ГОСТ 19863.12-91. Государственный стандарт Союза ССР. Сплавы титановые. Методы определения хрома
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 05.05.1991 № 626)
от 5 мая 1991 г. № 626
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Titanium alloys. Methods for the determination of chromium
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.
Разработчики: В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова; М.Н. Горлова, канд. хим. наук; А.И. Королева; О.Л. Скорская, канд. хим. наук.
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.1991 № 626.
4. Периодичность проверки — 5 лет.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
|---|---|
| ГОСТ 83-79 | 2.2 |
| ГОСТ 435-77 | 2.2 |
| ГОСТ 1277-75 | 2.2 |
| ГОСТ 3118-77 | 3.2 |
| ГОСТ 3773-72 | 3.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4208-72 | 2.2 |
| ГОСТ 4220-75 | 2.2 |
| ГОСТ 4233-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5457-75 | 3.2 |
| ГОСТ 5905-79 | 3.2 |
| ГОСТ 9656-75 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 10484-78 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 17746-79 | 3.2 |
| ГОСТ 20478-75 | 2.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1 |
| ТУ 6-09-3502-76 | 2.2 |
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 12,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 12,0%) методы определения хрома.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА
2.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси серной и борофтористоводородной кислот, окислении хрома до шестивалентного надсернокислым аммонием в присутствии катализатора — азотнокислого серебра и титровании хромовой кислоты раствором двойкой сернокислой соли закиси железа и аммония (соли Мора) с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора.
2.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3, растворы 1:1 и 1:5.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3, раствор 1:1.
Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористоводородная: к 280 см3 фтористо-водородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм3.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 1 г/дм3.
Марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 100 г/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83.
Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6-09-3501, раствор 2 г/дм3: 0,2 г углекислого натрия растворяют при нагревании в 50 см3 воды, добавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты и доливают водой до 100 см3.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм3: 29,42 г или 5,88 г перекристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в воде, доливают водой до метки и перемешивают.
Для перекристаллизации 100 г двухромовокислого калия помещают в стакан вместимостью 400 см3, приливают 150 см3 воды и растворяют при нагревании. Раствор при энергичном перемешивании выливают тонкой струей в фарфоровую чашку, которая охлаждается ледяной водой. Выпавшие кристаллы отфильтровывают путем отсасывания на воронке с пористой стеклянной пластинкой, высушивают 2 — 3 ч при температуре (102 +/- 2) °С, измельчают и окончательно высушивают при температуре (200 +/- 5) °С в течение 10 — 12 ч.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм3: 39,5 г или 7,9 г соли Мора помещают в стакан вместимостью 800 см3 и растворяют в 500 см3 воды, приливают 100 см3 раствора серной кислоты 1:1, охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (практическую), выраженную в г/см3 хрома (Т), вычисляют по формуле
где 0,001733 — массовая концентрация раствора соли Мора (теоретическая), выраженная в г/см3 хрома;
K — соотношение между растворами двухромовокислого калия и соли Мора.
Устанавливают соотношение K между растворами двухромовокислого калия и соли Мора: в три конические колбы вместимостью по 250 см3 переносят пипеткой по 10 см3 раствора двухромовокислого калия 0,1 или 0,02 моль/дм3, разбавляют до 100 см3 водой, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:5, перемешивают, добавляют 5 — 6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют соответствующим раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в зеленую.
где V_{1} — объем раствора двухромовокислого калия, используемый для титрования, см3;
V_{2} — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают перед его применением.
2.3 Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 60 см3 раствора серной кислоты 1:5, 2 см3 борофтористоводородной кислоты и нагревают до полного растворения.
| Массовая доля хрома, % | Масса навески пробы, г |
|---|---|
| От 0,1 до 2,0 включ. Св. 2,0 « 5,0 » « 5,0 » 12,0 «» | 1 0,5 0,25 |
В раствор добавляют по каплям раствор азотной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски и нагревают до кипения в течение 3 мин. Затем осторожно приливают 100 см3 воды, 3 — 4 капли раствора сернокислого марганца (II), 10 см3 раствора азотнокислого серебра и 30 см3 раствора надсернокислого аммония, нагревают содержимое колбы до кипения и кипятят до появления малинового окрашивания, указывающего на полноту окисления хрома. Раствор продолжают кипятить до прекращения выделения мелких пузырьков. Затем добавляют 5 см3 раствора хлористого натрия и нагревают раствор до исчезновения малиновой окраски.
Раствор охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором соли Мора 0,02 моль/дм3 (при массовой доле хрома менее 0,5%) или 0,1 моль/дм3 (при массовой доле хрома более 0,5%) с 5 — 6 каплями индикатора — фенилантраниловой кислоты до изменения окраски раствора из малиновой в зеленую.
2.4 Обработка результатов
2.4.1 Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле
где Т — установленная массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 хрома;
V_{3} — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование хрома, см3;
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
| Массовая доля хрома, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,10 до 0,30 включ. Св. 0,30 « 0,75 » « 0,75 » 1,50 « » 1,50 « 3,00 » « 3,00 » 6,00 « » 6,00 « 12,00 » | 0,01 0,02 0,05 0,08 0,15 0,25 | 0,01 0,03 0,06 0,10 0,20 0,30 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА
3.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористо-водородной кислотах и измерении атомной абсорбции хрома при длине волны 357,9 нм в пламени ацетилен-закись азота.
3.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для хрома.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 2:1 и 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористоводородная: к 280 см3 фтористо-водородной кислоты при температуре (10 +/- 2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 100 г/дм3.
Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.
Раствор титана 10 г/дм3: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Хром по ГОСТ 5905 марки Х00.
Раствор А: 1 г металлического хрома растворяют в 50 см3 соляной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,002 г хрома.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,0002 г хрома.
3.3 Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 1 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании.
| Массовая доля хрома, % | Масса навески пробы, г | Вместимость мерной колбы, см3 | Объем добавляемого раствора, см3 | |
| соляной кислоты 1:1 | хлористого аммония | |||
| От 0,1 до 1,0 включ. Св. 1,0 « 5,0 » « 5,0 » 12,0 «» | 0,2 0,1 0,25 | 100 250 250 | 2 5 - | 10 25 - |
После растворения пробы добавляют 3 — 5 капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью согласно табл. 3, добавляют раствор соляной кислоты 1:1 и раствор хлористого аммония в соответствии с табл. 3, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.2. При массовой доле хрома от 5,0 до 12,0% аликвотную часть раствора, равную 20 см3, отбирают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, 10 см3 раствора хлористого аммония, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.3 Раствор контрольного опыта готовят по пп. 3.3.1 и 3.3.2.
3.3.4 Построение градуировочного графика
3.3.4.1 При массовой доле хрома от 0,1 до 1,0%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 20 см3 раствора титана, в пять из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0002; 0,0005; 0,0010; 0,0015; 0,002 г хрома.
3.3.4.2 При массовой доле хрома от 1,0 до 5,0%
В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 10 см3 раствора титана, в пять из них отмеряют 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0004; 0,0008; 0,0012; 0,0016; 0,002 г хрома.
3.3.4.3 При массовой доле хрома от 5,0 до 10,0%
В пять мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 2 см3 раствора титана, в четыре из них отмеряют 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г хрома.
3.3.4.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп. 3.3.4.1, 3.3.4.2 и 3.3.4.3, добавляют по 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см3 раствора хлористого аммония, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.5. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен — закись азота (стехиометрическое) и измеряют атомную абсорбцию хрома при длине волны 357,9 нм.
По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям хрома строят градуировочный график в координатах «Значение атомного поглощения — Массовая концентрация хрома, г/см3».
Массовую концентрацию хрома в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4 Обработка результатов
3.4.1 Массовую долю хрома ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле
где C_{1} — массовая концентрация хрома в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
C_{2} — массовая концентрация хрома в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем раствора пробы, см3;
m — масса навески в растворе пробы или в соответствующей аликвотной части раствора пробы, г.
3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
| Массовая доля хрома, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,100 до 0,250 включ. Св. 0,260 « 0,500 » « 0,50 » 1,00 « » 1,00 « 2,00 » « 2,00 » 4,00 « » 4,00 « 8,00 » « 8,00 » 12,00 «» | 0,015 0,025 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 | 0,020 0,030 0,07 0,15 0,20 0,25 0,30 |