ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта.

    ГОСТ 12353-78

(СТ СЭВ 1506-79)

 

Группа В39

 

 

 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

 

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

 

Методы определения кобальта

 

Alloyed and high-alloyed steels.

Methods of cobalt determination

 

 

Дата введения  с 01.01.80

до 01.01.95*

______________________________

 * Ограничение срока действия снято

по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета

по стандартизации, метрологии и сертификации

(ИУС N 4, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 ноября 1978 г. N 3081

 

ПРОВЕРЕН в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 N 2877 срок действия продлен до 01.01.95

ВЗАМЕН ГОСТ 12353-66, кроме общих указаний

 

ПЕРЕИЗДАНИЕ март 1986 г. с Изменением N 1, утвержденным в январе 1983 г.; Пост. N 276 от 20.01.83 (ИУС 5-83 г.)

 

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения кобальта (при массовых долях от 0,0005 до 3,0%), атомно-абсорбционный метод определения кобальта (при массовых долях от 0,005 до 25,0%), метод потенциометрического титрования (при массовых долях от 2,0 до 20,0%) и гравиметрический метод определения кобальта (при массовых долях от 0,5 до 25,0%).

 

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1506-79.

 

(Измененная редакция, Изм. N 1).

 

 

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-75 и СТ СЭВ 487-77.

 

(Измененная редакция, Изм. N 1).

 

 

 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,0005-0,10%)

2.1. Сущность метода

 

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта (III) с нитрозо-Р-солью. Светопоглощение раствора измеряют при
=415 нм.
 

Вольфрам, ниобий, кремний и титан отделяют кислотным гидролизом.

 

Кобальт предварительно отделяют от основных компонентов стали из 9 н. солянокислого раствора на сильноосновном анионите.

 

 

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

 

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

 

 

Хроматографическая колонка диаметром 1,5-2 см (см. чертеж) заполненная анионитом с высотой слоя 30-35 см.

 

Сильноосновной анионит типа АВ-17-8чС по ГОСТ 20301-74.

 

Подготовка анионита к анализу.

 

100-150 см
товарного анионита (выпускается в виде взвеси в воде) промывают дважды водой способом декантации. Для отделения фракции смолы с размером зерна менее 0,6 мм взвесь смолы в воде выливают на сито с сеткой № 063 по ГОСТ 6613-73 и промывают струей воды, собирая прошедшую сквозь сито фракцию анионита вместе с водой в сосуд вместимостью 2-3 дм
. Оставшуюся на сите смолу отбрасывают. Фракцию анионита, прошедшую сквозь сито, дважды промывают соляной кислотой 1:30 способом декантации, затем соляной кислотой 1:1 до отсутствия ионов железа (проба роданистым аммонием) и водой 4-5 раз. Смолу обрабатывают 5%-ным раствором гидроокиси натрия до отрицательной реакции на хлорид-ионы (проба азотнокислым серебром), а затем водой до нейтральной реакции по универсальному индикатору и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным без пузырьков воздуха. После заполнения колонки через нее со скоростью 1 мл/мин пропускают вначале 120-150 см
соляной кислоты 1:30, затем 120-150 см
соляной кислоты 1:2 и 100 см
воды.
 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или 14261-77, 9 н., 0,5 н. и разбавленная 1:1, 1:2, 1:30, 1:100.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

 

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80 и разбавленная 1:50.

 

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 50%-ный раствор.

 

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5%-ный раствор.

 

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3, 6 дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1%-ный раствор.

 

Аммоний роданистый, 5%-ный раствор.

 

Железо карбонильное, особой чистоты.

 

Кобальт металлический, марки К0.

 

Кобальт хлористый, стандартные растворы А и Б.

 

Раствор А. 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250-300 см
и растворяют при нагревании в 100 см
соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
1 см
стандартного раствора А содержит 0,1 мг кобальта.
 
Раствор Б, свежеприготовленный. 10 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
1 см
стандартного раствора Б содержит 0,01 мг кобальта.
 

Индикатор универсальный, б

умага.

2.3. Проведение анализа

 

Навеску стали в зависимости от массовой доли кобальта (табл.1) помещают в колбу или стакан вместимостью 200-300 см
, приливают 30 см
соляной и 10 см
азотной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают до растворения навески.
 

Таблица 1

 

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Масса навески, г

Разбавление, см
 
Аликвотная часть, см
 

От 0,0005 до 0,002

1

-

-

Св. 0,002  "   0,01

1

100

20

"    0,01    "   0,02

1

100

10

"    0,02    "   0,04

1

100

5

"    0,04    "   0,06

0,5

100

5

"    0,06    "   0,10

0,25

100

5

 

Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 5 см
соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 50 см
горячей воды, нагревают до 80-90 °С, отфильтровывают выпавший осадок вольфрамовой, кремневой, ниобиевой и титановой кислот на два фильтра "белая лента" и промывают 6-7 раз горячей соляной кислотой (1:100).
 
Фильтр с осадком отбрасывают, а фильтрат выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 см
9 н. соляной кислоты, нагревают до растворения солей и охлаждают.
 
Хроматографическую колонку промывают 50 см
9 н. соляной кислоты. Анализируемый раствор пропускают через колонку со скоростью 1-1,5 мл/мин. Когда уровень раствора в колонке будет на 1-2 см выше слоя смолы, ополаскивают стакан 5-6 см
9 н. соляной кислоты и переносят промывную жидкость в колонку. Повторяют эту операцию еще 3 раза и обмывают верхнюю часть колонки 2-3 раза 5-6 см
9 н. соляной кислоты, каждый раз следя за тем, чтобы уровень раствора в колонке не опускался ниже 1-2 см над слоем смолы. Пропускают через колонку еще 100 см
9 н. соляной кислоты. Фильтрат отбрасывают.
 
Кобальт десорбируют 60-70 см
раствора соляной кислоты 1:2 со скоростью 1-1,5 мл/мин, собирая элюат в стакан вместимостью 300 см
.
 
Для подготовки смолы к последующим определениям кобальта хроматографическую колонку промывают 100 см
0,5 н. соляной кислоты, затем 250-300 см
воды до нейтральной реакции по универсальному индикатору. Промывную жидкость отбрасывают.
 
При содержании кобальта от 0,0005 до 0,002% элюат выпаривают до 5-10 см
, приливают несколько капель азотной кислоты и выпаривают до влажных солей. При массовой доле кобальта свыше 0,002% элюат выпаривают до объема 30-35 см
, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Аликвотную часть раствора помещают в стакан вместимостью 100 см
, приливают несколько капель азотной кислоты и выпаривают до влажных солей.
 
В обоих случаях к остатку приливают 5 см
ортофосфорной кислоты 1:50, 1 см
0,1%-ного раствора нитрозо-Р-соли, 2 см
50%-ного раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и выдерживают раствор на кипящей водяной бане в течение 3 мин. Затем к раствору приливают 0,75 см
соляной кислоты, перемешивают и вновь выдерживают на водяной бане в течение 2 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при
=415 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 400 до 500 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм.
 

В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

 

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

 

2.3.1. Построение градуировочного графика

 

В девять стаканов вместимостью 250-300 см
помещают по 1 г карбонильного железа. В восемь стаканов приливают последовательно 0,5; 0,7; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 и 2,0 см
стандартного раствора Б солянокислого кобальта, что соответствует 0,005; 0,007; 0,010; 0,012; 0,014; 0,016; 0,018 и 0,020 мг кобальта.
 
Девятый стакан служит для проведения контрольного опыта. Приливают по 30 см
соляной и по 10 см
азотной кислоты, накрывают стаканы часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании.
 
Далее поступают, как указано в п.2.3, начиная со слов: "Раствор выпаривают досуха, к сухому остатку приливают 5 см
соляной кислоты . . .".
 

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного анализа. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

 

2.4. Обработка результатов

 

2.4.1. Массовую долю кобальта (
) в процентах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса навески стали, соответствующая колориметрируемой аликвотной части раствора, мг;
 
- количество кобальта, найденное по градуировочному графику, мг.
 

  

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности
= 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.2.
 

Таблица 2

 

 

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,0005 до 0,001

0,0003

Св. 0,001  "   0,002

0,0005

"    0,002  "   0,005

0,0010

"    0,005  "   0,010

0,0020

"    0,010  "   0,025

0,0040

"    0,025  "   0,050

0,0080

"    0,050  "   0,10

0,010

 

 

 

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,005-0,5%)

3.1. Сущность метода

 

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью.

 

Светопоглощение измеряют при
=500 или
=530 нм.
 

Влияние железа, хрома и никеля, мешающих определению, устраняют добавлением пирофосфорнокислого калия и последующим кипячением раствора с азотной кислотой или осаждением железа, алюминия, титана, хрома и других элементов окисью цинка.

 

  

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

 

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1, 1:100.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:1.

 

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1%-ный и 1%-ный растворы.

 

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 40%-ный и 50%-ный растворы.

 

Калий пирофосфорнокислый, 80%-ный раствор.

 

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 или с массовой долей кобальта менее 0,005%.

 

Окись цинка в виде водной суспензии 1:5.

 

Кобальт металлический марки К0 с массовой долей кобальта не менее 99,99%.

 

Стандартные растворы кобальта.

 

Раствор А: 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250-300 см
, растворяют при нагревании в 100 см
соляной кислоты 1:1 и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
1 см
стандартного раствора содержит 0,1 мг кобальта.
 
Раствор Б: 0,2 г кобальта растворяют в 10 см
раствора азотной кислоты, разбавляют водой, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
1 см
раствора Б содержит 0,2 мг кобальта.
 
Раствор В: 2,5 г железа растворяют в 40 см
раствора соляной кислоты (1:1), окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям, добавляют при помощи микробюретки 12,5 см
стандартного раствора А и далее поступают, как указано в п.3.3.2 до момента осаждения железа и фильтрования раствора.
 
1 см
раствора В содержит 0,01 мг кобальта.
 

Раствор готовят перед употреблением.

 

Раствор фона: 2,5 г железа растворяют в 40 см
раствора соляной кислоты (1:1), окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям и далее поступают, как в п.3.3.2 до момента осаждения железа и фильтрования раствора.
 

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

 

3.3. Проведение анализа

 

3.3.1. Определение кобальта (0,10-0,50%)

 

Массу навески стали 0,25 г при массовой доле кобальта от 0,1 до 0,2% или 0,1 г при массовой доле кобальта свыше 0,2 до 0,5% помещают в стакан или колбу вместимостью 250-300 см
, приливают 15 см
соляной кислоты и 5 см
азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 5 см
соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 50 см
горячей воды, нагревают до 80-90 °С, отфильтровывают осадок кремниевой, вольфрамовой, ниобиевой и титановой кислот на два фильтра "белая лента" и промывают 6-7 раз горячей соляной кислотой (1:100). Фильтр с осадком отбрасывают.
 
Фильтрат охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Аликвотную часть раствора, равную 10 см
, помещают в стакан вместимостью 100 см
, приливают 10 см
воды, 10 см
0,1%-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см
40%-ного раствора уксуснокислого натрия и немедленно 5 см
80%-ного раствора пирофосфорнокислого калия, затем раствор нагревают до кипения, кипятят 2-3 мин, приливают 5 см
азотной кислоты (1:1) и кипятят еще 1 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотоколориметре или спектрофотометре при
=500 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 430 до 540 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм.
 
Раствор сравнения готовят следующим образом: аликвотную часть раствора, равную 10 см
, помещают в стакан вместимостью 100 см
, приливают по 10 см
воды и азотной кислоты и кипятят 2 мин. Затем приливают 10 см
0,1%-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см
40%-ного раствора уксуснокислого натрия и немедленно 5 см
80%-ного раствора пирофосфорнокислого калия. Раствор кипятят 1 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки кон

трольного опыта.

3.3.1.1. Построение градуировочного графика

 

В семь стаканов или колб вместимостью 250-300 см
помещают по 0,25 г карбонильного железа. В шесть стаканов или колб приливают последовательно 1, 2, 3, 4, 5 и 6 см
стандартного раствора А. Седьмой стакан или колба вместимостью 250-300 см
служит для проведения контрольного опыта. Приливают по 15 см
соляной и по 5 см
азотной кислот, накрывают стаканы или колбы часовыми стеклами и нагревают до растворения навесок. Далее с содержимым каждого стакана или колбы поступают, как указано в п.3.3.1.
 

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

 

3.3.2. Определение кобальта (0,005-0,50%)

 

Массу навески пробы и объем раствора соляной кислоты для растворения пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл.3.

 

Таблица 3

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем раствора соляной кислоты для растворения, см
 

От 0,005  до 0,025

2,5

40

Св. 0,025  "   0,10

1,0

30

"    0,10      "   0,50

0,5

20

 

Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 300 см
и растворяют в указанном объеме раствора соляной кислоты. После растворения окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора, выпаривают раствор пробы до объема около 10 см
, прибавляют 25 см
раствора соляной кислоты и снова выпаривают раствор до объема около 10 см
, нейтрализуют аммиаком до слабокислой среды. Добавляют 30 см
воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см
и доливают водой до объема 150 см
.
 
Для отделения кобальта от железа, хрома, титана и других элементов к полученному раствору добавляют небольшими порциями суспензию окиси цинка, каждый раз, энергично взбалтывая раствор. Суспензию окиси добавляют до тех пор, пока выпавший осадок избытка окиси цинка не соберется на дне колбы в виде слабозаметного белого осадка. Содержимое колбы доливают водой до метки, энергично перемешивают и оставляют на несколько минут до оседания осадка. Затем раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата. В зависимости от содержания кобальта отбирают согласно табл.3а две аликвотные части раствора пробы и фона и помещают их в две мерные колбы вместимостью 50 см
.
 

Таблица 3а

 

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Объем аликвотной части раствора, см
 
Объем раствора фона, см
 

Масса пробы, соответствующая аликвотной части, г

От 0,005  до 0,025

20

-

0,2

Св. 0,25    "   0,10

10

10

0,04

 "    0,10    "   0,50

5

15

0,01

 

Для приготовления раствора сравнения к раствору в первой колбе добавляют 10 см
раствора уксуснокислого натрия, 10 см
раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Для приготовления окрашенного раствора к раствору во второй колбе доливают 10 см
раствора нитрозо-Р-соли, 10 см
раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и оставляют на 10 мин при комнатной температуре. Затем добавляют 10 см
раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 500-530 нм.
 

3.3.2.1. Построение градуировочного графика

 

Для получения раствора сравнения в шесть из семи мерных колб вместимостью по 50 см
отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора В. Во все колбы доливают раствор фона до объема 20 см
, добавляют по 10 см
раствора уксуснокислого натрия и раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Для получения окрашенного раствора в шесть из семи мерных колб вместимостью по 50 см
отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора В. Во все колбы доливают раствор фона до объема 20 см
, добавляют по 10 см
раствора нитрозо-Р-соли и раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и оставляют на 10 мин при комнатной температуре. Затем добавляют по 10 см
раствора азотной кислоты, перемешивают, доливают водой до метки и вновь перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 500-530 нм. Раствором сравнения служит соответствующий раствор. По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им содержаниям кобальта строят градуировочный граф
 

ик.

3.4. Обработка результатов

 

3.4.1. Массовую долю кобальта (
) в процентах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг;
 
- масса навески стали, соответствующая колориметрируемой аликвотной части раствора, мг
 

.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними значениями трех параллельных результатов при доверительной вероятности
=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.3б.
 

Таблица 3б

 

 

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,005 до 0,01

0,001

Св. 0,01  "   0,05

0,003

"    0,05  "   0,20

0,005

"    0,20  "   0,50

0,03

 

Разд.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

 

 

 4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,50-3,00%)

4.1. Сущность метода

 

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью. Светопоглощение раствора измеряют при
=500 нм.
 

Влияние железа, никеля и меди, мешающих определению кобальта, устраняют кипячением раствора с азотной кислотой после добавления нитрозо-Р-соли.

 

 

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

 

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

 

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:100.

 

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

 

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3,6 дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1%-ный раствор.

 

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 50%-ный раствор.

 

Железо карбонильное, особой чистоты.

 

Кобальт металлический, марки КО.

 

Кобальт хлористый, стандартный раствор; 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250-300 см
, растворяют при нагревании в 100 см
соляной кислоты 1:1 и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
1 см
стандартного раствора содержит 0,1 мг кобальта.
 

4.3. Проведение анализа

 

0,1 г стали помещают в стакан или колбу вместимостью 250-300 см
, приливают 15 см
соляной и 5 см
азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Раствор охлаждают, осторожно приливают 5 см
серной кислоты, нагревают до выделения ее паров и охлаждают. Осторожно при непрерывном перемешивании приливают 50-60 см
воды и нагревают до растворения солей. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см
, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через два сухих фильтра "белая лента" в стакан или колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Фильтр с осадком отбрасывают. Аликвотную часть раствора, равную 5 см
, помещают в стакан вместимостью 100 см
, приливают 5 см
воды, добавляют раствор аммиака, приливая его до начала выпадения осадка гидроокисей металлов, прибавляют по каплям соляную кислоту 1:1 до растворения осадка гидроокисей и избыток 1 см
. Затем к раствору приливают 5 см
50%-ного раствора уксуснокислого натрия, 10 см
0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, содержимое стакана нагревают до кипения, кипятят 2-3 мин, приливают 10 см
азотной кислоты 1:1 и кипятят еще 1 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при
=500 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 430 до 540 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм при содержании кобальта до 1% и в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм при содержании кобальта от 1 до 3%.
 
Раствор сравнения готовят следующим образом: аликвотную часть раствора 5 см
помещают в стакан вместимостью 100 см
, приливают 10 см
азотной кислоты 1:1 и кипятят 2 мин. Затем приливают 10 см
0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см
50%-ного раствора уксуснокислого натрия, раствор кипятят 1 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают водой и перемешивают.
 

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки конт

рольного опыта.

4.3.1. Построение градуировочных графиков

 

4.3.1.1. Построение градуировочного графика при массовой доле кобальта в стали от 0,5 до 1%.

 

В восемь стаканов вместимостью 250-300 см
помещают по 0,1 г карбонильного железа. В семь стаканов приливают последовательно 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см
стандартного раствора хлористого кобальта, что соответствует 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 и 1,0 мг кобальта. Восьмой стакан вместимостью 250-300 см
служит для проведения контрольного опыта. В стаканы приливают по 15 см
соляной и по 5 см
азотной кислот, накрывают стаканы часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Далее с содержимым каждого стакана поступают, как указано в п.4.3, начиная со слов: "Раствор охлаждают, осторожно приливают 5 см
серной кислоты и нагревают до выделения ее паров . . . ".
 

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

4.3.1.2. Построение градуировочного графика при массовой доле кобальта в стали от 1,0 до 3,0%.

 

В семь стаканов вместимостью 250-300 см
помещают по 0,1 г карбонильного железа. В шесть стаканов приливают последовательно 10; 14; 18; 22; 26 и 30 см
стандартного раствора хлористого кобальта, что соответствует 1,0; 1,4; 1,8; 2,2; 2,6 и 3,0 мг кобальта. Седьмой стакан вместимостью 250-300 см
служит для проведения контрольного опыта.
 
В стаканы приливают по 15 см
соляной и по 5 см
азотной кислот, накрывают их часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании.
 
Далее с содержимым каждого стакана поступают, как указано в п.4.3, начиная со слов: "Раствор охлаждают, осторожно приливают по 5 см
серной кислоты и нагревают до выделения ее паров ... ".
 

Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

 

4.4.1. Массовую долю кобальта(
) в процентах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, мг;
 
- масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг.
 

  

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности
=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.4.
 

Таблица 4

 

 

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,5    до 1,00

0,040

Св. 1,00  "   2,00

0,060

 "    2,00   "   3,00

0,10

 

 

 

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОБАЛЬТА (2,00-20,0%)

МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

5.1. Сущность метода

 

Кобальт отделяют от марганца, хрома, никеля и других элементов селективной сорбцией на анионите из солянокислого раствора. В элюате кобальт (II) титруют потенциометрически в аммиачной среде раствором железосинеродистого калия; при этом кобальт (II) окисляется до кобальта (III).

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

 

Установка для потенциометрического титрования: пара электродов: индикаторный платиновый электрод и электрод сравнения - каломельный, хлорсеребряный или вольфрамовый;

 

магнитная мешалка;

 

милливольтметр постоянного тока или рН-метр, позволяющие четко фиксировать скачок потенциала в точке эквивалентности при титровании с выбранной парой электродов. При необходимости к прибору последовательно подключают переменное сопротивление, которое позволяет производить измерения в пределах шкалы прибора.

 

Хроматографическая колонка диаметром 1,5-2 см, заполненная анионитом с высотой слоя 40-45 см.

 

Сильноосновной анионит типа АВ-17-8чС по ГОСТ 20301-74.

 

Подготовка анионита к анализу, 100-150 см
товарного анионита (выпускается в виде взвеси в воде) промывают дважды водой способом декантации. Для отделения фракции смолы с размером зерна менее 0,6 мм взвесь смолы в воде выливают на сито с сеткой № 063 по ГОСТ 6613-73 и промывают струей воды, собирая прошедшую сквозь сито фракцию анионита вместе с водой в сосуд вместимостью 2-3 дм
. Оставшуюся на сите смолу отбрасывают. Фракцию анионита с размером зерна менее 0,6 мм дважды промывают декантацией соляной кислотой 1:30, затем соляной кислотой 1:1 до отсутствия ионов железа (проба роданистым аммонием) и водой 4-5 раз. Смолу обрабатывают 5%-ным раствором гидрата окиси натрия до отрицательной реакции на хлорид-ионы (проба азотнокислым серебром), а затем водой до нейтральной реакции по универсальному индикатору и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным без пузырьков воздуха. После заполнения колонки через нее со скоростью примерно 1 мл/мин пропускают вначале 120-150 см
соляной кислоты 1:30, затем 120-150 см
соляной кислоты 1:2 и 100 см
воды.
 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 3:1; 1:1; 1:2 и 1:30.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:100.

 

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

 

Аммоний хлористый по ГОСТ 3772-74.

 

Аммоний лимоннокислый по ГОСТ 9264-79.

 

Кобальт металлический, марки К0.

 

Кобальт хлористый, стандартный раствор, 0,5 г металлического кобальта растворяют при нагревании в 20 см
азотной кислоты 1:1. Раствор выпаривают почти досуха, приливают 10-15 см
соляной кислоты и вновь выпаривают почти досуха. Операцию выпаривания после прибавления соляной кислоты повторяют еще дважды. Соли растворяют в 50 см
соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см
этого раствора содержит 0,001 г кобальта.
 
Калий железосинеродистый по ГОСТ 4206-75, стандартный раствор. 8,25 г железосинеродистого калия помещают в стакан вместимостью 600-800 см
и растворяют в 400-500 см
воды. Содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в склянку из темного стекла.
 

Массовую концентрацию раствора устанавливают каждый раз перед использованием по стандартному раствору хлористого кобальта, пропущенному через колонку с анионитом.

 

15 см
стандартного раствора хлористого кобальта помещают в стакан вместимостью 200-300 см
и выпаривают почти досуха.
 
Далее поступают, как указано в п.5.3, начиная со слов "К остатку в стакане приливают 20 см
соляной кислоты 3:1 и растворяют соли при умеренном нагревании".
 
Массовая концентрация раствора железосинеродистого калия, выраженная в граммах кобальта, (
) вычисляют по формуле
 
,
 
где
- объем стандартного раствора хлористого кобальта, взятый для титрования, см
;
 
- содержание кобальта в 1 см
стандартного раствора хлористого кобальта, г;
 
- объем раствора железосинеродистого калия, израсходованный на титрование, см
.
 

5.3. Проведение анализа

 

Навеску стали:

 

     0,5 г   при  массовой  доле  кобальта  от 2 до 5%

     

     0,25 г    "            "               "              "           от 5 до 10%

     

     0,1 г       "            "              "              "            от 10 до 20%

 

 

помещают в стакан вместимостью 300 см
, приливают 40-50 см
соляной кислоты и 5-10 см
азотной кислоты. Стакан накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при умеренном нагревании, осторожно приливают 5-10 см
азотной кислоты и выпаривают до объема 15-20 см
. Разбавляют горячей водой до 150-200 см
, нагревают до кипения и для полного выделения вольфрамовой кислоты выдерживают на теплой плите в течение 1,5-2 ч.
 

Осадок отфильтровывают на фильтр "синяя лента" с добавлением небольшого количества беззольной фильтробумажной массы и промывают 10-12 раз горячей азотной кислотой 1:100. Фильтр с осадком отбрасывают.

 

Раствор выпаривают почти досуха, прибавляют 10 см
соляной кислоты и вновь выпаривают почти досуха.
 
К остатку в стакане приливают 20 см
соляной кислоты 3:1 и растворяют соли при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры и переносят в ионообменную колонку со смолой, предварительно промытой 100 см
соляной кислоты 3:1.
 
Раствор пропускают через колонку со скоростью примерно 1 мл/мин. Когда уровень раствора в колонке будет на 1-2 см выше слоя смолы, ополаскивают стакан 5-6 см
соляной кислоты 3:1 и переносят промывную жидкость в колонку. Повторяют эту операцию еще трижды и смывают верхнюю часть колонки 2-3 раза 5-6 см
соляной кислоты 3:1, каждый раз следя за тем, чтобы уровень раствора в колонке не опускался ниже 1-2 см над слоем смолы. Пропускают через колонку еще 120-150 см
соляной кислоты 3:1 и полученный фильтрат отбрасывают.
 
Кобальт десорбируют 200-250 см
соляной кислоты 1:2 со скоростью 1-1,5 мл/мин, собирая элюат в стакан вместимостью 400 см
. Для подготовки смолы к последующим определениям хроматографическую колонку промывают 100 см
0,5 н. соляной кислоты и 250-300 см
воды до нейтральной реакции по универсальному индикатору. Промывную жидкость отбрасывают. К элюату приливают 30 см
азотной кислоты, 15 см
серной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, осторожно приливают 40 см
воды и снова охлаждают. Добавляют раствор аммиака до начала выделения осадка гидроокисей металлов, который растворяют, прибавляя по каплям соляную кислоту 1:1.
 

        

Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 10 г лимоннокислого аммония, 15 г хлористого аммония, 20-25 см
     раствора аммиака, перемешивают раствор мешалкой до полного растворения солей и тут же титруют раствором железосинеродистого калия. Вначале раствор железосинеродистого калия приливают быстро, а вблизи точки эквивалентности - по каплям, записывая объем раствора в бюретке и показания прибора после прибавления каждой капли. Объем раствора в бюретке, соответствующий максимальному изменению показаний прибора, принимают за объем, пошедший
 

на титрование.

5.4. Обработка результатов

 

5.4.1. Массовую долю кобальта (
) в процентах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- объем раствора железосинеродистого калия, пошедший на титрование кобальта, см
;
 
- массовая концентрация раствора железосинеродистого калия, выраженная в граммах кобальта;
 
- масса навески, г.
 
5.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности
=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.5.
 

Таблица 5

 

 

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 2,00 до 5,00

0,10

Св. 5,00 "  10,0

0,15

"  10,0   "   20,0

0,20

 

 

 

6. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,005-25,0%)

6.1. Сущность метода

 

Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами кобальта, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух-ацетилен или ацетилен-закись азота, при длине волны 240,7 нм или 252,1 нм.

 

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы

 

Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.

 

Лампа с полым катодом для определения кобальта.

 

Баллон с ацетиленом.

 

Баллон с закисью азота.

 

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, или баллон со сжатым воздухом.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:40.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84.

 

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

 

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

 

Смесь кислот: 150 см
фосфорной кислоты и 300 см
серной кислоты (1:1) смешивают, охлаждают и доливают водой до объема 1 дм
.
 

Железо электролитическое или карбонильное с содержанием кобальта менее 0,005%.

 

Кобальт металлический, содержащий не менее 99,99% Со, марки КО.

 

Стандартные растворы кобальта.

 

Раствор А: 1 г металлического кобальта растворяют в стакане вместимостью 200 см
при нагревании в 20 см
соляной кислоты с добавлением 2 см
азотной кислоты. Раствор выпаривают досуха, остаток растворяют при нагревании в 20 см
соляной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см
раствора А содержит 2 мг кобальта.
 
Раствор Б: 50 см
раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 1 мг кобальта.
 
Раствор В: 25 см
раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см
раствора В содержит 0,5 мг кобальта.
 
Раствор Г: 25 см
раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см
раствора Г содержит 0,1 мг кобальта.
 
Раствор Д: 50 см
раствора Г переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см
раствора А содержит 0,0
 

5 мг кобальта.

6.3. Подготовка прибора

 

Подготовку прибора проводят в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 240,7 нм или 252,1 нм. После включения подачи газа и зажигания горелки распыляют воду и устанавливают нуль прибора.

 

6.4. Проведение анализа

 

6.4.1. Определение кобальта (0,25-5,00%)

 

Навеску стали в зависимости от массовой доли кобальта (табл.6) помещают в стакан или колбу вместимостью 200-300 см
и растворяют при нагревании в 20 см
соляной и 5 см
азотной кислот. Раствор выпаривают досуха. Приливают 4 см
соляной кислоты, 15 см
воды и нагревают до растворения солей.
 

Таблица 6

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Масса навески, г

Разбавление, см
 

От 0,25 до 1,5

0,2

100

Св. 1,5  "   3

0,1

100

"    3     "   5

0,1

Разбавляют так, чтобы массовая доля кобальта была 0,005-0,03 мг/см
 

 

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают. Часть раствора фильтруют через сухой фильтр "белая лента" в коническую колбу, сполоснув ее первыми порциями фильтрата.
 
Для приготовления нулевого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см
помещают 4 см
соляной кислоты, доливают до метки и перемешивают. Распыляют нулевой и испытуемые растворы в порядке увеличения абсорбции в пламени воздух-ацетилен при длине волны 252,1 нм до получения стабильных показаний для каждого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду для промывания системы и проверки нулевой точки.
 

   

6.4.1. Построение градуировочного графика

 

В мерные колбы вместимостью 100 см
помещают 1, 2, 3, 4, 5 и 6 см
стандартного раствора В кобальта, что соответствует 0,5; 1; 1,5; 2,0; 2,5 и 3 мг кобальта, прибавляют по 4 см
соляной кислоты, разбавляют до метки водой и перемешивают.
 
Для приготовления нулевого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см
помещают 4 см
соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Растворы распыляют в порядке увеличения абсорбции, начиная с нулевого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду. Из среднего значения оптической плотности каждого раствора вычитают среднее значение оптической плотности нулевого раствора. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям кобальта строят градуировочный график.
 

6.4.2. Определение кобальта (0,005-25,0%)

 

Массу навески пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл.7.

 

Таблица 7

 

 

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем основного раствора, см
 
Объем аликвотной части, см
 
Объем разбавленного раствора, см
 

От 0,005 до 0,025

1,0

50

Весь

-

Св. 0,025 "  0,05

0,5

50

Весь

-

"    0,05   "  0,5

0,25

250

Весь

-

"    0,5     "  5,0

0,25

250

10

100

"    5,0     "  10,0

0,25

250

5

100

"  10,0     "  25,0

0,25

250

5

250

 

Пробу помещают в стакан вместимостью 250 см
и растворяют в 20 см
смеси кислот. После растворения раствор окисляют несколькими каплями азотной кислоты. При анализе высоколегированных сталей пробу растворяют в 20 см
раствора соляной кислоты (1:1) и 3 см
азотной кислоты, выпаривают до небольшого объема и добавляют 20 см
смеси кислот. Полученный раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, при наличии нерастворившихся карбидов добавляют несколько капель азотной кислоты и снова выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения добавляют 20 см
воды и нагревают до растворения солей. Раствор переносят в мерную колбу соответствующей вместимости (см. табл.7), доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и в случае необходимости разбавляют согласно табл.7. Атомную абсорбцию кобальта измеряют при длине волны 240,7 нм в пламени ацетилен-воздух или закись азота-ацетилен.
 

6.4.2.1. Построение градуировочного графика

 

При массовой доле кобальта от 0,005 до 0,025% в шесть стаканов вместимостью 250 см
помещают по 1 г железа и в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см
смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см
и поступают далее так, как указано в п.6.4.2.
 
При массовой доле кобальта от 0,025 до 0,05% в пять стаканов вместимостью 250 см
помещают по 0,5 г железа и в четыре из них отмеряют 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см
смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см
и поступают далее так, как указано в п.6.4.2.
 
При массовой доле кобальта свыше 0,05 до 0,5% в семь стаканов вместимостью 250 см
помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора Г. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см
смеси кислот и поступают далее по п.6.4.2 (растворы переносят в колбу вместимостью 100 см
). При массовой доле кобальта свыше 0,5 до 5,0% в семь стаканов вместимостью 250 см
помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора Б.
 
В каждый стакан добавляют по 20 см
смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 10 см
в мерные колбы вместимостью 100 см
, доливают водой до метки и перемешивают. Далее поступают так, как указано в п.6.4.2.
 
При массовой доле кобальта свыше 5,0 до 10,0% в семь стаканов вместимостью 250 см
помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 5,0 см
стандартного раствора А. В каждый стакан добавляют по 20 см
смеси кислот и растворяют, окисляют, выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см
, доливают водой до метки и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 5 см
в мерные колбы вместимостью 100 см
и поступают далее так, как указано выше.
 
При массовой доле кобальта свыше 10,0 до 25,0% в восемь стаканов вместимостью 250 см
помещают по 0,1 г железа и в семь из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 и 12,5 см
стандартного раствора А. Добавляют по 20 см
смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Из полученных растворов отмеряют по 5 см
в мерные колбы вместимостью 250 см
и поступают дале
 

е так, как указано выше.

6.5. Обработка результатов

 

Определяют среднее значение оптической плотности нулевого раствора и вычитают это значение из среднего значения оптической плотности испытуемых растворов. По градуировочному графику находят содержание кобальта в испытуемом растворе.

 

6.5.1. Массовую долю кобальта (
) в процентах при выполнении определения по п.6.4.1 вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг;
 
- масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, мг
 

.

6.5.2. Массовую долю кобальта (
) в процентах при выполнении определения по п.6.4.2 вычисляют по формуле
 
,
 
где
- концентрация кобальта, найденная по градуировочному графику, г/см
;
 
- объем конечного раствора пробы (см. табл.7), см
;
 
- масса навески пробы, соответствующая отобранной части раствора, г.
 

6.5.3. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними значениями результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности
=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.8.
 

Таблица 8

 

 

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,005 до 0,01

0,001

Св. 0,01  "  0,05

0,003

"    0,05   "  0,20

0,005

"    0,20   "  0,50

0,03

"    0,50   "  2,5

0,05

"    2,5     "  5,0

0,1

"    5,0     " 10,0

0,2

"   10,0    " 20,0

0,3

"   20,0    " 25,0

0,4

 

6.5.4. Метод применяют при разногласии в оценке качества сталей.

 

Разд.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).

 

 

 7. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,50-25,0%)

7.1. Сущность метода

 

Метод основан на растворении стали в соляной кислоте, отделении кобальта от остальных компонентов окисью цинка, осаждении его 1-нитрозо-2-нафталом, прокаливании осадка до закиси-окиси кобальта и переведении в сернокислый кобальт.

 

7.2. Реактивы и растворы

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

 

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:4.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:10, насыщенная сероводородом.

 

Кислота хлорная, 60%-ный раствор.

 

Кислота уксусная, ледяная по ГОСТ 61-75.

 

Аммоний щавелевокислый, кристаллический по ГОСТ 5712-78.

 

Калий кислый сернокислый.

 

Перекись водорода 3%-ный раствор, свежеприготовленный.

 

Окись цинка по ГОСТ 10262-73 в виде водной суспензии 1:5.

 

1-нитрозо-2-нафтол по ГОСТ 7756-73 свежеприготовленный, 2%-ный раствор.

 

2 г 1-нитрозо-2-нафтола помещают в коническую колбу вместимостью 250 см
и смачивают 1-2 см
уксусной кислоты. Содержимое колбы растворяют при перемешивании в 50 см
уксусной кислоты, добавляют 50 см
горячей воды, энергично взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют.
 
Железо сернокислое FeSO
·7H
O, 10%-ный раствор.
 

Сероводород.

7.3. Проведение анализа

 

7.3.1. Массу навески пробы и объем раствора соляной кислоты (1:1) для растворения пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл.9.

 

Таблица 9

 

 

 

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем раствора соляной кислоты (1:1), см
 

От   0,5 до 5,0

2

35

Св. 5,0  "  10,0

1

30

"   10,0 "  25,0

0,5

25

 

Навеску пробы помещают в стакан вместимостью 250 см
и растворяют при умеренном нагревании в растворе соляной кислоты (1:1).
 
После растворения, не прерывая нагревания, окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора, выпаривают раствор пробы до объема 10 см
, прибавляют 25 см
раствора соляной кислоты (1:1) и вновь выпаривают до объема 10 см
. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, а стакан ополаскивают водой, которую присоединяют к раствору. Объем раствора в колбе не должен превышать 300 см
.
 
При анализе стали с массовой долей вольфрама 6-20% пробу растворяют в растворе соляной кислоты объемом на 20 см
больше указанного в табл.10. После прибавления азотной кислоты раствор нагревают до кипения. При анализе стали с массовой долей хрома 10-25% и углерода 1-2% после неполного растворения пробы в растворе соляной и азотной кислот прибавляют 20 см
раствора хлорной кислоты, выпаривают до появления ее паров, охлаждают, добавляют 5 см
соляной кислоты и нагревают до восстановления хрома. Затем добавляют около 120 см
воды, 15 см
раствора сернокислого железа и кипятят до растворения солей. Избыток сернокислого железа окисляют несколькими каплями азотной кислоты.
 
При анализе стали с массовой долей меди, алюминия и молибдена свыше 2% пробу растворяют в растворе азотной кислоты в количестве 10 см
на 1 г навески пробы, добавляя 5 см
соляной кислоты. После растворения пробы раствор выпаривают досуха, остаток растворяют в 25 см
раствора соляной кислоты (1:1), разбавляют водой до 200 см
, кипятят и фильтруют через плотный фильтр с фильтробумажной массой выделившуюся кремниевую кислоту. Фильтр нагревают до 80 °С и пропускают через него сероводород. Выделившиеся сульфиды меди и молибдена фильтруют на фильтр средней плотности, уплотненной фильтробумажной массой, и промывают раствором соляной кислоты (1:10), насыщенной сероводородом. К фильтрату прибавляют 10 см
раствора перекиси водорода, выпаривают до объема 40 см
, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
и разбавляют водой до об
 
ъема 300 см
.
 

 

7.3.2. Раствор, полученный согласно п.7.3.1, нагревают до температуры 70-80 °С и добавляют к нему небольшими порциями суспензию окиси цинка, каждый раз энергично взбалтывая раствор. Суспензию добавляют до тех пор, пока выпавший осадок избытка окиси цинка не соберется на дне колбы в виде слабозаметного белого осадка. Затем раствор разбавляют горячей водой до объема около 350 см
, энергично перемешивают и оставляют до оседания осадка.
 
Содержимое колбы охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и отбирают 250 см
фильтрата в стакан вместимостью 800 см
. Раствор в стакане разбавляют водой до объема около 400 см
, добавляют 15 см
соляной кислоты, нагревают до 70 °С и осаждают кобальт раствором 1-нитрозо-2-нафтала, прибавляя его в количестве 20 см
на каждые 0,01 г кобальта.
 

Раствор 1-нитрозо-2-нафтола прибавляют медленно, непрерывно перемешивая. Раствор с осадком кипятят 5 мин и оставляют на 2 ч при температуре 60 °С. Осадок фильтруют на двойной беззольный фильтр, уплотненный фильтробумажной массой, и промывают его сначала от трех до шести раз холодным раствором соляной кислоты (1:4), а затем 3 раза водой.

 

Фильтр с осадком после удаления из него по возможности наибольшего количества влаги складывают таким образом, чтобы осадок был хорошо прикрыт бумагой, помещают его в предварительно прокаленный до постоянного веса и взвешенный фарфоровый тигель, покрывают сверху щавелевокислым аммонием и осторожно высушивают в сушильном шкафу. Затем тигель прикрывают крышкой, осторожно избегая воспламенения, озоляют фильтр, снимают крышку, тигель помещают в муфельную печь и прокаливают осадок 40 мин при 750-850 °С.

 

Если осадок был выделен из пробы с массовой долей свыше 10% никеля, прокаленный осадок растворяют, умеренно нагревая, в соляной кислоте или сплавляют с кислым сернокислым калием и выщелачивают плав водой. Полученный раствор разбавляют водой до 250-300 см
, снова осаждают кобальт 1-нитрозо-2-нафтолом и до стадии прокаливания поступают так, как описано выше.
 
Прокаленный осадок закиси-окиси кобальта смачивают в тигле 5 см
азотной кислоты, нагревают до удаления избытка кислоты, охлаждают, добавляют 0,5-1 см
серной кислоты и осторожно нагревают до полного удаления кислоты.
 

Сухой остаток прокаливают в течение нескольких минут при 500 °С. Содержимое тигля охлаждают, смачивают 1-2 каплями воды, снова выпаривают, прокаливают, как описано выше, до постоянной массы и после охлаждения в эксикаторе взвешива

ют.

7.4. Обработка результатов

 

7.4.1. Массовую долю кобальта (
) в процентах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса осадка сернокислого кобальта, г;
 

0,3804  - коэффициент пересчета сернокислого кобальта на кобальт;

 

- масса навески пробы, соответствующая отобранной части раствора, г.
 

  

7.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности
= 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.8.
 

Разд.7. (Введен дополнительно, Изм. N 1).

 

Текст документа сверен по:

официальное издание     

Стали легированные и высоколегированные.

Методы химического анализа: Сб. ГОСТов. -

М.: Издательство стандартов, 1986

Вверх