ГОСТ 15027.3-77 (СТ СЭВ 1534-79). Бронзы безоловянные. Методы определения железа

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.06.1977 № 1614)

(ред. от 01.03.1988)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БРОНЗЫ БЕЗОЛОВЯННЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Non-tin bronze. Methods for the determination of iron

ГОСТ 15027.3-77

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством цветной металлургии СССР.

Исполнители: Ю.Ф. Шевакин, д-р техн. наук; Н.В. Егиазарова; И.А. Воробьева.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 20.06.1977 № 1614.

3. Взамен ГОСТ 15027.3-69.

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1534-79.

5. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, подпункта
ТУ 6-09-5384-88	2.2
ГОСТ 61-75	4.2
ГОСТ 199-78	4.2
ГОСТ 493-79	Вводная часть
ГОСТ 859-78	7.2
ГОСТ 3118-77	2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 6.2, 7.2
ГОСТ 3760-79	2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 7.2
ГОСТ 3773-72	2.2
ГОСТ 4204-77	2.2, 4.2, 5.2, 6.2
ГОСТ 4220-75	2.2
ГОСТ 4238-77	4.2, 5.2
ГОСТ 4461-77	2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 6.2, 7.2
ГОСТ 4478-78	3.2, 5.2, 7.2
ГОСТ 5456-79	4.2, 5.2
ГОСТ 5817-77	7.2
ГОСТ 5825-70	2.2
ГОСТ 6552-80	2.2
ГОСТ 10484-78	2.2, 6.2
ГОСТ 10652-73	3.2
ГОСТ 10929-76	6.2
ГОСТ 17328-78	Вводная часть
ГОСТ 18175-78	Вводная часть
ГОСТ 18300-87	2.2, 4.2
ГОСТ 22867-77	4.2
ГОСТ 25086-87	1.1, 2.4.4

6. Срок действия продлен до 01.01.1994 Постановлением Госстандарта СССР от 25.03.1988 № 758.

7. Переиздание (май 1988 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в феврале 1983 г., марте 1988 г. (ИУС 6-83, 6-88).

Настоящий стандарт устанавливает титриметрические методы определения железа (при массовой доле железа от 0,4 до 7%), фотометрические методы определения железа (при массовой доле железа от 0,01 до 1%) и атомно-абсорбционный метод определения железа (при массовой доле железа от 0,01 до 7%) в бронзах безоловянных по ГОСТ 18175-78, ГОСТ 17328-78 и ГОСТ 493-79.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086-87 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 15027.1-77.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

2.1 Сущность метода

Метод основан на восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного, титровании двухвалентного железа раствором двухромовокислого калия с потенциометрическим установлением конца титрования или визуальным способом с индикатором дифениламином или натриевой солью дифениламиносульфоновой кислоты.

2.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Потенциометр с насыщенным каломельным электродом и платиновым индикаторным электродом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Смесь кислот; готовят следующим образом: 300 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и 300 см3 ортофосфорной кислоты разбавляют водой до 1 дм3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:1.

Промывной раствор; готовят следующим образом: 5 см3 раствора аммиака разбавляют водой до 1 дм3.

Олово двухлористое ТУ 6-09-5384-88, раствор 100 г/дм3 готовят следующим образом: 10 г препарата растворяют в 50 см3 концентрированной соляной кислоты и нагревают до прозрачного раствора. После охлаждения раствор доливают водой до 100 см3.

Ртуть двухлористая, раствор 40 г/дм3.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75, 0,17 или 0,008 моль/дм3 раствор; готовят следующим образом: взвешивают соответственно 4,9037 или 2,4519 г препарата, высушенного в течение 2 ч при (160 +/- 5) °С, растворяют в воде, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают до метки водой.

1 см3 0,17 моль/дм3 раствора соответствует 0,005584 г железа, а 1 см3 0,008 моль/дм3 раствора соответствует 0,002792 г железа.

Дифениламин по ГОСТ 5825-70, раствор 10 г/дм3 в концентрированной серной кислоте.

Натриевая соль дифениламиносульфоновой кислоты, раствор 2 г/дм3.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484-78.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

2.3 Проведение анализа

Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см3 и растворяют в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, при нагревании. Раствор разбавляют водой приблизительно до 200 см3, добавляют раствор аммиака до образования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдерживают при (60 +/- 5) °С для коагуляции осадка гидроокиси железа.

Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Стакан и осадок промывают промывным раствором. Осадок растворяют в 20 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр промывают 5 — 6 раз горячей водой и повторяют осаждение гидроокиси железа до полного удаления ионов меди. Осадок после промывки промывным раствором растворяют в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, и фильтр промывают горячей водой. Раствор нагревают до кипения, восстанавливают трехвалентное железо добавлением нескольких капель раствора двухлористого олова до обесцвечивания раствора и приливают 2 — 3 капли в избыток. Затем раствор охлаждают, добавляют 5 см3 раствора двухлористой ртути, 15 см3 смеси кислот, разбавляют водой приблизительно до 200 см3 и титруют раствором двухромовокислого калия потенциометрически, применяя насыщенный каломельный электрод и индикаторный платиновый электрод, или прибавляют две капли раствора дифениламина или 1 см3 раствора натриевой соли дифениламиносульфоновой кислоты и титруют до появления фиолетовой окраски раствора.

2.1 — 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.1 Для бронз с массовой долей кремния до 0,05%

Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле железа от 0,4 до 3%) и массой 1 г (при массовой доле железа свыше 3 до 7%) помещают в стакан вместимостью 400 см3 и растворяют при нагревании в 20 или 10 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Затем добавляют 5 г хлористого аммония и воды до 200 см3.

2.3.2 Для бронз с массовой долей кремния свыше 0,05%

Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле железа от 0,4 до 3%) и массой 1 г (при массовой доле железа свыше 3 до 7%) помещают в платиновую чашку и добавляют 20 или 10 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и 10 — 5 капель фтористо-водородной кислоты и растворяют при нагревании. Затем добавляют 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, растворяют в воде, раствор переносят в стакан вместимостью 400 см3 и, если необходимо, фильтруют. К фильтрату добавляют 5 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, воды до 200 см3, 5 г хлористого аммония и раствор аммиака до образования синего комплекса меди.

2.3.1, 2.3.2. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

2.4 Обработка результатов

2.4.1 Массовую долю железа (Х) в процентах вычисляют по формуле

где V — объем 0,17 или 0,008 моль/дм3 раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование, см3;

m 1 — масса железа, соответствующая 1 см3 0,17 или 0,008 моль/дм3 раствора двухромовокислого калия, г;

m — масса навески сплава, г.

2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

Массовая доля железа, %	d, %	D, %
От 0,01 до 0,03	0,003	0,007
Св. 0,03 до 0,05	0,005	0,01
« 0,05 » 0,10	0,008	0,02
« 0,10 » 0,20	0,015	0,04
« 0,2 » 0,4	0,02	0,05
« 0,4 » 1,0	0,03	0,07
« 1,0 » 3,0	0,05	0,1
« 3,0 » 5,0	0,10	0,2
« 5,0 » 7,0	0,15	0,4

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости) не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

2.4.4 Контроль точности результатов анализа

Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам безоловянных бронз, аттестованным в установленном порядке или сопоставлением результатов анализа, полученных титриметрическим и атомно-абсорбционным методами в соответствии с ГОСТ 25086-87.

2.4.3, 2.4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

3.1 Сущность метода

Метод основан на титровании трехвалентного железа раствором трилона Б с применением сульфосалициловой кислоты в качестве индикатора.

3.2 Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1 и 1:4.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:1 и 1:50.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478-78, раствор 100 г/дм3.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, 0,025 моль/дм3 раствор; готовят следующим образом: 9,305 г трилона Б растворяют в 500 см3 воды при нагревании, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают до метки водой.

Железо, стандартный образец (СО) № 126 (сталь низкоуглеродистая).

Стандартный раствор железа; готовят следующим образом: 1,005 г СО № 126 растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 0,001 г железа.

Установка титра раствора трилона Б

10 см3 стандартного раствора железа помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 20 см3 воды и нейтрализуют раствором аммиака, разбавленным 1:1, до перехода синей окраски индикаторной бумаги конго в сиреневую, затем прибавляют 5 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:4, доливают водой до 100 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.

3.3 Проведение анализа

Навеску сплава массой 0,5 г (при массовой доле железа до 3%) и 0,25 г (при массовой доле железа свыше 3%) растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, в стакане вместимостью 300 см3, разбавляют водой приблизительно до 200 см3 и добавляют раствор аммиака до образования растворимого синего аммиачного комплекса меди. Раствор выдерживают при (60 +/- 5) °С для коагуляции гидроокиси железа.

Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают раствором аммиака, разбавленным 1:50. Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение, и растворяют в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1.

Фильтр промывают горячей водой и повторяют осаждение гидроокиси железа раствором аммиака, фильтрование и промывание осадка. Осадок гидроокиси железа с фильтра смывают горячей водой в коническую колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, и промывают фильтр горячей водой.

Колбу с раствором нагревают до полного растворения осадка, нейтрализуют раствором аммиака, разбавленного 1:1, до перехода синего цвета индикаторной бумаги конго в сиреневый, прибавляют 5 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до 100 см3 и нагревают до 70 °С. Приливают 5 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и титруют горячий раствор раствором трилона Б до перехода окраски из буро-красной в лимонно-желтую.

3.4 Обработка результатов

3.4.1 Массовую долю железа (Х 1 ) в процентах вычисляют по формуле

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

m 1 — масса железа, соответствующая 1 см3 0,025 моль/дм3 раствора трилона Б, г;

m — масса навески сплава, г.

3.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

3.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по п. 2.4.4.

3.4.3, 3.4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНОВЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

4.1 Сущность метода

Метод основан на образовании железом окрашенного комплекса с 1,10-фенантролином или \alpha,\alpha' -дипиридилом при рН 5 в присутствии уксуснокислого натрия и солянокислого гидроксиламина после выделения железа соосаждением с гидроокисью алюминия.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Аммиак по ГОСТ 3760-79, разбавленный 1:50 и 1:1.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78.

Фенолфталеин, раствор в этиловом спирте, 1 г/дм3.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

Аммоний-алюминий сернокислый (алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238-77, раствор, готовят следующим образом: 10 г квасцов растворяют в 1 дм3 воды с 10 см3 концентрированной серной кислоты.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867-77, раствор 100 г/дм3.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, свежеприготовленный раствор 10 г/дм3.

1,10-фенантролин, раствор; готовят следующим образом: 2,5 г 1,10-фенантролина растворяют, нагревая в небольшом количестве воды с несколькими каплями соляной кислоты и разбавляют водой до 1 дм3. Сохраняют в темном сосуде.

\alpha,\alpha' -дипиридил, раствор; готовят следующим образом: 1,5 г \alpha,\alpha' -дипиридила растворяют, нагревая в небольшом количестве воды с несколькими каплями соляной кислоты, и разбавляют водой до 1 дм3. Сохраняют в темном сосуде.

Буферный раствор; готовят следующим образом: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, прибавляют 240 см3 уксусной кислоты, фильтруют и доливают водой до 1 дм3.

Реакционная смесь, свежеприготовленная; готовят следующим образом: одну часть раствора солянокислого гидроксиламина смешивают с одной частью 1,10-фенантролина или \alpha,\alpha' -дипиридила и с двумя частями буферного раствора.

Стандартные растворы железа.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,5025 г стандартного образца стали № 126 (сталь низкоуглеродистая) растворяют в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Полученный раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,0005 г железа.

Раствор Б; готовят в день применения следующим образом: 5 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,000025 г железа.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4.3 Проведение анализа

4.3.1 Для бронз, не содержащих кремний

Навеску бронзы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, накрывают часовым стеклом и осторожно растворяют при нагревании в 15 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Стакан с раствором охлаждают, обмывают стенки стакана и стекло небольшим количеством воды и раствор разбавляют водой до 150 см3. Прибавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов (для бронз, не содержащих алюминий), 10 см3 раствора азотнокислого аммония и аммиак, разбавленный 1:1, до образования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокисей железа и алюминия. Выделившийся осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают раствором аммиака, разбавленным 1:50. Осадок растворяют 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр тщательно промывают горячей водой, собирая фильтрат в стакан, в котором проводилось осаждение, и вновь осаждают гидроокиси железа и алюминия аммиаком. Осадок отфильтровывают, промывают раствором аммиака, разбавленным 1:50, растворяют 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, и фильтр промывают горячей водой, собирая фильтрат в стакан, в котором проводилось осаждение. Раствор переводят в мерную колбу, разбавляют до соответствующего объема и в зависимости от содержания железа в бронзе отбирают аликвотную часть в соответствии с табл. 3.

Массовая доля железа, %	Объем раствора, см3	Объем аликвотной части раствора, см3	Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г
До 0,05 Св. 0,05 до 0,2 « 0,2 » 0,5 « 0,5 » 1,0	50 100 100 200	25 10 5 5	0,25 0,05 0,025 0,0125

Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают водой до 25 см3 и нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:1, по фенолфталеину, прибавляют 1 см3 соляной кислоты и 12 см3 реакционной смеси, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность на спектрофотометре в кювете длиной 1 см при \lambda = 510 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3.2 Для кремнистых бронз

Навеску бронзы массой 0,5 г помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и 2 — 3 см3 фтористо-водородной кислоты. После растворения навески раствор охлаждают, добавляют 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой и растворяют соли в воде при нагревании. Раствор переводят в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 150 см3, прибавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов и далее анализ ведут, как указано в п. 4.3.1.

4.3.3 Для свинцовых бронз

Навеску бронзы массой 0,5 г растворяют в 15 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, при нагревании в стакане вместимостью 250 см3. После растворения удаляют окислы азота кипячением и переводят раствор в мерную колбу, разбавляют до соответствующего объема и в зависимости от содержания железа в бронзе отбирают аликвотную часть, как указано в табл. 3.

Аликвотную часть раствора помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 прокипяченной азотной кислоты, разбавленной 1:1, доливают воду до объема около 100 см3 и выделяют медь и свинец электролизом на платиновые цилиндрические электроды в течение 30 мин. После окончания электролиза обмывают электроды небольшим количеством воды в тот же стакан, приливают 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов и далее анализ ведут, как указано в п. 4.3.1.

4.3.4 Для бронз с массовой долей олова, сурьмы и свинца свыше 0,05%

Навеску бронзы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 15 см3 смеси для растворения при нагревании. При неполном растворении по каплям осторожно добавляют бром. После растворения добавляют 10 см3 хлорной кислоты и упаривают раствор при умеренном нагревании до выделения густого белого дыма хлорной кислоты и осветления раствора. Осадок охлаждают, ополаскивают стенки стакана водой, доливают водой до объема 30 см3 и нагревают до растворения солей. Добавляют 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, 50 см3 воды и кипятят. После охлаждения раствор фильтруют через плотный фильтр и промывают его 3 — 5 раз горячей водой. Фильтр отбрасывают. К фильтрату добавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов и далее анализ проводят, как указано в п. 4.3.1.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4.4 Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью по 50 см3 приливают из микробюретки последовательно 0; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5 и 5,0 см3 раствора Б, доливают водой до 25 см3, приливают 2 — 3 капли раствора фенолфталеина и нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:1. Далее анализ ведут, как указано в п. 4.3.1.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железа.

По найденным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им содержаниям железа строят градуировочный график.

4.5 Обработка результатов

4.5.1 Массовую долю железа (Х 2 ) в процентах вычисляют по формуле

где m — масса железа, найденная по градуировочному графику, г;

m 1 — масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.

4.5.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.5.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

4.5.4 Контроль точности результатов анализа

Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам безоловянных бронз, аттестованным в установленном порядке, или сопоставлением результатов анализа, полученных фотометрическим и атомно-абсорбционным методами в соответствии с ГОСТ 25086-87.

4.5.3, 4.5.4 (Введены дополнительно, Изм. № 2).

5. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ СУЛЬФОСАЛИЦИЛАТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

5.1 Сущность метода

Метод основан на образовании железом (III) окрашенного в желтый цвет комплекса с сульфосалициловой кислотой в аммиачном растворе при рН 8 — 10 после выделения железа соосаждением с гидроокисью алюминия.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, разбавленный 1:1, 1:50.

Квасцы алюмоаммонийные по ГОСТ 4238-77, раствор; готовят следующим образом: 10 г квасцов растворяют в 1 дм3 воды с добавлением 10 см3 концентрированной серной кислоты.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, свежеприготовленный раствор 100 г/дм3.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478-78, раствор 200 г/дм3.

Стандартные растворы железа.

Раствор А; готовят следующим образом: 1,005 г стандартного образца № 126 (сталь низкоуглеродистая) растворяют в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Полученный раствор кипятят для удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 мл раствора А содержит 0,001 г железа.

Раствор Б; готовят в день применения. Для этого 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г железа.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 Для сплавов, не содержащих кремний

Навеску бронзы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании в 15 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. После растворения пробы ополаскивают стекло и стенки стакана небольшим количеством воды, добавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов (для бронз, не содержащих алюминия), раствор разбавляют водой до 100 см3, нагревают до 60 — 70 °С и добавляют аммиак, разбавленный 1:1, до образования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдерживают при 50 — 60 °С для коагуляции осадка гидроокисей железа и алюминия. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и раствор промывают горячим раствором аммиака, разбавленного 1:50. Осадок растворяют в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр тщательно промывают горячей водой в стакан, где проводилось осаждение, и снова проводят осаждение и растворение гидроокисей.

Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

В зависимости от содержания железа в пробе отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 5.

Массовая доля железа, %	Аликвотная часть раствора, см3	Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г
До 0,05 Св. 0,05 до 0,1 « 0,1 » 0,25 « 0,25 » 0,5 « 0,5 » 1	- 50 20 10 5	Весь раствор 0,5 0,2 0,1 0,05

Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и разбавляют водой до 50 см3 (для марганцовистых бронз добавляют 2 см3 раствора солянокислого гидроксиламина). Через 2 мин добавляют 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:1, до устойчивого желтого цвета и добавляют 3 — 4 см3 аммиака в избыток. Затем раствор доливают до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре в кювете длиной 1 см при \lambda = 425 нм или на фотоэлектроколориметре с фиолетовым светофильтром ( \lambda = 400 нм) в кювете длиной 2 см.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, проведенный через все стадии анализа.

5.3.2 Для кремнистых бронз

Навеску бронзы массой 1 г помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты и 2 — 3 см3 фтористо-водородной кислоты. После растворения навески раствор охлаждают, добавляют 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой и растворяют соли в воде при нагревании.

Раствор переводят в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 150 см3, прибавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов и далее анализ ведут, как указано в п. 5.3.1.

5.3.3 Для свинцовых бронз

Навеску бронзы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании в 15 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. После растворения пробы удаляют окислы азота кипячением и раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

В зависимости от содержания железа в пробе отбирают аликвотную часть в соответствии с табл. 5 в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 прокипяченной азотной кислоты, разбавленной 1:1, доливают воды до объема около 100 см3 и выделяют медь и свинец электролизом на платиновые цилиндрические электроды в течение 30 мин. По окончании электролиза обмывают электроды небольшим количеством воды в тот же стакан, приливают 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов, раствор нагревают до 60 — 70 °С и далее анализ ведут, как указано в п. 5.3.1.

5.4 Построение градуировочного графика

В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают из микробюретки последовательно 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Б, разбавляют водой до 50 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 5.3.1.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железа.

По найденным значениям оптических плотностей строят градуировочный график.

5.5 Обработка результатов

5.5.1 Массовую долю железа (Х 3 ) в процентах вычисляют по формуле

где m — масса железа, найденная по градуировочному графику, г;

m 1 — масса навески, соответствующая аликвотной части, г.

5.5.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.5.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в табл. 1.

5.5.4. Контроль точности результатов анализа проводят по п. 4.5.4.

5.5.3, 5.5.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

6. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

6.1 Сущность метода

Метод основан на измерении абсорбции света атомами железа, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух.

6.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для железа.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и растворы 2 и 1 моль/дм3.

Смесь кислот; готовят следующим образом: объем азотной кислоты смешивают с тремя объемами соляной кислоты.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Железо металлическое с массовой долей железа не менее 99,9%.

Стандартные растворы железа.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,5 г железа растворяют при нагревании в 20 см3 соляной кислоты с добавлением нескольких капель раствора перекиси водорода. Удаляют кипячением избыток перекиси водорода, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают водой до метки.

1 см3 раствора А содержит 0,0005 г железа.

Раствор Б; готовят следующим образом: 20 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 раствора 2 моль/дм3 соляной кислоты и доливают водой до метки.

1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г железа.

6.3 Проведение анализа

6.3.1 Для бронз с массовой долей олова и кремния до 0,05%

Навеску сплава массой, указанной в табл. 7, помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты.

Массовая доля железа, %	Масса навески, г	Объем аликвотной части раствора, см3	Объем 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты, см3	Объем раствора после разбавления, см3
От 0,01 до 0,2 Св. 0,2 « 2 » 2 « 7»	1 1 0,5	- 10 10	- 10 25	100 100 250

Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 0,2% 10 см3 раствора пробы переносят в соответствующую мерную колбу (см. табл. 7), добавляют указанный в табл. 7 объем 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 или 372 нм параллельно с градуировочными растворами.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

6.3.2 Для бронз с массовой долей олова свыше 0,05%

Навеску сплава массой, указанной в табл. 7, помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 10 см3 смеси кислот. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, стенки стакана ополаскивают раствором 1 моль/дм3 соляной кислоты и доливают до метки той же кислотой. При массовой доле железа свыше 0,2% 10 см3 раствора пробы переносят в соответствующую мерную колбу (см. табл. 7) и доливают до метки раствором 1 моль/дм3 соляной кислоты.

Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п. 6.3.1.

6.3.3 Для бронз с массовой долей кремния свыше 0,05%

Навеску сплава массой, указанной в табл. 7, помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты и 2 см3 фтористо-водородной кислоты. После растворения добавляют 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и раствор выпаривают до появления белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают стенки чашки водой и вновь выпаривают до появления белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают и растворяют в воде при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 0,2% 10 см3 раствора пробы переносят в соответствующую мерную колбу (см. табл. 7), доливают указанное в табл. 7 количество 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и разбавляют водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п. 6.3.1.

6.3.4 Построение градуировочного графика

В двенадцать из тринадцати мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 8,0 см3 стандартного раствора Б, 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора А. Во все колбы добавляют по 10 см3 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты и доливают водой до метки.

Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п. 6.3.1.

По полученным данным строят градуировочный график.

6.4 Обработка результатов

6.4.1 Массовую долю железа (Х 4 ) в процентах вычисляют по формуле

где С — концентрация железа, найденная по градуировочному графику, г/см3;

V — объем конечного раствора пробы, см3;

m — масса навески, содержащаяся в конечном объеме раствора, г.

6.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

6.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

6.4.4 Контроль точности результатов анализа

Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам безоловянных бронз, аттестованным в установленном порядке, или сопоставлением результатов анализа, полученных атомно-абсорбционным и фотометрическим методами анализа в соответствии с ГОСТ 25086-87.

6.4.3, 6.4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

7. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ СУЛЬФОСАЛИЦИЛАТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В КИСЛОЙ СРЕДЕ

7.1 Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в красно-фиолетовый цвет комплекса трехвалентного железа с сульфосалициловой кислотой в кислой среде в измерении оптической плотности окрашенного раствора.

7.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.

Смесь кислот для растворения: 5 частей концентрированной азотной кислоты смешивают с 3 частями концентрированной соляной кислоты.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор 50 г/дм3.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478-78, раствор 100 г/дм3; готовят следующим образом: 10 г препарата растворяют в 60 см3 воды, нейтрализуют раствором аммиака до рН 2 — 3 (по универсальной индикаторной бумаге) фильтруют и разбавляют водой до 100 см3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Стандартные растворы железа — по п. 5.2.

Медь марки М0 по ГОСТ 859-78.

7.3 Проведение анализа

Для бронз, кроме кремнистых и свинцовистых

Навеску бронзы массой 1 г при массовой доле железа от 0,01 до 0,1%; 0,5 г — от 0,1 до 0,2%; 0,25 г — от 0,2 до 0,4% и 0,1 г — от 0,1 до 1% помещают в стакан вместимостью 150 см3, добавляют 8 см3 смеси кислот и растворяют сначала на холоде, а затем при нагревании. После растворения навески удаляют оксиды азота кипячением в течение 1 — 1,5 мин. Раствор охлаждают, разбавляют водой до 40 — 50 см3, добавляют 5 см3 раствора винной кислоты и нейтрализуют раствором аммиака до начала выпадения основных солей меди и немедленно вновь переводят их в раствор осторожным добавлением при перемешивании соляной кислоты (1:1). После растворения осадка добавляют 18 капель избытка той же кислоты. Раствор охлаждают, добавляют 6 см3 сульфосалициловой кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в кювете 2 см или на спектрофотометре при \lambda_{\text{макс}} = 490 нм в кювете 1 см. Раствором сравнения является проба того же сплава, проведенная через весь ход анализа, но без добавления сульфосалициловой кислоты.

7.4 Построение градуировочного графика

В зависимости от массовой доли железа в стаканы вместимостью по 150 см3 помещают навеску меди (от 0,1 до 1 г), добавляют последовательно 0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора Б железа и по 8 см3 смеси кислот и далее проводят анализ, как указано в п. 7.3.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железа, в который не добавляют раствор сульфосалициловой кислоты.

По найденным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массовым долям железа строят градуировочный график.

7.5 Обработка результатов

7.5.1 Массовую долю железа (Х 5 ) в процентах вычисляют по формуле

X_{5} = \frac{m_{1} \cdot 100}{m} ,

где m 1 — массовая доля железа, найденная по градуировочному графику, г;

m — масса навески сплава, г.

7.5.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (d — показатель сходимости) не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

---