ГОСТ 11739.23-99. Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения циркония

(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 18.02.2000 № 41-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ 11739.23-82"]:::rst
  n1["ГОСТ 11739.23-99"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/gost-11739-23-99" "ГОСТ 11739.23-99. Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения циркония (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 18.02.2000 N 41-ст)"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

от 18 февраля 2000 г. № 41-ст

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of zirconium

Предисловие

1. Разработан ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 «Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов».

Внесен Госстандартом России.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 16-99 от 8 октября 1999 г.).

За принятие проголосовали:

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. № 41-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.23-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2000 года.

4. Взамен ГОСТ 11739.23-82.

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле циркония от 0,002% до 0,25% и от 0,02% до 0,5%) и титриметрический (при массовой доле циркония от 0,5% до 3,0%) методы определения циркония в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3759-75. Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773-72. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4204-77. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5456-79. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

ГОСТ 10484-78. Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 10652-73. Реактивы. Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия

ГОСТ 22867-77. Аммоний азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 25086-87. Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа.

3. Общие требования

3.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.

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

4. Фотометрический метод определения циркония с арсеназо III

4.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, образовании в растворе соляной кислоты 6 моль/дм3 окрашенного в синий цвет комплекса циркония с арсеназо III и измерении оптической плотности раствора при длине волны 665 — 670 нм.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная с терморегулятором.

Спектрофотометр.

рН-метр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1 и 1:3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759.

Раствор алюминия 25 г/дм3: 45 г хлористого алюминия растворяют в 150 см3 раствора соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

Арсеназо III, раствор 2,5 г/дм3: 0,25 г реагента растворяют при слабом нагревании в 90 см3 воды, содержащей 0,3 г углекислого натрия, устанавливают рН (4,0 +/- 0,1), используя рН-метр и раствор соляной кислоты 1:3, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение 6 мес.

Качество каждой новой партии арсеназо III проверяют, для этого устанавливают оптимальную длину волны комплекса циркония с арсеназо III, снимая участок спектра светопоглощения от 630 до 700 нм через каждые 5 нм, для точки градуировочного графика, соответствующей содержанию циркония 0,00002 г (см. 4.3.4). При удовлетворительном качестве реагента максимальное поглощение комплекса находится при длине волны 665 — 670 нм и должно составлять не менее половины единицы оптической плотности.

Циркония хлорокись 8-водная.

Стандартные растворы циркония.

Раствор А: 1,767 г 8-водной хлорокиси циркония помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 раствора соляной кислоты 1:3, кипятят 5 мин, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:3 до метки и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,001 г циркония.

Устанавливают массовую концентрацию стандартного раствора циркония Т, г/см3: аликвотную часть раствора 23 см3 помещают в стакан вместимостью 300 см3, приливают 70 — 80 см3 воды, добавляют 1 г хлористого аммония, нагревают до 60 — 70 °С и добавляют по каплям, при перемешивании, аммиак до появления ощутимого запаха.

Раствор с осадком нагревают до кипения, выдерживают 20 мин в теплом месте при температуре 40 — 50 °С, затем фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента»). Осадок на фильтре промывают пять раз раствором азотнокислого аммония. Фильтр с осадком помещают в доведенный до постоянной массы при температуре (1000 +/- 10) °С платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют и прокаливают в муфельной печи при температуре (1000 +/- 10) °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Массовую концентрацию стандартного раствора циркония Т, г/см3, вычисляют по формуле

T = \frac{m \cdot 0,7403}{V} , (1)

где m — масса осадка после прокаливания, г;

0,7403 — коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;

V — объем стандартного раствора циркония, взятый для установления массовой концентрации, см3.

Раствор Б: 10 см3 стандартного раствора А массовой концентрации Т, вычисленной по формуле (1), переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:3 до метки и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,0001 г циркония.

Раствор В: 4 см3 стандартного раствора Б переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,000004 г циркония.

Раствор В готовят перед применением.

4.3 Проведение анализа

4.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. Раствор осторожно выпаривают до появления влажных солей, охлаждают, приливают 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют соли при умеренном нагревании.

4.3.1.1. При массовой доле кремния менее 4% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают. Если раствор не прозрачный, его фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в сухую колбу.

4.3.1.2. При массовой доле кремния свыше 4% раствор с осадком фильтруют в мерную колбу вместимостью 200 см3 через фильтр средней плотности («белая лента»), промывают фильтр 2 — 3 раза раствором соляной кислоты 1:1 порциями по 10 см3, собирая фильтрат в ту же колбу (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 — 600 С в течение 2 — 3 мин. После охлаждения в тигель добавляют пять капель серной кислоты, 5 см3 фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см3) до получения прозрачного раствора. Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр («синяя лента») и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 200 см3, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

4.3.2. Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 1 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают из пипетки раствор соляной кислоты 1:1 до объема 20 см3, раствор алюминия в соответствии с таблицей 1, 1 см3 раствора арсеназо III, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.

4.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 5 мин при длине волны 665 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, прикрытой крышкой; допускается использование кюветы с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта по 4.3.4.

Массу циркония определяют по градуировочному графику.

4.3.4 Построение градуировочного графика

В десять мерных колб вместимостью 50 см3 каждая приливают по 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1, по 2 см3 раствора алюминия, в девять из них отмеряют 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,000001; 0,000002; 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,00001; 0,000012; 0,000016; 0,00002 г циркония и далее продолжают по 4.3.2 и 4.3.3.

Раствор, не содержащий циркония, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.

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

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю циркония X, %, вычисляют по формуле

где m — масса циркония в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

m_{1} — масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

4.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

                                                   В процентах

5. Фотометрический метод определения циркония с ксиленоловым оранжевым

5.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, образовании в растворе соляной кислоты 1 моль/дм3 окрашенного в оранжево-красный цвет комплекса циркония с ксиленоловым оранжевым и измерении оптической плотности раствора при длине волны 536 нм.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1, 1:3, 1:99 и 2,5 моль/дм3.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

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

Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759.

Раствор алюминия 25 г/дм3: 45 г хлористого алюминия растворяют в 150 см3 воды, приливают 15 см3 раствора соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Ксиленоловый оранжевый, раствор 2 г/дм3 свежеприготовленный.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 20-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 моль/дм3.

Циркония хлорокись 8-водная.

Стандартные растворы А и Б по 4.2.

Стандартный раствор В: 5 см3 стандартного раствора Б переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты 2,5 моль/дм3 до метки и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,000005 г циркония.

Раствор В готовят перед применением.

5.3 Проведение анализа

5.3.1. Навеску пробы в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают небольшими порциями 30 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. Раствор осторожно выпаривают до появления влажных солей, приливают 70 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют соли при нагревании.

5.3.1.1. При массовой доле кремния менее 4% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, приливают 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Если раствор не прозрачный, его фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в сухую колбу.

5.3.1.2. При массовой доле кремния свыше 4% раствор с осадком фильтруют в мерную колбу вместимостью 200 см3 через фильтр средней плотности («белая лента»), промывают фильтр 2 — 3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см3, собирая фильтрат в ту же колбу (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 — 600 С в течение 2 — 3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 см3 фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см3) до получения прозрачного раствора.

Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр («синяя лента») и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.2. Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают 2 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, выдерживают 5 мин, в соответствии с таблицей 3 приливают раствор соляной кислоты 2,5 моль/дм3, раствор алюминия, 2 см3 раствора ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 15 мин при длине волны 536 нм в кювете с толщиной слоя 30 мм.

В качестве раствора сравнения используют компенсирующий раствор — соответствующую аликвотную часть испытываемого раствора со всеми реактивами, в которую перед добавлением ксиленолового оранжевого вводят 0,5 см3 раствора трилона Б.

Массу циркония определяют по градуировочному графику.

5.3.4 Построение градуировочного графика

В девять мерных колб вместимостью 50 см3 каждая приливают из бюретки 20; 19; 18; 17; 16; 15; 14; 13; 12 см3 раствора соляной кислоты 2,5 моль/дм3, по 2 см3 раствора алюминия и, начиная со второй колбы, отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,000005; 0,00001; 0,000015; 0,00002; 0,000025; 0,00003; 0,000035; 0,00004 г циркония, приливают по 2 см3 ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки, перемешивают и далее продолжают по 5.3.3.

Раствор, не содержащий циркония, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.

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

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю циркония X_{1} , %, вычисляют по формуле

где m — масса циркония в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

m_{1} — масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

5.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

                                                   В процентах

6. Титриметрический метод определения циркония

6.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и титровании циркония в растворе соляной кислоты 1 моль/дм3 трилоном Б с индикатором ксиленоловым оранжевым.

Мешающее влияние железа III устраняют введением гидрохлорида гидроксиламина.

6.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1 и 1:3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

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

Ксиленоловый оранжевый, раствор 2 г/дм3 свежеприготовленный.

Циркония хлорокись 8-водная.

Стандартный раствор циркония по 4.2.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,0125 моль/дм3: 4,653 г трилона Б растворяют в 200 см3 воды, фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Для установления массовой концентрации трилона Б по цирконию в коническую колбу вместимостью 250 см3 помещают 10 см3 стандартного раствора циркония А, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты 1:1, 100 см3 горячей воды и нагревают до кипения, приливают 25 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, четыре капли ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до изменения малиновой окраски раствора в желтую.

Массовую концентрацию трилона Б по цирконию Т, г/см3, вычисляют по формуле

T = \frac{CV_{1}}{V_{2}} , (4)

где С — массовая концентрация стандартного раствора циркония, г/см3;

V_{1} — объем стандартного раствора циркония, см3;

V_{2} — объем раствора трилона Б, см3.

6.3 Проведение анализа

Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают небольшими порциями 40 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. К раствору добавляют 8 — 10 капель азотной кислоты и осторожно выпаривают до появления влажных солей, охлаждают, приливают 25 см3 раствора соляной кислоты 1:1, растворяют соли при нагревании, приливают 100 см3 горячей воды и нагревают до кипения. К горячему раствору приливают 25 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, четыре капли ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до изменения малиновой окраски раствора в желтую.

В случае появления бледно-малиновой окраски после достижения точки эквивалентности раствор нагревают до начала кипения и титруют до появления устойчивой желтой окраски.

6.4 Обработка результатов

6.4.1 Массовую долю циркония X_{2} , %, вычисляют по формуле

X_{2} = \frac{VT}{m} \cdot 100 , (5)

где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3;

Т — установленная массовая концентрация раствора трилона Б по цирконию, г/см3;

m — масса пробы, г.

6.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 5.

                                                   В процентах