-32300: transport error - HTTP status code was not 200

СССР
Государственный стандарт от 01 января 1990 года № ГОСТ 22536.12-88

Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения ванадия

Утвержден
Государственным комитетом СССР по стандартам
25 августа 1988 года
Разработан
Министерством черной металлургии СССР
01 января 1990 года
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ Методы определения ванадия Carbon steel and unalloyed cast iron. Methods for determination of vanadium ГОСТ 22536.12-88

    Срок действия с 01.01.90
    до 01.07.95
    Несоблюдение стандарта преследуется по закону
    Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле ванадия от 0,05 до 0,25 %), титриметрический (при массовой доле ванадия 0,02-0,25 %) и кулонометрический (при массовой доле ванадия 0,005-0,25 %) методы определения ванадия.
    Экстракционно-фотометрический метод определения ванадия приведен в приложении.
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    1.1.Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22536.0-87.
    1.2.Погрешность результата анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не превышает предела Δ, приведенного в табл. 1, при выполнении условий:
    расхождение результатов двух (трех) параллельных измерений не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения d2 (d3), приведенного в табл. 1;
    воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли ванадия не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятности Р = 0,85) значение δ, приведенное в табл. 1.
    При невыполнении одного из вышеуказанных условий проводят повторные измерения массовой доли ванадия. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
    Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (при доверительной вероятности 0,95) значения dk, приведенного в табл. 1.
    Таблица 1
    Массовая доля ванадия, % Δ, % Допускаемые расхождения, % δ, %
    dk d2 d3
    От 0,005 до 0,01 включ. 0,0024 0,0030 0,0025 0,0031 0,0016
    Св. 0,01 » 0,02 » 0,003 0,004 0,003 0,004 0,002
    » 0,02 » 0,05 » 0,006 0,007 0,006 0,007 0,004
    » 0,05 » 0,10 » 0,010 0,012 0,010 0,012 0,006
    » 0,10 » 0,25 » 0,017 0,021 0,017 0,021 0,011

    2.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    2.1.Сущность метода
    Метод основан на образовании окрашенной в желтый цвет ванадиевофосфорновольфрамовой гетерополикислоты в кислой среде при взаимодействии ванадия (V) с фосфорной кислотой и вольфраматом натрия и измерений оптической плотности окрашенного раствора при λ = 400 нм.
    Мешающее влияние железа устраняют прибавлением ортофосфорной кислоты.
    2.2.Аппаратура и реактивы
    Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
    Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или по ГОСТ 14262-78, разбавленная 1:4.
    Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84.
    Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
    Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.
    Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
    Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336-75.
    Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289-78, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
    Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.
    Стандартные растворы ванадия.
    Раствор А: 2,296 г ванадиевокислого аммония растворяют в 100 см3 воды, добавляют 2-4 капли аммиака, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой до метки и перемешивают.
    1 см3 раствора А содержит 0,001 г ванадия.
    Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и тщательно перемешивают.
    1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г ванадия.
    2.3.Проведение анализа
    2.3.1.Навеску стали или чугуна массой 0,5 г (при массовой доле ванадия 0,05-0,10 %) или 0,3 г (при массовой доле ванадия 0,10-0,25 %) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3 и растворяют в 15 см3 серной кислоты (1:4), при умеренном нагревании.
    После полного растворения навески приливают по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Содержимое колбы охлаждают, приливают 30 см3 воды и нагревают до растворения солей. Если есть осадок (графит, кремниевая кислота), его отфильтровывают и промывают пять-шесть раз горячей водой. Фильтр с осадком отбрасывают, а фильтрат выпаривают до объема 30-50 см3. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3.
    К охлажденному раствору прибавляют раствор марганцовокислого калия до образования устойчивой окраски. Через 3-5 мин избыток марганцовокислого калия восстанавливают раствором азотистокислого натрия, прибавляя его медленно по одной капле до обесцвечивания раствора при непрерывном перемешивании.
    Затем приливают 5 см3 фосфорной кислоты, нагревают раствор до кипения, прибавляют 10 см3 раствора вольфрамовокислого натрия, выдерживают раствор при 80-90 °С в течение 2-3 мин, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.
    Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 400 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 400-450 нм. В качестве раствора сравнения применяют раствор испытуемой пробы, приготовленный без добавления вольфрамовокислого натрия.
    Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.
    2.3.2.Построение градуировочного графика
    В шесть конических колб вместимостью 100 см3 помещают 0,3-0,5 г карбонильного железа в зависимости от навески пробы, в пять из них последовательно приливают стандартный раствор Б в количестве 2,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0 см3, что соответствует 0,0002; 0,0004; 0,0005; 0,0006; 0,0008 г ванадия. Шестая навеска служит для проведения контрольного опыта.
    В колбы приливают по 15 см3 серной кислоты и растворяют железо при умеренном нагревании. Далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.
    В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.
    По найденным величинам оптической плотности и соответствующим значениям массы ванадия строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля ванадия.
    2.4.Обработка результатов
    2.4.1.Массовую долю ванадия (X1) в процентах вычисляют по формуле

    где m1 - масса ванадия, найденная по градуировочному графику, г;
    m - масса навески пробы, г.
    2.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
    3.ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    3.1.Сущность метода
    Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в сернокислой среде и титровании ванадия (V) раствором соли аммоний-железа (II) сернокислого. Конечную точку титрования определяют амперометрически, потенциометрически или визуально.
    3.2.Аппаратура и реактивы
    Установка для потенциометрического или амперометрического титрования ванадия, обеспечивающая заданные метрологические характеристики точности определения.
    Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или по ГОСТ 14262-78, разбавленная 1:1, 1:4 и 1:50.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84.
    Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.
    Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 25 г/дм3.
    Железо (II) сернокислое 7-водное по ГОСТ 4148-78, свежеприготовленный раствор: 2 г сернокислого железа (II) растворяют в воде, прибавляют 5 см3 серной кислоты, разбавляют раствор до 100 см3 и перемешивают.
    Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.
    Мочевина по ГОСТ 6691-77, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.
    Натрий углекислый по ГОСТ 83-79, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3.
    Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 100 см3 горячего раствора углекислого натрия с массовой концентрацией 2 г/дм3.
    Стандартные растворы ванадия - по п. 2.2.
    Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, стандартные растворы с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм3 (раствор А) и 0,002 моль/дм3 (раствор Б).
    Раствор А: 4 г соли Мора растворяют в 1 дм3 серной кислоты (1:50).
    Раствор Б: 200 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют до метки водой и перемешивают.
    Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по стандартному раствору ванадия. Для этого 5-10 см3 стандартного раствора ванадия А или 10-20 см3 раствора Б помешают в стакан вместимостью 250 см3 прибавляют 50-70 см3 серной кислоты (1:4), 10 см3 раствора сернокислого железа и проводят через все стадии анализа, как приведено в п. 3.3. Полученный раствор титруют соответствующим раствором соли Мора, устанавливая конечную точку титрования амперометрическим или потенциометрическим методом или визуально, как приведено в разд. 3.3.
    Массовую концентрацию раствора соли Мора (T), выраженную в граммах ванадия на один кубический сантиметр раствора вычисляют по формуле

    где T - массовая концентрация стандартного раствора ванадия А или Б, г/см3;
    V1 - объем стандартного раствора ванадия А или Б, взятый для установления массовой концентрации раствора соли Мора, см3;
    V - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.
    3.3.Проведение анализа
    3.3.1.Навеску стали или чугуна массой 2 г (при массовой доле ванадия 0,02-0,05 %) или 1 г (при массовой доле ванадия 0,05-0,25 %) помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 50-70 см3 серной кислоты (1:4) и нагревают до полного растворения. К раствору прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания и дополнительно 2-3 см3. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают. Обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до начала выделения паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, приливают 50-60 см3 воды и нагревают до растворения солей.
    Если образовался нерастворимый осадок, содержащий кремниевую кислоту и графит, то его отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 5-6 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан вместимостью 400 см3. Фильтр с осадком отбрасывают. К раствору в стакане добавляют 50 см3 серной кислоты (1:4), охлаждают, добавляют 5-10 см3 раствора сернокислого закисного железа, разбавляют водой до 150 см3 и снова охлаждают до 17-20 °С.
    К охлажденному раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой розовой окраски. Через 1-2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до полного исчезновения розовой окраски и немедленно прибавляют 10 см3 мочевины.
    Через 3 мин в раствор погружают выбранную пару электродов, (устанавливают при амперометрическом титровании необходимое напряжение), включают милливольтметр-микроамперметр, магнитную мешалку и титруют амперометрически или потенциометрически раствором соли Мора А или Б (в зависимости от массовой доли ванадия), прибавляя его небольшими порциями из микробюретки и отмечая показания прибора после каждого добавления титранта (при амперометрическом титровании или до резкого отклонения стрелки прибора (при потенциометрическом титровании).
    При визуальном определении конечной точки титрования к раствору, подготовленному для титрования, прибавляют 5-6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода вишневой окраски раствора в желто-зеленую.
    Во всех случаях прибавление раствора соли Мора производят из микробюретки небольшими порциями, а в конце титрования - по каплям.
    3.4.Обработка результатов
    3.4.1.Массовую долю ванадия (X2) в процентах вычисляют по формуле

    где Т - массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 ванадия;
    V - объем раствора соли Мора, соответствующий конечной точке титрования, см3;
    m - масса навески пробы, г.
    3.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.
    4.КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    4.1.Сущность метода
    Метод основан на взаимодействии ванадия (V) с электрохимически генерированными ионами железа (II). Конечную точку титрования устанавливают биамперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами.
    4.2.Аппаратура и реактивы
    Потенциостат П-5827, П-5848 или любой другой, работающий в режиме заданного тока.
    Установка для амперометрического титрования с двумя поляризованными индикаторными электродами.
    Рабочий генераторный электрод - вольфрамовый с площадью видимой поверхности 1,0-2,0 см3.
    Электрод вспомогательный платиновый, площадью 0,5-1,0 см3.
    Индикаторная система: два одинаковых платиновых электрода площадью 1 см3.
    Источник напряжения, обеспечивающий подачу напряжения на электроды не менее 100 мВ.
    Секундомер по ГОСТ 5072-79.
    Вольфрам металлический для генераторного электрода (чистота не менее 99 %).
    Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205-77, раствор с молярной концентрацией 0,5 моль/дм3: 240 г железоаммонийных квасцов растворяют в 500 см3 воды, осторожно приливают 100 см3 серной кислоты и нагревают до полного растворения солей. Раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм3, тщательно перемешивают и фильтруют через фильтр средней плотности.
    Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, раствор с массовой концентрацией 12 г/дм3: 12 г соли Мора растворяют в 400-500 см3 воды, осторожно приливают 50 см3 серной кислоты, охлаждают, доливают водой до 1 дм3, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр средней плотности.
    Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или ГОСТ 14262-78, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3.
    Остальные реактивы и растворы по п. 3.2.
    4.3.Проведение анализа
    Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли ванадия (см. табл. 2) растворяют и подготавливают раствор к титрованию до момента его охлаждения согласно п. 3.3.1.
    К полученному раствору приливают 1-2 см3 соли Мора.
    Стакан с анализируемым раствором устанавливают на мешалку, включают перемешивание, прибавляют 10 см3 раствора железоаммонийных квасцов, по каплям прибавляют раствор марганцовокислого калия до устойчивой в течение 1 мин розовой окраски раствора. Через 1-2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до полного исчезновения розовой окраски и немедленно 1-2 г мочевины.
    Таблица 2
    Массовая доля ванадия, % Масса навески, г Сила генераторного тока, мА
    От 0,005 до 0,02 включ. 1,0-0,5 0,5-2,5
    Св. 0,02 » 0,05 » 0,5-0,3 1,5-4,0
    » 0,05 » 0,25 » 0,2-0,1 2,5-5,0

    В стакан опускают генераторный и индикаторные электроды, накладывают на индикаторные электроды напряжение поляризации 50-100 мВ. В другой стакан, заполненный раствором серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3, опускают платиновый электрод и замыкают цепь солевым мостиком, заполненным раствором серной кислоты той же концентрации.
    Отмечают начальное положение индикатора измерительного прибора (микроамперметра), включенного в систему индикации конечной точки титрования, включают одновременно генераторный ток и секундомер. Электролиз ведут до тех пор, пока индикатор измерительного прибора не начнет отклоняться от первоначального положения. В этот момент выключают генераторный ток, одновременно останавливают секундомер и записывают показания индикатора (микроамперметра) и времени. В ходе титрования контролируют еще 2-3 раза показания индикаторной системы, включая генераторный ток и секундомер на 3-10 сек и записывая каждый раз показания.
    Строят график зависимости показаний индикаторной системы от времени и находят время, соответствующее конечной точке титрования. Оно будет соответствовать точке пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.
    4.4.Обработка результатов
    4.4.1.Массовую долю ванадия (Х3) в процентах вычисляют по формуле Фарадея:


    где F - число Фарадея (F = 96500 Кл);
    A - атомная масса ванадия (А = 50,95 г);
    n - число электронов, участвующих в восстановлении ванадия (n = 1);
    I - сила генераторного тока, А;
    t - время, соответствующее конечной точке титрования, с;
    m - масса навески пробы, г.
    4.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли ванадия приведены в табл. 1.