Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 22 мая 1984 г. N 1698

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

ФЕРРОВОЛЬФРАМ

 

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

 

Ferrotungsten.

Method for determination of aluminium content

 

ГОСТ 14638.6-84

(СТ СЭВ 4198-83)

 

Группа В19

 

ОКСТУ 0809

 

Взамен

ГОСТ 14638.6-69

 

Срок действия

с 1 июля 1985 года

до 1 июля 1990 года

 

Разработан Министерством черной металлургии СССР.

Исполнители: Н.П. Поздеев, канд. техн. наук; Н.А. Чирков, канд. техн. наук; В.Л. Зуева; Е.М. Познякова; П.Ф. Агафонов; Л.М. Клейнер; Г.И. Гусева.

Внесен Министерством черной металлургии СССР.

Член Коллегии В.Г. Антипин.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 мая 1984 г. N 1698.

 

Настоящий стандарт устанавливает комплексонометрический метод определения в ферровольфраме массовой доли общего алюминия в диапазоне от 0,5 до 7,0%.

Метод основан на образовании комплексного соединения алюминия с трилоном Б, избыток которого титруют раствором уксуснокислого цинка в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого.

Мешающие определению элементы отделяют: вольфрам - при помощи кислого гидролиза в виде вольфрамовой кислоты, железо и марганец - осаждением щелочью.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4198-83.

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

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

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой N 16 по ГОСТ 6613-86.

 

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

 

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:100.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:5.

Желатин по ГОСТ 11293-78, свежеприготовленный, раствор с массовой долей 0,5%.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111-74, раствор: 7,5 г азотнокислого железа растворяют в 80 см3 воды с добавлением 5 см3 азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, растворы с массовой долей 37% и 10%.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 25%; готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Фенолфталеин, спиртовой раствор с массовой долей 0,1%.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117-78.

Буферный раствор с рН 5,5 - 5,8: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в 1 дм3 воды, добавляют 30 см3 уксусной кислоты и перемешивают; рН раствора контролируют.

Аммоний виннокислый по ГОСТ 4951-79, раствор с массовой долей 5%.

Алюминий металлический по ГОСТ 11069-74.

Стандартный раствор алюминия: 1,000 г алюминия растворяют в 20 см3 соляной кислоты (1:1), приливают 20 см3 серной кислоты и выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты. Затем раствор охлаждают, приливают 200 см3 воды, растворяют соли и переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, после чего доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация алюминия в растворе равна 0,001 г/см3.

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.

Цинк, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм3: 1,6350 г цинка растворяют в 20 см3 соляной кислоты (1:1), приливают несколько капель азотной кислоты, выпаривают раствор до сиропообразного состояния, приливают 100 см3 воды и растворяют соли при нагревании, после чего добавляют 25 см3 буферного раствора, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289-78, раствор с массовой долей 9%: 45 г вольфрамовокислого натрия растворяют в 300 см3 воды и фильтруют раствор в мерную колбу вместимостью 500 см3. Фильтр промывают 3 - 4 раза водой и отбрасывают. В мерную колбу приливают 10 см3 раствора гидроокиси натрия, доливают до метки водой и перемешивают; хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77.

Ксиленоловый оранжевый.

Смесь индикаторная: 0,1 г ксиленолового оранжевого растирают с 10 г хлористого натрия.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм3: 9,3 г трилона Б растворяют в 400 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают. Массовую концентрацию трилона Б определяют по стандартному раствору алюминия.

Для этого в три платиновые чашки помещают стандартный раствор алюминия в количестве 5 см3 на каждый процент содержания алюминия в пробе. Затем добавляют раствор вольфрамовокислого натрия в количестве 1 см3 на каждые 10% вольфрама в пробе, раствор азотнокислого железа в количестве 5 см3 на каждые 10% железа в пробе, по 10 см3 фтористо-водородной и азотной кислот и выпаривают раствор досуха. К сухому остатку приливают по 15 см3 разбавленной серной кислоты и выпаривают до полного удаления паров серной кислоты. Стенки чашки ополаскивают небольшим количеством воды и снова выпаривают досуха. Далее анализ ведут как указано в разд. 3.

Массовую концентрацию раствора трилона Б (Т) по алюминию, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле

 

,

 

где V - объем стандартного раствора алюминия, взятый для определения массовой концентрации трилона Б, см3;

- концентрация алюминия в стандартном растворе, г/см3;

- объем раствора трилона Б, добавленный к стандартному раствору алюминия, см3;

- объем раствора цинка, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см3;

К - соотношение между растворами трилона Б и цинка.

Определяют соотношение между растворами трилона Б и цинка: к 200 см3 щелочного раствора контрольного опыта, проведенного через все стадии анализа и помещенного в коническую колбу, приливают 10 см3 соляной кислоты, 20 см3 раствора трилона Б, нейтрализуют раствор по фенолфталеину соляной кислотой (1:1), приливают 15 см3 буферного раствора, 20 см3 раствора виннокислого аммония и кипятят 3 - 4 мин. Затем раствор охлаждают, добавляют 0,1 - 0,15 г индикаторной смеси и титруют раствором цинка до перехода окраски раствора из желтой в малиново-красную.

Соотношение между растворами трилона Б и цинка (К) вычисляют по формуле

 

,

 

где  - объем раствора трилона Б, добавленный в раствор контрольного опыта, см3;

- объем раствора цинка, израсходованный на титрование раствора трилона Б, см3.

 

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

 

Навеску ферровольфрама массой 0,5 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 10 см3 фтористо-водородной кислоты, а затем по каплям азотную кислоту до прекращения растворения навески и еще 10 см3 в избыток азотной кислоты. Затем приливают 15 см3 раствора серной кислоты и нагревают содержимое чашки до паров серной кислоты. Охлаждают, обмывают стенки чашки небольшим количеством воды и выпаривают досуха. Стенки чашки обмывают небольшим количеством воды и снова выпаривают досуха. Затем в чашку приливают 40 см3 соляной кислоты (1:1), растворяют соли при нагревании в течение 10 мин и переносят содержимое чашки в стакан вместимостью 300 см3. Остаток вольфрамовой кислоты, приставший к стенкам чашки, растворяют в 10 - 15 каплях аммиака и присоединяют к основному раствору. После этого к раствору приливают 5 см3 азотной кислоты, кипятят 10 мин и оставляют на ночь при комнатной температуре. На следующий день к раствору с осадком приливают горячей воды до объема 100 - 150 см3, нагревают содержимое стакана до кипения, прибавляют 10 - 15 см3 раствора желатина, хорошо перемешивают и оставляют на 1,5 - 2 ч при температуре 60 - 70 °С.

Осадок отфильтровывают на плотный фильтр, на котором находится небольшое количество фильтробумажной массы, и промывают фильтр с осадком 8 - 10 раз горячей соляной кислотой (1:100).

Фильтрат и промывные воды собирают в коническую колбу вместимостью 500 см3, выпаривают до объема 10 - 15 см3 и сохраняют для определения алюминия.

Осадок вольфрамовой кислоты помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 750 - 800 °С до полного сгорания фильтра.

В тигель с прокаленным осадком трехокиси вольфрама прибавляют 5 г углекислого натрия, хорошо перемешивают и сплавляют при температуре 950 - 1000 °С в течение 20 - 30 мин. Плав выщелачивают при нагревании в 100 см3 воды в стакане вместимостью 250 - 300 см3. Тигель вынимают из раствора и обмывают его водой.

К раствору при перемешивании добавляют 2 - 3 капли раствора фенолфталеина, осторожно приливают 15 см3 соляной кислоты (1:1) и 50 см3 раствора хлористого аммония с массовой долей 37%. Раствор должен иметь щелочную реакцию. Если раствор окажется кислым, то в стакан добавляют углекислый натрий в виде соли до щелочной реакции раствора. При этом раствор должен иметь рН 7 - 8 (по универсальной индикаторной бумаге).

Раствор кипятят 30 - 40 мин. Выделившийся осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 8 - 10 раз горячим раствором хлористого аммония с массовой долей 1%. Воронку с осадком помещают в горлышко колбы, в которой находится основной раствор алюминия. Осадок на фильтре растворяют двумя порциями горячей соляной кислоты (1:1), приливая ее каждый раз порциями по 10 - 15 см3. Фильтр промывают 3 - 4 раза горячей соляной кислотой (1:100) и отбрасывают. Раствор выпаривают до объема 5 - 10 см3, приливают 100 см3 горячей воды, нагревают до кипения и затем тонкой струйкой, при перемешивании, переносят в стакан вместимостью 250 см3, в котором находится 40 см3 горячего раствора гидроокиси натрия. Раствор кипятят 2 - 3 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, разбавляют до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть раствора 200 см3, при массовой доле алюминия до 3%, или 100 см3, при массовой доле алюминия свыше 3%, помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, приливают соответственно 10 или 5 см3 соляной кислоты и из бюретки - 20 или 25 см3 раствора трилона Б.

Избыток щелочи в присутствии 2 - 3 капель фенолфталеина нейтрализуют соляной кислотой (1:1) до изменения окраски раствора, после чего приливают 15 см3 буферного раствора, 20 см3 раствора виннокислого аммония и кипятят 3 - 4 мин. Затем раствор охлаждают, добавляют 0,1 - 0,15 г индикаторной смеси и избыток трилона Б титруют раствором цинка до перехода окраски из желтой в малиново-красную.

 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

4.1. Массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где  - объем титрованного раствора трилона Б, добавленного к анализируемому раствору, см3;

- объем раствора цинка, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см3;

К - соотношение между растворами трилона Б и цинка;

Т - массовая концентрация раствора трилона Б по алюминию, г/см3;

m - масса навески, соответствующая аликвотной части раствора пробы, взятой для титрования, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли алюминия приведены в таблице.

 

Таблица

 

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

    Массовая доля    │Погреш-│     Допускаемые расхождения, %

     алюминия, %     │ность  ├─────────┬────────┬────────┬────────

                     │резуль-│двух     │двух па-│трех па-│резуль-

                     │татов  │средних  │раллель-│раллель-│татов

                     │анали- │резуль-  │ных оп- │ных оп- │анализа

                     │за, %  │татов    │ределе- │ределе- │стан-

                     │       │анализа, │ний     │ний     │дартного

                     │       │выпол-   │        │        │образца

                     │       │ненных в │        │        │и ат-

                     │       │различ-  │        │        │тесто-

                     │       │ных ус-  │        │        │ванного

                     │       │ловиях   │        │        │значения

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

От  0,5 до 1,0 включ.│0,06   │0,08     │0,07    │0,08    │0,04

Св. 1,0 " 2,0   "    │0,08   │0,10     │0,08    │0,10    │0,05

 "  2,0 " 5,0   "    │0,12   │0,15     │0,12    │0,15    │0,08

 "  5,0 " 7,0   "    │0,16   │0,20     │0,17    │0,20    │0,11