Сплавы магниевые. Методы определения циркония

ГОСТ 3240.5-76
Группа В59
 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

Методы определения циркония

Magnesium alloys.
Methods for determination of zirconium

МКС 77.120.20
ОКСТУ 1709

Дата введения 1978-01-01
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28.12.76 N 2889

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

6. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87)


Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения циркония (при массовой доле циркония от 0,05 до 1,5%) и фотометрический метод определения циркония (при массовой доле циркония от 0,00005 до 0,01%)
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 3240.0.
 

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и титровании циркония раствором динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты.

2.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:6, 2 М раствор.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, 10%-ный раствор.

Натрий пиросернокислый по ТУ 6-09-5404.

Ксиленоловый оранжевый, 0,1%-ный раствор, готовят и хранят по ГОСТ 4919.1.

Кислота фениларсоновая, 1%-ный раствор.

Циркония (IV) хлорокись, 8-водная (цирконил хлористый).

Стандартный раствор циркония: 0,353 г хлористого цирконила растворяют в 2 М растворе соляной кислоты и доливают объем раствора этой же кислотой до 100 см.

1 см раствора содержит 1 мг циркония.

Для установки титра раствора циркония отбирают пипеткой 10 см раствора в стакан вместимостью 250 см, прибавляют 20 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 100 см воды. Раствор нагревают до кипения и добавляют 15 см фениларсоновой кислоты. Раствор с выпавшим осадком кипятят 10 мин, избегая бурного кипения. Фильтруют через два фильтра средней плотности и промывают 5-6 раз горячей водой. Фильтр с осадком сушат, сжигают и прокаливают при 1050 °С в течение 3 ч.

Титр раствора циркония (), выраженный в г/см циркония, вычисляют по формуле

,

где - масса двуокиси циркония, г;

0, 703 - коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;

- аликвотная часть раствора хлористого цирконила, см.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N '-тетрауксусной кислоты, (трилон Б) по ГОСТ 10652, 0,0125 М раствор; готовят следующим образом: 4,6531 г трилона Б растворяют в 1000 см воды. Титр раствора трилона Б устанавливают по раствору хлористого циркония следующим образом: 5 см стандартного раствора циркония отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 70 см воды, подогретой до 80-90 °С, 30 см раствора солянокислого гидроксиламина и шесть капель ксиленолового оранжевого. Титруют раствором трилона Б до изменения цвета раствора из розового в желтый.

Титр раствора трилона Б (), выраженный в г/см циркония, вычисляют по формуле

,

где - количество циркония, содержащееся в аликвотной части раствора циркония, г;

- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см.

2.3. Проведение анализа

Массу навески сплава определяют в зависимости от содержания циркония, как указано в табл.1.
 

Таблица 1

Навеску сплава помещают в коническую колбу вместимостью 250 см и растворяют при нагревании в 30 см соляной кислоты, разбавленной 1:1.

К горячему раствору приливают 70 см воды, подогретой до 80-90 °С, 30 см раствора солянокислого гидроксиламина, шесть капель ксиленолового оранжевого и горячий раствор титруют раствором трилона Б до изменения цвета от розового до устойчивого желтого.

Если при растворении сплава остается черный осадок нерастворившегося элементарного циркония, его отфильтровывают через фильтр средней плотности и осадок промывают 6-8 раз горячим раствором соляной кислоты, разбавленной 1:6. Фильтр с осадком сжигают, прокаливают в течение 30 мин при 800 °С и сплавляют при 500-600 °С с пятикратным количеством пиросернокислого натрия. Плав растворяют в 100 см воды и 10 см соляной кислоты при нагревании. Соединяют фильтрат с полученным после сплавления раствором и определяют цирконий, как указано выше.

2.1-2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4. Обработка результатов

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

,

где - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см;

- титр раствора трилона Б, выраженный в г/см циркония;

- масса навески сплава, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.
 

Таблица 2

2.4.1; 2.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.5. Контроль точности измерений

Для контроля точности измерений массовой доли циркония от 0,05 до 1,5% используют государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315. Контроль точности измерения проводят в соответствии с ГОСТ 25086.

Допускается проводить контроль точности измерений массовой доли циркония, используя метод добавок.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).
 

3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИРКОНИЯ

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного соединения циркония с арсеназо III в среде 9 М соляной кислоты. Оптическая плотность растворов пропорциональна концентрации циркония в интервале 0,5-5 мкг в 25 см раствора. Чувствительность реакции 0,15 мкг в 25 см. Оптическую плотность измеряют при 670 нм. Измерению мешают уран и торий.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр СФ-46, СФ-26 или колориметр КФК-2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, 0,2 М и 9 М растворы.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота фениларсоновая, 0,1%-ный раствор.

Арсеназо III, 0,1%-ный водный раствор.

Цирконий металлический или циркония (IV) хлорокись, 8-водная.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Стандартные растворы циркония.

Раствор А с концентрацией 1 мг/см готовят из хлористого цирконила согласно п.2.2 или из металлического циркония:

1 г циркония металлического помещают в стакан вместимостью 200 см, приливают 50 см серной кислоты и добавляют 10 г сернокислого калия. Стакан накрывают часовым стеклом и нагревают до появления густых паров серной кислоты. После полного растворения навески циркония содержимое стакана разбавляют водой, нагревают до кипения и осаждают цирконий аммиаком. Осадку дают скоагулировать, отфильтровывают, промывают водой с несколькими каплями аммиака.

Затем осадок на фильтре растворяют в соляной кислоте, разбавленной 1:1, и снова осаждают гидрооксид циркония аммиаком. Отфильтровывают и промывают как и в первом случае.

Осадок на фильтре растворяют в 34 см горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1 в стакан, где проводилось осаждение. Фильтр промывают несколько раз горячей водой. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, по охлаждении раствор доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 1 мг циркония.

Раствор Б: готовят разбавлением раствора А в 20 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.

1 см раствора Б содержит 5 мкг циркония.

Раствор В: готовят перед употреблением разбавлением раствора Б в 10 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.

1 см раствора В содержит 5 мкг циркония.

Титр стандартного раствора А устанавливают в соответствии с п.2.

3.3. Проведение анализа

Навеску сплава массой 1 г (при массовой доле циркония до 0,0005%) и 0,1 г (при массовой доле циркония от 0,0005 до 0,2%) помещают в стакан вместимостью 100-150 см и растворяют в 15 см 9 М раствора соляной кислоты. После растворения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см, добавляют в колбу 0,5 см раствора арсеназо III и доливают до метки 9 М раствором соляной кислоты.

При массовой доле циркония в сплаве от 0,005 до 0,02% колбу доливают до метки без добавления арсеназо III 9 М раствором соляной кислоты, аликвотную часть 5 см переносят в другую колбу вместимостью 25 см, добавляют 0,5 см раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой.

Измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 670 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см по отношению к воде.

Из полученных значений вычитают оптическую плотность контрольного раствора. Массовую долю циркония вычисляют по градуировочному графику

3.3.1. Построение градуировочного графика

В стаканы вместимостью 100-150 см вводят 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и 1,0 см раствора В, что соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 мкг циркония, добавляют 15 см 9 М раствора соляной кислоты и кипятят 5-10 мин для разрушения полимеров циркония. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 см, добавляют 0,5 см раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой. Измеряют оптическую плотность растворов при 670 нм по отношению к воде, вычитая значение оптической плотности контрольного раствора. По полученным значениям строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

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

,

где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, мкг;

- масса навески сплава, г.

При определении 0,005-0,02% циркония с использованием разбавления, полученный результат умножают на 5.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.3.
 

Таблица 3

3.5. Контроль точности измерений

3.5.1. Контроль точности измерений проводят по п.2.5.

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