ГОСТ 19863.7-91. Сплавы титановые. Методы определения марганца
(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 manganese
1 июля 1992 года
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; Л.В. Антоненко; 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.
3. Периодичность проверки — 5 лет.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
|---|---|
| ГОСТ 195-77 | 2.2 |
| ГОСТ 2603-79 | 2.2 |
| ГОСТ 3118-77 | 3.2 |
| ГОСТ 4197-74 | 2.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5457-75 | 3.2 |
| ГОСТ 6008-82 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 9656-75 | 3.2 |
| ГОСТ 10484-78 | 3.2 |
| ГОСТ 17746-79 | 3.2 |
| ГОСТ 20490-75 | 2.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле от 0,02 до 2,5%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,01 до 2,5%) методы определения марганца.
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. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА
2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в серной кислоте, окислении марганца до семивалентного йоднокислым калием и измерении оптической плотности раствора при длине волны 525 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Вода, очищенная от веществ-восстановителей: к 1000 см3 воды приливают 10 см3 раствора серной кислоты 1:1, перемешивают, нагревают до кипения, добавляют 0,2 — 0,3 г йоднокислого калия, кипятят в течение 10 мин и охлаждают до комнатной температуры.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3 и растворы 1:1, 1:3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3 и раствор 1:4.
Смесь кислот: в коническую колбу вместимостью 1 дм3 помещают 520 см3 воды, осторожно, порциями по 10 см3 при перемешивании стеклянной палочкой приливают 100 см3 серной кислоты и 250 см3 азотной кислоты, раствор охлаждают до комнатной температуры и перемешивают.
Ацетон по ГОСТ 2603.
Калий йоднокислый, раствор 50 г/дм3: 25 г калия йоднокислого помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают 400 см3 раствора азотной кислоты, нагревают до растворения йоднокислого калия, охлаждают до комнатной температуры, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают раствором азотной кислоты до метки и перемешивают. Раствор готовят перед употреблением.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 40 г/дм3, готовят перед употреблением.
Натрий сернистокислый по ГОСТ 195.
Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Мр00.
Если поверхность металлического марганца покрыта окисной пленкой, то ее очищают. Для этого 2 — 3 г марганца помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 100 см3 воды, 60 см3 смеси кислот и несколько раз перемешивают. Через 3 — 5 мин, когда поверхность металла станет блестящей, раствор сливают, стружку промывают водой, дважды промывают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 — 105 °С в течение 2 — 3 мин и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.
1 г марганца помещают в высокий стакан вместимостью 400 см3, приливают 45 — 50 см3 воды и 20 см3 раствора серной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор осторожно кипятят в течение 2 — 3 мин, охлаждают до комнатной температуры. Стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором растворяли марганец. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.
Допускается приготовление раствора другим способом:
2,8776 г марганцовокислого калия помещают в высокий стакан вместимостью 400 см3, приливают 200 см3 воды, 20 см3 раствора серной кислоты 1:1 и растворяют при нагревании. К раствору добавляют несколько кристаллов сернистокислого натрия до обесцвечивания раствора, избыток восстановителя удаляют осторожным кипячением в течение 5 — 6 мин.
Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 80 см3 раствора серной кислоты 1:3 и растворяют при нагревании.
| Массовая доля марганца, % | Масса навески пробы, г |
|---|---|
| От 0,02 до 0,2 включ. Св. 0,2 « 0,8 » « 0,8 » 2,5 «» | 1 0,2 0,1 |
В раствор добавляют по каплям азотную кислоту до исчезновения фиолетовой окраски и кипятят 3 мин. Стенки колбы обмывают 25 — 30 см3 воды, приливают 25 см3 раствора йоднокислого калия и кипятят в течение 10 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, предварительно ополоснув колбу водой, не содержащей восстановителей, этой же водой доливают до метки и перемешивают.
2.3.2. Оптическую плотность раствора измеряют при длине волны 525 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 20 мм.
2.3.3. Раствором сравнения служит компенсирующий раствор, для приготовления которого к 25 — 30 см3 раствора, подготовленного для измерения оптической плотности, добавляют 2 — 3 капли раствора азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора. Для каждой серии проб используют соответствующий ей компенсирующий раствор.
Массовую долю марганца вычисляют по градуировочному графику.
2.3.4 Построение градуировочного графика
В шесть из семи конических колб вместимостью по 250 см3 отмеряют из микробюретки 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора марганца, что соответствует 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г марганца, приливают по 80 см3 раствора серной кислоты 1:3 и далее продолжают по пп. 2.3.1 и 2.3.2.
Раствором сравнения служит раствор, в который не введен марганец.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам марганца строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1 Массовую долю марганца ( X ) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{m}{m_{1}} \cdot 100 , (1)
где m — масса марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
m_{1} — масса пробы в аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
| Массовая доля марганца, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,020 до 0,100 включ. Св. 0,10 « 0,25 » « 0,25 » 0,50 « » 0,50 « 1,00 » « 1,00 » 2,50 «» | 0,006 0,01 0,02 0,04 0,06 | 0,010 0,02 0,03 0,05 0,08 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА
3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористо-водородной кислотах и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 нм в пламени ацетилен — воздух.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для марганца.
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 и 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.
Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.
Раствор титана 10 г/дм3: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Мр00.
Раствор А: 0,5 г металлического марганца помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 30 см3 раствора азотной кислоты при умеренном нагревании. После растворения навески раствор дважды выпаривают с водой до объема 10 см3 для удаления окислов азота. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,001 г марганца.
Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г марганца.
Раствор В: 10 см3 раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 10 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора В содержит 0,00001 г марганца.
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.
| Массовая доля марганца, % | Масса навески пробы, г |
|---|---|
| От 0,01 до 0,10 включ. Св. 0,10 « 0,75 » « 0,75 » 2,5 «» | 0,5 0,25 0,1 |
После растворения пробы добавляют 5 — 10 капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.
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 марганца от 0,01 до 0,1% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 20 см3 раствора титана, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001 г марганца.
3.3.3.2. При массовой доле марганца от 0,1 до 0,75% в пять мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 10 см3 раствора титана, в четыре из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,00025; 0,0005; 0,00075 г марганца.
3.3.3.3. При массовой доле марганца свыше 0,75 до 2,5% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 4 см3 раствора титана, в шесть из них отмеряют 3,0; 5,0; 7,0; 9,0; 11,0, 12,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0003; 0,0005; 0,0007; 0,0009; 0,0011; 0,0012 г марганца.
3.3.4. К растворам в колбах (см. пп. 3.3.3.1, 3.3.3.2, 3.3.3.3) добавляют по 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.5. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен — воздух (окислительное) и измеряют атомную абсорбцию марганца при длине волны 279,5 нм.
3.3.6. По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям марганца строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения — Массовая концентрация марганца, г/см3».
Массовую концентрацию марганца в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4. Обработка результатов
3.4.1 Массовую долю марганца ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле
X_{1} = \frac{(C_{1} - C_{2}) \cdot V}{m} \cdot 100 , (2)
где C_{1} — массовая концентрация марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
C_{2} — массовая концентрация марганца в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
| Массовая доля марганца, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,010 до 0,025 включ. Св. 0,025 « 0,050 » « 0,050 » 0,100 « » 0,10 « 0,20 » « 0,20 » 0,40 « » 0,40 « 0,80 » « 0,80 » 1,50 « » 1,50 « 2,50 » | 0,002 0,005 0,007 0,01 0,02 0,04 0,06 0,08 | 0,003 0,007 0,010 0,02 0,03 0,05 0,08 0,10 |