СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1991 года № ГОСТ 13217.4-90

ГОСТ 13217.4-90 (СТ СЭВ 1210-89) Феррованадий. Методы определения кремния

Принят
Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
04 мая 1990 года
Разработан
Министерством металлургии СССР
01 июля 1991 года
    ГОСТ 13217.4-90
    (CT СЭВ 1210-89)
    Группа В19
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    ФЕРРОВАНАДИЙ
    Методы определения кремния
    Ferrovanadium. Methods for determination of silicon
    ОКСТУ 0809
    Срок действия с 01.07.91
    до 01.07.2001*

    ________________________________
    * Ограничение срока действия снято
    по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета
    по стандартизации, метрологии и сертификации
    (ИУС N 11, 1995 год). - Примечание изготовителя базы данных.


    ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
    1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР РАЗРАБОТЧИКИ
    В.Г.Мизин, Т.А.Перфильева, С.И.Ахманаев, Л.М.Клейнер, Г.И.Гусева
    2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 04.05.90 N 1094
    3.ВЗАМЕН ГОСТ 13217.4-79
    4.Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1210-89
    5.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
    Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта
    ГОСТ 3118-77 2.2, 3.2
    ГОСТ 4111-74 3.2
    ГОСТ 4204-77 2.2, 3.2
    ГОСТ 4328-77 3.2
    ГОСТ 4332-76 3.2
    ГОСТ 4461-77 2.2, 3.2
    ГОСТ 9428-73 3.2
    ГОСТ 10484-78 2.2, 3.2
    ГОСТ 26201-84 1.2
    ГОСТ 27349-87 1.1

    Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический и атомно-абсорбционный методы определения кремния при массовой доле его от 0,2 до 4,0%.
    якорь
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    1.1.Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 27349.
    1.2.Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.
    якорь
    2.ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    2.1.Сущность метода
    Метод основан на выделении из сернокислого раствора кремния в виде кремниевой кислоты, прокаливании ее до диоксида кремния и удалении в виде тетрафторида кремния. Массовую долю кремния вычисляют по разности между массой осадка до обработки фтористоводородной кислоты и массой остатка после обработки фтористоводородной кислотой.
    2.2.Реактивы и растворы
    Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1:50.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461.
    Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы 1:1 и 1:4.
    Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
    Натрия пероксид.
    2.3.Проведение анализа
    Навеску массой 2,0 г при массовой доле кремния до 0,5% или 1,0 г при массовой доле кремния свыше 0,5% помещают в стакан вместимостью 250-300 см и приливают 50 см раствора серной кислоты 1:4.
    Нагревают до полного растворения навески, осторожно приливают 5 см азотной кислоты и выпаривают раствор до паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение 5 мин.
    В случае труднорастворимого в кислотах феррованадия навеску помещают в железный или никелевый тигель и смешивают с 5-6 г пероксида натрия. Содержимое тигля нагревают при температуре 300-400 °С до спекания пробы, а затем сплавляют при температуре 650-700 °С в течение 5-6 мин. Затем тигель с плавом охлаждают, помещают в стакан из фторопласта вместимостью 400-500 см, приливают 80-100 см воды и выщелачивают плав без нагревания.
    После выщелачивания плава тигель извлекают, протирают его стенки стеклянной палочкой с резиновым наконечником и ополаскивают водой. Раствор осторожно переносят в стеклянный стакан, в котором находится 10 см раствора серной кислоты 1:1, и приливают 30 см раствора серной кислоты 1:1. Раствор выпаривают до паров серной кислоты, которым дают выделяться 5 мин.
    При любом способе разложения содержимое стакана охлаждают, осторожно приливают 10 см соляной кислоты, приливают 100-150 см теплой воды и нагревают до растворения солей.
    Кремниевую кислоту отфильтровывают на фильтр средней плотности с небольшим количеством беззольной фильтробумажной массы. Осадок промывают 9-10 раз горячим раствором соляной кислоты и затем 2-3 раза горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют.
    Фильтрат переносят в стакан, снова выпаривают до паров серной кислоты и дополнительно выделяют кремниевую кислоту, как указано выше.
    Фильтры с осадком кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают в течение 40 мин при температуре 1000-1050 °С.
    После охлаждения в тигель с осадком добавляют три капли раствора серной кислоты 1:1, выпаривают до удаления паров серной кислоты и прокаливают при температуре 1000-1050 °С в течение 10 мин.
    Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе, взвешивают, осадок смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 3-4 капли раствора серной кислоты 1:1, 5-6 см фтористоводородной кислоты и выпаривают до удаления паров серной кислоты. Затем тигель прокаливают при температуре 1000-1050 °С в течение 15-20 мин, охлаждают в эксикаторе и снова взвешив
    ают.
    2.4.Обработка результатов
    2.4.1.Массовую долю кремния () в процентах вычисляют по формуле
    , (1)
    где - масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;
    - масса тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
    - масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;
    - масса тигля с остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;
    0,4674 - коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
    - масса навески пробы, г.
    2.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в табл.1.
    Таблица 1
    Допускаемые расхождения, %
    Массовая доля кремния, % Погрешность результатов анализа, % двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях двух параллельных определений трех параллельных определений результатов анализа стандартного образца от аттестованного значения
    От 0,2 до 0,5 включ. 0,03 0,04 0,03 0,04 0,02
    Св. 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 " 4,0 " 0,09 0,11 0,09 0,11 0,06
    якорь
    3.АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
    3.1.Сущность метода
    Метод основан на измерении атомной абсорбции кремния в пламени закись азота-ацетилен при длине волны 251,6 нм с предварительным растворением навески пробы в растворе азотной кислоты.
    3.2.Аппаратура, реактивы и растворы
    Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461, растворы 1:1, 1:20.
    Кислота соляная по ГОСТ 3118, растворы 1:1 и 1:50.
    Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор 1:1.
    Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
    Желатин, раствор 5 г/дм.
    Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111, раствор, содержащий 20 г/дм железа: 144,3 г азотнокислого железа растворяют в 500 см раствора азотной кислоты 1:20, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают водой до метки и перемешивают.
    Фоновый раствор: 50 г калия-натрия углекислого растворяют в 150 см воды, добавляют 50 см раствора азотной кислоты 1:1, кипятят до удаления углекислого газа. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 100 г/дм; хранят в посуде из полиэтилена.
    Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.
    Кремния двуокись по ГОСТ 9428.
    Стандартный раствор кремния: 2,1394 г двуокиси кремния, предварительно прокаленной при температуре 950-1000 °С и охлажденной в эксикаторе, помещают в платиновый тигель, прибавляют 6 г калия-натрия углекислого, перемешивают и сплавляют при температуре 800-850 °С в течение 30-40 мин.
    Тигель охлаждают, плав выщелачивают в 200 см горячей воды в стакане из фторопласта и приливают 20 см раствора гидроксида натрия.
    Раствор кремнекислого натрия фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 дм, фильтр промывают 5-6 раз горячей водой и отбрасывают. Раствор в колбе охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают и переливают в посуду из полиэтилена. Раствор хранят не более 30 суток.
    Для определения массовой концентрации кремния в стакан вместимостью 250 см помещают 50,0 см стандартного раствора, приливают 30 см раствора серной кислоты, нагревают до выделения ее паров, а затем еще 10-15 мин, и охлаждают. Осторожно приливают 15 см воды, 10 см раствора желатина, перемешивают, приливают 100 см горячей воды, снова перемешивают и через 5 мин осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности с небольшим количеством беззольной фильтробумажной массы. Осадок промывают 9-10 раз горячим раствором соляной кислоты 1:50 и еще 2-3 раза горячей водой.
    Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при температуре 1000-1050 °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Затем осадок смачивают 2-3 каплями воды, добавляют 3-4 капли раствора серной кислоты, 5-7 см фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают при температуре 1000-1050 °С в течение 15 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
    Массовую концентрацию стандартного раствора (), выраженную в граммах на кубический сантиметр кремния, вычисляют по формуле
    , (2)
    где 50 - объем стандартного раствора, взятый для анализа, см.
    3.3.Проведение анализа
    3.3.1.Навеску пробы массой 0,5 г помещают в стакан или колбу вместимостью 100 см, приливают 15 см раствора азотной кислоты 1:1 и растворяют без нагревания. После растворения добавляют 15 см воды и кипятят до удаления оксидов азота. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности в колбу вместимостью 100 см, фильтр промывают несколько раз горячей водой. Фильтрат сохраняют.
    Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 650-700 °С до полного выгорания углерода. Остаток сплавляют с 1 г калия-натрия углекислого при температуре 800-850 °С в течение 10 мин.
    Плав выщелачивают в горячей воде, добавляют по каплям при перемешивании раствор азотной кислоты 1:1 до удаления углекислого газа. Раствор охлаждают, объединяют с основным фильтратом, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    3.3.2.Атомную абсорбцию кремния измеряют параллельно в растворе контрольного опыта, растворе пробы и растворах для построения градуировочного графика при длине волны 251,6 нм в пламени закись азота-ацетилен.
    3.3.3.После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции раствора пробы находят массу кремния по градуировочному графику.
    Таблица 2
    Массовая доля кремния, % Масса кремния в атомизируемом растворе, мг Объем стандартного раствора, см
    От 0,2 до 1 включ. 1-5 1-5
    Св. 1 " 2 " 5-10 5-10
    " 2 " 4 " 10-20 10-20

    3.3.4.Для построения градуировочного графика в колбы вместимостью по 100 см, помещают стандартный раствор кремния в соответствии с табл.2. В одну из колб стандартный раствор не добавляют; во все колбы добавляют по 10 см раствора нитрата железа, 5 см фонового раствора, 15 см раствора азотной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают.
    Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор кремния, из значений абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массам кремния.
    3.4.Обработка результатов
    3.4.1.Массовую долю кремния () в процентах вычисляют по формуле
    , (3)
    где - масса кремния в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
    - масса навески пробы, г.
    3.4.2.Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в табл.1.