ГОСТ 22536.12-88
Группа В09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ
Методы определения ванадия
Carbon steel and unalloyed cast iron. Methods for determination of vanadium
ОКСТУ 0809
Срок действия с 01.01.90
до 01.07.95*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 4, 1994 год). - Примечание "КОДЕКС".
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
Д. К. Нестеров, канд. техн. наук; С. И. Рудюк, канд. техн. наук; С. В. Спирина, канд. хим. наук (руководитель темы); В. Ф. Коваленко, канд.техн. наук; Н. Н. Гриценко, канд.техн. наук; Е. В. Подпружникова; Л. И. Березовая
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.08.88 N 3018
3. ВЗАМЕН ГОСТ 22536.12-77
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта, приложения |
ГОСТ 83-79 | 3.2 |
ГОСТ 3118-77 | Приложение |
ГОСТ 3760-79 | 2.2, приложение |
ГОСТ 4148-78 | 3.2 |
ГОСТ 4197-74 | 2.2, 3.2 |
ГОСТ 4204-77 | 2.2, 3.2, 4.2, приложение |
ГОСТ 4205-77 | 4.2 |
ГОСТ 4208-72 | 3.2, 4.2 |
ГОСТ 4461-77 | 2.2, 3.2, приложение |
ГОСТ 5072-79 | 4.2 |
ГОСТ 6552-80 | 2.2, 3.2, приложение |
ГОСТ 6691-77 | 3.2 |
ГОСТ 9336-75 | 2.2, приложение |
ГОСТ 11125-84 | 2.2, 3.2, приложение |
ГОСТ 13610-79 | 2.2, приложение |
ГОСТ 14261-77 | Приложение |
ГОСТ 14262-78 | 2.2, 3.2, 4.2, приложение |
ГОСТ 18289-78 | 2.2 |
ГОСТ 20015-75 | Приложение |
ГОСТ 20490-75 | 2.2, 3.2, приложение |
ГОСТ 22536.0-87 | 1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле ванадия от 0,05 до 0,25%), титриметрический (при массовой доле ванадия 0,02-0,25%) и кулонометрический (при массовой доле ванадия 0,005-0,25%) методы определения ванадия.
Экстракционно-фотометрический метод определения ванадия приведен в приложении.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22536.0-87.
1.2. Погрешность результата анализа (при доверительной вероятности
расхождение результатов двух (трех) параллельных измерений не должно превышать (при доверительной вероятности
воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли ванадия не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятности
При невыполнении одного из вышеуказанных условий проводят повторные измерения массовой доли ванадия. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (при доверительной вероятности 0,95) значения
Таблица 1
| Допускаемые расхождения, % | ||||||||
Массовая доля ванадия, % |
| ||||||||
От | 0,005 | до | 0,01 | включ. | 0,0024 | 0,0030 | 0,0025 | 0,0031 | 0,0016 |
Св. | 0,01 | " | 0,02 | " | 0,003 | 0,004 | 0,003 | 0,004 | 0,002 |
" | 0,02 | " | 0,05 | " | 0,006 | 0,007 | 0,006 | 0,007 | 0,004 |
" | 0,05 | " | 0,10 | " | 0,010 | 0,012 | 0,010 | 0,012 | 0,006 |
" | 0,10 | " | 0,25 | " | 0,017 | 0,021 | 0,017 | 0,021 | 0,011 |
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенной в желтый цвет ванадиевофосфорновольфрамовой гетерополикислоты в кислой среде при взаимодействии ванадия (V) с фосфорной кислотой и вольфраматом натрия и измерении оптической плотности окрашенного раствора при
Мешающее влияние железа устраняют прибавлением ортофосфорной кислоты.
2.2. Аппаратура и реактивы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или по ГОСТ 14262-78, разбавленная 1:4.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336-75.
Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289-78, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм
Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.
Стандартные растворы ванадия.
Раствор А: 2,296 г ванадиевокислого аммония растворяют в 100 см
1 см
Раствор Б: 10 см
1 см
ия.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску стали или чугуна массой 0,5 г (при массовой доле ванадия 0,05-0,10%) или 0,3 г (при массовой доле ванадия 0,10-0,25%) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см
После полного растворения навески приливают по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Содержимое колбы охлаждают, приливают 30 см
К охлажденному раствору прибавляют раствор марганцовокислого калия до образования устойчивой окраски. Через 3-5 мин избыток марганцовокислого калия восстанавливают раствором азотистокислого натрия, прибавляя его медленно по одной капле до обесцвечивания раствора при непрерывном перемешивании.
Затем приливают 5 см
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 400 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 400-450 нм. В качестве раствора сравнения применяют раствор испытуемой пробы, приготовленный без добавления вольфрамовокислого натрия.
Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа
.
2.3.2. Построение градуировочноого графика
В шесть конических колб вместимостью 100 см
В колбы приливают по 15 см
В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.
По найденным величинам оптической плотности и соответствующим значениям массы ванадия строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля ванадия.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю ванадия (
где
2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
3.1. Сущность метода
Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в сернокислой среде и титровании ванадия (V) раствором соли аммоний-железа (II) сернокислого. Конечную точку титрования определяют амперометрически, потенциометрически или визуально.
3.2. Аппаратура и реактивы
Установка для потенциометрического или амперометрического титрования ванадия, обеспечивающая заданные метрологические характеристики точности определения.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или по ГОСТ 14262-78, разбавленная 1:1, 1:4 и 1:50.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 25 г/дм
Железо (II) сернокислое 7-водное по ГОСТ 4148-78, свежеприготовленный раствор: 2 г сернокислого железа (II) растворяют в воде, прибавляют 5 см
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 20 г/дм
Мочевина по ГОСТ 6691-77, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм
Натрий углекислый по ГОСТ 83-79, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм
Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм
Стандартные растворы ванадия - по п.2.2.
Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, стандартные растворы с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм
Раствор А: 4 г соли Мора растворяют в 1 дм
Раствор Б: 200 см
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по стандартному раствору ванадия. Для этого 5-10 см
Массовую концентрацию раствора соли Мора (
где
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску стали или чугуна массой 2 г (при массовой доле ванадия 0,02-0,05%) или 1 г (при массовой доле ванадия 0,05-0,25%) помещают в стакан вместимостью 250 см
Если образовался нерастворимый осадок, содержащий кремниевую кислоту и графит, то его отфильтровывают на фильтр "белая лента" и промывают 5-6 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан вместимостью 400 см
К охлажденному раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой розовой окраски. Через 1-2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до полного исчезновения розовой окраски и немедленно прибавляют 10 см
Через 3 мин в раствор погружают выбранную пару электродов (устанавливают при амперометрическом титровании необходимое напряжение), включают милливольтметр-микроамперметр, магнитную мешалку и титруют амперометрически или потенциометрически раствором соли Мора А или Б (в зависимости от массовой доли ванадия), прибавляя его небольшими порциями из микробюретки и отмечая показания прибора после каждого добавления титранта (при амперометрическом титровании или до резкого отклонения стрелки прибора (при потенциометрическом титровании).
При визуальном определении конечной точки титрования к раствору, подготовленному для титрования, прибавляют 5-6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода вишневой окраски раствора в желто-зеленую.
Во всех случаях прибавление раствора соли Мора производят из микробюретки небольшими порциями, а в конце титрования - по капл
ям.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю ванадия (
где
3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
4. КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
4.1. Сущность метода
Метод основан на взаимодействии ванадия (V) с электрохимически генерированными ионами железа (II). Конечную точку титрования устанавливают биамперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами.
4.2. Аппаратура и реактивы
Потенциостат П-5827, П-5848 или любой другой, работающий в режиме заданного тока.
Установка для амперометрического титрования с двумя поляризованными индикаторными электродами.
Рабочий генераторный электрод - вольфрамовый с площадью видимой поверхности 1,0-2,0 см
Электрод вспомогательный платиновый, площадью 0,5-1,0 см
Индикаторная система: два одинаковых платиновых электрода площадью 1 см
Источник напряжения, обеспечивающий подачу напряжения на электроды не менее 100 мВ.
Секундомер по ГОСТ 5072-79.
Вольфрам металлический для генераторного электрода (чистота не менее 99%).
Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205-77, раствор с молярной концентрацией 0,5 моль/дм
Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, раствор с массовой концентрацией 12 г/дм
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или ГОСТ 14262-78, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм
Остальные реактивы и растворы по
п.3.2.
4.3. Проведение анализа
Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли ванадия (см. табл. 2) растворяют и подготавливают раствор к титрованию до момента его охлаждения согласно п.3.3.1.
Таблица 2
Массовая доля ванадия, % | Масса навески, г | Сила генераторного тока, мА | ||||
От | 0,005 | до | 0,02 | включ. | 1,0-0,5 | 0,5-2,5 |
Св. | 0,02 | " | 0,05 | " | 0,5-0,3 | 1,5-4,0 |
" | 0,05 | " | 0,25 | " | 0,2-0,1 | 2,5-5,0 |
К полученному раствору приливают 1-2 см
Стакан с анализируемым раствором устанавливают на мешалку, включают перемешивание, прибавляют 10 см
В стакан опускают генераторный и индикаторные электроды, накладывают на индикаторные электроды напряжение поляризации 50-100 мВ. В другой стакан, заполненный раствором серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм
Отмечают начальное положение индикатора измерительного прибора (микроамперметра), включенного в систему индикации конечной точки титрования, включают одновременно генераторный ток и секундомер. Электролиз ведут до тех пор, пока индикатор измерительного прибора не начнет отклоняться от первоначального положения. В этот момент выключают генераторный ток, одновременно останавливают секундомер и записывают показания индикатора (микроамперметра) и времени. В ходе титрования контролируют еще 2-3 раза показания индикаторной системы, включая генераторный ток и секундомер на 3-10 сек и записывая каждый раз показания.
Строят график зависимости показаний индикаторной системы от времени и находят время, соответствующее конечной точке титрования. Оно будет соответствовать точке пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю ванадия (
где
г.
4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое
ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ВАНАДИЯ С БФГА ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ 0,02-0,25%
1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного в фиолетовый цвет комплексного соединения ванадия (V) с
2. Аппаратура и реактивы
Аппаратура и реактивы - по п.2.2 настоящего стандарта с дополнениями.
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или по ГОСТ 14262-78, разбавленная 1:4.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Хлороформ по ГОСТ 20015-84.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 0,3 г/дм
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336-75.
Стандартные растворы ванадия А и Б готовят, как приведено в п.2.2 настоящего стандарта.
Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.
3. Проведение анализа
3.1. Навеску стали или чугуна массой 0,5 г (при массовой доле ванадия 0,02-0,1%) или 0,25 г (при массовой доле ванадия 0,1-0,25%) помещают в стакан вместимостью 200 см
После полного растворения навески приливают по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 20 см
Аликвотную часть раствора 15 см
Хлороформенный экстракт сливают в мерную колбу вместимостью 25 см
Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.
Из значения оптической плотности каждого анализируемого раствора вычитают значение оптической плотности контрольного
опыта.
3.2. Построение градуировочного графика
В шесть стаканов вместимостью 200 см
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы ванадия строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля ванадия.
4. Обработка результатов
4.1. Массовую долю ванадия (
где
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
Текст документа сверен по:
Сталь углеродистая и чугун нелегированный.
Методы анализа: Сб. ГОСТов. -
М.: Издательство стандартов, 1989