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

ГОСТ 2642.3-2014

Группа И29

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ

 Методы определения оксида кремния (IV)

 Refractories and refractory raw materials. Methods for determination of silicon (IV) dioxide

МКС 81.080

Дата введения 2016-01-01

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. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены".

Сведения о стандарте

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

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протоколом от 5 декабря 2014 г. N 46-2014)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 марта 2015 г. N 204-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2642.3-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 января 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 2642.3-97

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

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, огнеупорные материалы и изделия кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, высокомагнезиальные, магнезиально-силикатные, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-известковые, известковые и устанавливает методы количественного определения оксида кремния (IV):

- гравиметрический метод (при массовой доле оксида кремния (IV) от 2% до 99%);

- дифференциальный фотометрический метод (при массовой доле оксида кремния (IV) от 10% до 70%);

- прямой фотометрический метод (при массовой доле оксида кремния (IV) от 0,1% до 10%);

- ускоренный метод для кремнеземистых огнеупоров (при массовой доле оксида кремния (IV) свыше 90%);

- гравиметрический метод для хромсодержащих огнеупоров (при массовой доле оксида кремния (IV) свыше 2%);

- гравифотометрический метод (при массовой доле оксида кремния (IV) от 1% до 90%).

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.007.9-93 (МЭК 519-1-84) Безопасность электротермического оборудования. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 12.4.253-2013 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты глаз. Общие технические условия

ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 61-75 Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

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

ГОСТ 2642.2-* Огнеупоры и огнеупорное сырье. Метод определения относительного изменения массы при прокаливании

ГОСТ 2642.4-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Метод определения оксида алюминия

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3652-69 Реактивы. Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия

ГОСТ 3765-78 Реактивы. Аммоний молибденовокислый. Технические условия

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

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4214-78 Реактивы. Кислота кремневая водная. Технические условия

ГОСТ 4221-76 Реактивы. Калий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

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

ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5817-77 Реактивы. Кислота винная. 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 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 11293-89 Желатин. Технические условия

ГОСТ 12871-93 Асбест хризотиловый - хризотил. Общие технические условия

ГОСТ 14183-78 Стекло органическое часовое. Технические условия

ГОСТ 22180-76 Реактивы. Кислота щавелевая. 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 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

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

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

4.1 Требования безопасности к электрооборудованию, применяемому для испытаний, должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.9.

4.2 Помещение для проведения испытания должно быть оборудовано вентиляцией в соответствии с ГОСТ 12.4.021.

4.3 При проведении испытания должны применяться индивидуальные средства защиты: спецодежда, перчатки.

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

      5 Гравиметрический метод определения оксида кремния (IV) (при массовой доле от 2% до 99%)

5.1 Сущность метода

Метод основан на обезвоживании кремневой кислоты в солянокислой среде и ее коагуляции с помощью желатина в кремнеземистых и алюмосиликатных материалах и в сернокислой среде - в хромсодержащих огнеупорах. Массовую долю оксида кремния (IV) определяют по разности массы прокаленного осадка до и после обработки фтористоводородной и серной кислотами.

5.2 Аппаратура, реактивы, растворы и вспомогательные устройства

Шкаф сушильный, обеспечивающий поддержание заданной температуры сушки 110°С с пределами допустимого отклонения ±5°С.

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

Электроплитка.

Весы по ГОСТ 24104.

Чашки стеклоуглеродные N 2 по техническому документу.

Тигли и чашки платиновые N 100 - 7, N 100 - 9 и N 118 - 3 по ГОСТ 6563.

Фильтры беззольные "красная лента" диаметром 11,0 см, "белая лента" диаметром 9 см по техническому документу.

Картон асбестовый (хризотиловый) или плитка хризотилцементная по ГОСТ 12871.

Посуда лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 или ГОСТ 25336.

Стекло органическое часовое по ГОСТ 14183.

Эксикатор по ГОСТ 25336, в качестве осушающего агента применяют плавленый хлористый кальций или силикагель, окрашенный солями кобальта.

Воронки по ГОСТ 25336.

Палочка стеклянная.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый безводный: натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400±20)°С.

Смесь для сплавления: натрий углекислый и тетраборнокислый натрий безводные смешивают в соотношении 4:1 или калий-натрий углекислый и натрий тетраборнокислый безводный смешивают в соотношении 4:1.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172 или натрий пиросернокислый по техническому документу.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 3:1, 1:3 и 5:95.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293, водный раствор с массовой долей желатина 4%, свежеприготовленный: 4 г желатина помещают в термостойкий стакан, доливают до 100 см

дистиллированной водой и растворяют при нагревании до температуры не выше 80°С.

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

Метиловый оранжевый, водный раствор с массовой долей 0,01% по техническому документу.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 При анализе алюмосиликатных и кремнеземистых материалов аналитическую пробу массой (0,5-1,0) г (m) помещают в платиновый тигель, если аналитическая проба содержит органические вещества или свободный углерод, аналитическую пробу прокаливают при температуре 1000°С в окислительной среде не менее 5 мин до достижения постоянной массы. Затем аналитическую пробу смешивают с (5-6) г смеси для сплавления и сверху насыпают еще (0,5-1,0) г смеси для сплавления. Смесь сплавляют в муфельной печи при температуре 1000°С в течение (20-60) мин.

Для сплавления материалов с массовой долей оксида алюминия менее 30% в качестве плавня используют, например, углекислый калий - углекислый натрий. Время сплавления в течение (5-10) мин.

Тигель вынимают из печи и выливают его содержимое в платиновую или стеклоуглеродную чашку. Остывший тигель помещают в термостойкий стакан вместимостью (250-300) см

, приливают 60 см

соляной кислоты (3:1) и нагревают стакан до полного растворения сплава на стенках тигля, поворачивая тигель с помощью стеклянной палочки. Тигель обмывают над стаканом малыми порциями дистиллированной воды и обтирают влажным кусочком беззольного фильтра, который помещают в стакан. В стакан опускают остывший сплав, закрывают стакан стеклом органическим часовым и помещают его на электроплитку при слабом нагреве. После растворения расплава органическое часовое стекло убирают, а содержимое стакана выпаривают досуха.

Стакан охлаждают, прибавляют 20 см

соляной кислоты, нагревают на электроплитке при слабом нагреве в течение (5-7) мин для размягчения солей, вводят 3 см

раствора желатина, энергично перемешивают содержимое стакана в течение 3 мин и оставляют при комнатной температуре не менее чем на 15 мин.

Доливают в стакан 60 см

теплой (40-60)°С дистиллированной воды, перемешивают до полного растворения солей и фильтруют раствор через фильтр средней плотности "белая лента" диаметром 11 см, собирая фильтрат в мерную колбу вместимостью (250-500) см

. Осадок на фильтре и стакан промывают три раза теплым раствором соляной кислоты (5:95) и три-четыре раза теплой дистиллированной водой, после чего обтирают палочку и стакан влажным кусочком беззольного фильтра, осадок переносят на фильтр. Продолжают промывать осадок на фильтре теплой дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на хлорид-ион (к двум-трем кубическим сантиметрам фильтрата добавляют (2-3) капли раствора азотнокислого серебра).

Фильтр обрабатывают 6 каплями серной кислоты (1:1), помещают в платиновый тигель, сушат в сушильном шкафу при температуре 110°С, медленно озоляют на электроплитке или в муфельной печи и прокаливают при температуре 1000°С в течение 1 ч, тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Результат взвешивания - масса тигля с прокаленным осадком (

m

) оксида кремния (IV) до обработки кислотами. Прокаливание в течение 10 мин повторяют до достижения постоянной массы.

Остаток в тигле смачивают дистиллированной воды (2-3) см

, вводят 2-3 капли концентрированной серной кислоты и 10 см

фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха.

Остаток в тигле прокаливают при температуре 1000°С в течение (15-20) мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Результат взвешивания - масса тигля с остатком (

т

) после обработки кислотами и прокаливания. Прокаливание в течение 10 мин повторяют до достижения постоянной массы.

Остаток в тигле сплавляют с (1-2) г смеси для сплавления, выщелачивают в разбавленной (1:3) соляной кислоте, полученный раствор соединяют с основным фильтратом. Фильтрат в мерной колбе вместимостью (250-500) см

разбавляют до метки дистиллированной водой, перемешивают (раствор 1) и используют для определения оксида алюминия, железа, титана, кальция и магния.

5.3.2 При анализе хромсодержащих огнеупоров аналитическую пробу массой (т) 0,5 г помещают в платиновый тигель N 100-9, смешивают с (5-7) г пиросернокислого калия (натрия) и осторожно сплавляют в муфельной печи в течение 30 мин, постепенно повышая температуру до 900°С.

Остывший сплав переносят горячей дистиллированной водой в стакан вместимостью (300-400) см

, охлаждают, осторожно приливают 10 см

серной кислоты и выпаривают содержимое стакана, умеренно нагревая до появления паров серного ангидрида. Через (1-2) мин с момента выделения густых белых паров стакан снимают с электроплитки и охлаждают до комнатной температуры на листе картона асбестового (хризотилового) или на плитке хризотилцементной. Затем осторожно приливают по стенкам при помешивании 100 см

дистиллированной воды и снова нагревают стакан до растворения солей.

Осадок кремневой кислоты отфильтровывают на фильтре "белая лента" диаметром 9 см, отмывают горячей дистиллированной водой до исчезновения кислой реакции в промывных водах по метиловому оранжевому, собирая фильтрат в мерную колбу вместимостью 250 см

.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, сушат, озоляют и прокаливают при температуре 1000°С в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Результат взвешивания - масса тигля с прокаленным осадком (

m

) оксида кремния (IV) до обработки кислотами. Прокаливание в течение 10 мин повторяют до достижения постоянной массы.

Прокаленный осадок смачивают дистиллированной водой, прибавляют 3-5 капель серной кислоты, (5-7) см

фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха.

Остаток в тигле прокаливают при температуре 1000°С в течение 15 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Результат взвешивания - масса тигля с остатком (

т

) после обработки кислотами и прокаливания. Прокаливание и взвешивание повторяют до постоянной массы.

Остаток в тигле сплавляют с (1-2) г пиросернокислого калия (натрия), растворяют в дистиллированной воде и присоединяют раствор к основному фильтрату после отделения кремниевой кислоты (раствор 2).

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю оксида кремния (IV)

w

, %, вычисляют по формуле:

,                                                        (1)

где

т

-

масса тигля с прокаленным осадком оксида кремния (IV) до обработки кислотами, г;

т

-

масса тигля с остатком после обработки кислотами и прокаливания, г;

т - масса аналитической пробы, г.

5.4.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли оксида кремния (IV) приведены в разделе 11.

      6 Дифференциальный фотометрический метод определения оксида кремния (IV) (при массовой доле от 10% до 70%)

6.1 Сущность метода

Метод основан на разложении аналитической пробы щелочным плавлением, переведении кремневой кислоты в желтый кремнемолибденовый комплекс с последующим восстановлением его до синего и измерении оптической плотности растворов дифференциальным методом в области светопропускания (600 - 750) нм.

6.2 Аппаратура, реактивы, растворы и вспомогательные устройства

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая поддержание температуры 1000°С с пределом допускаемого отклонения ±50°С.

Спектрофотометр или калориметр фотоэлектрический лабораторный.

Весы по ГОСТ 24104.

Тигли и чашки платиновые N 100 - 7, N 100 - 9 и N 118 - 3 по ГОСТ 6563.

Посуда лабораторная стеклянная по ГОСТ 25336.

Пипетки или дозаторы по техническим документам.

Фильтр "синяя лента" по техническому документу.

Сосуд полиэтиленовый по техническому документу.

Щипцы по техническому документу.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый безводный: натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400±20)°С.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления: натрий углекислый, натрий тетраборнокислый безводный и калий углекислый смешивают в соотношении 1:1:1 или натрий углекислый и натрий тетраборнокислый безводный в соотношении 2:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор молярной концентрации эквивалента 0,125 моль/дм

.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, разбавленная 1:1.

Кислота аскорбиновая по техническому документу.

Кислота винная по ГОСТ 5817.

Кислота лимонная моногидрат по ГОСТ 3652.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, х.ч., раствор с массовой долей 5%: 50 г молибденовокислого аммония растворяют в (500-600) см

дистиллированной воды при нагревании не доводя до кипения. Полученный раствор фильтруют через фильтр "синяя лента", прибавляют 100 см

уксусной кислоты (1:1) и доводят дистиллированной водой до 1000 см

. Если после прибавления уксусной кислоты раствор мутнеет, его еще раз фильтруют. Раствор хранят в сосуде из темного стекла. Срок хранения раствора - не более 7 суток.

Смесь восстановительная: 5 г лимонной или 15 г винной кислоты и 1 г аскорбиновой кислоты растворяют при комнатной температуре в 100 см

дистиллированной воды. Срок хранения раствора 4-5 суток.

Кислота кремневая водная по ГОСТ 4214, ч.д.а.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч.

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

.

Стандартные растворы оксида кремния (IV)

Стандартный раствор А:

0,25 г кремневой кислоты, предварительно прокаленной в течение 1 ч при температуре 1000°С, сплавляют в платиновом тигле с 5 г смеси для сплавления. Сплав растворяют в полиэтиленовом сосуде в 300 см

дистиллированной воды с добавлением 20 г гидрооксида натрия. После охлаждения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см

, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде с крышкой (раствор А).

Массовая концентрация приготовленного стандартного раствора оксида кремния (IV) (

) составляет 0,0005 г/см

.

Срок хранения раствора - не более 3 мес.

Градуировочный стандартный раствор Б:

отбирают пипеткой 25 см

стандартного раствора А в мерную колбу вместимостью 250 см

, приливают 15 см

соляной кислоты, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация приготовленного градуировочного стандартного раствора Б оксида кремния (IV) (

) составляет 0,00005 г/см

.