ГОСТ 25278.10-82
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ И ЛИГАТУРЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
Методы определения циркония
Alloys and foundry alloys of rare metals. Methods for determination of zirconium
ОКСТУ 1709
Срок действия с 01.07.83
до 01.07.93*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 2, 1993 год). - Примечание изготовителя базы данных.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
Ю.А.Карпов, Е.Г.Намврина, В.Г.Мискарьянц, Г.Н.Андрианова, Е.С.Данилин, М.А.Десяткова, Л.И.Кирсанова, Т.М.Малютина, Е.Ф.Маркова, В.М.Михайлов, Л.А.Никитина, Л.Г.Обручкова, Н.А.Разницина, Н.А.Суворова, Л.Н.Филимонов
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.05.82 N 2120
3. Срок проверки - 1993 г.
Периодичность проверки - 5 лет
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
ГОСТ 61-75 | 8.1 |
ГОСТ 989-75 | 8.1 |
ГОСТ 1381-73 | 8.1 |
ГОСТ 3118-77 | 8.1 |
ГОСТ 3769-78 | 2.1, 3.1, 7.1 |
ГОСТ 3773-72 | 5.1 |
ГОСТ 4171-76 | 9.1 |
ГОСТ 4204-77 | 2.1, 3.1, 4.1, 6.1, 7.1, 8.1, 9.1 |
ГОСТ 4217-77 | 7.1 |
ГОСТ 4328-77 | 8.1, 9.1 |
ГОСТ 5456-79 | 6.1 |
ГОСТ 5817-77 | 8.1 |
ГОСТ 5823-78 | 8.1 |
ГОСТ 7172-76 | 1.1 |
ГОСТ 10652-73 | 1.1 |
ГОСТ 10929-76 | 1.1 |
ГОСТ 18300-87 | 5.1 |
ГОСТ 25278.1-82 | 7.2 |
ГОСТ 26473.0-85 | 1.1 |
6. Срок действия продлен до 01.01.93 Постановлением Госстандарта СССР от 29.10.87 N 4096
7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (ноябрь 1988 г.) с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1987 г. (ИУС 1-88).
ВНЕСЕНО Изменение N 2, принятое Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 12 от 21.11.97). Государство-разработчик Россия. Постановлением Госстандарта России от 06.04.98 N 107 введено в действие на территории РФ с 01.07.98
Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 6, 1998 год
Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения циркония:
фотометрический:
от 0,2 до 5% - для сплавов (лигатур) на основе ниобия (компоненты: алюминия не более 20%, ванадия не более 0,5%, вольфрама не более 25%, молибдена не более 25%, углерода не более 0,2%);
от 0,5 до 5% - для сплавов (лигатур) на основе ванадия (компоненты: ниобия не более 40%, иттрия не более 30%);
спектральный (от 0,3 до 3%) - для сплавов на основе ниобия и ванадия;
комплексонометрический:
от 1 до 5% для сплавов (лигатур) на основе ванадия, не содержащих ниобия;
от 80 до 90% - для бинарных сплавов цирконий-алюминий;
от 5 до 30% - для сплавов на основе ниобия, не содержащих алюминия;
от 1 до 30% - для сплавов на основе ниобия, содержащих алюминий, и для сплавов на основе ванадия, содержащих ниобий.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 26473.0-85.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения циркония с ксиленоловым оранжевым в сернокислом 0,2 моль/дм растворе. Гидролиз ниобия (основы сплава) предотвращают введением перекиси водорода. Поглощение комплексов ниобия, вольфрама и молибдена с ксиленоловым оранжевым учитывают, измеряя суммарное поглощение комплексов ниобия, вольфрама, молибдена и циркония по отношению к другой равной аликвотной части пробы, в которую добавлен трилон Б, маскирующий только цирконий.
Определению не мешают до 2 мг алюминия, до 7 мг иттрия, до 10 мг молибдена, до 3 мг вольфрама и до 50 мкг ванадия в фотометрируемом растворе.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или аналогичный прибор.
Плитка электрическая.
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.
Весы аналитические.
Весы технические.
Колбы мерные вместимостью 50, 100 и 200 см.
Пипетки без деления на 1, 2, 5 и 10 см.
Микробюретка вместимостью 5 см.
Стаканы химические вместимостью 100 см.
Стекла часовые.
Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769-78.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:5 и раствор 0,5 моль/дм.
Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты; 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,05 моль/дм; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный, его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой.
Ксиленоловый оранжевый, водный раствор 1 мг/см.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде порошка или мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония (запасной), содержащий 1 мг/см циркония: 0,1 г металлического циркония помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-3 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при 800 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 6 см
серной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доводят до метки водой.
Раствор циркония (рабочий), содержащий 10 мкг/см циркония, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора серной кислотой 0,5 моль/дм
1
00 раз.
2.2. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы сплава на основе ниобия массой 0,1 г в зависимости от содержания углерода растворяют одним из описанных ниже способов.
2.2.1. При массовой доле углерода не более 0,03%
Навеску анализируемой пробы растворяют при нагревании в жаростойком стакане, накрытым стеклом, в 3,5 см концентрированной серной кислоты с добавлением 1 г сернокислого аммония. После полного разложения пробы плав охлаждают, приливают 0,3 см
перекиси водорода, около 30 см
воды, нагревают до полного растворения плава; полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доводят до метки водой.
2.2.2. При массовой доле углерода более 0,03%
Навеску анализируемой пробы помещают в кварцевый тигель, добавляют 4 г пиросульфата калия, несколько капель концентрированной серной кислоты и сплавляют в муфельной печи при температуре 800-900 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 6 см серной кислоты (1:1), содержащей 0,3 см
перекиси водорода.
Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, охлаждают, доводят до метки водой (кислотность раствора 0,5 моль/дм
по серной кислоте). При ожидаемом содержании циркония более 1% полученный раствор разбавляют еще раз: отбирают 10 см
раствора в мерную колбу вместимостью 100 см
и доводят до метки серной кислотой 0,5 моль/дм
(необходимо учесть второе разбавление при вычислении массовой доли циркония в п.2.3).
Для определения циркония в две мерные колбы вместимостью 50 см отбирают равные аликвотные части раствора, содержащие 15-35 мкг циркония, разбавляют до 20 см
серной кислотой 0,5 моль/дм
. В одну из колб вводят 0,2 см
раствора трилона Б, перемешивают. Затем в обе колбы приливают по 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, доводят до метки водой и перемешивают. Через 20 мин (окрашенные растворы устойчивы не более 40 мин с момента прибавления реактивов) измеряют оптическую плотность раствора, не содержащего трилона Б, относительно раствора с трилоном Б на фотоэлектроколориметре при
536 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм.
Массу циркония находят по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм
. N 1).
2.2.3. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью 50 см вводят из микробюретки от 1,0 до 4,0 см
рабочего раствора циркония с интервалом 0,5 см
. Во все колбы приливают до 20 см
серной кислоты 0,5 моль/дм
, по 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, перемешивая после добавления каждого реактива, доводят до метки водой и перемешивают. В одну из колб приливают все реактивы, за исключением циркония (нулевой раствор). Через 30 мин измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре при
536 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм по отношению к нулевому раствору. По полученным данным строят градуировочный график в координатах: значение оптической плотности - масса циркония. Отдельные точки графика проверяют одновременно с проведением анализа проб
2.3. Обработка результатов
2.3.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, мг;
- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см
;
- вместимость мерной колбы, см
;
- масса навески анализируемой пробы, г.
2.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.1.
Таблица 1
Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения, % |
0,20 | 0,05 |
0,5 | 0,1 |
1,0 | 0,2 |
5,0 | 0,6 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ВАНАДИЯ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ НИОБИЯ
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения циркония с ксиленоловым оранжевым в сернокислом 0,2 моль/дм растворе.
Определению не мешают до 10 мг иттрия и до 5 мг ванадия при содержании циркония в фотометрируемом объеме не менее 25 мкг.
3.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или аналогичный прибор.
Плитка электрическая.
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.
Весы аналитические.
Весы технические.
Колбы мерные вместимостью 50, 100 и 200 см.
Пипетки без деления на 1, 2, 5 и 10 см.
Микробюретка вместимостью 5 см.
Цилиндр мерный вместимостью 50 см.
Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769-78.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:5 и раствор 0,5 моль/дм.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,05 моль/дм; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный, его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой.
Ксиленоловый оранжевый, водный раствор 1 мг/см.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде порошка или мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония (запасной), содержащий 1 мг/см циркония: 0,1 г металлического циркония помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-3 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при 800 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 6 см
серной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доводят до метки водой.
Раствор циркония (рабочий), содержащий 10 мкг/см циркония, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора серной кислотой 0,5 моль/дм
.
(Измененная редакция, Из
м. N 1).
3.2. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г в виде мелкой стружки помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-4 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при температуре 900 °С до получения однородного плава. Плав растворяют при нагревании в 36 см серной кислоты (1:5), раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 200 см
, доводят до метки водой.
Для определения циркония в мерную колбу вместимостью 50 см отбирают аликвотную часть раствора, содержащую 25-35 мкг циркония, разбавляют до 20 см
серной кислотой 0,5 моль/дм
, приливают 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, доводят до метки водой и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре при
536 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм по отношению к нулевому раствору.
Массу циркония находят по градуировочному графику, построенному по п.2.2.3.
(Измененная редакция, Изм. N 1)
3.3. Обработка результатов
3.3.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, мг;
- объем аликвотной части раствора, взятой для определения, см
;
- вместимость мерной колбы, см
;
- масса навески анализируемой пробы, г.
3.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения, % |
0,5 | 0,1 |
1,0 | 0,2 |
5,0 | 0,6 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ ВАНАДИЯ, СОДЕРЖАЩИХ НИОБИЙ
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения с ксиленоловым оранжевым в сернокислом 0,2 моль/дм растворе. Гидролиз ниобия предотвращают введением сернокислого аммония. Поглощение комплекса ниобия с ксиленоловым оранжевым учитывают, измеряя суммарное поглощение комплексов ниобия и циркония с ксиленоловым оранжевым по отношению к другой равной аликвотной части пробы, в которую добавлен трилон Б, маскирующий только цирконий. Определению не мешают до 10 мг ниобия и до 5 мг ванадия при содержании циркония в фотометрируемом объеме не менее 25 мкг циркония.
4.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или аналогичный прибор.
Плитка электрическая.
Весы аналитические.
Весы технические.
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.
Колбы мерные вместимостью 50, 100 и 200 см.
Пипетки без деления на 1, 2, 5 и 10 см.
Микробюретка вместимостью 5 см.
Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см.
Цилиндр мерный вместимостью 50 см.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, и разбавленная 1:1, 1:5 и раствор 0,5 моль/дм.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,05 моль/дм; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный, его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 мг/см.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде порошка или мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония (запасной), содержащий 1 мг/см циркония: 0,1 г металлического циркония помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-3 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при 800 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 6 см
серной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доводят до метки водой.
Раствор циркония (рабочий), содержащий 10 мкг/см циркония, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора серной кислотой 0,5 моль/дм
в 100 раз.
(Измененная редакция, Из
м. N 1).
4.2. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г в виде мелкой стружки помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-4 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при температуре 900 °С до получения однородного плава. Плав растворяют при нагревании в 36 см серной кислоты (1:5), содержащей 5 г сернокислого аммония, раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 200 см
, доводят водой до метки.
Для определения циркония в две мерные колбы вместимостью 50 см отбирают равные аликвотные части раствора, содержащие 25-35 мкг циркония, разбавляют до 20 см
серной кислотой 0,5 моль/дм
. В одну из колб вводят 0,2 см
раствора трилона Б и перемешивают. Затем в обе колбы приливают по 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, доводят до метки водой и перемешивают. Через 20 мин (окрашенные растворы устойчивы не более 30 мин с момента прибавления реактивов) измеряют оптическую плотность раствора, не содержащего трилона Б, относительно раствора с трилоном Б на фотоэлектроколориметре при
536 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм.
Массу циркония находят по градуировочному графику, построенному по п.2.2.3.
(Измененная редакция, Изм. N 1)
4.3. Обработка результатов
4.3.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, мг;
- вместимость мерной колбы, см
;
- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см
;
- масса навески анализируемой пробы, г.
4.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.3.
Таблица 3
Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения, % |
0,5 | 0,1 |
1,0 | 0,2 |
5,0 | 0,6 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5. СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ И ВАНАДИЯ
Метод основан на зависимости интенсивности спектральных линий циркония от его массовой доли в анализируемом образце при возбуждении спектра в конденсированном искровом разряде.
5.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Спектрограф дифракционный ДФС-8 с решеткой 600 штр/мм (комплектная установка с универсальным штативом) или аналогичный ему прибор.
Генератор искровой ИГ-3 или аналогичный генератор.
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру 800-900 °С.
Микрофотометр МФ-2 или аналогичный ему прибор.
Спектропроектор типа ПС-18 или аналогичного типа.
Тигли кварцевые или чашки платиновые.
Весы аналитические.
Весы торсионные типа ВТ-500 или аналогичного типа.
Приспособление для заточки графитовых электродов.
Ступка и пестик агатовые.
Электроды графитовые В-3, диаметром 6 мм со сферическим углублением на торце (радиус сферы - 5 мм, глубина - 1 мм) и заточенные на выпуклую полусферу радиусом 5 мм.
Вазелин.
Мерник - пластина толщиной 4 мм с просверленным отверстием диаметром 5 мм.
Пластинка из стекла размером 9х12 для смешивания пробы с вазелином.
Пластинки фотографические спектральные 9х12 тип 2 чув. 15 ед. или аналогичные, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий.
Ванадия пятиокись, содержащая цирконий на уровне 0,05%.
Ниобия пятиокись, содержащая цирконий на уровне 0,05%.
Циркония двуокись.
Отраслевой стандартный образец состава сплава 5 ВМЦ ОСО 48-4-1-90 (1-78).
Комплект отраслевых стандартных образцов состава сплава ниобий-цирконий (комплект 2) ОСО 48-4 (12-17)-87.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
Проявитель по ГОСТ 10691.1-84.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.
Фиксаж: 300 г серноватистокислого натрия, 20 г хлористого аммония по ГОСТ 3773-72 растворяют соответственно в 700 и 200 см воды, сливают полученные растворы вместе и доводят общий объем водой до 1 дм
.
Секундомер.
Вата для протирания шпателя, ступки, лодочки весов.
Калька для изготовления пакетов.
Шпатель для взятия навесок.
Скальпель для нарезки кальки.
Пинцет для установки электродов в держатели штатива перед съемкой.
Лампа инфракрасная ИКЗ-500 с регулятором напряжения типа РНО-250-0,5 или регулятором аналогичного типа.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5.2. Подготовка к анализу
5.2.1. Приготовление основного образца сравнения (ООС), содержащего 6% циркония
1,3442 г пятиокиси ниобия или 1,6780 г пятиокиси ванадия смешивают в агатовой ступке под слоем спирта (50 см) в течение 1,5-2 ч с 0,0810 г двуокиси циркония. (Перед взятием навесок оксиды прокаливают при температуре 400 °С до постоянной массы).
Смесь просушивают под инфракрасной лампой до постоянной массы.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.2.2. Приготовление образцов сравнения (ОС)
Образцы сравнения готовят последовательным разбавлением основного образца сравнения, а затем каждого последующего образца пятиокисью ниобия или ванадия.
Массовая доля циркония (в процентах в расчете на содержание металла в сплаве) и масса вводимых в смесь навесок указаны в табл.4.
Таблица 4
Обозначение образца сравнения | Массовая доля циркония, % | Масса навесок, г | |
пятиокиси ниобия или ванадия | разбавляемого образца сравнения | ||
ОС1 | 3,0 | 1,0000 | 1,0000 (ООС) |
ОС2 | 1,5 | 1,0000 | 1,0000 (ОС1) |
ОC3 | 0,5 | 1,3333 | 0,6667 (ОС2) |
ОС4 | 0,25 | 1,0000 | 1,0000 (ОС3) |
Смеси перетирают в ступке под слоем спирта (50 см) в течение 1,5-2 ч и высушивают под инфракрасной лампой.
Образцы сравнения на основе пятиокиси ванадия помещают в кварцевые тигли или платиновые чашки, ставят в муфельную печь при температуре 850 °С и выдерживают 1-1,5 ч. Тигель (чашку) с расплавом, взятую из муфельной печи, охлаждают на воздухе, смочив расплав 10 см спирта. Слегка деформируя стенки чашки (при использовании платиновой чашки), извлекают расплав и тщательно растирают его с 10 см
спирта в агатовой ступке. Смесь просушивают под инфракрасной лампой до постоянной массы.
Образцы сравнения хранят в полиэтиленовых банках или пакетах.
При анализе ниобиевых сплавов вместо образцов сравнения допускается использовать отраслевые стандартные образцы состава ниобий-цирконий (комплект 2).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.3. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,5 г помещают в кварцевый тигель или платиновую чашку и прокаливают в муфеле до постоянной массы при 850 °С. Оксиды извлекают из тигля или платиновой чашки, как указано в п.5.2.2, и тщательно растирают. Взвешивают на торсионных весах 40 мг подготовленного образца и смешивают его с вазелином, взятым с помощью мерника, на стеклянной пластинке с помощью шпателя. Полученную смесь наносят шпателем на три электрода со сферическим углублением на торце. Электрод с пробой устанавливают в нижний держатель штатива. В верхний держатель устанавливают угольный электрод, заточенный на выпуклую полусферу. Индекс шкалы длин волн спектрографа устанавливают так, чтобы участок спектра около 320 нм оказался в середине спектрограммы. Промежуточную диафрагму на конденсоре подбирают таким образом, чтобы обеспечить нормальные почернения аналитических линий. Между электродами зажигают искру.
Схема включения генератора ИГ-3 | - сложная. |
Сила тока в первичной цепи трансформатора | - 3 А. |
Напряжение в первичной цепи трансформатора | - 220 В. |
Емкость | - 0,1 мкФ. |
Индуктивность | - 0,15 мГн. |
Вспомогательный промежуток | - 2,5 мм. |
Аналитический промежуток | - 3,5 мм. |
Экспозиция | - 15 с. |
Если чувствительность фотопластинки не обеспечивает получения нормальных почернений аналитических линий, то на одно место фотопластинки фотографируют спектры от двух пар электродов. Те же операции выполняют с образцами сравнения, спектры которых фотографируют на ту же фотопластинку. Спектр каждого анализируемого образца (или образца сравнения) фотографируют три раза. На той же фотопластинке, в случае анализа ниобиевых сплавов, фотографируют шесть спектров окисленного отраслевого стандартного образца состава сплава 5 ВМЦ.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.4. Обработка результатов
5.4.1. В каждой из полученных спектрограмм фотометрированием находят почернение аналитической линии циркония () и линии сравнения (
) (табл.5) и вычисляют разности почернений
.
По трем значениям ,
,
, полученным по трем спектрограммам, снятым для каждого образца, находят среднее арифметическое значение (
).
По результатам фотометрирования спектров образцов сравнения строят градуировочные графики в координатах , где
- логарифм массовой доли определяемого элемента в образце сравнения.
Таблица 5
Аналитическая линия определяемого элемента | Аналитическая линия элемента сравнения | ||
Элемент | Длина волны, нм | Элемент | Длина волны, нм |
Цирконий | 327,30 | Ниобий | 327,35 |
Цирконий | 316,60 | Ниобий | 319,04 |
Цирконий | 327,30 | Ванадий | 326,59 |
Цирконий | 330,63 | Ванадий | 330,85 |
Цирконий | 313,87 | Ванадий | 313,80 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
В случае анализа ниобиевых сплавов находят среднее арифметическое значение () для стандартного образца сплава 5 ВМЦ, находят в системе координат
положение точки
;
, где
- концентрация ниобия в анализируемом сплаве; 0,85 - содержание циркония в стандартном образце, 92 - массовая доля ниобия в стандартном образце и через эту точку проводят график параллельно графику, построенному по образцам сравнения (коэффициент
учитывает изменение концентрации ниобия в анализируемом сплаве относительно содержания ниобия в стандартном образце). Массовую долю циркония находят по результатам фотометрирования спектров при помощи градуировочного графика.
5.4.2. Расхождения между результатами трех параллельных определений (разность большего и меньшего) и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.6.
Таблица 6
Анализируемый сплав | Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения между параллельными определениями, % | Допускаемые расхождения между анализами, % |
На основе ниобия | 0,30 | 0,05 | 0,06 |
| 1,0 | 0,2 | 0,2 |
| 3,0 | 0,4 | 0,5 |
На основе ванадия | 0,30 | 0,09 | 0,1 |
1,0 | 0,3 | 0,3 | |
| 3,0 | 0,9 | 1,0 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.4.3. (Исключен, Изм. N 1).
6. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В ВАНАДИЕВЫХ СПЛАВАХ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ НИОБИЯ
Метод основан на прямом комплексонометрическом титровании циркония в сернокислом 0,2 моль/дм растворе индикатором ксиленоловым оранжевым. Ванадий (IV) и иттрий определению не мешают.
6.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.
Плитка электрическая.
Весы аналитические.
Весы технические.
Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см.
Колбы конические вместимостью 250 см.
Колбы мерные вместимостью 500 и 1000 см.
Пипетки без деления на 10 см.
Мензурки мерные вместимостью 25 и 50 см.
Бюретки вместимостью 10 см.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и раствор 0,5 моль/дм.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 мг/см.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,01 моль/дм; готовят точным разбавлением водой раствора тритона Б концентрацией 0,05 моль/дм
следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой. 200 см
полученного раствора переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
и доводят до метки водой.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония, содержащий 1 мг/см циркония: 0,2 г металлического циркония помещают в кварцевый тигель, добавляют 4-5 г пиросульфата калия, несколько капель концентрированной серной кислоты и сплавляют в муфеле при температуре 800-900 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 12 см
серной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 200 см
, доводят до метки водой и перемешивают.
Устанавливают концентрацию раствора трилона Б по цирконию: в коническую колбу вместимостью 250 см вводят пипеткой 10 см
стандартного раствора циркония, приливают 40 см
серной кислоты 0,5 моль/дм
и кипятят 5 мин. Приливают 80 см
воды и снова доводят раствор до кипения. Приливают 1 см
раствора ксиленолового оранжевого и титруют цирконий в горячем растворе раствором трилона Б до перехода окраски из малиновой в лимонно-желтую.
Концентрацию раствора трилона Б () по цирконию в г/см
вычисляют по формуле
,
где - масса навески циркония, г;
- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см
.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.2. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 2-4 г пиросульфата калия и сплавляют в муфеле при температуре 800-900 °С до получения однородного плава. По охлаждении плав растворяют в 50 см горячей серной кислоты 0,5 моль/дм
и кипятят раствор в течение 5 мин. Добавляют 5 г солянокислого гидроксиламина, 80 см
воды и снова нагревают до кипения. Приливают 1 см
раствора ксиленолового оранжевого и титруют цирконий в горячем растворе раствором трилона Б до перехода окраски из фиолетовой в зеленую (с момента изменения фиoлeтoвoй окраски в серо-зеленую титрование следует проводить медленно, добавляя трилон Б по каплям при интенсивном перемешивании).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.3. Обработка результатов
6.3.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - концентрация раствора трилона Б по цирконию, г/см
;
- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см
;
- масса навески анализируемой пробы, г.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.7.
Таблица 7
Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения, % |
1,0 | 0,1 |
2,0 | 0,2 |
5,0 | 0,4 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
7. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В БИНАРНЫХ СПЛАВАХ ЦИРКОНИЙ-АЛЮМИНИЙ
Метод основан на прямом комплексонометрическом титровании циркония в сернокислом 0,5 моль/дм растворе в присутствии сернокислого аммония с индикатором ксиленоловым оранжевым. Алюминий определению не мешает.
7.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Плитка электрическая.
Весы аналитические.
Весы технические.
Колбы конические вместимостью 250 см.
Колбы мерные вместимостью 500 и 1000 см.
Бюретка вместимостью 25 см.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769-78 и раствор 20 г/дм.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,05 моль/дм, готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный, его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой.
Калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77.
Ксиленоловый оранжевый, индикаторная смесь: 0,2 г ксиленолового оранжевого растирают в ступке с 20 г азотнокислого калия.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония, содержащий 1 мг/см циркония: 0,5 г металлического циркония помещают в коническую колбу вместимостью 250 см
и растворяют при нагревании в 15 см
концентрированной серной кислоты, покрыв колбу часовым стеклом и постоянно перемешивая. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доводят до метки водой, перемешивают.
Устанавливают концентрацию раствора трилона Б по цирконию: в коническую колбу вместимостью 250 см отбирают 50 см
стандартного раствора циркония, приливают 50 см
0,5 М серной кислоты, добавляют 2 г сернокислого аммония. Раствор нагревают и кипятят 3 мин. В горячий раствор добавляют около 0,1 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до перехода ярко-малиновой окраски в желтую.
Концентрацию раствора трилона Б () по цирконию в г/см
вычисляют по формуле
,
где - масса навески циркония, г;
- объем трилона Б, израсходованный на титрование, см
.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
7.2. Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см и растворяют при нагревании в 2,5 см
серной кислоты при постоянном перемешивании. По растворении сплава раствор охлаждают, приливают 100 см
раствора сернокислого аммония, снова нагревают до кипения и кипятят в течение 3 мин. В горячий раствор добавляют около 0,1 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до перехода ярко-малиновой окраски в желтую. (Раствор может быть использован для последующего комплексонометрического титрования алюминия по ГОСТ 25278.1-82).
(Измененная редакция, Изм. N 1).
7.3. Обработка результатов
7.3.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - концентрация раствора трилона Б по цирконию, г/см
;
- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см
;
- масса навески анализируемой пробы, г.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
7.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.8.
Таблица 8
Массовая доля циркония, % | Допускаемые расхождения, % |
80,0 | 1,1 |
85,0 | 1,2 |
90,0 | 1,3 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
8. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ АЛЮМИНИЯ
Метод основан на обратном титровании избытка раствора трилона Б, добавленного для связывания циркония, раствором хлористого цинка при рН=5,5 с индикатором ксиленоловым оранжевым. Ниобий и вольфрам маскируют винной кислотой; комплексонат молибдена разрушают перекисью водорода.
8.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру до 1000 °С.
Плитка электрическая.
Весы аналитические.
Весы технические.
Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см.
Колбы конические вместимостью 250 см.
Колбы мерные вместимостью 500 и 1000 см.
Пипетки без деления на 10 см.
Пипетки с делениями на 5 см.
Мензурки мерные вместимостью 25 и 100 см.
Бюретки вместимостью 10 и 25 см.
Стаканы стеклянные химические вместимостью 250 см.
Чашка фарфоровая вместимостью 200 см.
Стекла часовые.
Бумага индикаторная конго.
Бумага индикаторная универсальная.
Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор 150 г/дм.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор 250 г/дм.
Уротропин по ГОСТ 1381-73.
Кислота уксусная по ГОСТ 61-75, раствор 1 моль/дм: 5,6 см
ледяной уксусной кислоты разбавляют до 100 см
водой.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77.
Ксиленоловый оранжевый, водный раствор 1 мг/см.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 0,025 моль/дм; готовят следующим образом: 9,3 г трилона Б растворяют в воде при нагревании (если раствор мутный, его фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, охлаждают и доводят до метки водой.
Цинк уксуснокислый по ГОСТ 5823-78, раствор 0,05 моль/дм.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:5.
Цинк металлический гранулированный.
Цинк хлористый, раствор 0,05 моль/дм 1,6345 г металлического цинка помещают в стакан вместимостью 250 см
и растворяют при нагревании в соляной кислоте (1:5). Раствор переводят в фарфоровую чашку, выпаривают до небольшого объема на водяной бане. Добавление воды и выпаривание повторяют несколько раз. Затем раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см
и доводят водой до метки.
Цирконий металлический, содержащий не менее 99,9% циркония, в виде мелкой стружки.
Стандартный раствор циркония, содержащий 1 мг/см циркония: 0,5 г металлического циркония помещают в кварцевый тигель, добавляют 10-12 г пиросульфата калия, несколько капель концентрированной серной кислоты и сплавляют в муфеле при 700-800 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 30 см
серной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доводят до метки водой и перемешивают.
Устанавливают соотношение между растворами трилона Б и раствором соли цинка (хлористого или уксуснокислого); в коническую колбу вместимостью 250 см приливают из бюретки 10 см
раствора трилона Б, добавляют 90 см
воды, 5 см
уксусной кислоты, 1 г уротропина, 0,5 см
раствора ксиленолового оранжевого и титруют раствором соли цинка до перехода желто-оранжевой окраски в фиолетово-красную.
Соотношение () объемов растворов трилона Б и соли цинка вычисляют по формуле
,
где - объем раствора трилона Б, взятый для титрования, см
;