Ферромарганец. Методы определения кремния

ГОСТ 21876.4-76

Группа В19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОМАРГАНЕЦ

Методы определения кремния

Ferromanganese. Methods for the determination of silicon

ОКСТУ 0809

Дата введения 1978-01-01

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

А.Н.Морозов, В.Л.Зуева, П.Ф.Агафонов

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановление Государственного комитета СССР по стандартам от 24.05.76 N 1263

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13091.5-67

4. Стандарт полностью унифицирован с БДС 7512-69

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4-94).

7. ИЗДАНИЕ (апрель 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1984 г., марте 1989 г. (ИУС 8-84, 6-89)


Настоящий стандарт устанавливает методы определения кремния в ферромарганце:

фотометрический - при массовой доле кремния от 0,1 до 4,0%;

гравиметрический - при массовой доле кремния от 0,5 до 10,0%.

(Измененная редакция, Изм. N 1).
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Отбор проб проводят по ГОСТ 24991 со следующим дополнением.

1.2.1. Проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой N 016 по ГОСТ 6613.

А. Гравиметрический метод

СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Метод основан на растворении навески ферромарганца в смеси азотной и серной кислот, выделении кремниевой кислоты из сернокислого раствора путем выпаривания до появления паров серной кислоты с последующим определением разницы между массой осадка до обработки фтористоводородной кислотой и массой остатка после обработки фтористоводородной кислотой.
(Введено дополнительно, Изм. N 1).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 2:98.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Печь муфельная любого типа с температурой нагрева до 1100 °C.

Смесь азотной и серной кислот; готовят следующим образом: к 660 см воды приливают 160 см серной кислоты. После охлаждения раствора добавляют 180 см азотной кислоты и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. N 1).
 

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску ферромарганца массой 1 г (при массовой доле кремния до 2%) и 0,5 г (при массовой доле кремния свыше 2%) помещают в стакан вместимостью 400 см и растворяют в 50 см смеси азотной и серной кислот. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, которым дают выделиться 3-4 мин.

После охлаждения соли растворяют в 100 см воды. К раствору приливают 5 см соляной кислоты и нагревают раствор до полного растворения солей. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество фильтробумажной массы.

Осадок на фильтре промывают вначале 5-7 раз теплой соляной кислотой, разбавленной 2:98, затем 8-10 раз теплой водой. Фильтр с осадком сохраняют.

Фильтрат проверяют на полноту выделенной кремниевой кислоты. Для этого в раствор приливают 5 см серной кислоты и снова выпаривают до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, приливают 100 см воды, нагревают до полного растворения солей, отфильтровывают возможно выделившийся осадок кремниевой кислоты и промывают, как указано выше.

Фильтры с осадками кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат, осторожно озоляют и прокаливают 40 мин при 1000±20 °С. После охлаждения в тигель с осадком добавляют четыре капли серной кислоты, разбавленной 1:1, сушат и прокаливают при 1000±20 °C до постоянной массы осадка.

Охлажденный тигель с осадком взвешивают, добавляют 3-5 капель воды, 3-4 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, 3-4 см фтористоводородной кислоты и содержимое тигля осторожно выпаривают до полного удаления серной кислоты. Сухой остаток прокаливают 15-20 мин при 1000±20 °С до постоянной массы остатка, охлаждают и взвешивают.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую доля кремния () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с остатком двуокиси кремния после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса тигля с остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;

- масса навески, г;

0,4674 - коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в таблице.

4.1, 4.2 (Измененная редакция, Изм. N 2).
 

Б. Фотометрический метод

5. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Метод основан на разложении навески и образовании желтой кремнемолибденовой гетерополикислоты (при рН 1,60-1,65) с последующим восстановлением ее смесью аскорбиновой и лимонной кислот до молибденовой сини и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).
 

6. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Печь муфельная любого типа с температурой нагрева до 1100 °С.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 3 моль/дм.

Кислота аскорбиновая.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Смесь восстановительная свежеприготовленная: 1 г аскорбиновой кислоты и 5 г лимонной кислоты растворяют в 100 см воды.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой долей 0,2%.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, свежеприготовленный раствор с массовой долей 5%.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83 и раствор с массовой долей 1%.

Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 30%.

Смесь для сплавления: калий-натрий углекислый смешивают с борной кислотой в соотношении 2:1.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428.

Стандартные растворы кремния:

Раствор А: 0,215 г двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2,5 г углекислого натрия при температуре 1000-1100 °С. Плав выщелачивают в растворе углекислого натрия, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки раствором углекислого натрия и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Массовая концентрация кремния в растворе А равна 0,0001 г/см.

Массовую концентрацию раствора устанавливают гравиметрическим методом: солянокислотным, хлорнокислотным или сернокислотным с двойным выпариванием.

Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают, готовят перед применением.

Массовая концентрация кремния в растворе Б равна 0,00001 г/см.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

7.1. Навеску ферромарганца массой 0,5 г при массовой доле кремния от 0,1 до 0,8%, 0,2 г при массовой доле кремния св. 0,8 до 2,0% и 0,1 г при массовой доле кремния св. 2,0 до 4,0% помещают в платиновый тигель и смешивают с 2,5 г смеси для сплавления. Тигель накрывают платиновой крышкой и сплавляют в муфеле при температуре 900-950 °С в течение 10 мин. Охлажденный тигель помещают в полиэтиленовый стакан, приливают 80 см горячего раствора соляной кислоты и нагревают на водяной бане до растворения плава. Тигель удаляют из стакана и обмывают его водой. Для разрушения двуокиси марганца прибавляют несколько капель перекиси водорода и энергично перемешивают. Избыток перекиси водорода связывают несколькими каплями раствора марганцовокислого калия. Содержимое стакана охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть раствора 5 см помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 50 см воды и 5 см раствора молибденовокислого аммония, перемешивают и через 10 мин приливают 5 см восстановительной смеси и доводят до метки водой.

Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.

В качестве раствора сравнения применяют воду.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора анализируемой пробы находят массу кремния по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

7.2. Для построения градуировочного графика в восемь из девяти мерных колб вместимостью 100 см помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001, 0,00002, 0,00003, 0,00004, 0,00005, 0,00006, 0,00007 и 0,00008 г кремния.

В девятую колбу стандартного раствора не приливают. Во все колбы приливают по 1,6 см раствора соляной кислоты, по 50 см воды и по 5 см молибденовокислого аммония, перемешивают и через 10 мин приливают 5 см восстановительной смеси, доводят до метки водой. Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора, как указано в п.7.1.

В качестве раствора сравнения используют раствор девятой колбы, не содержащей стандартный раствор Б.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам кремния строят градуировочный график.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).
 

8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

8.1. Массовую долю кремния () в процентах вычисляют по формуле

,

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

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

8.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в таблице.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).