ГОСТ 16698.11-71. Марганец металлический. Метод определения содержания титана
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 17.02.1971 № 260)
от 17 февраля 1971 г. № 260
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТИТАНА
Metallic manganese. Method for the determination of titanium content
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 17.02.1971 № 260 срок введения установлен с 01.07.1972.
Настоящий стандарт распространяется на металлический марганец и устанавливает фотоколориметрический метод определения содержания титана (при содержании титана от 0,002 до 0,10%).
Метод основан на образовании окрашенного в желто-оранжевый цвет комплексного соединения титана с диантипирилметаном. По интенсивности окраски комплекса находят содержание титана. Титан предварительно выделяют купферроном. Мешающее влияние трехвалентного железа и пятивалентного ванадия устраняют прибавлением аскорбиновой кислоты.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 16698.0-71.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-М или другого типа.
Кислота серная по ГОСТ 4204-66 и разбавленная 1:2, 1:4, 1:9, 1:100.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-67.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-67 и плотностью 1,12 г/см3.
Нитрозофенилгидроксиламина аммонийная соль (купферрон) по ГОСТ 5857-51, свежеприготовленный 6%-ный водный раствор.
Промывная жидкость; готовят следующим образом: к 1 л воды приливают 10 мл концентрированной серной кислоты, охлаждают, приливают 10 мл купферрона и перемешивают.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-65.
Аскорбиновая кислота (витамин С) по ГОСТ 4815-54, х.ч., 10%-ный раствор.
Диантипирилметан. При отсутствии диантипирилметана заводского изготовления его можно приготовить из антипирина следующим образом: навеску антипирина растворяют в небольшом количестве воды, добавляют 1 — 2 мл концентрированной соляной кислоты и раствор формалина, исходя из соотношения 3 — 4 мл формалина на 1 г антипирина. Смесь нагревают на водяной бане 30 — 40 мин. Теплый раствор нейтрализуют аммиаком до появления слабого запаха. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают. После высушивания реактив готов к применению. Для получения диантипирилметана высокой степени чистоты рекомендуется его перекристаллизовать из спирта.
Диантипирилметан, 1%-ный раствор; готовят следующим образом: 10 г диантипирилметана растворяют в 300 — 400 мл воды, содержащей 15 мл концентрированной серной кислоты. Раствор фильтруют через фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают до метки водой и перемешивают.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-64.
Формалин технический по ГОСТ 1625-61.
Квасцы железоаммонийные (железо III-аммоний сернокислый) по ГОСТ 4205-68, раствор; готовят следующим образом: 8,63 г железоаммонийных квасцов растворяют при слабом нагревании в 500 мл воды, содержащей 5 мл разбавленной 1:1 серной кислоты, и разбавляют водой до 1 л.
1 мл раствора содержит 0,001 г железа.
Титан сернокислый, стандартный раствор; готовят следующим образом: 0,1668 г двуокиси титана помещают в платиновую чашку и сплавляют с 5 — 6 г пиросернокислого калия при 800 — 850 °С. Плав растворяют при слабом нагревании в 400 мл разбавленной 1:4 серной кислоты в стакане вместимостью 600 мл. Полученный раствор фильтруют через фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 1 л. Фильтр промывают 3 — 4 раза разбавленной 1:4 серной кислотой. Раствор доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора содержит 0,0001 г титана.
Отбирают 100 мл раствора сернокислого титана в стакан вместимостью 250 — 300 мл и приливают при перемешивании раствор аммиака до получения рН 8 — 9 (по универсальной индикаторной бумаге) и в избыток 3 — 5 мл. Раствор с выпавшим осадком нагревают до кипения, осадок количественно переносят на фильтр «белая лента» и промывают 3 — 4 раза теплой водой, содержащей в 1 л 10 мл аммиака. Фильтр с осадком помещают в предварительно прокаленный до постоянной массы взвешенный платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 1000 — 1100 °С до постоянной массы. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Титр раствора сернокислого титана (Т), выраженный в г/мл титана, вычисляют по формуле:
где g — масса тигля с осадком двуокиси титана в г;
g_{1} — масса тигля без осадка двуокиси титана в г;
g_{2} — масса тигля с осадком контрольного опыта в г;
g_{3} — масса тигля без осадка контрольного опыта в г;
K — коэффициент пересчета двуокиси титана на титан, равный 0,5995;
V — объем раствора сернокислого титана, взятый для установки титра, в мл.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Навеску металлического марганца 1 г помещают в стакан вместимостью 300 — 400 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стекло, приливают небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 25 — 30 мл разбавленной 1:2 серной кислоты. После окончания бурной реакции приливают небольшими количествами (через носик стакана, не снимая часовое стекло) 1 — 2 мл концентрированной азотной кислоты и нагревают 5 — 10 мин до удаления бурых окислов азота и окончательного растворения всей навески. Сняв часовое стекло, обмывают его над стаканом небольшим количеством воды, прибавляют 1 мл раствора железоаммонийных квасцов, после чего выпаривают раствор на песчаной бане до появления густых белых паров серного ангидрида, которым дают выделяться в течение 5 — 10 мин.
Стакан охлаждают, осторожно приливают 40 — 50 мл холодной воды, нагревают до растворения солей и фильтруют раствор (при наличии кремниевой кислоты) через фильтр «белая лента» в стакан вместимостью 350 — 400 мл. Осадок на фильтре промывают несколько раз горячей водой и отбрасывают. Содержимое стакана разбавляют водой до 150 мл. Раствор, содержащий около 4 — 5 мл серной кислоты на каждые 100 мл, охлаждают до 10 — 12 °С, прибавляют немного беззольной бумажной массы и осаждают титан 15 — 20 мл раствора купферрона, приливая его тонкой струей при непрерывном перемешивании до начала выпадения бурого осадка купферроната железа. Стакан с раствором и выпавшим осадком оставляют на 30 мин при 10 — 12 °С. Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают промывной жидкостью. Фильтрат отбрасывают, а фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 700 — 800 °С.
Прокаленный осадок сплавляют с 3 — 5 г пиросернокислого калия при 800 — 850 °С. Плав выщелачивают 20 мл разбавленной 1:9 серной кислоты при нагревании.
Раствор фильтруют через фильтр «белая лента» в колбу вместимостью 50 мл. Фильтр промывают 3 — 4 раза разбавленной 1:100 серной кислотой, собирая промывные воды в колбу с фильтратом. Фильтр отбрасывают. Раствор в мерной колбе охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.
Аликвотную часть раствора 25 мл (при содержании титана от 0,002 до 0,02%), 10 мл (при содержании титана свыше 0,02 до 0,05%) или 5 мл (при содержании титана свыше 0,05 до 0,10%) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, приливают 5 мл раствора аскорбиновой кислоты, перемешивают и оставляют на 5 — 7 мин до полного восстановления трехвалентного железа и пятивалентного ванадия. Затем к раствору прибавляют 10 мл соляной кислоты плотностью 1,12 г/см3 и 25 мл раствора диантипирилметана. Раствор в колбе доливают водой до метки и перемешивают.
В качестве раствора сравнения применяют воду.
Через 1 ч измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 435 — 455 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на содержание титана в реактивах. По найденному значению оптической плотности анализируемого раствора с учетом поправки контрольного опыта находят содержание титана по калибровочному графику.
3.2 Построение калибровочного графика
В шесть мерных колб вместимостью по 100 мл наливают из микробюретки 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1 мл стандартного раствора сернокислого титана, что соответствует 0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 и 0,1 мг титана. В седьмую колбу стандартный раствор не вносят, она служит для определения поправки на содержание титана в реактивах. Затем в каждую колбу приливают по 5 мл аскорбиновой кислоты, по 10 мл соляной кислоты плотностью 1,12 г/см3 и по 25 мл раствора диантипирилметана, перемешивая растворы после добавления каждого реактива. Растворы в колбах доливают водой до метки и перемешивают. Через 1 ч измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 435 — 455 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения применяют воду.
По найденным значениям оптической плотности растворов с учетом поправки на содержание титана в реактивах и соответствующим концентрациям титана строят калибровочный график.
4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА
4.1 Содержание титана в металлическом марганце (Х) в процентах вычисляют по формуле:
где g — количество титана, найденное по калибровочному графику, в мг;
G — навеска, соответствующая аликвотной части раствора, в г.
4.2. Допускаемые расхождения между результатами анализа не должны превышать величин, указанных в таблице.
| Содержание титана в % | Допускаемые расхождения между крайними результатами анализа в абс. % |
|---|---|
| От 0,002 до 0,005 Св. 0,005 « 0,01 » 0,01 « 0,025 » 0,025 « 0,05 » 0,05 « 0,10» | 0,0008 0,002 0,004 0,010 0,015 |