ГОСТ 21876.4-76. Межгосударственный стандарт. Ферромарганец. Методы определения кремния
(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 24.05.1976 № 1263)
(ред. от 01.03.1989)
Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 мая 1976 г. № 1263
Ferromanganese. Methods for the determination of silicon
Дата введения 1 января 1978 года
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством черной металлургии СССР.
Разработчики: А.Н. Морозов, В.Л. Зуева, П.Ф. Агафонов.
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.05.1976 № 1263.
4. Стандарт полностью унифицирован с БДС 7512-69.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта |
|---|---|
| ГОСТ 83-79 | 6 |
| ГОСТ 3118-77 | 2, 6 |
| ГОСТ 3652-69 | 6 |
| ГОСТ 3765-78 | 6 |
| ГОСТ 4204-77 | 2 |
| ГОСТ 4332-76 | 6 |
| ГОСТ 4461-77 | 2 |
| ГОСТ 6613-86 | 1.2.1 |
| ГОСТ 9428-73 | 6 |
| ГОСТ 9656-75 | 6 |
| ГОСТ 10484-78 | 2 |
| ГОСТ 10929-76 | 6 |
| ГОСТ 24991-81 | 1.2 |
| ГОСТ 20490-75 | 6 |
| ГОСТ 28473-90 | 1.1 |
6. Ограничение срока действия снято по Протоколу № 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94).
7. Издание (апрель 2000 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в апреле 1984 г., марте 1989 г. (ИУС 8-84, 6-89).
Настоящий стандарт устанавливает методы определения кремния в ферромарганце:
фотометрический — при массовой доле кремния от 0,1 до 4,0%;
гравиметрический — при массовой доле кремния от 0,5 до 10,0%.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.
1.2. Отбор проб проводят по ГОСТ 24991 со следующим дополнением.
1.2.1. Проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613.
Метод основан на растворении навески ферромарганца в смеси азотной и серной кислот, выделении кремниевой кислоты из сернокислого раствора путем выпаривания до появления паров серной кислоты с последующим определением разницы между массой осадка до обработки фтористоводородной кислотой и массой остатка после обработки фтористоводородной кислотой.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 2:98.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Печь муфельная любого типа с температурой нагрева до 1100 °C.
Смесь азотной и серной кислот; готовят следующим образом: к 660 см3 воды приливают 160 см3 серной кислоты. После охлаждения раствора добавляют 180 см3 азотной кислоты и перемешивают.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Навеску ферромарганца массой 1 г (при массовой доле кремния до 2%) и 0,5 г (при массовой доле кремния свыше 2%) помещают в стакан вместимостью 400 см3 и растворяют в 50 см3 смеси азотной и серной кислот. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, которым дают выделиться 3 — 4 мин.
После охлаждения соли растворяют в 100 см3 воды. К раствору приливают 5 см3 соляной кислоты и нагревают раствор до полного растворения солей. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество фильтробумажной массы.
Осадок на фильтре промывают вначале 5 — 7 раз теплой соляной кислотой, разбавленной 2:98, затем 8 — 10 раз теплой водой. Фильтр с осадком сохраняют.
Фильтрат проверяют на полноту выделенной кремниевой кислоты. Для этого в раствор приливают 5 см3 серной кислоты и снова выпаривают до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, приливают 100 см3 воды, нагревают до полного растворения солей, отфильтровывают возможно выделившийся осадок кремниевой кислоты и промывают, как указано выше.
Фильтры с осадками кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат, осторожно озоляют и прокаливают 40 мин при 1000 +/- 20 °C. После охлаждения в тигель с осадком добавляют четыре капли серной кислоты, разбавленной 1:1, сушат и прокаливают при 1000 +/- 20 °C до постоянной массы осадка.
Охлажденный тигель с осадком взвешивают, добавляют 3 — 5 капель воды, 3 — 4 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, 3 — 4 см3 фтористоводородной кислоты и содержимое тигля осторожно выпаривают до полного удаления серной кислоты. Сухой остаток прокаливают 15 — 20 мин при 1000 +/- 20 °C до постоянной массы остатка, охлаждают и взвешивают.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{(m - m_{1}) - (m_{2} - m_{3}) \cdot 0,4674 \cdot 100}{m_{4}} ,
где m — масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;
m1 — масса тигля с остатком двуокиси кремния после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m2 — масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;
m3 — масса тигля с остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;
0,4674 — коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний.
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в таблице.
4.1, 4.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).
5. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Метод основан на разложении навески и образовании желтой кремнемолибденовой гетерополикислоты (при pH 1,60 — 1,65) с последующим восстановлением ее смесью аскорбиновой и лимонной кислот до молибденовой сини и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
6. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Печь муфельная любого типа с температурой нагрева до 1100 °C.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 3 моль/дм3.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Смесь восстановительная свежеприготовленная: 1 г аскорбиновой кислоты и 5 г лимонной кислоты растворяют в 100 см3 воды.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой долей 0,2%.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, свежеприготовленный раствор с массовой долей 5%.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83 и раствор с массовой долей 1%.
Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332.
Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 30%.
Смесь для сплавления: калий-натрий углекислый смешивают с борной кислотой в соотношении 2:1.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428.
Раствор А: 0,215 г двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2,5 г углекислого натрия при температуре 1000 — 1100 °C. Плав выщелачивают в растворе углекислого натрия, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки раствором углекислого натрия и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Массовая концентрация кремния в растворе А равна 0,0001 г/см3.
Массовую концентрацию раствора устанавливают гравиметрическим методом: солянокислотным, хлорнокислотным или сернокислотным с двойным выпариванием.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают, готовят перед применением.
Массовая концентрация кремния в растворе Б равна 0,00001 г/см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
7. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
7.1. Навеску ферромарганца массой 0,5 г при массовой доле кремния от 0,1 до 0,8%, 0,2 г при массовой доле кремния св. 0,8 до 2,0% и 0,1 г при массовой доле кремния св. 2,0 до 4,0% помещают в платиновый тигель и смешивают с 2,5 г смеси для сплавления. Тигель накрывают платиновой крышкой и сплавляют в муфеле при температуре 900 — 950 °C в течение 10 мин. Охлажденный тигель помещают в полиэтиленовый стакан, приливают 80 см3 горячего раствора соляной кислоты и нагревают на водяной бане до растворения плава. Тигель удаляют из стакана и обмывают его водой. Для разрушения двуокиси марганца прибавляют несколько капель перекиси водорода и энергично перемешивают. Избыток перекиси водорода связывают несколькими каплями раствора марганцовокислого калия. Содержимое стакана охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Аликвотную часть раствора 5 см3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 50 см3 воды и 5 см3 раствора молибденовокислого аммония, перемешивают и через 10 мин приливают 5 см3 восстановительной смеси, и доводят до метки водой.
Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.
В качестве раствора сравнения применяют воду.
После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора анализируемой пробы находят массу кремния по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
7.2. Для построения градуировочного графика в восемь из девяти мерных колб вместимостью 100 см3 помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001, 0,00002, 0,00003, 0,00004, 0,00005, 0,00006, 0,00007 и 0,00008 г кремния.
В девятую колбу стандартного раствора не приливают. Во все колбы приливают по 1,6 см3 раствора соляной кислоты, по 50 см3 воды и по 5 см3 молибденовокислого аммония, перемешивают и через 10 мин приливают 5 см3 восстановительной смеси, доводят до метки водой. Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора, как указано в п. 7.1.
В качестве раствора сравнения используют раствор девятой колбы, не содержащей стандартный раствор Б.
По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам кремния строят градуировочный график.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
8.1 Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{m_{1}}{m} \cdot 100,
где m1 — масса кремния, найденная по градуировочному графику, г;
m — масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
8.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в таблице.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).