ГОСТ 2642.9-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида хрома (III)

ГОСТ 2642.9-97

Группа И29

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ

Методы определения оксида хрома (III)

Refractories and refractory raw materials.
Methods for determination of chrome (III) oxide

МКС 81.080

ОКСТУ 1509

Дата введения 2000-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным Техническим комитетом по стандартизации МТК 9; Украинским Государственным научно-исследовательским институтом огнеупоров (УкрНИИО)

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 11 от 23 апреля 1997 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 15 декабря 1999 г. N 513-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2642.9-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 2642.9-86

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, материалы и изделия высокомагнезиальные, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-известковые, глиноземоизвестковые, алюмосиликатные и устанавливает методы определения оксида хрома (III):

- титриметрические - при массовых долях оксида хрома (III) от 1% до 65% и от 5% до 65% (ускоренный);

- атомно-абсорбционный - при массовой доле оксида хрома (III) от 0,1% до 10%;

- фотометрический - при массовой доле оксида хрома (III) от 0,1% до 1%.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 435-77 Марганец (II) сернокислый 5-водный. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 2642.0-86 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 2642.3-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кремния (IV)

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4208-72 Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора). Технические условия

ГОСТ 4220-75 Калий двухромовокислый. Технические условия

ГОСТ 4221-76 Калий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4462-78 Кобальт (II) сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 4465-74 Никель (II) сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетраукусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия.

3 Общие требования

Общие требования к методам анализа и безопасности труда - по ГОСТ 2642.0.

4 Титриметрический метод определения оксида хрома (III) (при массовой доле от 1% до 65%)

4.1 Сущность метода

Метод основан на сплавлении навески материала со смесью для сплавления, переведении хрома в шестивалентное состояние и прямом титровании раствором соли Мора с использованием в качестве индикатора фенилантраниловой кислоты.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая нагрев до температуры 1000 °C - 1100 °С.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199 обезвоженный при (400±20) °С.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия, безводного тетраборнокислого натрия и углекислого калия в соотношении 1:1:1.

Тигли платиновые N 100-7 и N 100-10 по ГОСТ 6563.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:5.

Калия бихромат по ГОСТ 4220, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм, готовят из дважды перекристаллизованной соли: 4,903 г бихромата калия, высушенного при (200±5) °С до постоянной массы, растворяют в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм: 39,2 г соли Мора растворяют в 500 см воды, прибавляют 100 см серной кислоты, охлаждают и доводят водой до 1000 см, перемешивают.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,05 моль/дм: 19,6 г соли Мора растворяют в 500 см воды, прибавляют 100 см серной кислоты, охлаждают, доводят водой до 1000 см и перемешивают.

Кислота фенилантраниловая: 0,2 г углекислого натрия растворяют в 50 см воды, нагретой до 40 °С - 50 °С, прибавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты и доводят водой до 100 см.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:4.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, 0,02 моль/дм раствор: 3,2 г марганцовокислого калия растворяют в 1000 см воды, нагревают до кипения, охлаждают и переливают в бутыль из темного стекла. Оставляют стоять несколько дней. Затем раствор осторожно сливают или фильтруют через стеклянный фильтр.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору бихромата калия: отбирают в коническую колбу вместимостью 300 см 10 см раствора бихромата калия, приливают примерно 100 см воды, 15 см серной кислоты, 5-6 капель индикатора - фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода окраски из винно-красной в ярко-зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора , г/см оксида хрома (III), вычисляют по формуле

, (1)

где - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см;

- объем раствора бихромата калия, взятого для титрования, см;

- теоретическая массовая концентрация точно 0,1 моль/дм раствора бихромата калия по оксиду хрома (III), г/см

.

4.3 Проведение анализа

Навеску пробы массой 0,5 г (при массовой доле оксида хрома (III) до 5%), массой 0,2 г (при массовой доле оксида хрома (III) до 30%) или 0,1 г (при массовой доле оксида хрома (III) свыше 30%) смешивают в платиновом тигле с 5-6 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (1000±50) °С в течение 20-50 мин до полного разложения навески пробы.

Остывший сплав вместе с тиглем опускают в стакан, в который предварительно налито 90 см серной кислоты (1:5) и 2-3 см 0,02 моль/дм раствора марганцовокислого калия. Стакан помещают на электроплитку со слабым нагревом и греют до полного растворения сплава.

После растворения сплава вынимают тигель, ополоснув его водой, прибавляют 10 см соляной кислоты (1:4) и кипятят 5-7 мин после исчезновения окраски перманганата калия.

Остывший раствор титруют раствором соли Мора (0,05 моль/дм при массовой доле оксида хрома (III) до 5% и 0,1 моль/дм при массовой доле оксида хрома (III) свыше 5%), используя в качестве индикатора 5-6 капель щелочного раствора фенилантраниловой кислоты до перехода винно-красной окраски раствора в ярко-зеленую.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю оксида хрома , %, вычисляют по формуле

, (2)

где - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см;

- массовая концентрация раствора соли Мора по оксиду хрома (III), г/см;

- масса навески, г.

4.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

Таблица 1

В процентах

5 Ускоренный титриметрический метод определения оксида хрома (III) (при массовой доле от 5% до 65%)

5.1 Сущность метода

Метод основан на разложении навески материала смесью серной и ортофосфорной кислот при нагревании, окислении хрома до шестивалентного состояния и прямом его титровании раствором соли Мора в присутствии индикатора фенилантраниловой кислоты.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Смесь кислот серной и ортофосфорной, готовят в соотношении 2:1.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор массовой долей 1%.

Марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435, раствор массовой долей 10%.

Кобальт сернокислый по ГОСТ 4462.

Никель сернокислый по ГОСТ 4465.

Катализатор кобальтоникелевый: 15 г сернокислого кобальта и 15 г сернокислого никеля помещают в стакан вместимостью 1000 см и растворяют при помешивании в 600-700 см воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, добавляют 30 см раствора сернокислого марганца, доводят до метки водой, перемешивают.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой долей 20%, раствор устойчив в течение 5-6 дней.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота фенилантраниловая: 0,2 г углекислого натрия растворяют в 50 см воды, нагретой до 40 °С - 50 °С, прибавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты, доводят водой до 100 см, перемешивают.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм готовят по 4.2.

Калия бихромат по ГОСТ 4220, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм: 4,903 г калия бихромата, дважды перекристаллизованного и высушенного при температуре (200±5) °С до постоянной массы, растворяют в 500-600 см воды в мерной колбе вместимостью 1000 см, доливают до метки, перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору бихромата калия: 20 см раствора бихромата калия отбирают пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 100 см воды, 5 см смеси кислот ортофосфорной и серной, 5-6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода винно-красной окраски в ярко-зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора , г/см оксида хрома (III), вычисляют по формуле

, (3)

где 20 - объем раствора соли Мора, взятого на титрование, см;

0,002533 - теоретическая массовая концентрация точно 0,1 моль/дм раствора бихромата калия по оксиду хрома (III), г/см;

- объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см.

5.3 Проведение анализа

Навеску материала 0,1-0,2 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 20 см смеси серной и ортофосфорной кислот и разлагают при нагревании на электроплитке до полного разложения пробы. После охлаждения приливают 100-150 см воды, 15-20 см раствора аммония надсернокислого, 10 см раствора кобальтоникелевого катализатора, перемешивают и нагревают до появления малиновой окраски, что свидетельствует о полном окислении хрома.

Допускается в качестве катализатора использовать раствор серебра азотнокислого в количестве 5 см.

Раствор кипятят в течение 12-15 мин до полного прекращения выделения пузырьков газа, прибавляют 5-10 капель соляной кислоты и снова кипятят до исчезновения малиновой окраски и удаления хлора (5-6 мин).

Раствор охлаждают, приливают 5-6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода винно-красной окраски в ярко-зеленую.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю оксида хрома (III) , %, вычисляют по формуле

, (4)

где - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см;

- массовая концентрация раствора соли Мора по оксиду хрома (III), г/см;

- масса навески, г.

5.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

6 Атомно-абсорбционный метод определения оксида хрома (III) (при массовой доле от 0,1% до 10%)

6.1 Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции хрома в пламени закись азота - ацетилен при длине волны 357,9 нм.

6.2 Аппаратура, реактивы, растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с источником излучения для хрома.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до температуры (1000±50) °С.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400±20) °С.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного натрия тетраборнокислого в соотношении 2:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:3 и 1:20.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор массовой долей 10%.

Калия бихромат по ГОСТ 4220.

Стандартный раствор оксида хрома (III): 0,1934 г бихромата калия, высушенного при температуре 180 °С - 200 °С до постоянной массы, растворяют в 200 см воды. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, добавляют 200 см соляной кислоты (1:3), доливают до метки водой и перемешивают (раствор А).

1 см раствора содержит 0,0001 г оксида хрома (III).

Градуировочный раствор: 20 см стандартного раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки соляной кислотой (1:20) и перемешивают (раствор Б).

1 см раствора содержит 0,00002 г оксида хрома (III)

.

6.3 Проведение анализа

6.3.1 Навеску пробы массой 0,25 г сплавляют в платиновом тигле с 2-3 г смеси для сплавления при температуре (1000±50) °С.

Сплав выщелачивают в 50 см соляной кислоты (1:3), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доводят водой до метки и перемешивают.

Для определения оксида хрома (III) в мерную колбу вместимостью 50 см отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли оксида хрома (III), приведенную в таблице 2.

Таблица 2

Добавляют 2,5 см раствора хлористого натрия, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:20), перемешивают и измеряют атомную абсорбцию в пламени закись азота - ацетилен при длине волны 357,9 нм.

По найденным значениям абсорбции за вычетом абсорбции контрольного опыта, проведенного параллельно с пробами, находят массу оксида хрома (III) по градуировочному графику или по методу ограничивающих растворов.

6.3.2 Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см помещают 1,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см градуировочного раствора Б и 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 и 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,00002; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009 и 0,001 г оксида хрома (III). К растворам добавляют 5 см раствора хлористого натрия, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:20), перемешивают и измеряют атомную абсорбцию, как указано в 6.3.1.

По найденным значениям абсорбции и соответствующим им массам оксида хрома (III) строят градуировочный график.

6.4 Обработка результатов

6.4.1 Массовую долю оксида хрома (III) , %, находят по формуле

, (5)

где - общий объем раствора, см;

- масса навески, г;

- объем аликвотной части раствора, см;

- масса оксида хрома (III), г, найденная по градуировочному графику или вычисленная по формуле

, (6)

где и - большее и меньшее значения массы оксида хрома (III) в соответствующих стандартных растворах, г;

и - большее и меньшее значения атомного поглощения хрома в соответствующих стандартных растворах;

- атомное поглощение анализируемого раствора.

6.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

7 Фотометрический метод определения оксида хрома (III) в высокомагнезиальных огнеупорах и сырье (при массовой доле от 0,1% до 1%)

7.1 Сущность метода

Метод основан на измерении оптической плотности фиолетового комплекса, образованного трехвалентным хромом с трилоном Б, при длине волны 540 нм.

7.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или колориметр фотоэлектрический лабораторный.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до температуры (1000±50) °С.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400±20) °С.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного натрия тетраборнокислого в соотношении 2:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, 1:3.

Калия бихромат по ГОСТ 4220.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929, раствор массовой долей 30%.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

Раствор буферный с рН 4,0: 120 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см воды, добавляют 300 см уксусной кислоты и доводят до 1 дм.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор массовой долей 10%.

Стандартный раствор оксида хрома массовой концентрации 0,001 г/см: 1,935 г бихромата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 180 °С - 200 °С, растворяют в 300 см воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, добавляют 200 см соляной кислоты (1:3), доводят до метки водой и перемешивают

.

7.3 Проведение анализа

7.3.1 Навеску пробы массой 0,5 г сплавляют в платиновом тигле с 2-3 г смеси для сплавления при температуре (1000±50) °С. Сплав растворяют в 60 см раствора соляной кислоты (1:3), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доводят водой до метки и перемешивают.

Допускается использовать аликвотную часть раствора после отделения оксида кремния (IV) по ГОСТ 2642.3, раздел 9.

Для определения оксида хрома (III) в стакан вместимостью 250 см отбирают аликвотную часть раствора, равную 50 см, добавляют одну каплю пероксида водорода, нейтрализуют раствором аммиака до выпадения в осадок гидроксидов. Затем осадок растворяют соляной кислотой (1:1) и прибавляют еще 5 капель кислоты в избыток и приливают 10 см раствора трилона Б. Накрывают стакан часовым стеклом, нагревают до кипения и выдерживают на плитке со слабым нагревом в течение 15 мин. Добавляют 10 см буферного раствора с рН 4,0, охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки водой и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 540 нм в кювете толщиной слоя 30 мм, раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые реактивы

.

7.3.2 Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см отмеряют аликвотные части стандартного раствора: 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 см, что соответствует 0,001; 0,003; 0,005; 0,007; 0,01 г оксида хрома (III). Разбавляют водой приблизительно до 20-25 см, добавляют по одной капле пероксида водорода, нейтрализуют раствором аммиака до выпадения гидроксидов (изменение окраски раствора с голубого до желтого) и далее анализ ведут по 7.3.1.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам оксида хрома (III) в миллиграммах строят градуировочный график и рассчитывают константу метода

, (7)

где - масса оксида хрома (III), находящегося в мерной колбе вместимостью 100 см, мг;

- оптическая плотность раствора.

При выполнении всех условий, указанных выше, значения должны быть одинаковыми для каждой точки градуировочного графика.

7.4 Обработка результатов

7.4.1 Массовую долю оксида хрома (III) , %, вычисляют по формуле

, (8)

где - оптическая плотность раствора анализируемого образца;

- константа метода, вычисленная по 7.3.2;

- общий объем исходного раствора, см;

- масса навески, г;

- объем аликвотной части раствора, см

.

7.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

Текст документа сверен по:

Изделия огнеупорные. Методы испытаний. Часть 1:

Сборник. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004