают в платиновую чашку, смачивают водой и смешивают платиновым шпателем с 1 - 2 см3 серной кислоты и 8 - 10 см3 плавиковой кислоты. Смесь выпаривают на электрической плитке со слабым нагревом до удаления паров плавиковой кислоты, периодически перемешивая. Затем повышают температуру нагрева до обильного выделения белых паров серной кислоты, пока содержимое чашки не примет в горячем виде сиропообразную консистенцию.

Полученный остаток солей полностью растворяют при нагревании в небольшом количестве воды и 3 - 5 см3 соляной кислоты. Раствор переносят в коническую колбу для титрования вместимостью 250 см3 и прибавляют раствор трилона Б. Объем приливаемого раствора трилона Б в зависимости от содержания оксида алюминия указан в табл. 1. Раствор нагревают до 50 °С и прибавляют по каплям раствор аммиака 100 г/дм3 до покраснения бумаги «конго». При отсутствии бумаги «конго» добавляют 2 - 3 капли ксиленолового оранжевого и приливают аммиак до изменения окраски индикатора. Затем прибавляют 20 см3 ацетатного буферного раствора, кипятят 1 - 2 мин, приливают 10 см3 раствора солянокислого гидроксиламина, после чего сразу же в горячем состоянии титруют из бюретки раствором сернокислого цинка 0,025 моль/дм3 с индикатором ксиленоловым оранжевым до перехода желтой окраски раствора в фиолетово-красную. Отмечают объем раствора сернокислого цинка, израсходованный на титрование.

2.4. Обработка результатов

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

где V - объем раствора трилона Б 0,025 моль/дм3, см3;

V1 - объем раствора сернокислого цинка 0,025 моль/дм3, см3;

K - коэффициент молярности раствора трилона Б 0,025 моль/дм3;

K1 - коэффициент соответствия раствора сернокислого цинка 0,025 моль/дм3;

0,001275 - масса оксида алюминия, соответствующая 1 см3 точно 0,025 моль/дм3 раствора трилона Б, г;

m - масса навески песка, г;

X1 - массовая доля оксида железа (III), %;

0,6384 - коэффициент пересчета массовой доли оксида железа на оксид алюминия;

X2 - массовая доля оксида титана, %;

0,6380 - коэффициент пересчета оксида титана на оксид алюминия.

2.4.2. Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать 0,05 % при массовой доле оксида алюминия в песке до 0,8 % и 0,1 % - при массовой доле оксида алюминия в песке более 0,8 %.

3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С АНТРАЗОХРОМОМ
(ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ ДО 2 %)

Сущность метода заключается в образовании комплексного соединения алюминия с антрозохромом в уксуснокислой среде при рН 4,8 - 4,9 и фотометрировании окрашенного раствора при длине волны 590 нм.

3.1. Аппаратура, реактивы, растворы

Весы лабораторные по ГОСТ 24104, с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г и пределом взвешивания 200 г.

Гири Г-2-210 по ГОСТ 7328.

Колориметр фотоэлектрический типа КФК-2 или спектрофотометр.

Посуда платиновая по ГОСТ 6563.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) ос.ч. по НТД или х.ч. по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, концентрированная, раствор 1 моль/дм3 и разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:2.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300, высшего сорта, a-динитрофенол, спиртовой раствор 1 г/дм3 или b-динитрофенол, водный раствор 1 г/дм3.

Антразохром, раствор 1,5 г/дм3.

Натрий уксуснокислый трехводный по ГОСТ 199 или аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117, раствор 50 г/дм3.

Натрий сернокислый по ГОСТ 4166.

Раствор фоновый, готовят следующим образом: 2 г сернокислого натрия растворяют в 200 - 300 см3 воды, прибавляют 40 см3 соляной кислоты, 0,64 см3 серной кислоты и доводят водой до 1 дм3.

Алюминий металлический по ГОСТ 13726.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор 10 г/дм3.

Стандартный образец состава натрий-кальций силикатного термополированного стекла (СТ-2-НКС) ГСО 5456-90 или аналогичный.

3.2. Подготовка к анализу

Стандартный раствор, содержащий 0,01 мг/см3 оксида алюминия, готовят из ГСО состава стекла.

0,5882 г ГСО 5456-90 помещают в платиновую чашку, приливают 7 - 10 см3 плавиковой кислоты и 1 - 1,5 см3 серной кислоты. Содержимое чашки выпаривают при периодическом перемешивании на электрической плитке до прекращения выделения белых паров серного ангидрида. Сухой остаток растворяют при кипячении в 4 - 5 см3 соляной кислоты и 30 - 40 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают.

Допускается приготовление стандартного раствора оксида алюминия из металлического алюминия. Для этого 0,2647 г алюминия растворяют при нагревании в 20 см3 соляной кислоты 1:1, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор содержит 1 мг/см3 оксида алюминия. Непосредственно перед употреблением готовят раствор, содержащий 0,01 мг/см3 оксида алюминия следующим образом: 5 см3 раствора, содержащего 1 мг/см3 оксида алюминия, помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3, приливают 50 см3 соляной кислоты (1:1), доливают до метки водой и перемешивают.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску песка массой 0,10 - 0,25 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой и приливают 1 см3 серной кислоты и 5 - 7 см3 плавиковой кислоты. Содержимое чашки выпаривают при периодическом перемешивании на электрической плитке до прекращения выделения белых паров серного ангидрида. Сухой остаток растворяют при кипячении в 4 - 5 см3 соляной кислоты и 30 - 40 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают.

3.3.2. Аликвотную часть раствора 10 - 25 см3 помещают в колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 раствора гидроксиламина и 5 см3 раствора фона, нагревают в течение 3 - 5 мин на водяной бане, охлаждают, приливают 20 см3 холодной дистиллированной воды, 2 капли a- или b-динитрофенола. Одновременно готовят раствор сравнения, содержащий все реактивы, кроме раствора пробы. Раствор в колбе осторожно по каплям нейтрализуют раствором аммиака 1:2 до появления слабо-желтого окрашивания. Затем по каплям приливают раствор соляной кислоты 1 моль/дм3 до исчезновения окраски и 3 см3 раствора соляной кислоты. Пипеткой приливают 10 см3 раствора антразохрома и затем 16 см3 раствора уксуснокислого аммония или натрия. Раствор доводят до метки холодной водой, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при l = 590 нм, в кювете с толщиной колориметрируемого слоя 10 мм.

3.3.3. Построение градуированного графика

В мерные колбы вместимостью по 100 см3 каждая бюреткой отмеряют 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 см3 раствора, содержащего 0,01 мг/см3 Al2O3. В каждую колбу приливают 5 см3 раствора гидроксиламина, 5 см3 раствора фона, добавляют 2 капли a- или b-динитрофенола, осторожно, по каплям нейтрализуют раствором аммиака (1 ¸ 2) до слабо-желтого окрашивания. Одновременно готовят раствор сравнения, содержащий все реактивы, кроме стандартного раствора оксида алюминия. Затем в колбы добавляют по каплям раствор соляной кислоты 1 моль/дм3 до исчезновения желтой окраски и ее избыток 3 см3. Приливают пипеткой в каждую колбу по 10 см3 раствора антразохрома и затем 15 см3 раствора уксуснокислого аммония или натрия. Раствор доводят до метки холодной водой, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора при l = 590 нм, в кювете с толщиной колориметрируемого слоя 10 мм.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю оксида алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле

где m1 - масса оксида алюминия, найденная по градуировочному графику, г;

V2 - объем анализируемого раствора, см3;

m - масса навески песка, г;

V3 - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3.

3.4.2. Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать 0,03 % при массовой доле оксида алюминия 0,05 - 0,5 % и 0,10 % - при массовой доле оксида алюминия свыше 0,5 % до 2 %.

4. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С АЛЮМИНОНОМ
(ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ ДО 0,5 %)

Сущность метода заключается в образовании розово-красного комплексного соединения алюминия с алюминоном в уксуснокислой среде при рН = 5,0 - 6,0 и фотометрировании окрашенного раствора.

4.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г и пределом взвешивания 200 г.

Весы лабораторные технические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания не более 0,01 г и пределом взвешивания 1000 г.

Гири Г-2-210, Г-4-1110 по ГОСТ 7328.

Колориметр фотоэлектрический типа КФК-2 или спектрофотометр.

Посуда платиновая по ГОСТ 6563.

Бумага универсальная индикаторная.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) ос.ч. по НТД или х.ч. по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота аскорбиновая, раствор 2 моль/дм3 (годен к употреблению в течение 5 суток).

Алюминон, раствор 0,1 моль/дм3 (свежеприготовленному раствору дают отстояться 24 ч; годен к употреблению в течение 4 суток).

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.

Буферный раствор рН 5 - 6, приготовленный следующим образом: 6,8 г уксуснокислого натрия растворяют в 1000 см3 воды, приливают 3 см3 уксусной кислоты и перемешивают.

Алюминий металлический по ГОСТ 13726.

Стандартные растворы оксида алюминия готовят по п. 3.2.

4.2. Проведение анализа

4.2.1. Масса навески песка в зависимости от массовой доли оксида алюминия указана в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля окиси алюминия, %

Масса навески, г

Объем аликвотной части раствора, см3

От 0,01 до 0,02

1,0

Весь раствор

» 0,02 » 0,04

0,5

Весь раствор

» 0,04 » 0,10

0,5

40

» 0,10 » 0,30

0,5

20 - 10

» 0,30 » 0,50

0,1

40 - 20

4.2.2. Навеску песка помещают в платиновый тигель или чашку, прокаливают при 700 - 750 °С в течение 15 - 20 мин, охлаждают и разлагают смесью серной и фтористоводородной кислоты, как указано в ГОСТ 22552.1.

К сухому остатку после удаления четырехфтористого кремния приливают 1 см3 разбавленной 1:9 серной кислоты, горячей воды до объема 10 - 15 см3 и кипятят до полного растворения солей. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 (при массовой доле оксида алюминия от 0,01 до 0,04 %).

4.2.3. К раствору по каплям приливают раствор едкого натра 1 моль/дм3 до рН = 5,0 (проверяют по универсальной индикаторной бумаге) и воды до объема 20 см3, затем пипеткой приливают 1,5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, 2 см3 раствора алюминона, доливают буферным раствором до метки, перемешивают и помещают на 5 мин на водяную баню, нагретую до 90 °С. Охлаждают до комнатной температуры и оптическую плотность раствора измеряют через 25 мин, применяя зеленый светофильтр с областью светопропускания 536 нм в кювете с толщиной колориметрируемого слоя 50 мм.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

4.2.4. Раствор, полученный по п. 4.2.2 (при массовой доле оксида алюминия от 0,04 до 0,5 %), доливают водой до метки и перемешивают. Затем отмеривают пипеткой аликвотную часть раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3. Объем аликвотной части раствора в зависимости от массовой доли оксида алюминия указан в табл. 2. Далее анализ продолжают, как указано в п. 4.2.3.

По оптической плотности анализируемого раствора устанавливают массовую долю оксида алюминия по градуировочному графику.

4.2.5. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью по 100 см3 отмеривают бюреткой 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18 и 20 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 и 2,0 мг оксида алюминия; в одиннадцатую колбу стандартный раствор не помещают. Приливают в каждую колбу воду до объема 20 см3 и пипеткой по 4,5 см3 раствора аскорбиновой кислоты и по 2 см3 раствора алюминона.

Раствором сравнения служит содержимое колбы, в которой стандартный раствор Б отсутствует.

Для построения градуировочного графика берут среднее арифметическое результатов трех измерений оптической плотности каждого раствора.

По полученным средним значениям оптической плотности и известным содержаниям окиси алюминия строят градуировочный график.

4.3. Обработка результатов

4.3.1. Массовую долю оксида алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле

где m1 - масса оксида алюминия, найденная по градуировочному графику, мг;

V2 - объем анализируемого раствора, см3;

V3 - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3;

m - масса навески песка, г.

4.3.2. Допускаемое расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 0,005 %.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ