Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 5 мая 1991 г. N 625

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

 

Titanium alloys.

Methods for the determination of vanadium

 

ГОСТ 19863.2-91

 

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 625.

3. Взамен ГОСТ 19863.2-80.

4. Периодичность проверки - 5 лет.

5. Ссылочные нормативно-технические документы

 

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

   Обозначение НТД, на который дана ссылка   │    Номер пункта

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

ГОСТ 83-79                                   │2.2

ГОСТ 3118-77                                 │3.2

ГОСТ 4204-77                                 │2.2

ГОСТ 4220-75                                 │2.2

ГОСТ 4461-77                                 │2.2; 3.2

ГОСТ 5457-75                                 │3.2

ГОСТ 9336-75                                 │3.2

ГОСТ 9656-75                                 │2.2; 3.2

ГОСТ 10484-78                                │2.2; 3.2

ГОСТ 17746-79                                │3.2

ГОСТ 20490-75                                │2.2

ГОСТ 22180-76                                │2.2

ГОСТ 25086-87                                │1.1

ТУ 6-09-3501-74                              │2.2

 

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) методы определения ванадия.

 

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 ВАНАДИЯ

 

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси серной и борофтористо-водородной кислот, окислении ванадия до пятивалентного марганцовокислым калием и титровании его раствором двойной 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 борофтористо-водородная: 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.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180, раствор 10 г/дм3.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 0,1 моль/дм3.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6-09-3501, раствор 2 г/дм3: 0,2 г углекислого натрия помещают в стакан вместимостью 100 см3, растворяют при нагревании в 50 см3 воды, добавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и доливают водой до 100 см3.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм3: 29,42 или 5,88 г перекристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в 500 см3 воды, 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 отсасыванием 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 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 до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (практическую),  выраженную в г/см3 ванадия ( ), вычисляют по формуле

 

, (1)

 

где 0,005095 - массовая концентрация раствора соли Мора (теоретическая), выраженная в г/см3 ванадия;

- соотношение между растворами двухромовокислого калия и соли Мора.

Устанавливают соотношение  между растворами двухромовокислого калия и соли Мора: в три конические колбы вместимостью по 250 см3 переносят по 10 см3 раствора двухромовокислого калия 0,1 или 0,02 моль/дм3, разбавляют до 100 см3 водой, приливают по 20 см3 раствора серной кислоты 1:5, перемешивают, добавляют 5 - 6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют соответствующим раствором соли Мора до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.

Соотношение , (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 борофтористо-водородной кислоты и нагревают до полного растворения.

 

Таблица 1

 

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

     Массовая доля ванадия, %      │    Масса навески пробы, г

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

От  0,1 до 1,0 включ.              │1

Св. 1,0 "  3,0   "                 │0,5

"   3,0 "  6,0   "                 │0,25

 

В раствор добавляют по каплям раствор азотной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски, 2 - 3 капли в избыток и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 100 см3 воды и по каплям раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой бледно-розовой окраски. Затем медленно, по каплям, добавляют раствор щавелевой кислоты до обесцвечивания.

Раствор титруют раствором соли Мора 0,02 моль/дм3 при массовой доле ванадия менее 0,5% или раствором 0,1 моль/дм3 при массовой доле ванадия более 0,5% с 5 - 6 каплями индикатора - фенилантраниловой кислоты до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю ванадия ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

, (3)

 

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

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

- масса пробы, г.

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

 

Таблица 2

 

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

Массовая доля ванадия, % │ Абсолютное допускаемое расхождение, %

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

                         │результатов параллельных │ результатов

                         │       определений       │   анализа

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

От  0,1  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

 

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

 

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористо-водородной кислотах и измерении атомной абсорбции ванадия при длине волны 318,5 нм в пламени ацетилен - закись азота.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для ванадия.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Закись азота медицинская.

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 борная по ГОСТ 9656.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Кислота борофтористо-водородная: 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.

Титан губчатый по ГОСТ 17746 марки ТГ-100.

Растворы титана

Раствор А, 20 г/дм3: 4 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 160 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 8 см3 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют 2 см3 азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор Б, 10 г/дм3: 1 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 80 см3 раствора соляной кислоты 2:1, 4 см3 борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют шестнадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336.

Стандартный раствор ванадия: 2,2962 г ванадиевокислого аммония помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 50 см3 воды, 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора содержит 0,001 г ванадия.

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 борофтористо-водородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения пробы добавляют десять капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, 10 см3 борофтористо-водородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

 

Таблица 3

 

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

      Массовая доля ванадия, %      │    Масса навески пробы, г

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

От  0,1 до 2,0 включ.               │0,5

Св. 2,0 "  6,0   "                  │0,2

 

3.3.2. Раствор контрольного опыта готовят по п. 3.3.1.

3.3 3. Построение градуировочного графика

3.3.3.1. При массовой доле ванадия от 0,1 до 0,5%

В шесть мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 25 см3 раствора титана А, в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г ванадия.

3.3.3.2. При массовой доле ванадия от 0,5 до 2,0%

В пять мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 25 см3 раствора титана А, в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г ванадия.

3.3.3.3. При массовой доле ванадия свыше 2,0 до 6,0%

В пять мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают по 20 см3 раствора титана Б, в четыре из них отмеряют 3,0; 6,0; 9,0; 12,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,003; 0,006, 0,009; 0,012 г ванадия.

3.3.3.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп. 3.3.3.1, 3.3.3.2, 3.3.3.3, добавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см3 борофтористо-водородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.4. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен - закись азота (восстановительное) и измеряют атомную абсорбцию ванадия при длине волны 318,5 нм.

По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям ванадия строят градуировочный график в координатах "Значение атомного поглощения - Массовая концентрация ванадия, г/см3".

Массовую концентрацию ванадия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю ванадия ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

, (4)

 

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

- массовая концентрация ванадия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;

- объем раствора пробы, см3;

m - масса навески пробы, г.

3.4.2. Расхождение результатов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

 

Таблица 4

 

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

Массовая доля ванадия, % │ Абсолютное допускаемое расхождение, %

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

                         │результатов параллельных │ результатов

                         │       определений       │   анализа

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

От  0,100 до 0,300 включ.│0,015                    │0,020

Св. 0,30  "  0,60    "   │0,03                     │0,05

"   0,60  "  1,50    "   │0,05                     │0,10

"   1,50  "  3,00    "   │0,10                     │0,15

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