ГОСТ 2642.4-2016 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида алюминия.

ГОСТ 2642.4-2016

 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ

 Методы определения оксида алюминия

 Refractories and refractory raw materials. Methods for determination of aluminium oxide

МКС 81.080

Дата введения 2017-01-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Огнеупоры" (ООО "НТЦ "Огнеупоры")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протоколом от 29 февраля 2016 г. N 85-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 июня 2016 г. N 607-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2642.4-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 2642.4-97

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, высокомагнезиальные, магнезиальноизвестковые, известковые, магнезиальношпинелидные, магнезиальносиликатные огнеупоры и устанавливает методы количественного определения оксида алюминия:

- комплексонометрический метод определения оксида алюминия без отделения оксида кремния (IV) (при массовой доле от 15 до 99%);

- комплексонометрический метод определения оксида алюминия (при массовой доле от 0,5 до 70%);

- ускоренный комплексонометрический метод определения оксида алюминия в огнеупорных глинах, каолинах, глиноземистых и алюмосиликатных огнеупорных материалах и изделиях (при массовой доле от 15 до 99%);

- фотометрический метод определения оксида алюминия в высокомагнезиальных и магнезиальноизвестковых материалах и изделиях (при массовой доле от 0,05 до 1%).

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.4.253-2013 (EN 166:2002) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты глаз. Общие технические условия

ГОСТ 61-75 Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ OIML R 76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ 83-79 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 177-88 Водорода перекись. Технические условия

ГОСТ 199-78 Реактивы. Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1381-73 Уротропин технический. Технические условия

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2642.0-2014 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 2642.3-2014 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кремния (IV)

ГОСТ 2642.5-2016 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида железа (III)

ГОСТ 2642.6-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида титана (IV)

ГОСТ 3117-78 Реактивы. Аммоний уксуснокислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3759-75 Реактивы. Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3769-78 Реактивы. Аммоний сернокислый. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4147-74 Реактивы. Железа (III) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4165-78 Реактивы. Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Реактивы. Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4221-76 Реактивы. Калий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4236-77 Реактивы. Свинец (II) азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4478-78 Реактивы. Кислота сульфосалициловая 2-водная. Технические условия

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 7172-76 Реактивы. Калий пиросернокислый

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

ГОСТ 10484-78 Реактивы. Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Реактивы. Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N’,N’-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия

ГОСТ 11069-2001 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 14183-78 Стекло органическое часовое. Технические условия

ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

________________

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 "Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия".

ГОСТ 20478-75 Реактивы. Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 22867-77 Реактивы. Аммоний азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

________________

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 "Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания".

ГОСТ 24523.2-80 Периклаз электротехнический. Метод определения окиси алюминия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3 Общие требования

Общие требования к методам анализа - в соответствии с ГОСТ 2642.0.

      4 Требования безопасности

Требования безопасности - по ГОСТ 2642.0 с дополнением по 4.1.

4.1 При проведении испытания должны применяться индивидуальные средства защиты глаз по ГОСТ 12.4.253.

      5 Комплексонометрический метод определения оксида алюминия без отделения оксида кремния (IV) (при массовой доле от 15 до 99%)

5.1 Сущность метода

Метод основан на разложении алюмосиликатных и глиноземистых огнеупоров сплавлением со смесью, состоящей из равных по массе частей углекислого натрия, углекислого калия, тетраборнокислого натрия, с последующим переведением алюминия в алюминат и комплексонометрическом титровании его в среде ацетатного буферного раствора при рН (4,8-5,0) с использованием раствора сернокислой меди в качестве второго титранта и индикатора 1-(2-пиридил-азо)-2-нафтола (ПАН).

5.2 Аппаратура, реактивы, растворы и вспомогательные устройства

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая поддержание температуры нагрева (1000-1050)°С с пределами допустимого отклонения ±50°С.

Электроплитка по технической документации.

Весы по ГОСТ 24104, класс точности II или по ГОСТ OIML R 76-1.

Тигли и чашки платиновые N 100-7 по ГОСТ 6563.

Тигли серебряные N 102-8 по ГОСТ 6563.

Стекло органическое часовое по ГОСТ 14183.

Фильтр беззольный "красная лента" (складчатый) диаметром 11 см по технической документации.

Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770.

Посуда лабораторная стеклянная по ГОСТ 25336.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1, 1:2 и 1:3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759, ч.д.а. или ч.

Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069, стружка.

Алюминий хлористый безводный, ос.ч. по технической документации.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Цинк гранулированный по технической документации.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой долей 1%.

Свинец II азотнокислый по ГОСТ 4236.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199.

Безводный тетраборнокислый натрий, изготовленный из натрия тетраборнокислого 10-водного, обезвоженного при температуре (400±20)°С.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, х.ч., и раствор с массовой долей 30% (условия хранения - полиэтиленовая емкость).

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N’,N’-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации 0,025 или 0,05 моль/дм

.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор молярной концентрации 2 моль/дм

.

Ацетатный буферный раствор с рН (4,8-5,0): 1 дм

раствора уксусной кислоты молярной концентрации 2 моль/дм

смешивают с 1 дм

раствора, содержащего 540 г 3-водного уксуснокислого натрия.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор с массовой долей 2%, к которому добавляют несколько капель аммиака до изменения цвета по индикатору метиловому красному.

Смесь для сплавления: углекислый натрий, безводный тетраборнокислый натрий и углекислый калий в соотношении 1:1:1 (тройная смесь).

Смесь для сплавления: углекислый натрий и безводный тетраборнокислый натрий в соотношении 2:1 (рекомендуется для разложения проб с массовой долей оксида алюминия не более 70% наряду с тройной смесью).

Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор молярной концентрации 0,05 моль/дм

: 12,5 г сульфата меди растворяют в дистиллированной воде, приливают 2 см

серной кислоты, доводят объем раствора дистиллированной водой до 1000 см

и перемешивают.

Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор молярной концентрации 0,025 моль/дм

: 6,25 г сульфата меди растворяют в дистиллированной воде, приливают 2 см

серной кислоты, доводят объем раствора дистиллированной водой до 1000 см

и перемешивают.

Индикатор ксиленоловый оранжевый по технической документации: 0,2 г индикатора растирают с 20 г хлористого калия (условия хранения - емкость из темного стекла).

Индикатор 1-(2-пиридил-азо)-2-нафтол (ПАН) по технической документации, спиртовой раствор с массовой долей 0,2%.

Индикаторная бумага Конго по технической документации.

Индикатор метиловый красный по технической документации, спиртовой раствор с массовой долей 0,1%.

5.2.1 Приготовление стандартных растворов

Стандартный раствор оксида алюминия: (0,625-0,660) г металлического алюминия растворяют в 150 см

соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Массовую концентрацию стандартного раствора оксида алюминия

, г/см

, вычисляют по формуле:

,                                                           (1)

где

- масса металлического алюминия, г;

1,8895 - коэффициент пересчета алюминия на оксид алюминия;

1000 - объем раствора, см

.

Допускается использовать для приготовления этого стандартного раствора соли алюминия квалификации ч.д.а. или ч.

Стандартный раствор оксида алюминия с массовой концентрацией оксида алюминия примерно 0,0012 г/см

: (5,7-6,0) г хлористого алюминия растворяют в 100 см

соляной кислоты (1:3) в стакане вместимостью 200 см

. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

, доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Точную массовую концентрацию раствора оксида алюминия устанавливают гравиметрическим методом: в стакан вместимостью (250-300) см

отбирают 50 см

стандартного раствора, добавляют (20-25) см

дистиллированной воды, 2,0 г хлористого аммония, нагревают до кипения и осаждают гидроксид алюминия раствором аммиака, добавляя его до слабого запаха. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтре "красная лента" диаметром 11 см (складчатый). Осадок промывают горячим раствором азотнокислого аммония до отрицательной реакции на ион хлора [реакция в 3 см

фильтрата с (2-3) каплями раствора азотнокислого серебра].

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают до постоянной массы в муфельной печи при температуре 1100°С.

Массовую концентрацию стандартного раствора оксида алюминия

, г/см

, вычисляют по формуле:

,                                                                 (2)

где

- масса осадка оксида алюминия, г;

50 - объем стандартного раствора оксида алюминия, взятый для анализа, см

.

Стандартный раствор цинка: (0,75-0,90) г цинка растворяют в 50 см

раствора соляной кислоты (1:3), переносят в мерную колбу вместимостью 500 см

, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Массовую концентрацию стандартного раствора цинка

, г/см

, вычисляют по формуле:

,                                                                  (3)

где

- масса цинка, г;

500 - объем раствора, см

.

5.2.2 Для установления массовой концентрации раствора трилона Б по оксиду алюминия в коническую колбу вместимостью 300 см

переносят 10 см

стандартного раствора оксида алюминия, приливают (2-3) см

соляной кислоты, (70-100) см

дистиллированной воды и 25 см

раствора трилона Б. Содержимое колбы нагревают до кипения. Остывший до (70-80)°С раствор нейтрализуют раствором аммиака до изменения цвета индикаторной бумаги Конго, приливают (15-20) см

ацетатного буферного раствора, 5-7 капель раствора индикатора ПАН и оттитровывают избыток раствора трилона Б раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Проводят три параллельных титрования и вычисляют среднеарифметическое значение результатов.

Массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду алюминия

, г/см

, вычисляют по формуле:

,                                                          (4)

где 10 - объем стандартного раствора оксида алюминия, взятый для титрования, см

;

- массовая концентрация стандартного раствора оксида алюминия, г/см

;

- объем прилитого раствора трилона Б, см

;

- соотношение объемов раствора трилона Б и сернокислой меди;

- объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см

.

5.2.2.1 Допускается массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду алюминия устанавливать по азотнокислому свинцу.

В коническую колбу вместимостью 300 см

помещают аналитическую пробу массой (0,2-0,3) г азотнокислого свинца, добавляют 100 см

дистиллированной воды, нагретой до температуры (50-60)°С, 10 см

ацетатного буферного раствора, 0,2 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из малиновой в желтую. Проводят не менее трех титрований.

Массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду алюминия

, г/см

, вычисляют по формуле:

,                                                          (5)

где

- масса аналитической пробы свинца азотнокислого, г;

50,98 - молекулярная масса оксида алюминия, деленная на 2, г;

- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см

;

331,21 - молекулярная масса азотнокислого свинца, г.

5.2.2.2 Допускается массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду алюминия устанавливать по стандартному раствору цинка. Для этого в коническую колбу вместимостью 300 см

отбирают пипеткой 10 см

раствора цинка, разбавляют дистиллированной водой до 100 см

, нагревают до кипения, прибавляют 10 см

ацетатного буферного раствора, (0,15-0,20) г индикатора ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора из малиновой в желтую.

Массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду алюминия

, г/см

, вычисляют по формуле

,                                                        (6)

где 10 - объем стандартного раствора цинка, взятый для титрования, см

;

- массовая концентрация стандартного раствора цинка, г/см

;

50,98 - молекулярная масса оксида алюминия, деленная на 2, г;

65,37 - молекулярная масса цинка, г;

- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см

.

5.2.3 Устанавливают соотношение

объемов раствора трилона Б и сернокислой меди: 10 см

раствора трилона Б помещают в коническую колбу вместимостью 300 см

, приливают примерно 100 см

дистиллированной воды, нагревают до кипения, приливают (15-20) см

ацетатного буферного раствора, (5-7) капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Для определения соотношения между объемами растворов проводят не менее трех титрований и вычисляют среднеарифметическое значение результатов.

Соотношение

объемов раствора трилона Б и сернокислой меди вычисляют по формуле:

,                                                                      (7)

где

- объем раствора трилона Б, взятый для установления соотношения, см

;

- объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см

.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 Аналитическую пробу массой (0,10-0,25) г смешивают в платиновом тигле с (3-5) г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре 1000°С не менее 10 мин. Тигель со сплавом охлаждают и помещают в стакан вместимостью (250-300) см

, добавляют 60 см

раствора соляной кислоты (1:3) и нагревают до полного растворения сплава.

Обмывают тигель небольшим количеством дистиллированной воды, охлаждают раствор до (40-50)°С, вводят раствор гидроксида натрия до красного цвета бумаги Конго и дополнительно приливают 30 см

раствора гидроксида натрия в избыток.

Раствор с осадком кипятят (3-5) мин, быстро охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью (200-250) см

, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и отфильтровывают на фильтре "красная лента" (складчатом). Две первые порции фильтрата отбрасывают.

Аликвотную часть раствора 100 см

при массовой доле оксида алюминия не более 55% и 50 см

при массовой доле оксида алюминия более 55% переносят в коническую колбу вместимостью (250-300) см

, нейтрализуют соляной кислотой до синего цвета бумаги Конго и добавляют (2-3) см

соляной кислоты в избыток. Раствор кипятят (2-3) мин. Приливают (15-50) см

раствора трилона Б (в зависимости от массовой доли оксида алюминия), нагревают до кипения, дают остыть до (70-80)°С, нейтрализуют раствором аммиака до изменения цвета бумаги Конго, приливают (15-20) см

ацетатного буферного раствора, (5-7) капель раствора индикатора ПАН и титруют избыточное количество трилона Б раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую.

При использовании аналитической пробы массой 0,10 г и аликвотной части раствора 50 см

, а также для анализа материалов с массовой долей оксида алюминия менее 35% применяют раствор сернокислой меди молярной концентрации 0,025 моль/дм

.

При определении в глинах, каолинах, полукислых, шамотных и муллитокремнеземистых огнеупорах массовой доли оксида железа (III) и оксида титана (IV) аналитическую пробу массой 0,5 г сплавляют и растворяют сплав, как указано выше. Полученный прозрачный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см

, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают (раствор 1). Для определения массовой доли оксида алюминия отбирают аликвотную часть раствора, равную 100 см

, в стакан и проводят определение по описанной выше методике, начиная с нейтрализации гидроксидом натрия. Оставшийся раствор 1 используют для определения оксида железа (III) и оксида титана (IV).