ГОСТ 14250.12-85. Ферротитан. Методы определения хрома

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.04.1985 № 1251)

(ред. от 01.11.1990)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОТИТАН

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

Ferrotitanium. Methods of chromium determination

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством черной металлургии СССР.

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

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.1985 № 1251.

3. Введен впервые.

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84.

5. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 61-75	2.2
ГОСТ 83-79	2.2, 3.2
ГОСТ 1277-75	3.2
ГОСТ 3118-77	2.2, 4.2
ГОСТ 4147-74	4.2
ГОСТ 4204-77	2.2, 3.2
ГОСТ 4220-75	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 4233-77	3.2
ГОСТ 4234-77	4.2
ГОСТ 4461-77	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 6613-86	1.2
ГОСТ 7172-76	2.2
ГОСТ 10484-78	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 20478-75	3.2
ГОСТ 20490-75	2.2, 3.2
ГОСТ 28473-90	1.1
СТ СЭВ 4528-84	Вводная часть
ТУ 6-09-07-1672-88	2.2

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).

Настоящий стандарт устанавливает методы определения хрома в ферротитане:

фотометрический — при массовой доле хрома от 0,05 до 0,2%;

титриметрический — при массовой доле хрома от 0,2 до 2,0%;

атомно-абсорбционный — при массовой доле хрома от 0,05 до 2,0%.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4528-84.

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 хрома до шестивалентного марганцовокислым калием и окислении дифенилкарбазида хромом (VI) в сернокислой среде с образованием окрашенного комплексного соединения. Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 — 560 нм.

Мешающие определению элементы отделяют осаждением углекислым натрием.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

1,5-дифенилкарбазид по ТУ 6-09-07-1672, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3: 0,1 г реактива растворяют в 10 см3 уксусной кислоты, приливают 90 см3 воды и перемешивают.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартный раствор хрома: 0,2829 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 — 180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,0001 г хрома.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

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

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 20 см3 соляной кислоты, 5 см3 раствора серной кислоты 1:1 и нагревают до растворения навески. Затем приливают по каплям 1 — 2 см3 азотной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое колбы охлаждают, приливают 30 — 40 см3 воды и нагревают до растворения солей.

При наличии нерастворимого остатка его отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают горячей водой, собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 250 см3 (основной раствор). Фильтр с остатком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 800 — 850 °С. Осадок в тигле смачивают 2 — 3 каплями воды, приливают 3 — 5 капель раствора серной кислоты 1:1 и 3 — 4 см3 раствора фтористо-водородной кислоты. Содержимое тигля выпаривают досуха и прокаливают при температуре 550 — 600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1 — 2 г пиросернокислого калия, тигель охлаждают и плав растворяют в 20 — 25 см3 воды. Полученный раствор присоединяют к основному раствору и выпаривают до объема 30 — 40 см3.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают 2 — 3 см3 воды, приливают 1,5 — 2 см3 раствора фтористо-водородной кислоты, 3 — 4 см3 азотной кислоты, чашку с раствором нагревают до полного растворения навески, приливают 5 см3 раствора серной кислоты 1:1 и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 5 — 10 см3 воды, нагревают до растворения солей и переводят в коническую колбу вместимостью 250 см3, обмывая стенки чашки горячей водой. Раствор выпаривают до объема 30 — 40 см3.

В полученный одним из указанных способов раствор, нагретый до температуры 70 — 80 °С, приливают 1 см3 раствора марганцовокислого калия, кипятят до выпадения осадка двуокиси марганца и разбавляют горячей водой до 40 — 50 см3, затем небольшими порциями при перемешивании приливают 30 см3 раствора углекислого натрия. Раствор с осадком охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухую колбу вместимостью 250 см3, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть анализируемого раствора 25 см3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 3 см3 раствора серной кислоты 1:4, 50 см3 воды, 5 см3 раствора дифенилкарбазида, доливают до метки водой и перемешивают.

Через 10 — 15 мин, если соотношение ванадия и хрома в пробе не превышает 3:1, или через 25 — 30 мин, если оно больше, измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 580 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 — 560 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

Массу хрома определяют по градуировочному графику.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в шесть мерных колб из семи вместимостью по 250 см3 помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,0 и 4,0 см3 стандартного раствора хрома, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00025; 0,00030 и 0,00040 г хрома, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотные части растворов по 25 см3 помещают в мерные колбы вместимостью по 100 см3, приливают по 3 см3 раствора серной кислоты 1:4 и далее поступают, как указано в п. 2.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора хрома.

2.4. Обработка результатов

2.4.1 Массовую долю хрома (Сr) в процентах вычисляют по формуле

где m_{1} — масса хрома, найденная по градуировочному графику, г;

m_{2} — масса навески, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.

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

Массовая доля хрома, %	Погрешность	Допускаемое расхождение, %
	результатов анализа, %	двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях	двух параллельных определений	трех параллельных определений	результатов анализа стандартного образца от аттестованного значения
От 0,05 до 0,1 включ. Св. 0,1 « 0,2 » « 0,2 » 0,5 « » 0,5 « 1,0 » « 1,0 » 2,0 «»	0,02 0,02 0,03 0,04 0,05	0,02 0,03 0,04 0,05 0,07	0,02 0,03 0,03 0,04 0,06	0,02 0,03 0,04 0,05 0,07	0,01 0,02 0,02 0,02 0,03

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на окислении трехвалентного хрома надсернокислым аммонием до шестивалентного в сернокислой среде в присутствии азотнокислого серебра. Хромовую кислоту восстанавливают раствором соли двухвалентного железа, избыток которого оттитровывают раствором марганцовокислого калия.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4, 1:19.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

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

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

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

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

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

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220 с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм3: 0,9808 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 — 180 °С, растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора двухромовокислого калия содержит 0,0003466 г хрома.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора), раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм3: 8 г соли растворяют в 800 — 900 см3 раствора серной кислоты 1:19 в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки раствором серной кислоты 1:19 и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по двухромовокислому калию следующим образом: в коническую колбу вместимостью 500 см3 приливают 25 см3 раствора двухромовокислого калия, 30 см3 раствора серной кислоты 1:4 и 200 см3 воды. К раствору прибавляют 7 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в зеленую.

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

T = \frac{C_{1} \cdot V_{1}}{V} , (2)

где C_{1} — концентрация хрома в растворе двухромовокислого калия, г/см3;

V_{1} — объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см3;

V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм3: 0,64 г марганцовокислого калия растворяют в 500 — 600 см3 воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор переводят в склянку из темного стекла, в которой его оставляют на 7 — 10 сут, а затем сливают в другую склянку из темного стекла.

Для установки соотношения растворов марганцовокислого калия и соли Мора в колбу вместимостью 250 см3 приливают из бюретки 25 см3 раствора соли Мора, 100 см3 воды, 40 см3 раствора серной кислоты 1:4 и титруют марганцовокислым калием до слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

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

K = \frac{V_{2}}{V_{3}} , (3)

где V_{2} — объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование, см3;

Массовую концентрацию раствора марганцовокислого калия ( T_{1} ), выраженную в г/см3 хрома, вычисляют по формуле

T_{1} = \frac{T}{K} . (4)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Проведение анализа

Навеску ферротитана массой, указанной в табл. 2, помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 10 см3 раствора фтористо-водородной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:1, нагревают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают небольшим количеством воды и вновь выпаривают раствор до паров серной кислоты.

Таблица 2

Массовая доля хрома, %	Масса навески, г
От 0,2 до 1,0 включ. Св. 1,0 « 2,0 »	1,0 0,5

После охлаждения в чашку прибавляют 30 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Затем содержимое чашки переводят в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают горячей воды до 200 см3, приливают 10 см3 раствора серной кислоты 1:1, 10 см3 раствора азотнокислого серебра, 30 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают до появления малиновой окраски и кипятят до полного окисления хрома и разложения надсернокислого аммония. Затем добавляют 10 см3 раствора хлористого натрия и кипятят до исчезновения малиновой окраски. Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют из бюретки раствор соли Мора до перехода желтой окраски раствора в зеленую, добавляют еще 7 — 10 см3 раствора соли Мора. Избыток раствора соли Мора при энергичном перемешивании оттитровывают раствором марганцовокислого калия до появления розовой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

3.4. Обработка результатов

3.4.1 Массовую долю хрома (Сr) в процентах вычисляют по формуле

Cr = \frac{T_{1}(K \cdot V_{4} - V_{5})}{m} \cdot 100 , (5)

где V_{4} — объем раствора соли Мора, взятый для титрования, см3;

V_{5} — объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование избытка раствора соли Мора, см3;

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли хрома приведены в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, последующем выпаривании с хлорной кислотой, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции хрома при длине волны 357,9 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота хлорная плотностью 1,53 или 1,67 г/см3.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Железо металлическое.

Железо треххлористое по ГОСТ 4147.

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 раствором соляной кислоты и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,025 г титана.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор с массовой концентрацией 190 г/дм3.

Хром металлический.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Стандартные растворы хрома.

Раствор А: 0,5000 г хрома в высоком стакане вместимостью 400 см3 растворяют в 100 см3 раствора соляной кислоты при нагревании, накрыв стакан часовым стеклом. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают

или 1,4144 г двухромовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного в течение 1 ч при температуре 170 — 180 °С и охлажденного в эксикаторе, растворяют в высоком стакане вместимостью 400 см3 в 200 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,001 г хрома.

Раствор Б: 25,0 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,00025 г хрома.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску ферротитана массой 0,5 г при массовой доле хрома до 1% или 0,25 г при массовой доле хрома свыше 1% 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 стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 — 15 см3 раствора соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см3 хлорной кислоты.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см3 раствора фтористо-водородной кислоты и небольшими порциями 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см3 хлорной кислоты.

Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см3 воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 раствора хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

4.3.2. Для построения градуировочного графика при массовой доле хрома до 1% в восемь стаканов вместимостью по 250 см3 наливают по 2 см3 раствора железа и по 2 см3 раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске, добавляют по 5 см3 азотной кислоты, затем в семь стаканов добавляют 1,0; 3,0; 6,0 см3 раствора Б, далее 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 раствора А, что соответствует 0,00025; 0,00075; 0,00150; 0,00200; 0,00300; 0,00400 и 0,00500 г хрома.

При массовой доле хрома свыше 1% в семь стаканов вместимостью по 250 см3 наливают по 1 см3 раствора железа и по 1 см3 раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске, добавляют по 5 см3 азотной кислоты, затем в шесть стаканов добавляют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 и 5,0 см3 раствора А, что соответствует 0,0025; 0,0030; 0,0035; 0,0040; 0,0045 и 0,0050 г хрома.

Во все стаканы добавляют по 10 см3 хлорной кислоты и выпаривают растворы до паров хлорной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем растворы охлаждают, добавляют по 5 см3 воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см3, добавляют по 10 см3 раствора хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают.

4.3.3. Атомную абсорбцию хрома измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 357,9 нм в пламени закись азота-ацетилен.

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 массовым долям хрома.

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

4.4. Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю хрома (Сr) в процентах вычисляют по формуле

Cr = \frac{C \cdot V_{6}}{m} \cdot 100 , (6)

где С — концентрация хрома в растворе, найденная по градуировочному графику, г/см3;

---