ГОСТ 3240.5-76. Сплавы магниевые. Методы определения циркония

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 28.12.1976 № 2889)

(ред. от 01.06.1987)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ

Magnesium alloys. Methods for determination of zirconium

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.

Исполнители: В.А. Коренева, С.Н. Пинаева, М.Ф. Свиридова.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28.12.1976 № 2889.

3. Введен впервые.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 3118-77	2.2, 3.2
ГОСТ 3760-79	3.2
ГОСТ 4145-74	3.2
ГОСТ 4204-77	3.2
ГОСТ 4919.1-77	2.2
ГОСТ 5456-65	2.2
ГОСТ 10652-73	2.2
ГОСТ 18344-78	2.2
ГОСТ 25086-87	2.5
ГОСТ 8.315-78	2.5

5. Срок действия продлен до 1 января 1993 года Постановлением Госстандарта СССР от 30.06.1987 № 3008.

6. Переиздание (декабрь 1988 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87).

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения циркония (при массовой доле циркония от 0,05 до 1,5%) и фотометрический метод определения циркония (при массовой доле циркония от 0,00005 до 0,01%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и титровании циркония раствором динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты.

2.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:6, 2 М раствор.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, 10%-ный раствор.

Натрий пиросернокислый по ГОСТ 18344-78.

Ксиленоловый оранжевый, 0,1%-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ 4919.1-77.

Кислота фениларсоновая, 1%-ный раствор.

Циркония (IV) хлорокись, 8-водная (цирконил хлористый).

Стандартный раствор циркония: 0,353 г хлористого цирконила растворяют в 2 М растворе соляной кислоты и доливают объем раствора этой же кислотой до 100 см3.

1 см3 раствора содержит 1 мг циркония.

Для установки титра раствора циркония отбирают пипеткой 10 см3 раствора в стакан вместимостью 250 см3, прибавляют 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 100 см3 воды. Раствор нагревают до кипения и добавляют 15 см3 фениларсоновой кислоты. Раствор с выпавшим осадком кипятят 10 мин, избегая бурного кипения. Фильтруют через два фильтра средней плотности и промывают 5 — 6 раз горячей водой. Фильтр с осадком сушат, сжигают и прокаливают при 1050 °С в течение 3 ч.

Титр раствора циркония ( T ), выраженный в г/см3 циркония, вычисляют по формуле

T = \frac{m \cdot 0,7403}{V} ,

где m — масса двуокиси циркония, г;

0,7403 — коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;

V — аликвотная часть раствора хлористого цирконила, см3.

Титр раствора трилона Б ( T_{1} ), выраженный в г/см3 циркония, вычисляют по формуле

T_{1} = \frac{m}{V_{1}} ,

где m — количество циркония, содержащееся в аликвотной части раствора циркония, г;

V_{1} — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3.

2.3. Проведение анализа

Массу навески сплава определяют в зависимости от содержания циркония, как указано в табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля циркония, %	Масса навески сплава, г
От 0,05 до 0,1 Св. 0,1 « 1,0 » 1,0 « 1,5»	2 1 0,5

Навеску сплава помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1.

К горячему раствору приливают 70 см3 воды, подогретой до 80 — 90 °С, 30 см3 раствора солянокислого гидроксиламина, шесть капель ксиленолового оранжевого и горячий раствор титруют раствором трилона Б до изменения цвета от розового до устойчивого желтого.

Если при растворении сплава остается черный осадок нерастворившегося элементарного циркония, его отфильтровывают через фильтр средней плотности и осадок промывают 6 — 8 раз горячим раствором соляной кислоты, разбавленной 1:6. Фильтр с осадком сжигают, прокаливают в течение 30 мин при 800 °С и сплавляют при 500 — 600 °С с пятикратным количеством пиросернокислого натрия. Плав растворяют в 100 см3 воды и 10 см3 соляной кислоты при нагревании. Соединяют фильтрат с полученным после сплавления раствором и определяют цирконий, как указано выше.

2.1 — 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1 Массовую долю циркония ( X ) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{V \cdot T_{1} \cdot 100}{m} ,

где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см3;

T_{1} — титр раствора трилона Б, выраженный в г/см3 циркония;

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля циркония, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,05 до 0,10 Св. 0,1 « 0,2 » 0,2 « 0,5 » 0,5 « 1,5»	0,008 0,02 0,03 0,05

2.4.1; 2.4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5. Контроль точности измерений

3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного соединения циркония с арсеназо III в среде 9 М соляной кислоты. Оптическая плотность растворов пропорциональна концентрации циркония в интервале 0,5 — 5 мкг в 25 см3 раствора. Чувствительность реакции 0,15 мкг в 25 см3. Оптическую плотность измеряют при 670 нм. Измерению мешают уран и торий.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр СФ-46, СФ-26 или колориметр КФК-2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, 0,2 М и 9 М растворы.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота фениларсоновая, 0,1%-ный раствор.

Арсеназо III, 0,1%-ный водный раствор.

Цирконий металлический или циркония (IV) хлорокись, 8-водная.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Стандартные растворы циркония.

Раствор А с концентрацией 1 мг/см3 готовят из хлористого цирконила согласно п. 2.2 или из металлического циркония:

1 г циркония металлического помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 50 см3 серной кислоты и добавляют 10 г сернокислого калия. Стакан накрывают часовым стеклом и нагревают до появления густых паров серной кислоты. После полного растворения навески циркония содержимое стакана разбавляют водой, нагревают до кипения и осаждают цирконий аммиаком. Осадку дают скоагулировать, отфильтровывают, промывают водой с несколькими каплями аммиака.

Затем осадок на фильтре растворяют в соляной кислоте, разбавленной 1:1, и снова осаждают гидрооксид циркония аммиаком. Отфильтровывают и промывают как и в первом случае.

Осадок на фильтре растворяют в 34 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1 в стакан, где проводилось осаждение. Фильтр промывают несколько раз горячей водой. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, по охлаждении раствор доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 1 мг циркония.

Раствор Б: готовят разбавлением раствора А в 20 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.

1 см3 раствора В содержит 5 мкг циркония.

Раствор В: готовят перед употреблением разбавлением раствора Б в 10 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.

1 см3 раствора В содержит 5 мкг циркония.

Титр стандартного раствора А устанавливают в соответствии с п. 2.2.

3.3 Проведение анализа

Навеску сплава массой 1 г (при массовой доле циркония до 0,0005%) и 0,1 г (при массовой доле циркония от 0,0005 до 0,2%) помещают в стакан вместимостью 100 — 150 см3 и растворяют в 15 см3 9 М раствора соляной кислоты. После растворения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, добавляют в колбу 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки 9 М раствором соляной кислоты.

При массовой доле циркония в сплаве от 0,005 до 0,02% колбу доливают до метки без добавления арсеназо III 9 М раствором соляной кислоты, аликвотную часть 5 см3 переносят в другую колбу вместимостью 25 см3, добавляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой.

Измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 670 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см по отношению к воде.

Из полученных значений вычитают оптическую плотность контрольного раствора. Массовую долю циркония вычисляют по градуировочному графику.

3.3.1 Построение градуированного графика

В стаканы вместимостью 100 — 150 см3 вводят 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и 1,0 см3 раствора В, что соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 мкг циркония, добавляют 15 см3 9 М раствора соляной кислоты и кипятят 5 — 10 мин для разрушения полимеров циркония. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 см3, добавляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой. Измеряют оптическую плотность растворов при 670 нм по отношению к воде, вычитая значение оптической плотности контрольного раствора. По полученным значениям строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1 Массовую долю циркония ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле

X_{1} = \frac{m_{1}}{m \cdot 10000} ,

m — масса навески сплава, г.

При определении 0,005 — 0,02% циркония с использованием разбавления полученный результат умножают на 5.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

Массовая доля циркония, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,00005 до 0,00025 Св. 0,00025 « 0,00100 » 0,001 « 0,005 » 0,005 « 0,020»	0,00005 0,00020 0,0008 0,004

3.5. Контроль точности измерений

3.5.1 Контроль точности измерений проводят по п. 2.5.

---