ГОСТ 13997.10-84. Межгосударственный стандарт. Материалы и изделия огнеупорные цирконийсодержащие. Методы определения окиси иттрия

(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 18.09.1984 № 3244)

(ред. от 01.11.1989)

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 сентября 1984 г. № 3244

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ИТТРИЯ

Zirconium containing refractory materials and products. Methods for determination of yttrium oxide

ГОСТ 13997.10-84

Группа И29

МКС 81.080 ОКСТУ 1509

Дата введения 1 июля 1985 года

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.А. Коробка, Г.И. Дмитренко, Л.А. Павлова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.09.84 № 3244

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.8-78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, раздела
ГОСТ 61-75	5.2
ГОСТ 199-78	5.2
ГОСТ 3118-77	Разд. 2, 5.2
ГОСТ 3760-79	Разд. 2, 5.2
ГОСТ 3769-78	5.2
ГОСТ 3773-72	Разд. 2
ГОСТ 4165-78	5.2
ГОСТ 4166-76	5.2
ГОСТ 4199-76	Разд. 2
ГОСТ 4204-77	5.2
ГОСТ 4478-78	Разд. 2, 5.2
ГОСТ 6563-75	Разд. 2
ГОСТ 7172-76	Разд. 2
ГОСТ 9656-75	Разд. 2
ГОСТ 10652-73	5.2
ГОСТ 13997.0-84	1.1
ГОСТ 13997.4-84	5.2
ГОСТ 18300-87	Разд. 2

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

6. ИЗДАНИЕ с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)

Настоящий стандарт устанавливает методы определения окиси иттрия в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: фотометрический (при массовой доле окиси иттрия от 5 до 25%) и комплексонометрический (при массовой доле окиси иттрия от 6 до 25%).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ИТТРИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 13997.0.

1.2 Сущность метода

Метод основан на измерении интенсивности окраски комплексного соединения с арсеназо-1. Влияние ионов циркония, присутствующих в растворе, устраняют введением в анализируемый раствор сульфосалициловой кислоты, которая с ионами циркония образует бесцветный комплекс.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Печь муфельная с нагревом 900 — 1000 °C.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563, № 100-7 или 100-9.

pH-метр со стеклянным и каломельным электродами.

Фотоэлектроколориметр типа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Окись иттрия спектральной чистоты.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и раствор молярной концентрации эквивалента кислоты 1 моль/дм3.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 25%.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25% и разбавленный 1:1 и 1:10.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор с массовой долей 25%.

Арсеназо-1 (уранон), ч., раствор с массовой долей 0,2%.

Метиловый красный (индикатор), водно-спиртовой раствор с массовой долей 0,1%: 0,1 г метилового красного растворяют в 60 см3 этилового спирта и разбавляют водой до 100 см3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Кислота борная по ГОСТ 9656, х.ч., раствор молярной концентрации 0,2 моль/дм3 (12,4 г борной кислоты растворяют в 1000 см3 воды).

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, х.ч., раствор молярной концентрации натрия тетраборнокислого 0,05 моль/дм3 (19,1 г тетраборнокислого натрия растворяют в 1000 см3 воды).

Раствор боратный буферный с pH 7,7 — 7,8: 175 см3 раствора тетраборнокислого натрия молярной концентрации 0,05 моль/дм3 доводят до 1000 см3 раствором борной кислоты, молярной концентрации 0,2 моль/дм3, перемешивают.

Стандартный раствор соли иттрия: 0,1 г окиси иттрия спектральной чистоты, предварительно прокаленной при 1000 °C, сплавляют в платиновом тигле с 2 — 3 г пиросернокислого калия при 800 — 850 °C. Сплав переносят в стакан вместимостью 200 — 300 см3, в который предварительно налито 100 см3 раствора соляной кислоты (1:1), тигель тщательно обмывают горячей водой. Содержимое стакана нагревают до полного растворения сплава. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор соли иттрия с массовой концентрацией окиси иттрия 0,0002 г/см3 (раствор А).

Градуировочный стандартный раствор, используемый для построения градуировочного графика: 10 см3 раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 200 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/дм3, перемешивают (раствор Б).

Градуировочный стандартный раствор Б с массовой концентрацией окиси иттрия 0,000010 г/см3.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску материала массой 0,25 г сплавляют в платиновом тигле с 2 — 3 г пиросернокислого калия в муфельной печи при 800 — 850 °C. Сплав переносят в стакан вместимостью 200 — 300 см3, в который предварительно налито 40 см3 раствора соляной кислоты (1:1), тигель тщательно обмывают горячей водой. Содержимое стакана нагревают до полного растворения сплава, охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают (раствор 1).

25 см3 раствора 1 отбирают пипеткой в мерную колбу вместимостью 250 см3, приливают 40 см3 соляной кислоты (1:1), доводят до метки водой и перемешивают (раствор 2).

5 см3 раствора 2 переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, перемешивают, через 5 — 10 мин нейтрализуют по метиловому красному до желтого цвета раствора сначала раствором аммиака (1:1), а в конце нейтрализации раствором (1:10). Приливают 2 см3 раствора арсеназо-1 с массовой долей 0,2%, доводят до метки боратным буферным раствором с pH 7,7 — 7,9 и перемешивают. Оптическую плотность измеряют на фотоэлектроколориметре при длине волны (580 +/- 10) нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм при массовой доле окиси иттрия от 5 до 10%; 10 мм — при массовой доле окиси иттрия от 10 до 25%. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, содержащий все используемые по ходу анализа реактивы в таких же концентрациях, кроме раствора окиси иттрия.

Массу окиси иттрия в граммах находят по градуировочному графику.

3.2 Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см3 отбирают аликвотные части градуировочного стандартного раствора Б окиси иттрия; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 13,0 см3, добавляют по 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и далее поступают, как описано выше. По найденным средним значениям оптической плотности из трех серий измерений и соответствующим им массам окиси иттрия в граммах строят градуировочный график.

3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Массовую долю окиси иттрия (X) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{m_{1} \cdot 250 \cdot 10 \cdot 100}{V \cdot m} ,

где m1 — масса окиси иттрия, найденная по градуировочному графику, г;

250 — объем исходного раствора анализируемого материала, см3;

10 — коэффициент разбавления аликвотной части раствора;

V — аликвотная часть раствора, см3;

m — масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси иттрия приведены в таблице.

Массовая доля окиси иттрия, %	\Delta , %	Допускаемое расхождение, %
		dк	d2	\delta
От 5 до 10 включ.	0,3	0,4	0,3	0,2
Св. 10 « 25 »	0,4	0,5	0,4	0,3

(Измененная редакция, Изм. № 1).

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ИТТРИЯ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ИТТРИЯ В ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ НА ОСНОВЕ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЯ И ОКИСИ ИТТРИЯ

5.1 Сущность метода

Метод основан на разложении навески в серной кислоте в присутствии аммония сернокислого и последовательном комплексонометрическом выделении окиси циркония и окиси иттрия. Окись иттрия определяют путем обратного титрования избытка трилона Б раствором сернокислой меди в присутствии индикатора ПАН при pH 5.

5.2 Реактивы и растворы

Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и раствор 0,5 моль/дм3 и 1 моль/дм3.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 20%.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, 1:10.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор 2 моль/дм3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, 1:1.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Уротропин фармакопейный, раствор с массовой долей 20%.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3.

Индикатор 1,2-(пиридил-азо)-2 нафтол, ПАН спиртовой раствор с массовой долей 0,1%.

Индикатор ксиленоловый, раствор с массовой долей 0,5%.

Окись иттрия спектральной чистоты.

Стандартный раствор соли иттрия:

0,5 г окиси иттрия спектральной чистоты предварительно прокаленного при температуре 1000 °C растворяют при нагревании в 70 см3 соляной кислоты (1:1). Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, добавляют 80 см3 соляной кислоты (1:1), доводят до метки водой и перемешивают. 1 см3 стандартного раствора содержит 0,001 г окиси иттрия.

Ацетатный буферный раствор с pH 4,8 — 5,0:

1 дм3 раствора 2 моль/дм3 уксусной кислоты смешивают с 1 дм3 раствора, содержащего 540 г натрия уксуснокислого.

5.3 Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси иттрия

К 10 см3 стандартного раствора соли иттрия приливают 15 см3 раствора трилона Б, 1 — 2 капли индикатора ксиленолового оранжевого и аммиаком нейтрализуют до малиновой окраски.

Раствором серной кислоты 1 моль/дм3 возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 — 15 см3 ацетатного буферного раствора и титруют раствором сернокислой меди в присутствии 1 — 2 капель спиртового раствора индикатора ПАН до перехода желтой окраски в красно-фиолетовую.

Массовую концентрацию (C) трилона Б, выраженную в г/см3 окиси иттрия, вычисляют по формуле

C = \frac{m \cdot V_{a}}{V - K \cdot V_{1}} ,

где m — масса окиси иттрия в 1 см3 стандартного раствора, г;

Vа — аликвотная часть стандартного раствора соли иттрия, см3;

V — объем раствора трилона Б, см3;

K — соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди;

V1 — объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см3.

5.4 Соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди устанавливают:

К 10 — 15 см3 раствора трилона Б прибавляют 1 — 2 капли индикатора ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор аммиаком до малиновой окраски. Раствором серной кислоты 1 моль/дм3 возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 — 15 см3 ацетатного буферного раствора, 3 — 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски из желтой в красно-фиолетовую.

Соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди (K) рассчитывают по формуле

K = \frac{V_{2}}{V_{1}} ,

где V2 — объем раствора трилона Б, взятый для установления соотношения, см3;

V1 — объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см3.

5.5 Проведение анализа

К оттитрованному раствору, полученному после определения окиси циркония по ГОСТ 13997.4, п. 6.3 (раствор А), прибавляют избыток (15 — 20 см3) раствора трилона Б и нейтрализуют аммиаком до малиновой окраски. Раствором серной кислоты 1 моль/дм3 возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 — 15 см3 ацетатного буферного раствора, 3 — 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода желтой окраски в красно-фиолетовую.

5.6 Обработка результатов

Массовую долю окиси иттрия (X1) в процентах вычисляют по формуле

X_{1} = \frac{(V - K \cdot V_{1} \cdot T)}{m} \cdot 100,

где V — объем трилона Б, см3;

K — соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди;

V1 — объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см3;

T — массовая концентрация трилона Б, выраженная в г/см3 окиси иттрия;

m — масса навески образца, г.

Разд. 5. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ИТТРИЯ В СЫРЫХ СМЕСЯХ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЯ И ОКИСИ ИТТРИЯ

6.1 Сущность метода

Метод основан на растворении окиси иттрия в разбавленной соляной кислоте с последующим прямым комплексонометрическим титрованием окиси иттрия трилоном Б при pH 5,5 — 6 в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого.

6.2 Реактивы и растворы — по п. 3.1.2.

6.3 Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси иттрия

В коническую колбу вместимостью 250 — 300 см3 отмеряют пипеткой 20 см3 стандартного раствора окиси иттрия, добавляют 5 см3 сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют по бумаге «конго» аммиаком (1:1) до переходного цвета бумаги конго, затем приливают 10 см3 уротропина и быстро титруют в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого до исчезновения малиновой окраски.

Массовую концентрацию (C1) трилона Б, выраженную в г/см3 окиси иттрия, вычисляют по формуле

C_{1} = \frac{20 \cdot m}{V} ,

где 20 — объем стандартного раствора окиси иттрия, см3;

m — масса окиси иттрия в 1 см3 стандартного раствора;

V — объем трилона Б, израсходованный на титрование, см3.

6.4 Проведение анализа

Навеску массой 0,25 г помещают в стакан емкостью 150 см3, прибавляют 50 см3 раствора соляной кислоты (1:10), нагревают на плите и кипятят 10 — 15 мин.

После охлаждения раствор отфильтровывают через фильтр «синяя лента» в коническую колбу на 250 см3, промывают холодной дистиллированной водой 5 — 6 раз. Затем к фильтрату прибавляют 5 см3 сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют аммиаком (1:1) до переходного цвета бумаги конго, приливают 10 см3 уротропина и титруют в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого до исчезновения малиновой окраски.

6.5 Обработка результатов

Массовую долю окиси иттрия (X) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{C_{1} \cdot V}{m} \cdot 100,

где C1 — массовая концентрация трилона Б, выраженная в г/см3 окиси иттрия;

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

m — масса навески, г.

6.6. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси иттрия приведены в п. 4.2.

Разд. 6. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

---