Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта РФ

от 21 апреля 1999 г. N 134

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ ПЛАВЛЕНЫЕ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРИДА КАЛЬЦИЯ

 

Melted welding fluxes. Methods of calcium fluoride determination

 

ГОСТ 22974.11-96

 

Группа В09

 

ОКСТУ 0809

 

Предисловие

 

1. Разработан Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 72; Институтом электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины.

Внесен Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9 от 12 апреля 1996 г.).

За принятие проголосовали:

 

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

│ Наименование государства │Наименование национального органа по │

│                          │           стандартизации            │

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

│Азербайджанская Республика│Азгосстандарт                        │

│Республика Беларусь       │Госстандарт Беларуси                 │

│Республика Казахстан      │Госстандарт Республики Казахстан     │

│Российская Федерация      │Госстандарт России                   │

│Республика Таджикистан    │Таджикгосстандарт                    │

│Туркменистан              │Главная государственная инспекция    │

│                          │Туркменистана                        │

│Республика Узбекистан     │Узгосстандарт                        │

│Украина                   │Госстандарт Украины                  │

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

 

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 апреля 1999 г. N 134 межгосударственный стандарт ГОСТ 22974.11-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.

4. Взамен ГОСТ 22974.11-85.

 

1. Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает пирогидролизный и титриметрический комплексонометрический методы определения фторида кальция при содержании от 1,5 до 65%.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 1027-67. Свинец (II) уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3770-75. Аммоний углекислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4234-77. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328-77. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4463-76. Натрий фтористый. Технические условия

ГОСТ 5817-77. Кислота винная. Технические условия

ГОСТ 9147-80. Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 9428-73. Кремний (IV) оксид. Технические условия

ГОСТ 10652-73. Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 18300-87. Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 22974.0-96. Флюсы сварочные плавленые. Общие требования к методам анализа.

 

3. Общие требования

 

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22974.0.

 

4. Пирогидролизный метод определения фторида кальция

 

4.1. Сущность метода

Метод основан на разложении фторида кальция парами воды при температуре 1300 °С в присутствии катализатора. Выделившаяся фтористо-водородная кислота с избытком пара увлекается в приемник, где титруется гидроксидом натрия.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Установка для определения содержания фторида кальция (рисунок 1).

 

 

1 - промывная склянка для очистки воздуха или кислорода,

заполненная раствором гидроксида натрия массовой

концентрации 0,2 г/см3; 2 - шарообразная трубка, заполненная

стеклянной ватой для улавливания капель воды со щелочью;

3 - нержавеющая трубка наружным диаметром 20 мм

и внутренним - 18 мм, длиной 220 мм, которая входит

в трубку 10 и герметично крепится хомутом; 4 - нержавеющая

трубка диаметром 10 мм, приваренная к трубке 3; 5 - колба

для получения пара; 6 - электрическая плитка;

7 - фарфоровая лодочка N 2 по ГОСТ 9147, предварительно

прокаленная в муфельной печи при температуре 900 - 1000 °С

в течение 4 - 5 ч; 8 - трубчатая электропечь

с карборундовым нагревателем, обеспечивающая температуру

(1300 +/- 20) °С и установленная с наклоном 4° в сторону

приемника; 9 - пирометр; 10 - фарфоровая или кварцевая

трубка внутренним диаметром 20 - 22 мм; 11, 13 - резиновый

уплотнитель; 12 - бачок для охлаждения трубки водой;

14 - форштос; 15 - приемник для титрования

фтористо-водородной кислотой

 

Рисунок 1. Установка для определения содержания

фторида кальция

 

Крючок, с помощью которого лодочки помещают в трубку и извлекают из нее, изготовлен из жаропрочной проволоки диаметром 3 - 5 мм, длиной 500 - 600 мм.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,2 г/см3 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм3.

Алюминия оксид безводный, прокаленный при температуре 1100 °С в течение 1 ч.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Метиловый красный (индикатор).

Метиленовый голубой (индикатор).

Смешанный индикатор: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта; хранят в темной склянке.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 молярной концентрации 0,02 моль/дм3 (фиксанал).

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия устанавливают по стандартному образцу флюса. Анализ стандартного образца проводят в тех же условиях, что и анализ исследуемого образца.

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия Т, г/см3 фторида кальция, вычисляют по формуле

 

, (1)

 

где С - массовая доля фторида кальция в стандартном образце, %;

m - масса навески стандартного образца, г;

V - объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см3.

Массовую концентрацию гидроксида натрия можно устанавливать по титрованному раствору соляной кислоты (фиксаналу): 25 см3 раствора кислоты молярной концентрации 0,02 моль/дм3 помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 - 3 капли смешанного индикатора и титруют раствором щелочи до перехода розовой окраски в зеленую.

Массовую концентрацию раствора гидроксида натрия Т, г/см3 фторида кальция, вычисляют по формуле

 

, (2)

 

где k - отношение  к ;

- объем соляной кислоты молярной концентрации 0,02 моль/дм3;

- объем щелочи.

4.3. Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,1 - 0,2 г помещают в фарфоровую лодочку, содержащую 0,2 - 0,4 г оксида алюминия. Содержимое лодочки тщательно перемешивают. Лодочку помещают в фарфоровую трубку, нагретую до температуры 1250 - 1350 °С, и закрывают трубку резиновой пробкой. В фарфоровую трубку через отросток трубки 3 подают воздух или кислород со скоростью 3 - 5 пузырьков в секунду одновременно с водяным паром.

Образовавшаяся при пирогидролизе фтористо-водородная кислота поступает в приемник 15, куда предварительно влито 50 см3 воды и 5 - 6 капель смешанного индикатора.

Фтористо-водородную кислоту титруют раствором гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм3 до изменения окраски из сиреневой в зеленую. Заканчивают титрование, когда цвет раствора не меняется в течение 2 мин.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю фторида кальция Х, %, вычисляют по формуле

 

, (3)

 

где Т - массовая концентрация раствора гидроксида натрия, г/см3 фторида кальция;

V - объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование, см3;

m - масса навески флюса, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фторида кальция приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

 

                                                       В процентах

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

│ Массовая доля фторида │Дельта │Допускаемое расхождение │дельта │

│       кальция         │       ├───────┬───────┬────────┤       │

│                       │       │   d   │   d   │   d    │       │

│                       │       │    k  │    2  │    3   │       │

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

│От  1,5 до 2 включ.    │0,16   │0,20   │0,16   │0,20    │0,10   │

│Св. 2   "  5 "         │0,24   │0,30   │0,25   │0,31    │0,16   │

│"   5   " 10 "         │0,4    │0,5    │0,4    │0,5     │0,2    │

│"  10   " 20 "         │0,5    │0,6    │0,5    │0,6     │0,3    │

│"  20   " 50 "         │0,8    │1,0    │0,8    │1,0     │0,5    │

│"  50   " 65 "         │1,1    │1,4    │1,2    │1,4     │0,7    │

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

 

5. Титриметрический комплексонометрический метод

определения фторида кальция

 

5.1. Сущность метода

Метод основан на осаждении ионов фтора в виде фторхлорида свинца. Избыток свинца титруют раствором трилона Б.

5.2. Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор массовой концентрации 0,05 г/см3.

Свинец уксуснокислый по ГОСТ 1027, раствор массовой концентрации 0,025 г/см3.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор массовой концентрации 0,05 г/см3.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Кремния (IV) диоксид по ГОСТ 9428.

Метиловый оранжевый (индикатор), раствор массовой концентрации 0,001 г/см3.

Эриохром черный Т (индикатор): 0,2 г индикатора растирают с 20 г хлористого калия.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3: 9,3 г трилона Б растворяют в 300 см3 воды. Раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463, стандартный раствор: 2,210 г фторида натрия растворяют в воде и разбавляют до 1000 см3 водой в мерной колбе. Раствор имеет массовую концентрацию фтора 0,001 г/см3.

Массовую концентрацию раствора трилона Б устанавливают по фтору: 50 см3 стандартного раствора переносят в стакан вместимостью 300 см3, прибавляют 10 капель уксусной кислоты, 20 см3 раствора хлористого натрия и из бюретки 25 см3 раствора уксуснокислого свинца. Раствор перемешивают, нагревают до температуры 60 - 70 °С, снова перемешивают до выпадения осадка, после чего оставляют на 12 ч.

Раствор с выпавшим осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, разбавляют водой до метки и фильтруют в сухой стакан через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первые порции фильтрата.

Отбирают 50 - 100 см3 фильтрата в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 винной кислоты, 10 см3 аммиака (1:1), добавляют 0,1 г индикатора эриохрома черного Т и титруют избыток свинца раствором трилона Б до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-голубую.

Массовую концентрацию трилона Б С, г/см3 фторида кальция, вычисляют по формуле

 

, (4)

 

где  - объем стандартного раствора фторида натрия, см3;

2,055 - коэффициент пересчета фтора на фторид кальция;

- объем раствора уксуснокислого свинца, взятого с избытком, см3;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование избытка уксуснокислого свинца, см3;

k - соотношение между объемами растворов уксуснокислого свинца и трилона Б.

Определяют соотношение k: 5 см3 раствора уксуснокислого свинца помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 50 см3 воды, 10 см3 винной кислоты, 10 см3 аммиака (1:1), 0,1 г индикатора эриохрома черного Т и титруют до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-голубую.

Соотношение k вычисляют по формуле

 

, (5)

 

где  - объем раствора уксуснокислого свинца, взятого на титрование, см3;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см3.

5.3. Проведение анализа

Навеску флюса массой 0,5 г (при массовой доле фтористого кальция 1,5 - 40%) или 0,25 г (при массовой доле фтористого кальция 40 - 65%) смешивают с 0,2 г диоксида кремния и 5 г безводного углекислого натрия и сплавляют в платиновом тигле с крышкой при температуре 950 - 1050 °С в течение 20 - 30 мин. Плав выливают на полированную пластину из нержавеющей стали.

Тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см3, приливают 50 см3 горячей воды, накрывают стеклом и выдерживают в теплом месте до полного разложения плава.

Тигель извлекают из стакана и обмывают несколько раз водой. Раствор с осадком переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор фильтруют в сухую колбу через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первую порцию фильтрата. Отбирают 50 см3 фильтрата в стакан вместимостью 300 см3, прибавляют 2 - 3 капли метилового оранжевого и подкисляют азотной кислотой (1:1) до оранжевой окраски, прибавляют 4 - 5 г углекислого аммония и кипятят до удаления запаха аммиака (при этом кремниевая кислота выделяется в виде студенистого осадка). Раствор отфильтровывают в стакан вместимостью 300 см3 через вату и промывают 8 - 10 раз горячей водой. Фильтрат подкисляют по метиловому оранжевому азотной кислотой (1:1) до изменения окраски раствора, прибавляют 10 капель уксусной кислоты, 20 см3 раствора хлористого натрия и из бюретки 25 - 50 см3 раствора уксуснокислого свинца. Раствор перемешивают, нагревают до температуры 60 - 70 °С, снова перемешивают до выпадения осадка, после чего оставляют на 12 ч.

Раствор с выпавшим осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, разбавляют водой до метки и фильтруют в сухой стакан через сухой фильтр "белая лента", отбрасывая первые порции фильтрата.

50 - 100 см3 фильтрата переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 винной кислоты, 10 см3 аммиака (1:1), добавляют 0,1 г индикатора эриохрома черного Т и титруют избыток свинца раствором трилона Б до перехода окраски из сиренево-фиолетовой в ярко-голубую.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю фтористого кальция Х, %, вычисляют по формуле

 

, (6)

 

где V - объем раствора уксуснокислого свинца, взятого для осаждения фтор-иона, см3;

- объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование избытка уксуснокислого свинца, см3;

k - соотношение между объемами растворов уксуснокислого свинца и трилона Б;

C - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см3 фторида кальция;

m - масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фторида кальция приведены в таблице 1.