ГОСТ 19863.2-91. Сплавы титановые. Методы определения ванадия
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 05.05.1991 № 625)
от 5 мая 1991 г. № 625
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Titanium alloys. Methods for the determination of vanadium
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.
Разработчики: В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук; А.И. Королева; О.Л. Скорская, канд. хим. наук.
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.1991 № 625.
4. Периодичность проверки — 5 лет.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
|---|---|
| ГОСТ 83-79 | 2.2 |
| ГОСТ 3118-77 | 3.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4220-75 | 2.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5457-75 | 3.2 |
| ГОСТ 9336-75 | 3.2 |
| ГОСТ 9656-75 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 10484-78 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 17746-79 | 3.2 |
| ГОСТ 20490-75 | 2.2 |
| ГОСТ 22180-76 | 2.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1 |
| ТУ 6-09-3501-74 | 2.2 |
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) методы определения ванадия.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ
2.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси серной и борофтористо-водородной кислот, окислении ванадия до пятивалентного марганцовокислым калием и титровании его раствором двойной сернокислой соли закиси железа и аммония (соли Мора) с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора.
2.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3, растворы 1:1 и 1:5.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3, раствор 1:1.
Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористо-водородная: к 280 см3 фтористо-водородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Кислота щавелевая по ГОСТ 22180, раствор 10 г/дм3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 0,1 моль/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83.
Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6-09-3501, раствор 2 г/дм3: 0,2 г углекислого натрия помещают в стакан вместимостью 100 см3, растворяют при нагревании в 50 см3 воды, добавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и доливают водой до 100 см3.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм3: 29,42 или 5,88 г перекристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в 500 см3 воды, доливают водой до метки и перемешивают.
Для перекристаллизации 100 г двухромовокислого калия помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 150 см3 воды и растворяют при нагревании. Раствор при энергичном перемешивании выливают тонкой струей в фарфоровую чашку, которая охлаждается ледяной водой. Выпавшие кристаллы отфильтровывают отсасыванием на воронке с пористой стеклянной пластинкой, высушивают 2 — 3 ч при температуре (102 +/- 2) °С, измельчают и окончательно высушивают при температуре (200 +/- 5) °С в течение 10 — 12 ч.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм3: 39,5 или 7,9 г соли Мора помещают в стакан вместимостью 800 см3 и растворяют в 500 см3 воды, приливают 100 см3 раствора серной кислоты 1:1, охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (практическую), \text{Т} выраженную в г/см3 ванадия ( \text{Т} ), вычисляют по формуле
\text{Т } = 0,005095 \cdot \text{К} , (1)
где 0,005095 — массовая концентрация раствора соли Мора (теоретическая), выраженная в г/см3 ванадия;
Устанавливают соотношение \text{К} между растворами двухромовокислого калия и соли Мора: в три конические колбы вместимостью по 250 см3 переносят по 10 см3 раствора двухромовокислого калия 0,1 или 0,02 моль/дм3, разбавляют до 100 см3 водой, приливают по 20 см3 раствора серной кислоты 1:5, перемешивают, добавляют 5 — 6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют соответствующим раствором соли Мора до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.
Соотношение \text{К } = \frac{V_{1}}{V_{2}} , (2)
V_{2} — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают перед его применением.
2.3 Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 60 см3 раствора серной кислоты 1:5, 2 см3 борофтористо-водородной кислоты и нагревают до полного растворения.
| Массовая доля ванадия, % | Масса навески пробы, г |
|---|---|
| От 0,1 до 1,0 включ. Св. 1,0 « 3,0 » « 3,0 » 6,0 «» | 1 0,5 0,25 |
В раствор добавляют по каплям раствор азотной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски, 2 — 3 капли в избыток и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 100 см3 воды и по каплям раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой бледно-розовой окраски. Затем медленно, по каплям, добавляют раствор щавелевой кислоты до обесцвечивания.
Раствор титруют раствором соли Мора 0,02 моль/дм3 при массовой доле ванадия менее 0,5% или раствором 0,1 моль/дм3 при массовой доле ванадия более 0,5% с 5 — 6 каплями индикатора — фенилантраниловой кислоты до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.
2.4 Обработка результатов
2.4.1 Массовую долю ванадия ( X ) в процентах вычисляют по формуле
где T — установленная массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 ванадия;
V_{3} — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см3;
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
| Массовая доля ванадия, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,1 до 0,30 включ. Св. 0,30 « 0,75 » « 0,75 » 1,50 « » 1,50 « 3,00 » « 3,00 » 6,00 «» | 0,01 0,02 0,05 0,08 0,15 | 0,01 0,03 0,06 0,10 0,20 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ
3.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористо-водородной кислотах и измерении атомной абсорбции ванадия при длине волны 318,5 нм в пламени ацетилен — закись азота.
3.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для ванадия.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 2:1 и 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.
Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористо-водородная: к 280 см3 фтористо-водородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.
Раствор А, 20 г/дм3: 4 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 160 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 8 см3 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют 2 см3 азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор Б, 10 г/дм3: 1 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют шестнадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336.
Стандартный раствор ванадия: 2,2962 г ванадиевокислого аммония помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 50 см3 воды, 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора содержит 0,001 г ванадия.
3.3 Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 1 см3 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения пробы добавляют десять капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, 10 см3 борофтористо-водородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
| Массовая доля ванадия, % | Масса навески пробы, г |
|---|---|
| От 0,1 до 2,0 включ. Св. 2,0 « 6,0 » | 0,5 0,2 |
3.3.2 Раствор контрольного опыта готовят по п. 3.3.1.
3.3 3. Построение градуировочного графика
3.3.3.1 При массовой доле ванадия от 0,1 до 0,5%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 25 см3 раствора титана А, в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г ванадия.
3.3.3.2 При массовой доле ванадия от 0,5 до 2,0%
В пять мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 25 см3 раствора титана А, в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г ванадия.
3.3.3.3 При массовой доле ванадия свыше 2,0 до 6,0%
В пять мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 20 см3 раствора титана Б, в четыре из них отмеряют 3,0; 6,0; 9,0; 12,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,003; 0,006, 0,009; 0,012 г ванадия.
3.3.3.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп. 3.3.3.1, 3.3.3.2, 3.3.3.3, добавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см3 борофтористо-водородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.4. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен — закись азота (восстановительное) и измеряют атомную абсорбцию ванадия при длине волны 318,5 нм.
По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям ванадия строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения — Массовая концентрация ванадия, г/см3».
Массовую концентрацию ванадия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4 Обработка результатов
3.4.1 Массовую долю ванадия ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле
X_{1} = \frac{(C_{1} - C_{2}) \cdot V}{m} \cdot 100 , (4)
где C_{1} — массовая концентрация ванадия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
C_{2} — массовая концентрация ванадия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем раствора пробы, см3;
3.4.2. Расхождение результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
| Массовая доля ванадия, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,100 до 0,300 включ. Св. 0,30 « 0,60 » « 0,60 » 1,50 « » 1,50 « 3,00 » « 3,00 » 6,00 «» | 0,015 0,03 0,05 0,10 0,15 | 0,020 0,05 0,10 0,15 0,20 |