ГОСТ 14250.13-85

     
     ГОСТ 14250.13-85

Группа В19

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОТИТАН

Методы определения марганца

Ferrotitanium. Methods of manganese determination

ОКСТУ 0809

Дата введения 1986-07-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.И.Капланов, И.К.Майборода, П.М.Геращенко, Н.И.Литвиненко, А.В.Цевина, Т.И.Гуреева, В.А.Джигурда

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.85 N 1251

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4529-84

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1990 г. (ИУС 1-91)

Настоящий стандарт устанавливает методы определения марганца в ферротитане:

фотометрический - при массовой доле марганца от 0,05 до 2,0%;

титриметрический - при массовой доле марганца от 0,5 до 2,0%;

атомно-абсорбционный - при массовой доле марганца от 0,1 до 2,0%.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4529.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой N 016 по ГОСТ 6613.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) в сернокислой среде йоднокислым калием до марганцевой кислоты и измерении оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 545 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510-560 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Калий йоднокислый (мета), раствор с массовой концентрацией 50 г/дм :

50 г йоднокислого калия растворяют в 800 см раствора азотной кислоты, раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм и перемешивают.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм .

Железо металлическое.

Марганец металлический.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Стандартные растворы марганца:

Раствор А: 1,0000 г марганца растворяют при нагревании в 30 см раствора азотной кислоты. Приливают 10 см серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Соли растворяют в 100 см воды, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм , охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают

или 2,8779 г марганцовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного на воздухе, помещают в стакан вместимостью 250 см , приливают 20 см раствора серной кислоты по каплям при перемешивании, прибавляют раствор перекиси водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до начала кристаллизации. Остаток растворяют в 20-30 см воды, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм , доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г марганца.

Раствор Б: 10,0 см стандартного раствора А переводят в мерную колбу вместимостью 100 см , доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,0001 г марганца.

(Измененная редакция, И

зм. N 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Массу навески ферротитана и аликвотную часть анализируемого раствора в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл.1.

Таблица 1

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см , приливают 50 см раствора серной кислоты и нагревают до полного растворения навески. Затем приливают по каплям 1-2 см азотной кислоты и выпаривают содержимое колбы до паров серной кислоты. После этого содержимое колбы охлаждают, приливают 50-60 см воды и нагревают до полного растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5-8 см раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до полного растворения навески. Затем приливают 50 см раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50-60 см воды и нагревают до полного растворения солей.

Полученный одним из указанных способов охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см , доводят до метки водой и перемешивают. При необходимости раствор фильтруют в сухую колбу через сухой фильтр средней плотности, отбрасывая первые порции фильтрата.

В две конические колбы вместимостью по 250 см отбирают аликвотные части раствора, выбранные по табл.1, разбавляют водой до объема 50 см , приливают по 25 см раствора серной кислоты. В первую колбу прибавляют 10 см раствора йоднокислого калия. Содержимое колб нагревают до кипения, кипятят 1 мин и выдерживают в течение 40-50 мин при температуре 80-90 °С. Затем растворы охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см , доводят до метки водой и перемешивают. Раствор второй колбы служит раствором сравнения.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 545 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510-560 нм.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности анализируемого раствора находят массу марганца по градуировочному

графику.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в колбу вместимостью 250 см помещают 1 г железа, приливают 50 см раствора серной кислоты и нагревают до растворения железа. Раствор окисляют, прибавляя по каплям 1-2 см азотной кислоты, кипятят до удаления окислов азота и охлаждают. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см , доливают до метки водой и перемешивают.

В восемь конических колб вместимостью по 250 см помещают по 10 см полученного раствора. В семь колб добавляют последовательно 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 и 0,012 г марганца. Раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора, служит раствором сравнения.

Растворы в колбах доливают водой до объема 50 см , далее поступают как указано в п.2.3.1.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массовым долям марганца строят градуировочный графи

к.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю марганца ( ) в процентах вычисляют по формуле

,                                               (1)

где - масса марганца, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части анализируемого раствора, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл.2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Определение марганца в ферротитане, содержащем до 1% хрома

3.1.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) надсернокислым аммонием до марганцевой кислоты в присутствии азотнокислого серебра и последующем титровании ее раствором арсенит-нитрита натрия.

3.1.2. Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Бумага индикаторная универсальная.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм .

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 5 г/дм .

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм .

Мышьяка трехокись.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с массовой концентрацией 15 г/дм . Готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197.

Железо металлическое.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм .

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Марганец металлический.

Стандартный раствор марганца: 1,0000 г марганца растворяют при нагревании в 30 см раствора азотной кислоты, прибавляют 10 см серной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Соли растворяют в 100 см воды, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм , охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают;

или 2,8779 г марганцовокислого калия, при необходимости перекристаллизованного и высушенного на воздухе, помещают в стакан вместимостью 250 см , приливают 20 см раствора серной кислоты по каплям при перемешивании, приливают раствор перекиси водорода или соляную кислоту до обесцвечивания раствора. Раствор выпаривают до начала кристаллизации. Остаток растворяют в 20-30 см воды, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм , доливают водой до метки и перемешивают.

1 см стандартного раствора содержит 0,001 г марганца.

Натрия арсенит-нитрит, раствор: 0,75 г трехокиси мышьяка помещают в стакан вместимостью 400-600 см , содержащий 25 см горячего раствора гидроокиси натрия и растворяют при нагревании. Раствор разбавляют водой до 120-130 см и охлаждают. К раствору прибавляют раствор серной кислоты до рН 7 и приливают ее избыток 2-3 см . Затем прибавляют углекислый натрий до рН 7. рН раствора устанавливают по универсальной индикаторной бумаге.

В полученном растворе растворяют 0,85 г азотистокислого натрия, разбавляют водой до 1 дм и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия устанавливают следующим образом: в три колбы вместимостью по 250 см помещают навеску железа, соответствующую массе навески ферротитана, и стандартный раствор марганца в количестве, соответствующем его содержанию в навеске ферротитана. Приливают 50 см раствора серной кислоты и растворяют при нагревании. Далее поступают как указано в п.3.1.3.

Массовую концентрацию раствора арсенит-нитрита натрия ( ), выраженную в г/см марганца, вычисляют по формуле

,                                              (2)

где - масса марганца в аликвотной части стандартного раствора, г;
           

- объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование, см .

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.1.3. Проведение анализа

Массу навески ферротитана в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл.3.

Таблица 3

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см , приливают 40 см раствора серной кислоты и нагревают до растворения навески. Затем приливают 1-2 см азотной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Прибавляют 50-60 см воды и нагревают до растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5-8 см раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески, затем приливают 50 см раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50-60 см воды, нагревают до растворения солей и переводят раствор в коническую колбу вместимостью 250 см .

Полученный одним из указанных способов раствор разбавляют водой до 150 см , приливают 10 см раствора азотнокислого серебра, 20 см раствора надсернокислого аммония, нагревают до кипения и выдерживают при температуре 40-50 °С до прекращения выделения пузырьков кислорода.

Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 10 см раствора хлористого натрия и титруют раствором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиновой о

краски.

3.1.4. Обработка результатов

3.1.4.1. Массовую долю марганца ( ) в процентах вычисляют по формуле

,                                             (3)

где - массовая концентрация раствора арсенит-нитрита натрия, г/см ;

- объем раствора арсенит-нитрита натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, г;

- объем раствора арсенит-нитрита, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, г;

- масса навески, г.

3.1.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Определение марганца в ферротитане, содержащем свыше 1% хрома

3.2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ионов марганца (II) надсернокислым аммонием до марганцевой кислоты в присутствии азотнокислого серебра и последующем титровании ее раствором арсенит-нитрита натрия. Мешающие определению марганца элементы осаждают окисью цинка.

3.2.2. Реактивы и растворы

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой концентрацией 5 г/дм .

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм .

Цинка окись по ГОСТ 10262, суспензия, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм : 75 г окиси цинка помещают в фарфоровую ступку, приливают горячей воды и растирают пестиком, затем приливают воды до объема 500 см . Готовят перед применением.

Натрия арсенит-нитрит, раствор: готовят по п.3.1.2. Далее поступают как указано п.3.2.3.

Смесь кислот: к 550 см воды при непрерывном перемешивании приливают 90 см серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см ортофосфорной кислоты, перемешивают, приливают 260 см азотной кислоты и вновь перемешивают.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм .

(Измененная редакция, Изм. N

1).

3.2.3. Проведение анализа

Массу навески ферротитана в зависимости от массовой доли марганца определяют по табл.4.

Таблица 4

Навеску ферротитана растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см , приливают 50 см раствора серной кислоты и нагревают до растворения навески. Затем приливают 1-2 см азотной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50-60 см воды и нагревают до растворения солей.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5-8 см раствора фтористоводородной кислоты и 5 см азотной кислоты. Чашку с раствором нагревают до растворения навески. Затем приливают 50 см раствора серной кислоты и выпаривают до паров серной кислоты. Содержимое чашки охлаждают, приливают 50-60 см воды и нагревают до растворения солей.

Полученный одним из указанных способов раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см , приливают аммиак до красно-бурой окраски раствора. При появлении осадка гидроокисей приливают по каплям раствор серной кислоты до растворения осадка.

К раствору прибавляют небольшими порциями суспензию окиси цинка до образования на дне колбы белого осадка. Содержимое колбы охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают и дают осадку отстояться. Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу вместимостью 250 см , первые порции фильтрата отбрасывают, затем отбирают 100 см фильтрата в коническую колбу вместимостью 250 см , приливают 40 см смеси кислот, 10 см раствора азотнокислого серебра, 20 см раствора надсернокислого аммония, нагревают до кипения и выдерживают при температуре 40-50 °С до прекращения выделения пузырьков кислорода. Затем раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 10 см раствора хлористого натрия и титруют раствором арсенит-нитрита натрия до исчезновения малиново

й окраски.

3.2.4. Обработка результатов

3.2.4.1. Массовую долю марганца (Mn) в процентах вычисляют, как указано в п.3.1.4.1.

3.2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в серной и азотной кислотах, распылении раствора в пламя воздух - ацетилен и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 или 403,1 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Железо треххлористое по ГОСТ 4147.

Железо металлическое.

Раствор железа: 12,5 г металлического железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см раствора соляной кислоты и окисляют 4-6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см , доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,025 г железа.

Титан металлический.

Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см , доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,025 г титана.

Марганец металлический.

Стандартные растворы марганца.

Раствор А: 0,5000 г марганца растворяют при нагревании в 25 см соляной кислоты. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см , доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г марганца.

Раствор Б: 10,0 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см , доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,0001 г мар

ганца.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску ферротитана массой 0,2 г растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.

Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в коническую колбу вместимостью 100 см , приливают 20 см раствора серной кислоты и нагревают до растворения пробы, затем окисляют раствор 1-2 см азотной кислоты, приливаемой по каплям.

Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см раствора фтористовородной кислоты и небольшими порциями 2 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем приливают 20 см раствора серной кислоты.

Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают 40 см воды и нагревают до растворения солей. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см , доливают до метки водой и перемешивают. При необходимости раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата

.

4.3.2. Для построения градуировочного графика в шесть конических колб вместимостью по 100 см наливают по 0,8 см раствора железа и по 0,8 см раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске ферротитана и по 20 см раствора серной кислоты.

При массовой доле марганца до 0,5% в пять конических колб наливают 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 и 10,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00010; 0,00025; 0,00050; 0,00075 и 0,00100 г марганца.

При массовой доле марганца свыше 0,5% в пять конических колб наливают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 4,5 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0010; 0,0020; 0,0030; 0,0040 и 0,0045 г марганца.

Все растворы выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают по 40 см воды и нагревают до растворения солей. Охлажденные растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см , доливают до метки водой и перемешиваю

т.

4.3.3. Атомную абсорбцию марганца измеряют в анализируемом растворе, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 279,5 нм при содержании марганца до 0,5% или 403,1 нм при содержании марганца св. 0,5% в пламени воздух - ацетилен.

Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартного раствора марганца, из значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям марганца.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию марганца в растворе по градуировочному графику.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю марганца ( ) в процентах вычисляют по формуле

,                                           (4)

где - концентрация марганца в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г/см ;

- объем анализируемого раствора, см ;

- масса навески, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли марганца приведены в табл.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).