Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта РФ

от 14 июня 1995 г. N 300

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

ФЛЮСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

 

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

 

Fluxes for electroslag remelting.

Method for determination of phosphorus

 

ГОСТ 21639.6-93

 

Группа В09

 

ОКСТУ 0709;

ОКС 71.040.040

 

Предисловие

 

1. Подготовлен Российской Федерацией - Техническим комитетом ТК 145 "Методы контроля металлопродукции".

Внесен Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 17 февраля 1993 г.

За принятие проголосовали:

 

┌───────────────────────────┬────────────────────────────────────┐

│  Наименование государства │Наименование национального органа по│

│                           │           стандартизации           │

├───────────────────────────┼────────────────────────────────────┤

│Республика Армения         │Армгосстандарт                      │

│Республика Беларусь        │Белстандарт                         │

│Республика Казахстан       │Госстандарт Республики Казахстан    │

│Республика Молдова         │Молдовастандарт                     │

│Российская Федерация       │Госстандарт России                  │

│Туркменистан               │Туркменгосстандарт                  │

│Республика Узбекистан      │Узгосстандарт                       │

│Украина                    │Госстандарт Украины                 │

└───────────────────────────┴────────────────────────────────────┘

 

3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14.06.1995 N 300 межгосударственный стандарт ГОСТ 21639.6-93 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4. Взамен ГОСТ 21639.6-76.

 

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения фосфора в флюсах для электрошлакового переплава при массовой доле от 0,002 до 0,04%.

Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты с последующим восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре.

 

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3765-78. Аммоний молибденовокислый. Технические условия

ГОСТ 3773-72. Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 4198-75. Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4204-77. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4332-76. Калий углекислый - натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5962-67. Спирт этиловый ректификованный. Технические условия

ГОСТ 10484-78. Кислота фтористо-водородная. Технические условия

ГОСТ 21639.0-93. Флюсы для электрошлакового переплава. Общие требования к методам анализа.

 

3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 21639.0.

 

4. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

 

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 °С.

Кислота хлорная, раствор с массовой концентрацией 1510 г/дм3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1, 5:95.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773 и раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрия перекись.

Железо (III) азотнокислое 9-водное раствор с массовой концентрацией 180 г/дм3: 180 г реактива растворяют при нагревании в 300 - 400 см3 воды с добавлением 5 см3 азотной кислоты, отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор (перекристаллизованный) с массовой концентрацией 50 г/дм3: 250 г реактива растворяют в 400 см3 воды при температуре 80 °С. Раствор фильтруют на плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 см3 этилового спирта, хорошо перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом фильтруют на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Затем осадок промывают 2 - 3 раза этиловым спиртом и высушивают.

1,74 г перекристаллизованного молибденовокислого аммония растворяют в 100 см3 воды, приливают 20,8 см3 серной кислоты, охлаждают, доливают водой до объема 250 см3 и перемешивают.

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентрацией 3 г/дм3.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.

Стандартные растворы

Раствор А: 0,4393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, предварительно высушенного при температуре 100 - 110 °С, растворяют в воде, помещает в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см3.

Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе Б равна 0,00001 г/см3.

 

5. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

 

5.1. Разложение флюса проводят двумя методами.

Метод I.

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в стеклоуглеродистый тигель, смешивают с 1,5 г углекислого калия - углекислого натрия, прибавляют восьмикратное количество перекиси натрия и сплавляют сначала в менее горячей зоне муфеля, перемешивая содержимое тигля до расплавления массы, затем выдерживают при температуре 650 - 700 °С в течение 1 - 2 мин.

После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см3 и выщелачивают плав в 100 - 150 см3 воды. Затем тигель обмывают, удаляют. В стакан осторожно приливают соляную кислоту до растворения гидроокисей металла, кипятят, приливают 2 см3 азотнокислого железа, 20 см3 хлористого аммония, нагревают до температуры 70 - 80 °С и приливают аммиак до полного выделения осадка гидроокисей.

Осадок фильтруют на фильтр средней плотности и промывают 6 - 8 раз горячим раствором хлористого аммония. Струей воды переносят осадок в стакан, в котором проводилось осаждение, обмывают фильтр 20 см3 кипящей соляной кислоты 1:1 и промывают 5 - 6 раз горячей водой.

Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой, перемешивают и фильтруют.

Метод II.

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 20 см3 смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 и умеренно нагревают до растворения пробы. Раствор выпаривают досуха, затем приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха, эту операцию повторяют.

Соли растворяют в 10 см3 соляной кислоты при слабом нагревании, приливают 20 см3 воды и фильтруют через фильтр средней плотности в стакан вместимостью 200 см3. Стакан и осадок на фильтре промывают 3 - 4 раза горячим раствором соляной кислоты 5:95 и водой. Фильтрат сохраняют - основной раствор.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 800 - 900 °С. Тигель с осадком охлаждают, прибавляют 2 - 3 капли воды, 3 - 5 капель серной кислоты 1:1, 5 - 6 см3 фтористо-водородной кислоты и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле сплавляют с 1 г углекислого натрия при температуре 950 - 1000 °С. После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 250 см3 и выщелачивают плав в 60 см3 воды. Содержимое стакана соединяют с основным раствором, упаривают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли фосфора, указанной в таблице 1, в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 1 см3 хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см3 воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см3 молибденовокислого аммония, 5 см3 аскорбиновой кислоты и 1 см3 сурьмяновиннокислого калия. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

 

Таблица 1

 

Объем аликвотной части раствора

 

┌───────────────────────────┬────────────────────────────────────┐

│ Массовая доля фосфора, %  │Объем аликвотной части раствора, см3│

├───────────────────────────┼────────────────────────────────────┤

│От  0,002  до 0,005 включ. │50                                  │

│Св. 0,005  "  0,01  "      │20                                  │

│"   0,01   "  0,04  "      │10                                  │

└───────────────────────────┴────────────────────────────────────┘

 

Оптическую плотность анализируемого раствора измеряют через 5 - 10 мин на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 620 до 670 нм.

В качестве раствора сравнения применяют воду.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят массу фосфора по градуировочному графику.

5.2. Для построения градуировочного графика в семь из восьми конических колб вместимостью по 100 см3 отбирают 0,5; 1,0; 1,5, 2,0; 2,5; 3,0 и 4,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000005; 0,000010; 0,000015; 0,000020; 0,000025; 0,000030 и 0,000040 г фосфора. В каждую колбу приливают по 1 см3 хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см3 воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см3 молибденовокислого аммония, 5 см3 аскорбиновой кислоты и 1 см3 сурьмяновиннокислого калия. Растворы переливают в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют, как указано в 5.1. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора фосфора.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам фосфора строят градуировочный график.

 

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

6.1. Массовую долю фосфора ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где  - масса фосфора в растворе анализируемой пробы, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

6.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фосфора приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Нормативы контроля точности

 

┌────────────────────────┬────────────────────────────────────────┐

│     Массовая доля      │       Допускаемые расхождения, %       │

│       фосфора, %       ├───────┬────────┬───────┬───────┬───────┤

│                        │погреш-│двух    │двух   │трех   │резуль-│

│                        │ности  │средних │парал- │парал- │татов  │

│                        │резуль-│резуль- │лельных│лельных│анализа│

│                        │татов  │татов   │опреде-│опреде-│стан-  │

│                        │анали- │анализа,│лений  │лений  │дарт-  │

│                        │за,    │выпол-  │d      │d      │ного   │

│                        │Дельта │ненных  │ 2     │ 3     │образца│

│                        │       │в раз-  │       │       │от     │

│                        │       │личных  │       │       │аттес- │

│                        │       │условиях│       │       │тован- │

│                        │       │d       │       │       │ного   │

│                        │       │ к      │       │       │значе- │

│                        │       │        │       │       │ния    │

│                        │       │        │       │       │дельта │

├────────────────────────┼───────┼────────┼───────┼───────┼───────┤

│От 0,002 до 0,005 включ.│0,0017 │0,0022  │0,0018 │0,0022 │0,0011 │

│Св. 0,005 " 0,01  "     │0,0024 │0,0030  │0,0025 │0,0031 │0,0016 │

│"   0,01  " 0,02  "     │0,004  │0,005   │0,004  │0,005  │0,002  │

│"   0,02  " 0,04  "     │0,006  │0,007   │0,006  │0,007  │0,004  │

└────────────────────────┴───────┴────────┴───────┴───────┴───────┘