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*
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).
