ГОСТ 26564.3-85 (СТ СЭВ 4555-84). Материалы и изделия огнеупорные карбидкремниевые. Методы определения двуокиси кремния
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 21.06.1985 № 1837)
от 21 июня 1985 г. № 1837
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ КАРБИДКРЕМНИЕВЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ
Silicon carbide refractory materials and products. Methods for determination of silicon dioxide
ГОСТ 26564.3-85 (СТ СЭВ 4555-84)
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 июня 1985 г. № 1837 срок действия установлен с 01.07.1986 до 01.07.1991.
Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический (при массовой доле от 1,5 до 10%) и титриметрический (при массовой доле от 0,3 до 5%) методы определения двуокиси кремния в огнеупорных карбидкремниевых материалах и изделиях.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4555-84.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 26564.0-85.
2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ
2.1. Метод основан на окислении карбида кремния и свободного кремния до двуокиси кремния путем сплавления навески со смесью углекислого натрия и тетраборнокислого натрия, разложении плава соляной кислотой, определении суммарного количества двуокиси кремния и последующем вычислении двуокиси кремния.
2.2 Аппаратура, материалы и реактивы
Печь муфельная с нагревом до 1100 °C.
Тигли платиновые по ГОСТ 6563-75.
Натрий углекислый по ГОСТ 83-79, безводный.
Натрий тетраборнокислый по ГОСТ 4199-76, безводный.
Смесь для сплавления, состоящая из безводного углекислого натрия и безводного тетраборнокислого натрия в соотношении 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и растворы 1:1 и 5:95.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, раствор 1:4.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, 1%-ный раствор.
Спирт этиловый по ГОСТ 4448-71, 96%-ный.
2.3 Проведение анализа
В платиновом тигле сплавляют от 6 до 8 г смеси для сплавления. После охлаждения в тот же тигель добавляют 0,5 г пробы, тигель накрывают платиновой крышкой и нагревают, постепенно повышая температуру до (1100 +/- 20) °C. Нагревание продолжают до полного разложения пробы. Время от времени жидкий плав перемешивают, держа тигель в щипцах с платиновыми наконечниками.
Плав охлаждают до температуры около 100 °C, тигель с плавом переносят в фарфоровую чашку диаметром 15 см, теплый плав заливают 50 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и накрывают чашку часовым стеклом. Содержимое чашки нагревают до полного разложения плава, затем снимают стекло, тигель и крышку ополаскивают горячей водой, прибавляют 20 см3 этилового спирта и осторожно упаривают раствор на водяной бане или на электроплитке с асбестовым слоем до сироповидной консистенции. В чашку прибавляют 10 см3 соляной кислоты и 15 см3 этилового спирта, после чего раствор упаривают досуха, до полного исчезновения запаха хлористого водорода.
Чашку с сухим остатком помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре (110 +/- 5) °C в течение 1 ч.
Чашку охлаждают, приливают 30 см3 соляной кислоты, выдерживают 7 мин, приливают 100 см3 кипящей воды, перемешивают и фильтруют через фильтр средней плотности диаметром 9 см. Осадок на фильтре промывают 2 — 3 раза горячим раствором соляной кислоты 5:95, а затем горячей водой до удаления ионов хлора (проба с азотнокислым серебром). Фильтрат с промывными водами переводят в ту же фарфоровую чашку и вторично выпаривают на водяной бане досуха. Чашку с сухим остатком помещают в сушильный шкаф и выдерживают при (110 +/- 5) °C в течение 1 ч.
После охлаждения сухой остаток смачивают 10 см3 соляной кислоты, выдерживают 7 мин, добавляют 30 см3 горячей воды и отфильтровывают осадок кремневой кислоты через плотный фильтр диаметром 5 см. Прилипшие к стенкам чашки частицы осадка переносят на фильтр с помощью кусочка влажной фильтровальной бумаги. Осадок на фильтре промывают раствором соляной кислоты 5:95, а затем горячей водой до удаления ионов хлора (проба с азотнокислым серебром). Фильтрат и промывные воды собирают в мерную колбу вместимостью 500 см3 и сохраняют.
Оба фильтра с осадками помещают во взвешенный платиновый тигель, осторожно высушивают, озоляют и прокаливают при (1000 +/- 20) °C в течение 40 мин. После охлаждения в эксикаторе прокаленный осадок взвешивают. Прокаливание повторяют по 10 мин до получения постоянной массы.
Прокаленный осадок в тигле увлажняют 5 каплями раствора серной кислоты и добавляют 5 см3 раствора фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля осторожно выпаривают на песчаной бане до появления паров серного ангидрида, тигель охлаждают, вновь прибавляют 5 см3 раствора фтористоводородной кислоты и повторяют выпаривание. После охлаждения в тигель прибавляют 3 см3 воды, с ее помощью ополаскивают внутренние стенки тигля, затем жидкость выпаривают до исчезновения паров серного ангидрида. Тигель с остатком прокаливают в течение 15 мин при (1000 +/- 20) °C до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
2.4 Обработка результатов
2.4.1 Массовую долю двуокиси кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
где X_{1} — массовая доля карбида кремния в пробе, %;
X_{2} — массовая доля свободного кремния в пробе, %;
m_{1} — масса тигля с прокаленным осадком двуокиси кремния до обработки кислотами, %;
m_{2} — масса тигля с остатком после обработки кислотами и прокаливания, г;
1,5 — коэффициент пересчета карбида кремния на двуокись кремния;
2,14 — коэффициент пересчета кремния на двуокись кремния.
2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 1.
| Массовая доля двуокиси кремния | Абсолютные допускаемые расхождения |
|---|---|
| От 1,5 до 5 Св. 5 « 10» | 0,5 0,7 |
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ
3.1. Метод основан на образовании силикофторидкалия, гидролизации его горячей водой и титровании выделившегося фтороводорода раствором гидроокиси натрия.
3.2 Аппаратура, материалы и реактивы
Тигли платиновые по ГОСТ 6563-75.
Калий хлористый твердый по ГОСТ 4234-77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.
Раствор соляной кислоты (1:4), насыщенный хлористым калием. 2000 см3 раствора соляной кислоты (1:4) насыщают твердым хлористым калием (примерно 350 г на 1000 см3). Периодически перемешивая раствор, оставляют на 24 ч.
Кислота соляная, раствор 0,1 моль/дм3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, 40%-ный раствор, насыщенный хлористым калием. 100 см3 40%-ного раствора фтористоводородной кислоты помещают в полиэтиленовый сосуд, добавляют 10 г измельченного и высушенного при температуре (130 +/- 5) °C хлористого калия, перемешивают. По истечении 24 ч содержимое сосуда фильтруют на полиэтиленовой воронке через фильтр средней плотности в полиэтиленовый стакан.
Натрия гидроокись 0,1 моль/дм3.
Спирт этиловый по ГОСТ 4448-71, 96%-ный.
Раствор для промывки: 3000 см3 воды насыщают хлористым калием (примерно 370 г на 1000 см3) и добавляют 3000 см3 этилового спирта. Смесь оставляют на 24 ч. Перед применением ее фильтруют, добавляют в расчете на 1000 см3 раствора 3 — 5 см3 раствора метилового оранжевого и раствора гидроокиси натрия или раствор соляной кислоты 0,1 моль/дм3.
Метиловый оранжевый по ГОСТ 10816-64, 0,1%-ный раствор.
Фенолфталеин по ГОСТ 5850-72, 0,5%-ный раствор.
3.3 Проведение анализа
Навеску массой 1,0 г помещают в платиновый тигель и добавляют 5 см3 соляной кислоты и 5 см3 раствора фтористоводородной кислоты, насыщенного хлористым калием.
Содержимое тигля нагревают на водяной бане в течение 15 мин, затем охлаждают и добавляют 20 см3 раствора соляной кислоты, насыщенного хлористым калием, а затем фильтруют через полиэтиленовую воронку диаметром 30 — 40 мм. На воронку сначала кладут фильтр средней плотности, а затем бумажную массу толщиной 3 — 4 мм, изготовленную из фильтровальной бумаги.
При фильтровании используют водовакуумный насос. Сначала при слабом отсосе фильтр промывают раствором для промывки в объеме 510 см3, а затем фильтруют. Платиновый тигель и фильтр отмывают от остатков кислоты раствором для промывки. За один прием используют около 10 см3 раствора, который полностью профильтровывают. Операцию промывки повторяют около 10 раз.
Удаление остатков кислоты контролируют добавлением к раствору для промывки раствора метилового оранжевого, цвет которого в случае присутствия кислоты становится оранжево-желтым.
После окончания промывки остатки раствора для промывки тщательно отсасывают насосом, а фильтровальную бумагу вместе с осадком с помощью пинцета вынимают из воронки и переносят в колбу Эрленмейера вместимостью 1000 см3, в которой находится кипящая вода. Воду, применяемую при титровании, готовят непосредственно перед титрованием: в колбу Эрленмейера вместимостью 1000 см3 помещают 400 см3 воды и кипячением в течение 3 мин удаляют из нее растворенную углекислоту, а затем добавляют 1 см3 раствора фенолфталеина и по каплям раствор гидроокиси натрия до тех пор, пока цвет воды не станет слабо-розовым.
В процессе титрования фильтровальную бумагу вместе с осадком энергичным встряхиванием распускают в воде и раствор титруют раствором гидроокиси натрия до появления слабо-розового окрашивания.
Затем добавляют 0,1 моль/дм3 раствора соляной кислоты и повторяют титрование.
3.4 Обработка результатов
3.4.1 Массовую долю двуокиси кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
где V_{1} — объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см3;
V_{2} — объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
K — поправочный коэффициент на концентрацию гидроокиси натрия;
0,0015 — масса в граммах, эквивалентная 1 см3, 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия;
3.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 2.
| Массовая доля двуокиси кремния | Абсолютные допускаемые расхождения |
|---|---|
| От 0,3 до 1,0 Св. 1,0 « 2,0 » 2,0 « 5,0» | 0,08 0,15 0,20 |