Введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 28 апреля 1983 г. N 2123

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

ФЕРРОХРОМ

 

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА

 

Ferrochrome. Method for the determination of nitrogen

 

ГОСТ 21600.6-83

(СТ СЭВ 3612-82)

 

Группа В19

 

ОКСТУ 0809

 

Взамен

ГОСТ 21600.6-76

 

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 апреля 1983 г. N 2123 срок действия установлен с 01.07.1984 до 01.07.1989.

 

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения азота в феррохроме (при массовой доле азота от 0,01 до 8,0%).

Метод основан на растворении навески феррохрома в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются аммонийные соли. Последние разлагаются гидроокисью натрия с выделением аммиака. Выделяющийся при этом аммиак поглощают раствором борной кислоты. Образовавшийся борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смешанного индикатора.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3612-82.

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

1.1. Общие требовании к методу анализа - по ГОСТ 27349-87.

1.2. Лабораторная проба - по ГОСТ 24991-81 с дополнениями, указанными в табл. 1.

 

Таблица 1

 

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

        Группа феррохрома       │       Приготовление пробы

         по ГОСТ 4757-79        │

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

 Низкоуглеродистый, среднеугле- │ Стружка толщиной 0,1 - 0,2 мм,

родистый и азотированный        │размельченная в агатовой ступке

с массовой долей азота менее 4% │до крупности частиц, проходящих

                                │через сито с сеткой N 1,6 по

                                │ГОСТ 6613-86

 Углеродистый и азотированный с │ Тонкий порошок с размером

массовой долей азота 4% и более │частиц, проходящих через сито

                                │с сеткой N 008 по ГОСТ 6613-86

 

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

 

Установка для получения бидистиллята (черт. 1).

 

 

1 - электроплитка; 2 - дистилляционная колба;

3 - холодильник; 4 - колба-приемник;

5 - предохранительная воронка

 

Черт. 1

 

Установка для определения азота (черт. 2).

 

 

Черт. 2

 

Допускается применение установок другого типа.

Установка состоит из двух очистительных склянок 1, заполненных одна серной кислотой, другая водой; электроплитки 2; стеклянной трубки 3 диаметром 6 - 7 мм; двугорловой колбы 4, вместимостью 1 дм3; воронки 5; кварцевого дефлегматора 6; кварцевого холодильника 7; кварцевого барботера 8; колбы-приемника дистиллята 9.

Вода бидистиллированная или деионизированная. При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10 см3 серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого калия до устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера; к 50 см3 полученной воды приливают 0,25 см3 раствора гидроокиси калия с массовой концентрацией 150 г/дм3 и 0,5 см3 реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть использована для анализа.

Воду хранят в стеклянной бутыли с притертой пробкой.

Дистиллированная вода, очищенная от ионов аммония, должна применяться в ходе анализа и для приготовления всех растворов, используемых для определения содержания азота.

Для перегонки воды применяют установку, представленную на черт. 1.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, перекристаллизованный: 150 г тетраборнокислого натрия растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см3 воды и полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы. Кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2 - 3 дня и сохраняют в закрытой посуде.

Кислота борная по ГОСТ 18704-78, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4, 1:100 и растворы, приготовленные из фиксанала соответствующим разбавлением водой, с молярной концентрацией эквивалента 0,02 и 0,002 моль/дм3.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому или углекислому натрию.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с ( ) = 0,02 моль/дм3 по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г помещают в колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с ( ) = 0,02 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с ( ) = 0,002 моль/дм3 по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и перемешивают. 10 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с ( ) = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с ( ) = 0,02 моль/дм3 по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 25 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с ( ) = 0,02 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с ( ) = 0,002 моль/дм3 по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 5 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с ( ) = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты ( ) по азоту, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле

 

,

 

где  - масса навески, соответствующая аликвотной части тетраборнокислого или углекислого натрия, г;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование, см3;

28 - молекулярная масса азота;

- молекулярная масса тетраборнокислого натрия, равная 381,44 или углекислого натрия, равная 106.

Калия или натрия гидроокись, раствор с массовой концентрацией 400 г/дм3. В колбу вместимостью 5 дм3 помещают 1 кг сухой гидроокиси калия или натрия, 10 - 20 г гранулированного цинка, кусочек медной проволоки (медно-цинковая пара) и приливают 2,7 дм3 бидистиллированной воды.

Раствор кипятят до тех пор, пока его объем не достигнет 2,5 дм3. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых бутылях.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный.

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Медь металлическая.

Цинк металлический гранулированный.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.

Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Ртуть йодная.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм3; хранят в полиэтиленовой посуде.

Реактив Несслера: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см3 воды, к раствору прибавляют 17,5 г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см3 раствора гидроокиси калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение трех дней. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Растворы и реактивы готовят, хранят и проводят анализ в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и окислов азота.

 

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

 

3.1. Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (черт. 2). С этой целью подают воду в холодильник 7 и подключают водоструйный насос. В реакционную колбу 4 наливают 100 см3 40%-ного раствора гидроокиси калия или натрия, 200 см3 бидистиллированной воды, в приемник 9 наливают 10 см3 раствора борной кислоты, проверяют систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в приемнике не соберется 100 см3 дистиллята.

3.2. Навеску феррохрома массой, установленной табл. 2 (в зависимости от массовой доли азота), помещают в колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 серной кислоты (1:4), закрывают колбу ловушкой, наполненной серной кислотой (1:100) и растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков газа.

 

Таблица 2

 

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

     Массовая доля азота, %      │        Масса навески, г

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

От  0,01 до 0,2 включ.           │0,5

Св. 0,2  "  1,0  "               │0,25

"   1,0  "  4,0  "               │0,2

"   4,0  "  8,0  "               │0,1

 

Если растворение навески неполное, то нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест или центрифугируют, промывают 4 - 5 раз горячей серной кислотой (1:100), собирают фильтрат и промывные воды в чистую колбу и сохраняют.

В колбу, в которой проводилось растворение навески, насыпают 10 г сернокислого калия и 1 г сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, приливают 20 см3 серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка навески. При этом расплав принимает густую консистенцию зеленого цвета без видимых частиц остатка.

Плав охлаждают, приливают первоначальный фильтрат и соли растворяют при нагревании. К аппаратуре присоединяют приемник, в котором находится 50 см3 раствора борной кислоты. Подготовленный и охлажденный анализируемый раствор осторожно переносят через капельную воронку установки для определения азота (черт. 2) в реакционную колбу с предварительно налитой в нее очищенной щелочью, как указано в п. 3.1.

Колбу и капельную воронку ополаскивают 100 см3 бидистиллированной воды, нагревают реакционную колбу на электроплитке до температуры 200 - 250 °С и отгоняют 200 см3 дистиллята в приемник.

Нагревание прекращают, отсоединяют колбу-приемник от системы, обмывают барботер 8 бидистиллированной водой и титруют растворами серной кислоты с ( ) = 0,002 моль/дм3 при массовой доле азота от 0,01 до 0,2% и с ( ) = 0,02 моль/дм3 при массовой доле азота от 0,2 до 8,0%.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

4.1. Массовую долю азота ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где  - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование навески феррохрома, см3;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;

- массовая концентрация раствора серной кислоты по азоту г/см3;

- масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовой доли азота приведены в табл. 3.

 

Таблица 3

 

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

Массовая доля азота, % │Дельта,│Допускаемые расхождения, %│дельта,

                       │   %   ├───────┬───────┬──────────┤    %

                       │       │   d   │   d   │    d     │

                       │       │    к  │    2  │     3    │

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

От 0,01  до 0,02 включ.│0,004  │0,005  │0,004  │0,005     │0,003

Св. 0,02 "  0,05 "     │0,006  │0,007  │0,006  │0,007     │0,004

"   0,05 "  0,10 "     │0,008  │0,010  │0,008  │0,010     │0,005

"   0,10 "  0,2  "     │0,016  │0,020  │0,017  │0,020     │0,010

"   0,2  "  0,5  "     │0,024  │0,030  │0,025  │0,030     │0,016

"   0,5  "  1,0  "     │0,03   │0,04   │0,03   │0,04      │0,02

"   1,0  "  2,0  "     │0,05   │0,06   │0,05   │0,06      │0,03

"   2,0  "  5    "     │0,10   │0,12   │0,10   │0,12      │0,06

"   5    "  8    "     │0,13   │0,16   │0,13   │0,16      │0,08