СССР
Государственный стандарт от 07 марта 1980 года № ГОСТ 14250.8-80

ГОСТ 14250.8-80 Ферротитан. Методы определения ванадия (с Изменениями N 1, 2)

Принят
Государственным комитетом СССР по стандартам
17 марта 1980 года
    ГОСТ 14250.8-80*
    Группа В19
    МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
    ФЕРРОТИТАН
    Методы определения ванадия
    Ferrotitanium. Method for determination of vanadium
    ОКСТУ 0809
    Дата введения 1980-07-01
    Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. N 1172 дата введения установлена с 01.07.80
    Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
    ВЗАМЕН ГОСТ 14250.8-69
    * ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г., ноябре 1990 г. (ИУС 7-85, 1-91)
    РАЗРАБОТАНЫ Министерством черной металлургии СССР**
    ИСПОЛНИТЕЛИ**
    А.К.Петров, Г.Г.Лысцова, Н.И.Литвиненко, А.В.Цевина, О.А.Распопина**
    ВНЕСЕНЫ Министерством черной металлургии СССР**
    Член коллегии В.В.Лемпицкий**
    УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. N 1172**

    _________________
    * Информационные данные приведены из официального издания, М.: Издательство стандартов, 1980 год. - Примечание изготовителя базы данных.


    Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения ванадия (при массовой доле ванадия от 0,05 до 3,5%) в ферротитане.
    Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4524-84.
    (Измененная редакция, Изм. 2).
    якорь
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    1.1.Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473-90.
    1.2.Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой N 016 по ГОСТ 6613-86.
    якорь
    1а. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    1a.1. Сущность метода
    Метод основан на окислении четырехвалентного ванадия до пятивалентного марганцовокислым калием в сернокислой среде.
    Избыток марганцовокислого калия восстанавливают нитритом натрия. Ванадий титруют раствором двойной сернокислой соли закиси аммония - железа. Конец титрования фиксируют амперометрически, потенциометрически или наблюдением за изменением окраски с применением индикатора фенилантраниловой кислоты.
    якорь
    2.АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
    Установка любого типа для амперометрического или потенциометрического титрования ванадия.
    Мешалка магнитная.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
    Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:9.
    Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм; 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 100 см воды, содержащей 0,2 г углекислого натрия.
    Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.
    Мочевина по ГОСТ 6691-77, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм; свежеприготовленный.
    Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм.
    Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
    Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.
    Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
    Железо металлическое восстановленное.
    Титан электролитический.
    Ванадия пятиокись, стандартные растворы А и Б.
    Раствор А: 1,7852 г пятиокиси ванадия растворяют в 60 см раствора серной кислоты (1:9), приливают 5 см азотной кислоты, раствор кипятят до удаления окислов азота и нагревают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 40 см воды, нагревают до появления паров серной кислоты, охлаждают и растворяют в 100 см воды при нагревании. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм, охлаждают, доливают до метки раствор серной кислоты (1:9) и перемешивают.
    1 см раствора содержит 0,001 г ванадия.
    Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки раствор серной кислоты (1:9).
    1 см раствора содержит 0,0001 г ванадия.
    Соль закиси аммоний-железа двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, растворы с концентрацией эквивалента 0,01; 0,025; 0,05 моль/дм: 4; 10; 20 г соли Мора соответственно растворяют в 400 см воды, приливают 50 см серной кислоты, охлаждают, разбавляют водой до объема 1000 см и перемешивают.
    Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по стандартному раствору ванадия: в три стакана вместимостью 250 см помещают 10-20 см стандартного раствора ванадия (раствор Б). Имитируют химический состав сплава добавлением соответствующего количества железа и электролитического титана и далее поступают, как указано в п.3.1.
    Массовую концентрацию раствора соли Мора (), выраженную в г/см ванадия, вычисляют по формуле
    ,
    где - масса ванадия во взятом стандартном растворе, г;
    - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.
    (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
    якорь
    3.ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
    3.1.Титрование ванадия амперометрическим или потенциометрическим способами
    Навеску ферротитана массой, указанной в табл.1, растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.
    Таблица 1
    Массовая доля ванадия, % Масса навески, г Концентрация раствора соли Мора, моль/дм
    От 0,05 до 0,5 0,5 0,01
    Св. 0,5 " 1,0 0,5 0,01; 0,025
    " 1,0 " 3,5 0,25 0,025; 0,05

    Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 20 см раствора серной кислоты 1:1 и растворяют при нагревании. Затем приливают небольшими порциями 5 см азотной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты.
    Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5-10 см раствора фтористоводородной кислоты. Затем по каплям приливают 5 см азотной кислоты и нагревают до полного растворения. К раствору в чашке приливают 20 см раствора серной кислоты 1:1, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50 см воды, нагревают до растворения солей и переносят в стакан вместимостью 250 см.
    Раствор, полученный способом 1 или 2, доводят в стакане водой до 100-120 см. В стакан с исследуемым раствором погружают электроды, включают мешалку и устанавливают напряжение 0,9 В. Приливают раствор соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм до полного восстановления хрома и ванадия. Затем добавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1-2 мин.
    Для восстановления избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см раствора мочевины.
    Записывают начальное показание стрелки микроамперметра и титруют ванадий из микробюретки раствором соли Мора, концентрацию которого в зависимости от содержания ванадия определяют по табл.1, прибавляя его небольшими порциями и отмечая показания прибора после каждого прибавления раствора.
    По полученным данным строят кривую титрования в координатах: объем раствора соли Мора (ось абсцисс) - сила тока (ось ординат). При амперометрическом титровании точка эквивалентности находится в месте пересечения ветвей кривой титрования. При потенциометрическом титровании точку эквивалентности определяют в момент максимального скачка потенциала.
    (Измененная редакция, Изм. N 1
    , 2).
    3.2.Титрование ванадия с применением фенилантраниловой кислоты
    Навеску ферротитана массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 30 см раствора серной кислоты 1:1, умеренно нагревают до полного растворения, затем приливают 5 см азотной кислоты. Раствор выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана ополаскивают водой и раствор вновь выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают 70 см воды и нагревают до растворения солей. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 8-10 раз горячей водой. Фильтрат сохраняют в конической колбе вместимостью 500 см (основной раствор).
    Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 600-700 °С. После охлаждения осадок в тигле смачивают водой, приливают 3-5 капель раствора серной кислоты 1:1, 3-5 см раствора фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают при температуре 600-700 °С и сплавляют с 1 г пиросернокислого калия.
    Плав растворяют в горячей воде и присоединяют в основному раствору. Раствор в колбе доводят водой до объема 150 см, охлаждают, прибавляют 10 см раствора соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм. Затем для окисления ванадия прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1-2 мин.
    Для восстановления избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см раствора мочевины. Энергично перемешивают и приливают 20 см раствора серной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, добавляют шесть капель раствора фенилантраниловой кислоты и медленно титруют раствором соли Мора, концентрацию которого в зависимости от массовой доли ванадия определяют по табл.1, до перехода фиолетовой окраски раствора в желто-зеленую.
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    якорь
    4.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    4.1.Массовую долю ванадия () в процентах вычисляют по формуле
    ,
    где - объем соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см;
    - массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см ванадия;
    - масса навески ферротитана, г.
    4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли ванадия приведены в табл.2.
    Таблица 2
    Допускаемое расхождение, %
    Массовая доля ванадия, % Погрешность результатов анализа, % двух средних результатов анализа, выпол- ненных в различных условиях двух парал- лельных опреде- лений трех парал- лельных опреде- лений результатов анализа стандартного образца от аттесто- ванного значения
    От 0,05 до 0,10 включ. 0,013 0,016 0,013 0,016 0,008
    Св. 0,1 " 0,2 " 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01
    " 0,2 " 0,5 " 0,02 0,04 0,03 0,04 0,02
    " 0,5 " 1,0 " 0,04 0,05 0,04 0,05 0,03
    " 1,0 " 2,0 " 0,06 0,07 0,06 0,07 0,04
    " 2,0 " 3,5 " 0,09 0,11 0,09 0,11 0,06

    (Измененная редакция, Изм. N 2).
    якорь
    5.АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
    5.1 Сущность метода
    Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции ванадия при длине волны 318,4 нм.
    5.2.Аппаратура, реактивы и растворы
    Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:99.
    Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.
    Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
    Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
    Калий хлористый по ГОСТ 4234-77, раствор с массовой концентрацией 19 г/дм.
    Алюминий хлористый по ГОСТ 3759-75, раствор с массовой концентрацией 89 г/дм.
    Железо треххлористое по ГОСТ 4147-74.
    Железо металлическое.
    Раствор железа: 12,5 металлического железа или 60,5 г треххлористого железа растворяют в 100 см раствора соляной кислоты, окисляют 4-6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    1 см раствора содержит 0,025 г железа.
    Титан металлический.
    Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см раствора соляной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки раствором соляной кислоты и перемешивают.
    1 см раствора содержит 0,025 г титана.
    Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336-75.
    Ванадий металлический.
    Стандартные растворы ванадия.
    Раствор А: 1,0000 г ванадия растворяют в 20 см азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки раствором азотной кислоты и перемешивают;
    или 2,2980 г ванадиевокислого аммония в мерной колбе вместимостью 1 дм растворяют в растворе азотной кислоты, доливают до метки раствором азотной кислоты и перемешивают.
    1 см раствора А содержит 0,001 г ванадия.
    Раствор Б: 20,0 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки раствором азотной кислоты и перемешивают.
    1 см раствора Б содержит 0,0002 г ванадия.
    (Измененная редакция, И
    зм. N 2).
    5.3.Проведение анализа
    5.3.1.Навеску ферротитана массой 0,5 г растворяют в зависимости от содержания кремния в пробе одним из двух способов.
    Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 10 см раствора соляной кислоты и 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см раствора серной кислоты.
    Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см раствора серной кислоты.
    Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров серной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см раствора хлористого калия или хлористого алюминия, доливают до метки водой и перемешивают (основной раствор). При необходимости раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
    При массовой доле ванадия свыше 1% из основного раствора отбирают аликвотную часть 20 см, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 8 см раствора серной кислоты и 8 см раствора хлористого калия или хлористого алюминия, доливают до метки водой и перем
    ешивают.
    5.3.2.Для построения градуировочного графика при массовой доле ванадия до 1% в восемь стаканов вместимостью по 250 см наливают по 2 см раствора железа и по 2 см раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске, добавляют по 5 см азотной и по 10 см раствора серной кислоты, затем в семь стаканов добавляют 1,0; 3,0; 6,0 см раствора Б, далее 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см раствора А, что соответствует 0,0002; 0,0006; 0,0012; 0,0020, 0,0030; 0,0040 и 0,0050 г ванадия.
    При массовой доле ванадия свыше 1% в шесть стаканов вместимостью по 250 см наливают по 0,4 см раствора железа и по 0,4 см раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске пробы, добавляют по 1 см азотной и по 10 см раствора серной кислоты, затем в пять стаканов добавляют 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см раствора А, что соответствует 0,0010; 0,0015; 0,0020; 0,0025 и 0,0030 г ванадия.
    Все растворы выпаривают до паров серной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем растворы охлаждают, добавляют по 50 см воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью по 100 см, добавляют по 10 см раствора хлористого калия или хлористого алюминия, доливают до метки водой и пер
    емешивают.
    5.3.3.Атомную абсорбцию ванадия измеряют в растворе пробы контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 318,4 нм в пламени закись азота-ацетилен.
    Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения атомной абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор ванадия, из значений атомных абсорбций растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям ванадия.
    После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию ванадия в растворе пробы по градуировочному графику.
    5.4.Обработка результатов
    5.4.1.Массовую долю ванадия () в процентах вычисляют по формуле
    ,
    где - концентрация ванадия в анализируемом растворе или ее аликвотной части, найденная по градуировочному графику, г/см;
    - объем анализируемого раствора, см;
    - масса навески или ее части, соответствующей аликвотной части анализируемого раствора, г.
    5.1-5.3, 5.3.1-5.3.3, 5.4, 5.4.1. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
    5.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли ванадия приведены в табл.2.
    (Измененная редакция, Изм. N 2).