ГОСТ 21876.5-76. Государственный стандарт Союза ССР. Ферромарганец. Метод определения содержания фосфора
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 24.05.1976 № 1263)
от 24 мая 1976 г. № 1263
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА
Ferromanganese. Method for the determination of phosphorus content
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 мая 1976 г. № 1263 срок действия установлен с 01.01.1978 до 01.01.1983.
Настоящий стандарт распространяется на ферромарганец и устанавливает фотометрический метод определения содержания фосфора (при содержании фосфора от 0,01 до 0,55%).
В стандарте частично учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации РС 2553-70.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 13020.0-75.
1.2 Отбор проб производят по ГОСТ 4755-70 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 6613-73.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1, 1:3, 1:30 и 1:50.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:30, 1:100 и плотностью 1,105 г/см3; готовят следующим образом: 560 мл соляной кислоты разбавляют водой до 1 л.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-73.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, 2,5%-ный раствор.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, 10%-ный раствор.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-65, 20%-ный раствор.
Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205-77, 10%-ный раствор; готовят следующим образом: 100 г квасцов растворяют в 1 л 2 н. раствора серной кислоты.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-63.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-64.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-72, перекристаллизованный; готовят следующим образом: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 мл воды при нагревании до 80 °С. Раствор фильтруют через плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 мл этилового спирта, перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом отфильтровывают на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Осадок промывают 2 — 3 раза этиловым спиртом и высушивают на воздухе. Из полученной соли готовят 5%-ный водный раствор реактива.
Аммоний ванадиевокислый (мета) по ГОСТ 9336-75.
Первый раствор; готовят следующим образом: 50 г молибденовокислого аммония растворяют в 500 мл воды, нагретой до 50 — 60 °С. К полученному раствору при непрерывном перемешивании приливают 10 мл азотной кислоты и фильтруют.
Второй раствор; готовят следующим образом: 1,5 г ванадиевокислого аммония растворяют в 250 мл воды, нагретой до 50 — 60 °С, затем охлаждают и приливают 250 мл азотной кислоты, разбавленной 1:3. Первый и второй растворы смешивают и приливают к смеси 80 мл азотной кислоты. Жидкость хранят в закрытой склянке из темного стекла.
Калий фосфорнокислый однозамещенный, стандартные растворы.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,4393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, дважды перекристаллизованного и высушенного при 110 +/- 5 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1 л, растворяют в 100 мл воды, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора А содержит 0,1 мг фосфора.
Раствор Б; готовят следующим образом: 10 мл стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0,01 мг фосфора. Раствор готовят в день применения.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Метод определения содержания фосфора на основе синего фосфорно-молибденового комплекса (при содержании фосфора от 0,01 до 0,05%)
3.1.1. Метод основан на реакции образования желтой фосфорно-молибденовой гетерополикислоты и последующем восстановлении ее в солянокислой среде ионами двухвалентного железа в присутствии солянокислого гидроксиламина до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет.
Интенсивность синей окраски раствора пропорциональна содержанию в ней фосфора. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на спектрофотометре \lambda_{max} = 840\text{нм} или фотоэлектроколориметре с красным светофильтром.
3.1.2. Навеску ферромарганца массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, приливают 10 мл воды и 20 мл азотной кислоты. Колбу накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при умеренном нагревании, затем приливают 3 мл раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделения двуокиси марганца (примерно 5 мин).
Осадок двуокиси марганца переводят в раствор, приливая по каплям раствор азотистокислого натрия, и кипятят в течение 2 — 3 мин.
Раствор выпаривают досуха, выдерживают на плите в течение 10 мин для удаления окислов азота, приливают 10 мл соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Обработку соляной кислотой повторяют.
Сухой остаток растворяют в 15 — 20 мл соляной кислоты, приливают 50 мл воды и нагревают до кипения. Затем раствор фильтруют через фильтр средней плотности, осадок промывают 3 — 4 раза соляной кислотой, разбавленной 1:100, и 3 — 4 раза горячей водой. Фильтрат сохраняют.
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при 600 — 700 °С. Охладив тигель, остаток смачивают 2 — 3 каплями воды, прибавляют 3 — 4 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, 3 — 4 мл фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток прокаливают при температуре 600 — 700 °С, охлаждают, прибавляют 1 г углекислого натрия и сплавляют в течение 2 — 3 мин при 950 — 1000 °С. Полученный плав выщелачивают в стакане вместимостью 100 мл, содержащем 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:30, и после выщелачивания присоединяют к основному раствору.
Раствор выпаривают до объема 60 — 80 мл, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
В две мерные колбы вместимостью по 100 мл помещают по 25 мл анализируемого раствора, по 2 мл раствора железоаммонийных квасцов, по 30 мл воды, после чего нейтрализуют аммиаком до выделения гидроокиси железа. Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см3 до растворения осадка, приливают 10 мл 20%-ного раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом должны полностью обесцветиться.
К охлажденным растворам приливают по 10 мл соляной кислоты плотностью 1,105 г/см3, в одну из колб добавляют по каплям 8 мл 5%-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо перемешивают 1 — 1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего растворы в колбах доливают до метки и снова перемешивают.
Через 10 — 15 мин оптическую плотность растворов измеряют на спектрофотометре при \lambda_{max} = 840\text{нм} или на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром.
Раствором сравнения служит вторая аликвотная часть без добавления раствора молибденовокислого аммония.
Содержание фосфора находят по градуировочному графику.
3.1.3 Построение градуировочного графика.
В семь мерных колб вместимостью по 100 мл каждая помещают 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06 и 0,07 мг фосфора. Восьмая мерная колба, в которую прибавляют все реактивы, за исключением раствора фосфора, служит контрольным опытом на загрязнение реактивов.
В каждую колбу приливают по 25 мл воды, по 2 мл 10%-ного раствора железоаммонийных квасцов, нейтрализуют раствор аммиаком до выделения гидроокиси железа.
Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см3 до растворения осадка, приливают по 10 мл раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом должны полностью обесцветиться.
К охлажденным растворам приливают по 10 мл соляной кислоты плотностью 1,105 г/см3, добавляют по каплям 8 мл 5%-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо перемешивают 1 — 1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего растворы в колбах доливают водой до метки и снова перемешивают.
Через 10 — 15 мин измеряют оптическую плотность растворов на спектрофотометре при \lambda_{max} = 840\text{нм} или на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, в которую прибавляют все реактивы.
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям фосфора строят градуировочный график.
3.2. Метод определения содержания фосфора на основе желтого фосфорно-ванадиево-молибденового комплекса при содержании фосфора свыше 0,05%
3.2.1. Метод основан на образовании в азотнокислой среде фосфорно-молибденово-ванадиевого комплексного соединения, окрашенного в желтый цвет. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на спектрофотометре при \lambda_{max} = 415\text{нм} или фотоэлектроколориметре с синим светофильтром.
3.2.2. Навеску ферромарганца массой 0,5 г (при содержании фосфора до 0,20%) и 0,2 г (при содержании фосфора свыше 0,20%) помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, приливают 10 мл воды и 20 мл азотной кислоты. Колбу прикрывают часовым стеклом и навеску растворяют при умеренном нагревании.
Затем приливают 3 мл раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделения двуокиси марганца (примерно 5 мин).
Осадок двуокиси марганца переводят в раствор, приливая по каплям раствор азотнокислого натрия, и кипятят до удаления окислов азота.
Раствор выпаривают до начала кристаллизации солей, охлаждают, приливают 3 мл азотной кислоты, разбавленной 1:1, 40 — 50 мл воды и нагревают до кипения. Затем фильтруют через фильтр средней плотности. Осадок промывают 3 — 4 раза азотной кислотой, разбавленной 1:50, и 3 — 4 раза горячей водой. Фильтрат сохраняют.
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при 600 — 700 °С. Охладив тигель, остаток смачивают 2 — 3 каплями воды, прибавляют 3 — 4 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, 3 — 4 мл фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток прокаливают при 600 — 700 °С, охлаждают, прибавляют 1 г углекислого натрия и сплавляют при 950 — 1000 °С. Полученный плав выщелачивают в стакане вместимостью 100 мл, содержащем 50 мл азотной кислоты, разбавленной 1:30, и присоединяют к основному раствору.
Объединенный раствор выпаривают до 60 — 80 мл, охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доливают водой до метки.
В мерную колбу вместимостью 100 мл отбирают 20 мл анализируемого раствора, приливают 10 мл воды, 6 мл азотной кислоты, разбавленной 1:1, а затем, при перемешивании, добавляют 10 мл реактивной жидкости.
Раствор в колбе доливают водой до метки и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при \lambda_{max} = 415\text{нм} или фотоэлектроколориметре с синим светофильтром.
В качестве раствора сравнения применяют воду.
Содержание фосфора находят по градуировочному графику.
3.2.3 Построение градуировочного графика.
В семь мерных колб вместимостью по 100 мл каждая помещают 2, 6, 10, 14, 18, 22 и 25 мл стандартного раствора фосфора, что соответствует 0,02; 0,06; 0,1; 0,14; 0,18; 0,22 и 0,25 мг фосфора.
Восьмая мерная колба, в которую прибавляют все реактивы, за исключением раствора фосфора, служит контрольным опытом на загрязнение реактивов.
В каждую колбу приливают воду до объема 30 мл, по 8 мл азотной кислоты, разбавленной 1:1, по 10 мл реактивной жидкости, доливают водой до метки и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при \lambda_{max} = 415\text{нм} или фотоколориметре с синим светофильтром.
В качестве раствора сравнения применяют воду.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Содержание фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле
где m — количество фосфора, найденное по градуировочному графику, г;
m_{1} — масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г.
4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.
| Содержание фосфора, % | Абсолютные допускаемые расхождения, % |
|---|---|
| От 0,01 до 0,025 Св. 0,025 « 0,04 » 0,04 « 0,08 » 0,08 « 0,15 » 0,15 « 0,30 » 0,30 « 0,55» | 0,003 0,006 0,008 0,01 0,015 0,02 |