Глины формовочные огнеупорные. Метод определения оксида алюминия

ГОСТ 3594.13-93

Группа А59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГЛИНЫ ФОРМОВОЧНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ

Метод определения оксида алюминия

Moulding refractory clays.
Method for determination of aluminium oxide

     
ОКСТУ 4191

Дата введения 1995-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
     
     ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации
     

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.
     
     За принятие проголосовали:
     

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
     
     

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

     Настоящий стандарт распространяется на комовые и порошкообразные огнеупорные глины каолинитового и каолинитогидрослюдистого состава (далее - глины), применяемые в литейном производстве в качестве минеральных связующих в составах формовочных и стержневых смесей, и устанавливает комплексонометрический метод определения массовой доли оксида алюминия.
     
     Метод основан на разложении алюмосиликатных и глиноземистых формовочных огнеупорных глин сплавлением со смесью, состоящей из углекислого натрия, тетраборнокислого натрия и последующем переведением алюминия в алюминат и комплексонометрическом титровании его в среде ацетатного буферного раствора при pH 4,8-5,0 с использованием раствора сернокислой меди в качестве второго титранта и индикатора ПАН.
     
     

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
     
     ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия
     
     ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия
     
     ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия
     
     ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия
     
     ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
     
     ГОСТ 3759-75 Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия
     
     ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия
     
     ГОСТ 3772-74 Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия
     
     ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия
     
     ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия
     
     ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
     
     ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия
     
     ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов. Технические условия
     
     ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б)
     
     ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки
     
     ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
     
     ГОСТ 22867-77 Аммоний азотнокислый. Технические условия
     
     ГОСТ 3594.0-93 Глины формовочные огнеупорные. Общие требования к методам испытаний
     
     

3 АППАРАТУРА И РЕАКТИВЫ

3.1 Печи муфельные с терморегулятором, обеспечивающие температуру нагрева до 950-1000 и 1000-1100 °С.
     

3.2 Тигли платиновые N 100-7 по ГОСТ 6563.
     

3.3 Натрий углекислый по ГОСТ 83.
     

3.4 Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре при (400±20) °С.
     

3.5 Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного тетраборнокислого натрия в соотношении 2:1.
     

3.6 Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:3.
     

3.7 Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.
     

3.8 Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, х.ч., раствор 300 г/дм, хранят в полиэтиленовом сосуде.
    

3.9 Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации 0,025 моль/дм.
    

3.10 Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор 0,05 моль/дм: 12,5 г сульфата меди растворяют в воде, приливают 2 см серной кислоты, доводят водой до 1000 см, перемешивают.
  

3.11 Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор 0,025 моль/дм: 6,25 сульфата меди растворяют в воде, приливают 2 см серной кислоты, доводят водой до 1000 см, перемешивают.
  

3.12 Кислота серная по ГОСТ 4204.
     

3.13 Индикатор 1,2-(пиридал-азо)-2 нафтол (ПАН), спиртовой раствор 2 г/дм.
    

3.14 Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
     

3.15 Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор 2 моль/дм.
    

3.16 Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.
     

3.17 Раствор ацетатный буферный с pH 4,8-5,0: 1 дм раствора уксусной кислоты 2 моль/дм смешивают с 1 дм раствора, содержащего 540 г уксуснокислого натрия 3-водного.
  

3.18 Индикаторная бумага конго.
     

3.19 Алюминий марки А 9995 по ГОСТ 11069, стружка.
     

3.20 Стандартный раствор оксида алюминия: точную навеску массой 0,65-0,66 г металлического алюминия растворяют в 150 см соляной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доводят до метки водой и перемешивают (для приготовления этого стандартного раствора могут быть использованы также соли алюминия квалификации ос.ч. или х.ч.).
   

3.21 Концентрацию стандартного раствора оксида алюминия в г/см оксида алюминия вычисляют по формуле
     

(1)

где - масса навески металлического алюминия, г;
     
     1,8895 - коэффициент пересчета алюминия на оксид алюминия.
    

3.22 Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759, х. ч. или ос.ч. марки 12-2.
     

3.23 Аммоний хлористый по ГОСТ 3772.
     

3.24 Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 20 г/дм, к которому добавляют несколько капель аммиака до изменения цвета по индикатору метиловому красному.
    

3.25 Индикатор метиловый красный, спиртовой раствор 1 г/дм.
    

3.26 Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 10 г/дм.
    

3.27 Стандартный раствор оксида алюминия: навеску хлористого алюминия массой 5,7-6,0 г растворяют в 100 см раствора соляной кислоты (1:3) в стакане вместимостью 200 см. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой, перемешивают.
     
     Стандартный раствор оксида алюминия 0,0012 г/см.
     
     Точную массовую концентрацию раствора оксида алюминия устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в стакан вместимостью 250-300 см отбирают 50 см стандартного раствора, добавляют воды 20-25 см, 2 г хлористого аммония, нагревают до кипения и осаждают раствором аммиака гидроксид алюминия, добавляя его до слабого запаха. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтр диаметром 11 см "красная лента". Осадок промывают горячим раствором азотнокислого аммония до отрицательной реакции на ион хлора (реакция в 3 см фильтрата с 2-3 каплями раствора азотнокислого серебра).
     
     Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают до постоянной массы в муфельной печи при температуре (1100±50) °С.
     
     Концентрацию стандартного раствора () в г/см оксида алюминия вычисляют по формуле
     

(2)

где - масса осадка оксида алюминия, г;
     

50 - объем стандартного раствора оксида алюминия, см, взятый для анализа.
   

3.28 Устанавливают соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди (): 10 см раствора трилона Б помещают в коническую колбу вместимостью 300 см, приливают примерно 100 см воды, нагревают до кипения, приливают 15-20 см ацетатного буферного раствора, 5-7 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Для оценки соотношения растворов проводят не менее трех титрований и берут среднее арифметическое значение результатов.
     
     Соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди вычисляют по формуле
     

(3)

где - объем раствора трилона Б, взятый для установки соотношения, см;
     
      - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см.
 

3.29 Установка концентрации раствора трилона Б по оксиду алюминия.
     
     В коническую колбу вместимостью 300 см помещают 10 см стандартного раствора оксида алюминия, приливают 2-3 см соляной кислоты, 70-100 см воды и 25 см раствора трилона Б. Содержимое колбы нагревают до кипения, остывший до температуры 70-80 °С раствор нейтрализуют раствором аммиака до переходного цвета индикаторной бумаги конго, приливают 15-20 см буферного раствора с pH 4,8-5,0, 5-7 капель раствора индикатора ПАН и оттитровывают избыток раствора трилона Б раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Проводят три параллельных титрования.
     
     Массовую концентрацию раствора трилона Б () в г/см оксида алюминия вычисляют по формуле
     

(4)

где 10 - объем стандартного раствора оксида алюминия, взятый для титрования, см;
     
      - концентрация стандартного раствора оксида алюминия, г/см;
     
      - объем прилитого раствора трилона Б, см;
     
      - соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди;
     
      - объем раствора сернокислой меди, израсходованной на титрование, см.
     
     

4 ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1 Общие требования к методу испытания - по ГОСТ 3594.0
     
     

5 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1 Навеску пробы массой 0,1-0,25 г смешивают в платиновом тигле с 3-5 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (1000±50) °С в течение 10-30 мин. Тигель со сплавом помещают в стакан вместимостью 250-300 см, добавляют 50 см раствора соляной кислоты (1:3), накрывают часовым стеклом и нагревают до полного растворения сплава.
     
     Обмывают тигель небольшим количеством воды. Раствор выпаривают до объема 40-50 см, охлаждают до температуры 40-50 °С, вводят нагретый до температуры 70-80 °С раствор гидроксида натрия до красного цвета бумаги конго и приливают в избыток 30 см, нагретого до температуры 70-80 °С.
     
     Раствор с осадком накрывают часовым стеклом, кипятят 3-5 мин, быстро охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200-250 см, доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют через сухой складчатый фильтр, отбрасывая две первые порции фильтрата.
     
     Аликвоту раствора 100 см переносят в коническую колбу вместимостью 250-300 см; нейтрализуют соляной кислотой до синего цвета бумаги конго и вводят 2-3 см в избыток, раствор кипятят 2-3 мин.
     
     Приливают 15-50 см раствора трилона Б, нагревают до кипения, дают остыть до температуры 70-80 °С, нейтрализуют раствором аммиака до переходного цвета бумаги конго, приливают 15-20 см ацетатного буферного раствора, 5-7 капель раствора индикатора ПАН и титруют избыточное количество трилона Б раствором сернокислой меди до перехода желто-зеленой окраски в сине-фиолетовую.
     
     При использовании навески массой 0,1 г, а также для анализа материалов с массовой долей оксида алюминия до 35% применяют раствор сернокислой меди 0,025 моль

/дм.
    

5.2 Для подготовки исходного раствора глин допускается использование серебряных тиглей и обезвоженного гидроксида натрия в качестве плавня.
     
     

6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1 Массовую долю оксида алюминия в процентах вычисляют по формуле
     

, (5)

где - объем прилитого раствора трилона Б, см;
     
      - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см;
     
      - соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди;
     

250 - объем исходного раствора, см;
     
      - концентрация раствора трилона Б, г/см оксида алюминия;
     
      - масса навески, г;
     
      - объем аликвоты раствора, взятый для титрования, см.
     
     Результаты анализа рассчитывают до третьего и округляют до второго десятичного знака.
     
     

7 ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

7.1 Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в таблице 1.
     
     

Таблица 1