Сплавы титановые. Методы определения хрома

ГОСТ 19863.12-91

Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения хрома

Titanium alloys.
Methods for the determination of chromium

ОКСТУ 1709

Дата введения 1992-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Г.Давыдов, д-р техн. наук; В.А.Мошкин, канд. техн. наук; Г.И.Фридман, канд. техн. наук; Л.А.Тенякова; М.Н.Горлова, канд. хим. наук; А.И.Королева; О.Л.Скорская, канд. хим. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 5.05.91 N 626

3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.12-80

4. Периодичность проверки - 5 лет

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 12,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 12,0%) методы определения хрома.
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
 

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси серной и борофтористоводородной кислот, окислении хрома до шестивалентного надсернокислым аммонием в присутствии катализатора - азотнокислого серебра и титровании хромовой кислоты раствором двойной сернокислой соли закиси железа и аммония (соли Мора) с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см, растворы 1:1 и 1:5.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см, раствор 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 1 г/дм.

Марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор 100 г/дм.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6-09-3501, раствор 2 г/дм: 0,2 г углекислого натрия растворяют при нагревании в 50 см воды, добавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты и доливают водой до 100 см.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм: 29,42 г или 5,88 г перекристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, растворяют в воде, доливают водой до метки и перемешивают.

Для перекристаллизации 100 г двухромовокислого калия помещают в стакан вместимостью 400 см, приливают 150 см воды и растворяют при нагревании. Раствор при энергичном перемешивании выливают тонкой струей в фарфоровую чашку, которая охлаждается ледяной водой. Выпавшие кристаллы отфильтровывают путем отсасывания на воронке с пористой стеклянной пластинкой, высушивают 2-3 ч при температуре (102±2) °C, измельчают и окончательно высушивают при температуре (200±5) °C в течение 10-12 ч.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм: 39,5 г или 7,9 г соли Мора помещают в стакан вместимостью 800 см и растворяют в 500 см воды, приливают 100 см раствора серной кислоты 1:1, охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (практическую), выраженную в г/см хрома (), вычисляют по формуле

, (1)

где 0,001733 - массовая концентрация раствора соли Мора (теоретическая), выраженная в г/см хрома;

- соотношение между растворами двухромовокислого калия и соли Мора.

Устанавливают соотношение между растворами двухромовокислого калия и соли Мора: в три конические колбы вместимостью по 250 см переносят пипеткой по 10 см раствора двухромовокислого калия 0,1 или 0,02 моль/дм, разбавляют до 100 см водой, приливают 20 см раствора серной кислоты 1:5, перемешивают, добавляют 5-6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют соответствующим раствором соли Мора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в зеленую.

, (2)

где - объем раствора двухромовокислого калия, используемый для титрования, см;

- объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают перед его применением.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл.1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 60 см раствора серной кислоты 1:5, 2 см борофтористоводородной кислоты и нагревают до полного растворения.
 

Таблица 1

В раствор добавляют по каплям раствор азотной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски и нагревают до кипения в течение 3 мин. Затем осторожно приливают 100 см воды, 3-4 капли раствора сернокислого марганца (II), 10 см раствора азотнокислого серебра и 30 см раствора надсернокислого аммония, нагревают содержимое колбы до кипения и кипятят до появления малинового окрашивания, указывающего на полноту окисления хрома. Раствор продолжают кипятить до прекращения выделения мелких пузырьков. Затем добавляют 5 см раствора хлористого натрия и нагревают раствор до исчезновения малиновой окраски.

Раствор охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором соли Мора 0,02 моль/дм (при массовой доле хрома менее 0,5%) или 0,1 моль/дм (при массовой доле хрома более 0,5%) с 5-6 каплями индикатора - фенилантраниловой кислоты до изменения окраски раствора из малиновой в зеленую.

2.4. Обработка результатов

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

, (3)

где - установленная массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см хрома;

- объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование хрома, см;

- масса пробы, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.2.
 

Таблица 2

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении атомной абсорбции хрома при длине волны 357,9 нм в пламени ацетилен - закись азота.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для хрома.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 2:1 и 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 100 г/дм.

Титан губчатый по ГОСТ 17746* марки ТГ-100.
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 17746-96. - Примечание изготовителя базы данных.

Раствор титана 10 г/дм: 1 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, добавляют 80 см раствора соляной кислоты 2:1, 4 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют двадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Хром по ГОСТ 5905* марки Х00.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 5905-2004. - Примечание изготовителя базы данных.

Стандартные растворы хрома

Раствор А: 1 г металлического хрома растворяют в 50 см соляной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см стандартного раствора А содержит 0,002 г хрома.

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

1 см стандартного раствора Б содержит 0,0002

г хрома.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой согласно табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см раствора соляной кислоты 2:1, 1 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании.
 

Таблица 3

После растворения пробы добавляют 3-5 капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью согласно табл.3, добавляют раствор соляной кислоты 1:1 и раствор хлористого аммония в соответствии с табл.3, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.2. При массовой доле хрома от 5,0 до 12,0% аликвотную часть раствора, равную 20 см, отбирают в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 2 см раствора соляной кислоты 1:1, 10 см раствора хлористого аммония, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.3. Раствор контрольного опыта готовят по пп.3.3.1 и 3.3.2.

3.3.4. Построение градуировочного графика

3.3.4.1. При массовой доле хрома от 0,1 до 1,0%

В шесть мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 20 см раствора титана, в пять из них отмеряют 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0002; 0,0005; 0,0010; 0,0015; 0,002 г хрома.

3.3.4.2. При массовой доле хрома от 1,0 до 5,0%

В шесть мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 10 см раствора титана, в пять из них отмеряют 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0004; 0,0008; 0,0012; 0,0016; 0,002 г хрома.

3.3.4.3. При массовой доле хрома от 5,0 до 10,0%

В пять мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 2 см раствора титана, в четыре из них отмеряют 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г хрома.

3.3.4.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп.3.3.4.1, 3.3.4.2 и 3.3.4.3, добавляют по 2 см раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см раствора хлористого аммония, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.5. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен - закись азота (стехиометрическое) и измеряют атомную абсорбцию хрома при длине волны 357,9 нм.

По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям хрома строят градуировочный график в координатах "Значение атомного поглощения - Массовая концентрация хрома, г/см".

Массовую концентрацию хрома в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

3.4. Обработка результатов

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

, (4)

где - массовая концентрация хрома в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

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

- объем раствора пробы, см;

- масса навески в растворе пробы или в соответствующей аликвотной части раствора пробы, г

3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.4.
 

Таблица 4