Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения железа

ГОСТ 6689.5-92

Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

Методы определения железа

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of iron

ОКСТУ 1709

Дата введения 1993-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Н.Федоров, Б.П.Краснов, Ю.М.Лейбов, А.Н.Боганова, Л.В.Морейская, И.А.Воробьева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 N 167

3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.5-80

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа (при массовой доле железа от 0,001 до 0,1%), титриметрический (при массовой доле железа от 0,4 до 6,5%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,004 до 6,5%) методы определения железа в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492* и ГОСТ 19241.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 492-2006. - Примечание изготовителя базы данных.
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд.1 ГОСТ 6689.1.
 

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНА ИЛИ альфа, альфа'-ДИПИРИДИЛА

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ 1,10-ФЕНАНТРОЛИНА ИЛИ -ДИПИРИДИЛА

2.1. Сущность метода

Метод основан на измерении оптической плотности раствора, содержащего комплекс железа (II) с 1,10-фенантролином или -дипиридилом, в присутствии солянокислого гидроксиламина после предварительного выделения железа соосаждением с гидроокисью алюминия.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1 и 2%-ный раствор.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 1:2.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:100.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.

Перекись водорода по ГОСТ 10929, 5%-ный раствор.

Аммоний-алюминий сернокислый (алюмоаммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, 10 г/дм раствор: 10 г квасцов помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, растворяют в 150-200 см воды с добавлением 20 см серной кислоты (1:1) и доливают водой до метки.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор 10 г/дм, свежеприготовленный.

1,10-фенантролин солянокислый, раствор 1,5 г/дм: 1,5 г препарата помещают в стакан вместимостью 200 см и растворяют при нагревании в 50 см воды с добавлением нескольких капель концентрированной соляной кислоты; раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм и доливают водой до метки. Раствор хранят в темном сосуде.

-Дипиридил, раствор: 1,5 г препарата растворяют в 50 см воды при нагревании с добавлением нескольких капель концентрированной соляной кислоты, раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм и разбавляют водой до метки. Раствор хранят в темном сосуде.

Буферный раствор: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см воды, добавляют 240 см уксусной кислоты, фильтруют и доливают водой до объема 1 дм.

Смесь реагентов свежеприготовленная: одну часть раствора солянокислого гидроксиламина смешивают с одной частью раствора 1,10-фенантролина солянокислого или одной частью раствора -дипиридина и тремя частями буферного раствора.

Железо металлическое.

Стандартные растворы железа

Раствор А: 1,0 г железа растворяют в 20 см азотной кислоты (1:1), раствор кипятят до удаления оксидов азота, охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г железа.

Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см и доливают до метки водой.

1 см раствора Б содержит 0

,00001 г железа.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Для сплавов, содержащих не менее 0,1% кремния и хрома и не содержащих вольфрама

Около 15 г сплава помещают в стакан вместимостью 300 см, добавляют 200 см соляной кислоты (1:1) и выдерживают при комнатной температуре примерно 3 мин, периодически перемешивая. Затем сливают соляную кислоту, стружку промывают несколько раз водой и сушат в сушильном шкафу при (110±10) °С. Из очищенной таким образом стружки берут навеску (см. табл.1), помещают ее в стакан вместимостью 250 см, добавляют азотную кислоту (1:1) (см. табл.1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют воды до 150 см, 5 см раствора алюмоаммонийных квасцов, 5 г хлористого аммония и концентрированный раствор аммиака до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди. Раствор выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и алюминия. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 3-5 раз горячим раствором аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см соляной кислоты (1:1) и фильтр 3-5 раз промывают горячей водой, собирая промывные воды в стакан, где проводилось осаждение. При анализе сплавов, содержащих марганец, при растворении осадка добавляют несколько капель раствора перекиси водорода. Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка повторяют. Второй раз растворение осадка проводят на фильтре в присутствии 5 см раствора перекиси водорода.
 

Таблица 1

При массовой доле железа в сплаве менее 0,002% раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до 50 см, добавляют 25 см смеси реагентов, разбавляют водой до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре в кювете с толщиной поглощающего света слоя 5 см при 510 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

При массовой доле железа свыше 0,002% раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки, перемешивают и отбирают аликвотную часть (см. табл.1) в другую мерную колбу вместимостью 100 см, разбавляют водой до 50 см и далее поступают, как указано выше.

2.3.2. Для сплавов, содержащих свыше 0,1% хрома или кремния

Навеску сплава (см. табл.1) помещают в платиновую чашку, добавляют 1 см фтористоводородной кислоты и 10 см азотной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой, добавляют 10 см серной кислоты (1:1) и раствор упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, добавляют 30-40 см воды, раствор помещают в стакан вместимостью 250 см, разбавляют водой до 150 см и далее поступают, как указано в п.2.3.1.

2.3.3. Для сплавов, содержащих вольфрам

Навеску сплава (см. табл.1) помещают в стакан вместимостью 300 см, добавляют азотную кислоту (1:1) (см. табл.1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, раствор упаривают до сиропообразного состояния, разбавляют водой до 60 см и выдерживают в теплом месте для отстаивания и осветления раствора. Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр и промывают горячим 20%-ным раствором азотной кислоты. Осадок отбрасывают, а фильтрат разбавляют водой до 200 см, добавляют 5 см раствора алюмоаммонийных квасцов и далее поступают как указано в п.2.3.1.

2.3.4. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью до 100 см помещают 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 20,0; 30,0 см стандартного раствора Б железа, разбавляют водой до 50 см и далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю железа () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса железа, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
 

Таблица 2

2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315*, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом в соответствии с ГОСТ 25086.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 8.315-97, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
 

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

3.1. Сущность метода

Метод основан на титровании железа (II) раствором двухромовокислого калия после предварительного восстановления железа (III) до железа (II) двухлористым оловом с потенциометрической или визуальной индикацией конечной точки титрования по дифениламину в качестве индикатора.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Потенциометр с хлорсеребряным электродом сравнения и платиновым индикаторным электродом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Смесь кислот: 300 см серной кислоты (1:1) и 300 см фосфорной кислоты разбавляют водой до 1 дм.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:100.

Олово двухлористое, свежеприготовленный раствор 100 г/дм в соляной кислоте (1:1).

Ртуть двухлористая, раствор 40 г/дм.

Дифениламин по ГОСТ 5825, раствор 10 г/дм в концентрированной серной кислоте.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, 0,017 моль/дм раствор: 2,4519 г препарата, высушенного в течение 2 ч при (160±5) °С, растворяют в воде, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см и доливают до метки водой.

1 см раствора соответствует 0,002792 г железа.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3373.

Перекись водорода по ГОСТ 10929, 30%-ный раствор.

Натриевая соль дифениламиносульфоновой кислоты, раствор 2 г/

дм.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле железа от 0,4 до 3,0%) или 1 г (при массовой доле железа свыше 3%) растворяют в 20 см соляной кислоты (1:1) и 10 см азотной кислоты в стакане вместимостью 600 см при нагревании. После растворения раствор разбавляют водой до 150 см. При анализе сплавов с массовой долей кремния свыше 0,05% навеску растворяют в платиновой чашке в 20 или 10 см азотной кислоты (1:1) и 1 см фтористоводородной кислоты при нагревании, добавляют 10 см серной кислоты (1:1), упаривают до белого дыма серной кислоты; остаток растворяют в 20-30 см воды и раствор переносят в стакан вместимостью 600 см, добавляют 5 см азотной кислоты (1:1) и раствор разбавляют водой до 150 см.

Добавляют 5 г хлористого аммония и аммиака до образования растворимого аммиачного комплекса никеля и меди.

Раствор выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 3-5 раз горячим раствором аммиака (1:100). Осадок растворяют в 10 см соляной кислоты (1:1) с несколькими каплями перекиси водорода в стакане, в котором проводилось осаждение, и фильтр промывают горячей водой. Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка повторяют. Раствор нагревают до кипения и восстанавливают трехвалентное железо до двухвалентного добавлением нескольких капель раствора двухлористого олова. Затем раствор охлаждают, добавляют 5 см раствора двухлористой ртути, 15 см смеси кислот, разбавляют водой до 200 см и титруют раствором двухромовокислого калия потенциометрически до скачка потенциала или добавляют несколько капель раствора дифениламина или раствора натриевой соли дифениламиносульфоновой кислоты и титруют до фиолетовой

окраски.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю железа () в процентах вычисляют по формуле

,

где - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование, см;

0,002792 - массовая концентрация 0,017 моль/дм раствора двухромовокислого калия по железу, г;

- масса сплава, г.

3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.

3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
 

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

4.1. Сущность метода

Метод основан на измерении абсорбции атомами железа, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для железа.

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

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и 1 и 2 моль/дм растворы.

Смесь кислот: смешивают один объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.

Железо металлическое карбонильное или Государственный стандартный образец N 666-81 П типа 1.

Стандартный раствор железа: 0,1 г железа растворяют при нагревании в 10 см азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм и доливают водой до метки.

1 см раствора содержит 0,0001 г железа.

Медь по ГОСТ 859*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 859-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Стандартный раствор меди: 10 г меди растворяют при нагревании в 80 см азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки.

1 см раствора содержит 0,1 г меди.

Никель по ГОСТ 849*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 849-2008. - Примечание изготовителя базы данных.

Стандартный раствор никеля: 10 г никеля растворяют при нагревании в 80 см азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки.

1 см раствора содержит 0,1 г никеля.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Для сплавов, не содержащих олова, кремния, хрома, вольфрама и титана

Навеску сплава массой, приведенной в табл.3, растворяют при нагревании в 10-20 см азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см 2 моль/дм раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм параллельно с градуировочными растворами.
 

Таблица 3

4.3.2. Для сплавов с массовой долей олова свыше 0,05%

Навеску сплава (см. табл.3) растворяют при нагревании в 10 см смеси кислот. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают до метки 1 моль/дм раствором соляной кислоты. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают до метки 1 моль/дм раствором соляной кислоты. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию, как приведено в п.4.3.1.

4.3.3. Для сплавов, содержащих кремний, титан и хром

Навеску сплава (см. табл.3) помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10-20 см азотной кислоты (1:1) и 2 см фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см серной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают и остаток растворяют в 50 см воды при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см 2 моль/дм раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3

4.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам

Навеску сплава (см. табл.3) растворяют при нагревании в 10-20 см азотной кислоты (1:1), затем добавляют 30 см горячей воды и выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на плотный фильтр и промывают горячей азотной кислотой (1:100). Фильтрат переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки. При массовой доле железа свыше 1,0% 10 см раствора пробы переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см 2 моль/дм раствора соляной кислоты и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3.1

4.3.5. Построение градуировочного графика

В шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 см помещают 0,8; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см стандартного раствора железа, что соответствует 0,08; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мг железа. Во все колбы добавляют по 10 см 2 моль/дм раствора соляной кислоты.

При массовой доле железа менее 0,1% добавляют аликвотные объемы стандартных растворов (см. табл.3) меди (если медь является основой сплава) или никеля (если никель является основой сплава) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п.4.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю железа () в процентах вычисляют по формуле

,

где - концентрация железа в анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику, г/см;

- концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;

- объем раствора, см;

- масса навески пробы, г

4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов (показатель воспроизводимости) не должны превышать допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.

4.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденных по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим или титриметрическим методами, в соответствии с ГОСТ 25086.