ГОСТ 22720.4-77. Редкие металлы и сплавы на их основе. Метод определения азота
(введен Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.1977 № 2341)
(ред. от 02.03.1988)
от 29 сентября 1977 г. № 2341
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Rare metals and their alloys. Method for the determination of nitrogen
ОКСТУ 1709
(код ОКСТУ введен Изменением № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта от 27.07.1983 № 3511, срок действия продлен до 1 января 1989 года.
Настоящий стандарт распространяется на ниобий, тантал, ванадий, цирконий, гафний, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы, сплавы ниобий-вольфрам, молибден-рений, молибден-цирконий, цирконий-ниобий-титан, кобальт-редкоземельные металлы, нитриды циркония и галлия и устанавливает объемный метод определения азота (при массовой доле азота от 5 \cdot 10^{- 3} % и выше).
При растворении пробы в соответствующих кислотах азот, находящийся в связанном виде (в форме нитридов и твердого раствора), переходит в раствор с образованием аммонийной соли. После проведения дистилляции аммиака из щелочного раствора (по методу Кьельдаля) определение заканчивают ацидиметрически в присутствии смешанного индикатора.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 22720.0-77.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Установка для определения азота (см. чертеж).
1 — склянки-ловушки, заполненные серной кислотой;
2 — склянка-ловушка, заполненная водой; 3 — электроплитка;
4 — дистилляционная колба из термостойкого стекла
вместимостью 500 см3 с пришлифованной пробкой,
снабженной капельной воронкой с краном;
5 — холодильник; 6 — сосуд для улавливания аммиака;
7 — микробюретка 2-го класса
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
Кислота серная по ГОСТ 14262-78, ос. ч. и разбавленная 1:1, 1:4.
Кислота серная концентрации 0,05 моль/дм3 (0,1 н.) и 0,005 моль/дм3 (0,01 н.).
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
1 см3 0,01 н. раствора соответствует 0,14 мг азота.
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
Кислота соляная по ГОСТ 14261-77, ос. ч., разбавленная 1:1 и 1:4.
Кислота фтористо-водородная (плавиковая кислота) по ГОСТ 10484-78.
Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.
Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929-76.
Цинк гранулированный по ГОСТ 3640-79, ч.д.а.
Медь сернокислая по ГОСТ 4165-78.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72.
Гидроокись натрия (натр едкий) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а., раствор; готовят следующим образом: 400 г гидроокиси натрия растворяют небольшими порциями в 1000 см3 воды. К полученному раствору прибавляют 2 — 3 кусочка цинка и несколько кристалликов сернокислой меди, перемешивают и кипятят в течение 40 — 60 мин, доливая воду для поддержания первоначального объема. Приготовленный раствор хранят в плотно закрытой полиэтиленовой посуде.
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
Смешанный индикатор; готовят следующим образом: 0,062 г метилового красного и 0,041 г метиленового синего растворяют в 100 см3 спирта и хранят в плотно закрытой склянке.
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
Вода бидистиллированная свежеперегнанная.
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1. Собирают установку по чертежу и проверяют герметичность всей системы (с помощью аспиратора) просасыванием воздуха равномерно со скоростью 3 — 4 пузырька в 1 с.
Перед началом работы производят очистку раствора щелочи и всей системы прибора от следов аммиака. Для этого в дистилляционную колбу наливают 50 см3 едкого натра и 50 см3 воды. В сосуд для улавливания аммиака наливают 25 — 30 см3 воды и 2 — 3 капли смешанного индикатора. Микробюретку заполняют 0,01 н. раствором серной кислоты. Дистилляционную колбу с раствором едкого натра нагревают до кипения и кипятят 5 — 10 мин. Полноту удаления аммиака контролируют по изменению окраски смешанного индикатора, добавляя из бюретки по каплям 0,01 н. раствор серной кислоты до восстановления фиолетовой окраски раствора. Очистку считают законченной, если фиолетовая окраска сохраняется в течение 3 — 5 мин. Анализ необходимо проводить в помещении, в котором не ведутся работы с аммиаком и его солями.
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
Для определения азота в анализируемых материалах используют три пробы в виде порошка, стружки или фольги массой по 0,5 г; при анализе нитридов — три пробы массой по 0,05 г. Условия растворения анализируемых материалов приведены в табл. 1.
| Анализируемый металл | Условия растворения |
|---|---|
| Ниобий | Навеску помещают в коническою колбу вместимостью 100 см3, добавляют 3 г сернокислого калия, 10 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3, колбу закрывают воронкой и нагревают в течение 20 мин до растворения ниобия и обильного выделения паров серной кислоты. После охлаждения содержимое колбы растворяют в 50 см3 воды |
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Тантал | Навеску помещают в платиновую чашку, смачивают 2 см3 воды, приливают 10 — 15 см3 фтористо-водородной кислоты и по каплям добавляют пергидроль (1 см3). Растворение производят сначала без нагревания, а потом при умеренном нагревании до полного растворения пробы. После охлаждения содержимое чашки разбавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Цирконий, гафний | Навеску помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и по каплям добавляют фтористо-водородную кислоту (до 1 см3), умеренно нагревают до растворения металла. К охлажденному раствору добавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Ванадий | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 15 см3 серной кислоты, разбавленной 1:4, закрывают колбу воронкой и умеренно нагревают в течение 15 мин до растворения металла. К охлажденному раствору добавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Вольфрам | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3 и растворяют в 30 см3 30%-ного раствора перекиси водорода без нагревания. После растворения металла к раствору прибавляют 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и кипятят в течение 20 мин до удаления перекиси водорода. После охлаждения содержимое колбы разбавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Молибден | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 15 — 20 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 и нагревают до появления паров, серной кислоты и полного растворения металла. К охлажденному раствору добавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Редкоземельные металлы и сплавы | Навеску помещают в стакан вместимостью 100 см3, смачивают 3 см3 воды, накрывают стакан часовым стеклом и небольшими порциями приливает 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:2. Сначала содержимое стакана выдерживают без нагревания до окончания бурной реакции, а затем умеренно нагревают до полного растворения металла. После охлаждения содержимое стакана разбавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Сплав молибденрений | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 30 см3 30%-ного раствора перекиси водорода и растворяют при охлаждении. После растворения сплава добавляют 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и кипятят до удаления перекиси водорода. К охлажденному раствору добавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Сплав ниобийвольфраммолибденцирконий | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 3 г сернокислого калия и 10 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3. Колбу закрывают воронкой и нагревают до полного растворения сплава в течение 20 мин при обильном выделении паров серного ангидрида. После охлаждения содержимое колбы растворяют в 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Сплав цирконийниобий-титан | Навеску помещают в платиновую чашку, смачивают 5 см3 воды и осторожно приливают небольшими порциями фтористо-водородную кислоту (около 5 см3). Растворение сначала ведут без нагревания, во избежание бурной реакции, а затем слабо нагревают до полного растворения сплава. После охлаждения содержимое чашки разбавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Нитрид циркония | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 7 г сернокислого калия, 15 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3, колбу закрывают воронкой и нагревают до полного растворения пробы и обильного выделения паров серной кислоты. К охлажденному раствору добавляют 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
| Нитрид галлия | Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, смачивают 5 см3 воды, осторожно приливают 10 см3 серной кислоты плотностью 1,84 г/см3, добавляют 5 — 7 г сернокислого калия, закрывают колбу воронкой и нагревают в течение 20 мин до полного растворения пробы, раствор охлаждают и приливают к нему 50 см3 воды |
|---|
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
02.03.1988 № 427)
4.1 Дистилляция
В дистилляционную колбу, в которой предварительно была произведена очистка щелочи и всей системы прибора от следов аммиака (см. разд. 3), переносят анализируемый раствор, полученный в соответствии с требованиями, указанными в табл. 1. Кран воронки закрывают и содержимое колбы тщательно перемешивают. Подогревают раствор и в течение 45 мин производят дистилляцию аммиака, поддерживая непрерывное кипение раствора. По мере отгонки аммиака окраска смешанного индикатора изменяется из фиолетово-красной в зеленую. Сразу же после появления зеленой окраски добавляют из бюретки по каплям 0,01 н. раствор серной кислоты до восстановления фиолетово-красной окраски раствора. Отгонку заканчивают, когда окраска смешанного индикатора в сосуде для улавливания аммиака продолжает сохранять слабый фиолетово-красный цвет в течение 5 мин. В полученные результаты вводят поправку контрольного опыта на загрязнение реактивов.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1 Массовую долю азота ( X ) в процентах вычисляют по формуле
где V — объем раствора серной кислоты (плотностью 1,84 г/см3), израсходованный на титрование аммиака, см3;
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
V_{1} — объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора при проведении контрольного опыта, см3;
(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 02.03.1988 № 427)
5.2. Абсолютные допускаемые расхождения между результатами двух параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2. Для промежуточных значений массовых долей азота допускаемые расхождения определяют линейной интерполяцией.
| Массовые доли азота, % | Абсолютные допускаемые расхождения, % |
|---|---|
| -3 | -3 |
| 5 х 10 | 3 х 10 |
| -2 | -3 |
| 1 х 10 | 5 х 10 |
| -2 | -2 |
| 5 х 10 | 1,5 х 10 |
| -1 | -2 |
| 1 х 10 | 2 х 10 |
| -1 | -2 |
| 2 х 10 | 3 х 10 -1 |
| 2,0 | 3 х 10 |