ГОСТ 6689.5-92
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
Методы определения железа
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of iron
ОКСТУ 1709
Дата введения 1993-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Н.Федоров, Б.П.Краснов, Ю.М.Лейбов, А.Н.Боганова, Л.В.Морейская, И.А.Воробьева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 N 167
3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.5-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа (при массовой доле железа от 0,001 до 0,1%), титриметрический (при массовой доле железа от 0,4 до 6,5%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,004 до 6,5%) методы определения железа в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492* и ГОСТ 19241.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд.1 ГОСТ 6689.1.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНА ИЛИ
-ДИПИРИДИЛА
2.1. Сущность метода
Метод основан на измерении оптической плотности раствора, содержащего комплекс железа (II) с 1,10-фенантролином или
-дипиридилом, в присутствии солянокислого гидроксиламина после предварительного выделения железа соосаждением с гидроокисью алюминия.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1 и 2%-ный раствор.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 1:2.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.
Кислота уксусная по ГОСТ 61.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:100.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
Перекись водорода по ГОСТ 10929, 5%-ный раствор.
Аммоний-алюминий сернокислый (алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, 10 г/дм
раствор: 10 г квасцов помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм
, растворяют в 150-200 см
воды с добавлением 20 см
серной кислоты (1:1) и доливают водой до метки.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор 10 г/дм
, свежеприготовленный.
1,10-фенантролин солянокислый, раствор 1,5 г/дм
: 1,5 г препарата помещают в стакан вместимостью 200 см
и растворяют при нагревании в 50 см
воды с добавлением нескольких капель концентрированной соляной кислоты; раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм
и доливают водой до метки. Раствор хранят в темном сосуде.
-Дипиридил, раствор: 1,5 г препарата растворяют в 50 см
воды при нагревании с добавлением нескольких капель концентрированной соляной кислоты, раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм
и разбавляют водой до метки. Раствор хранят в темном сосуде.
Буферный раствор: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см
воды, добавляют 240 см
уксусной кислоты, фильтруют и доливают водой до объема 1 дм
.
Смесь реагентов свежеприготовленная: одну часть раствора солянокислого гидроксиламина смешивают с одной частью раствора 1,10-фенантролина солянокислого или одной частью раствора
-дипиридина и тремя частями буферного раствора.
Железо металлическое.
Стандартные растворы железа
Раствор А: 1,0 г железа растворяют в 20 см
азотной кислоты (1:1), раствор кипятят до удаления оксидов азота, охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см
раствора А содержит 0,001 г железа.
Раствор Б: 10 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см
и доливают до метки водой.
1 см
раствора Б содержит 0
,00001 г железа.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Для сплавов, содержащих не менее 0,1% кремния и хрома и не содержащих вольфрама
Около 15 г сплава помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 200 см
соляной кислоты (1:1) и выдерживают при комнатной температуре примерно 3 мин, периодически перемешивая. Затем сливают соляную кислоту, стружку промывают несколько раз водой и сушат в сушильном шкафу при (110±10) °С. Из очищенной таким образом стружки берут навеску (см. табл.1), помещают ее в стакан вместимостью 250 см
, добавляют азотную кислоту (1:1) (см. табл.1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют воды до 150 см
, 5 см
раствора алюмоаммонийных квасцов, 5 г хлористого аммония и концентрированный раствор аммиака до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди. Раствор выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и алюминия. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 3-5 раз горячим раствором аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см
соляной кислоты (1:1) и фильтр 3-5 раз промывают горячей водой, собирая промывные воды в стакан, где проводилось осаждение. При анализе сплавов, содержащих марганец, при растворении осадка добавляют несколько капель раствора перекиси водорода. Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка повторяют. Второй раз растворение осадка проводят на фильтре в присутствии 5 см
раствора перекиси водорода.
Таблица 1
| | | | | | | | |
Массовая доля железа, г | Масса навески, г | Количество азотной кислоты (1:1), см | Аликвотная часть раствора, см |
От | 0,001 | до | 0,002 | включ. | | 5,0 | 50 | Весь раствор |
Св. | 0,002 | " | 0,02 | " | | 5,0 | 50 | 10 |
" | 0,02 | " | 0,5 | " | | 0,5 | 20 | 10 |
" | 0,5 | | | 0,5 | 20 | 5 |
При массовой доле железа в сплаве менее 0,002% раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают водой до 50 см
, добавляют 25 см
смеси реагентов, разбавляют водой до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре в кювете с толщиной поглощающего света слоя 5 см при 510 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.
При массовой доле железа свыше 0,002% раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают водой до метки, перемешивают и отбирают аликвотную часть (см. табл.1) в другую мерную колбу вместимостью 100 см
, разбавляют водой до 50 см
и далее поступают, как указано выше.
2.3.2. Для сплавов, содержащих свыше 0,1% хрома или кремния
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в платиновую чашку, добавляют 1 см
фтористоводородной кислоты и 10 см
азотной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой, добавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и раствор упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, добавляют 30-40 см
воды, раствор помещают в стакан вместимостью 250 см
, разбавляют водой до 150 см
и далее поступают, как указано в п.2.3.1.
2.3.3. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют азотную кислоту (1:1) (см. табл.1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, раствор упаривают до сиропообразного состояния, разбавляют водой до 60 см
и выдерживают в теплом месте для отстаивания и осветления раствора. Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр и промывают горячим 20%-ным раствором азотной кислоты. Осадок отбрасывают, а фильтрат разбавляют водой до 200 см
, добавляют 5 см
раствора алюмоаммонийных квасцов и далее поступают как указано в п.2.3.1.
2.3.4. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью до 100 см
помещают 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 20,0; 30,0 см
стандартного раствора Б железа, разбавляют водой до 50 см
и далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю железа (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- масса железа, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
| | | | | | | |
Массовая доля железа, % | Допускаемые расхождения, % |
| | |
От | 0,001 | до | 0,003 | включ. | | 0,0008 | 0,001 |
Св. | 0,003 | " | 0,005 | " | | 0,001 | 0,001 |
" | 0,005 | " | 0,01 | " | | 0,002 | 0,003 |
" | 0,01 | " | 0,03 | " | | 0,003 | 0,004 |
" | 0,03 | " | 0,05 | " | | 0,005 | 0,007 |
" | 0,05 | " | 0,10 | " | | 0,008 | 0,01 |
" | 0,10 | " | 0,2 | " | | 0,015 | 0,02 |
" | 0,2 | " | 0,4 | " | | 0,020 | 0,03 |
" | 0,4 | " | 1,0 | " | | 0,030 | 0,04 |
" | 1,0 | " | 3,0 | " | | 0,050 | 0,07 |
" | 3,0 | " | 5,0 | " | | 0,10 | 0,1 |
" | 5,0 | " | 6,5 | " | | 0,15 | 0,2 |
2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315*, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом в соответствии с ГОСТ 25086.
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
3.1. Сущность метода
Метод основан на титровании железа (II) раствором двухромовокислого калия после предварительного восстановления железа (III) до железа (II) двухлористым оловом с потенциометрической или визуальной индикацией конечной точки титрования по дифениламину в качестве индикатора.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Потенциометр с хлорсеребряным электродом сравнения и платиновым индикаторным электродом.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Смесь кислот: 300 см
серной кислоты (1:1) и 300 см
фосфорной кислоты разбавляют водой до 1 дм
.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:100.
Олово двухлористое, свежеприготовленный раствор 100 г/дм
в соляной кислоте (1:1).
Ртуть двухлористая, раствор 40 г/дм
.
Дифениламин по ГОСТ 5825, раствор 10 г/дм
в концентрированной серной кислоте.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, 0,017 моль/дм
раствор: 2,4519 г препарата, высушенного в течение 2 ч при (160±5) °С, растворяют в воде, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см
и доливают до метки водой.
1 см
раствора соответствует 0,002792 г железа.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3373.
Перекись водорода по ГОСТ 10929, 30%-ный раствор.
Натриевая соль дифениламиносульфоновой кислоты, раствор 2 г/
дм
.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле железа от 0,4 до 3,0%) или 1 г (при массовой доле железа свыше 3%) растворяют в 20 см
соляной кислоты (1:1) и 10 см
азотной кислоты в стакане вместимостью 600 см
при нагревании. После растворения раствор разбавляют водой до 150 см
. При анализе сплавов с массовой долей кремния свыше 0,05% навеску растворяют в платиновой чашке в 20 или 10 см
азотной кислоты (1:1) и 1 см
фтористоводородной кислоты при нагревании, добавляют 10 см
серной кислоты (1:1), упаривают до белого дыма серной кислоты; остаток растворяют в 20-30 см
воды и раствор переносят в стакан вместимостью 600 см
, добавляют 5 см
азотной кислоты (1:1) и раствор разбавляют водой до 150 см
.
Добавляют 5 г хлористого аммония и аммиака до образования растворимого аммиачного комплекса никеля и меди.
Раствор выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 3-5 раз горячим раствором аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см
соляной кислоты (1:1) с несколькими каплями перекиси водорода в стакане, в котором проводилось осаждение, и фильтр промывают горячей водой. Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка повторяют. Раствор нагревают до кипения и восстанавливают трехвалентное железо до двухвалентного добавлением нескольких капель раствора двухлористого олова. Затем раствор охлаждают, добавляют 5 см
раствора двухлористой ртути, 15 см
смеси кислот, разбавляют водой до 200 см
и титруют раствором двухромовокислого калия потенциометрически до скачка потенциала или добавляют несколько капель раствора дифениламина или раствора натриевой соли дифениламиносульфоновой кислоты и титруют до фиолетовой
окраски.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю железа (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование, см
;
0,002792 - массовая концентрация 0,017 моль/дм
раствора двухромовокислого калия по железу, г;
- масса сплава, г.
3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
(показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
4.1. Сущность метода
Метод основан на измерении абсорбции атомами железа, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для железа.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1 и 1:100.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и 1 и 2 моль/дм
растворы.
Смесь кислот: смешивают один объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.
Железо металлическое карбонильное или Государственный стандартный образец N 666-81 П типа 1.
Стандартный раствор железа: 0,1 г железа растворяют при нагревании в 10 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
и доливают водой до метки.
1 см
раствора содержит 0,0001 г железа.
Медь по ГОСТ 859*.
Стандартный раствор меди: 10 г меди растворяют при нагревании в 80 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки.
1 см
раствора содержит 0,1 г меди.
Никель по ГОСТ 849*.
Стандартный раствор никеля: 10 г никеля растворяют при нагревании в 80 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки.
1 см
раствора содержит 0,1 г никеля.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Для сплавов, не содержащих олова, кремния, хрома, вольфрама и титана
Навеску сплава массой, приведенной в табл.3, растворяют при нагревании в 10-20 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, добавляют 10 см
2 моль/дм
раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм параллельно с градуировочными растворами.
Таблица 3
| | | | | | | |
Массовая доля железа, % | Масса навески, г | Объем стандартного раствора меди или никеля, см |
От | 0,004 | до | 0,05 | включ. | | 2 | 20 |
Св. | 0,05 | до | 0,1 | " | | 1 | 10 |
" | 0,1 | " | 6,5 | " | | 0,1 | - |
4.3.2. Для сплавов с массовой долей олова свыше 0,05%
Навеску сплава (см. табл.3) растворяют при нагревании в 10 см
смеси кислот. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают до метки 1 моль/дм
раствором соляной кислоты. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают до метки 1 моль/дм
раствором соляной кислоты. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию, как приведено в п.4.3.1.
4.3.3. Для сплавов, содержащих кремний, титан и хром
Навеску сплава (см. табл.3) помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10-20 см
азотной кислоты (1:1) и 2 см
фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают и остаток растворяют в 50 см
воды при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, добавляют 10 см
2 моль/дм
раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3
.1.
4.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл.3) растворяют при нагревании в 10-20 см
азотной кислоты (1:1), затем добавляют 30 см
горячей воды и выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на плотный фильтр и промывают горячей азотной кислотой (1:100). Фильтрат переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см
раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, добавляют 10 см
2 моль/дм
раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3.1
.
4.3.5. Построение градуировочного графика
В шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 см
помещают 0,8; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см
стандартного раствора железа, что соответствует 0,08; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мг железа. Во все колбы добавляют по 10 см
2 моль/дм
раствора соляной кислоты.
При массовой доле железа менее 0,1% добавляют аликвотные объемы стандартных растворов (см. табл.3) меди (если медь является основой сплава) или никеля (если никель является основой сплава) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю железа (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- концентрация железа в анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- объем раствора, см
;
- масса навески пробы, г
.
4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
(показатель воспроизводимости) не должны превышать допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
4.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим или титриметрическим методами, в соответствии с ГОСТ 25086.
