Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 5 мая 1991 г. N 626

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

 

Titanium alloys.

Methods for the determination of chromium

 

ГОСТ 19863.12-91

 

Группа В59

 

ОКСТУ 1709

 

Дата введения

1 июля 1992 года

 

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 N 626.

3. Взамен ГОСТ 19863.12-80.

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 борная по ГОСТ 9656.

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

 

, (1)

 

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.

 

, (2)

 

где  - объем раствора двухромовокислого калия, используемый для титрования, см3;

- 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.

 

Таблица 1

 

─────────────────────────────────┬────────────────────────────────

      Массовая доля хрома, %     │     Масса навески пробы, г

─────────────────────────────────┼────────────────────────────────

От  0,1 до 2,0 включ.            │1

Св. 2,0 "  5,0 "                 │0,5

"   5,0 " 12,0 "                 │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

 

, (3)

 

где Т - установленная массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 хрома;

- объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование хрома, см3;

m - масса пробы, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

 

Таблица 2

 

─────────────────────────┬────────────────────────────────────────

 Массовая доля хрома, %  │ Абсолютное допускаемое расхождение, %

                         ├────────────────────────┬───────────────

                         │результатов параллельных│  результатов

                         │       определений      │    анализа

─────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────

От  0,10 до 0,30 включ.  │0,01                    │0,01

Св. 0,30 "  0,75 "       │0,02                    │0,03

"   0,75 "  1,50 "       │0,05                    │0,06

"   1,50 "  3,00 "       │0,08                    │0,10

"   3,00 "  6,00 "       │0,15                    │0,20

"   6,00 " 12,00 "       │0,25                    │0,30

 

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫИ 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. Aппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для хрома.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

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 борная по ГОСТ 9656.

Кислота борофтористоводорорная: 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.

Стандартные растворы хрома

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.

 

Таблица 3

 

───────────────────────┬─────────┬───────────┬────────────────────

Массовая доля хрома, % │  Масса  │Вместимость│ Объем добавляемого

                       │ навески │  мерной   │   раствора, см3

                       │пробы, г │колбы, см3 ├─────────┬──────────

                       │         │           │ соляной │хлористого

                       │         │           │ кислоты │ аммония

                       │         │           │   1:1   │

───────────────────────┼─────────┼───────────┼─────────┼──────────

От  0,1 до 1,0 включ.  │0,2      │100        │2        │10

Св. 1,0 "  5,0 "       │0,1      │250        │5        │25

"   5,0 " 12,0 "       │0,25     │250        │-        │-

 

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 ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

, (4)

 

где  - массовая концентрация хрома в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;

- 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.

 

Таблица 4

 

──────────────────────────┬───────────────────────────────────────

  Массовая доля хрома, %  │ Абсолютное допускаемое расхождение, %

                          ├────────────────────────┬──────────────

                          │результатов параллельных│ результатов

                          │      определений       │   анализа

──────────────────────────┼────────────────────────┼──────────────

От  0,100 до 0,250 включ. │0,015                   │0,020

Св. 0,260 "  0,500 "      │0,025                   │0,030

"   0,50  "  1,00  "      │0,05                    │0,07

"   1,00  "  2,00  "      │0,10                    │0,15

"   2,00  "  4,00  "      │0,15                    │0,20

"   4,00  "  8,00  "      │0,20                    │0,25

"   8,00  " 12,00  "      │0,25                    │0,30