Хром металлический. Методы определения азота

ГОСТ 13020.7-85
(СТ СЭВ 4508-84)

Группа В19

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
     
ХРОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

     
Методы определения азота

     
Metallic chrome.
Methods for determination of nitrogen

ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.07.86
до 01.07.96*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 11-12, 1994 год). - Примечание.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 мая 1985 г. N 1412

ВЗАМЕН ГОСТ 13020.7-67


Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и с применением автоматических анализаторов методы определения азота в металлическом хроме (при массовой доле азота от 0,002 до 0,06%).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4508-84.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13020.0-75.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде стружки толщиной не более 0,5 мм по ГОСТ 23916-79.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на переводе азота, находящегося в металлическом хроме в виде химически связанного и в атомарном состоянии, в аммонийные соли. Азот отгоняют в виде аммиака дистилляцией из щелочного раствора. Выделяющийся при этом аммиак поглощают раствором борной кислоты. Образовавшийся борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смеси индикаторов.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Установка для получения бидистиллята (черт.1).

Черт.1

1 - электроплитка; 2 - дистилляционная колба; 3 - холодильник;
4 - колба-приемник; 5 - предохранительная воронка

Черт.1

Установка для определения азота (черт.2).

Черт.2

1 - склянки, заполненные водой и серной кислотой; 2 - электроплитка;
3 - стеклянная трубка диаметром 6-7 мм; 4 - двугорловая колба вместимостью 1 дм;
5 - воронка; 6 - кварцевый дефлегматор; 7 - кварцевый холодильник;
8 - кварцевый барботер; 9 - колба приемника дистиллята

Черт.2

Допускается применение установок другого типа.

Вода бидистиллированная или деионированная.

При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10 см серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого калия до получения устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера: к 50 см полученной воды приливают 0,25 см 15%-ного раствора гидроокиси калия и 0,5 см реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть использована для анализа.

Воду хранят в стеклянной бутыли с притертой пробкой.

Бидистиллированную воду, очищенную от ионов аммония, следует применять в ходе анализа и для приготовления всех растворов, используемых для определения содержания азота.

Для перегонки воды применяют установку, представленную на черт.1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1 и 1:100.

Кислота хлорная, 42 или 57%-ный раствор.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый, 10-водный по ГОСТ 4199-76, перекристаллизованный: 150 г тетраборнокислого натрия растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см воды и полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы. Кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2-3 дня и сохраняют в закрытой сосуде.

Кислота борная по ГОСТ 18704-78, 2%-ный раствор.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4, 1:100 и раствор молярной концентрацией эквивалента (1/2HSО)=0,002 моль/дм, приготовленный из фиксанала соответствующим разбавлением водой.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты устанавливают по тетраборнокислому или углекислому натрию.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты (1/2HSО)=0,002 моль/дм по тетраборнокислому натрию устанавливают следующим образом: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1000 г растворяют в 50 см воды и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают. 10 см раствора переносят в колбу вместимостью 250 см приливают 150 см воды, прибавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты (1/2HSО)=0,002 моль/дм до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты (1/2HSО)=0,002 моль/дм по углекислому натрию устанавливают следующим образом: навеску углекислого натрия массой 0,1000 г растворяют в 50 см воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают водой до метки и перемешивают. 5 см раствора переносят в колбу вместимостью 250 см, приливают 150 см воды, прибавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты (1/2HSО)=0,002 моль/дм до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты () по азоту, выраженную в г/см, вычисляют по формуле

где - масса навески, соответствующая аликвотной части растворов тетраборнокислого или углекислого натрия, г;

- молекулярная масса азота;

- объем раствора серной кислоты, израсходованной на титрование, см;

- молекулярная масса тетраборнокислого натрия, равная 381,38, или углекислого натрия, равная 106.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 40%-ный раствор: в колбу вместимостью 5 дм помещают 1 кг гидроокиси натрия, 10-20 г цинка, 2-3 г медной проволоки и приливают 2,7 дм воды. Раствор кипятят до тех пор, пока его объем не достигнет 2,5 дм. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых бутылях.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный по ГОСТ 5853-51.

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см этилового спирта.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Цинк металлический гранулированный.

Медь металлическая в виде проволоки.

Натрий сернокислый по ГОСТ 6053-77.

Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Ртуть йодная.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, 15%-ный раствор. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Реактив Несслера: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см воды, к раствору прибавляют 17,5 г йодистой ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см раствора гидроокиси калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение 3 дней. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Приготовление, хранение растворов и реактивов, а также проведение анализа следует осуществлять в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и окислов а

зота.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (см. черт.2). С этой целью подают воду в холодильник 7 и подключают водоструйный насос. В реакционную колбу наливают 100 см раствора гидроокиси натрия, 200 см воды, в приемник 9-10 см раствора борной кислоты, проверяют систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в приемнике не соберется 100 см дистиллята, который отбрасывают.

2.3.2. Навеску пробы массой, установленной в зависимости от массовой доли азота по табл.1, помещают в колбу вместимостью 250 см.

Таблица 1

Приливают 50 см соляной кислоты (1:1), закрывают колбу ловушкой, наполненной соляной кислотой (1:100), и растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков газа. Нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест или центрифугируют, промывают 4-5 раз горячей серной кислотой (1:100), собирая фильтрат и промывные воды в чистую колбу, и сохраняют. В колбу, в которой проводилось растворение навески, прибавляют 10 г сернокислого натрия и 1 г сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, приливают 20 см серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка навески. При этом плав принимает густую консистенцию зеленого цвета без видимых частиц остатка. Плав охлаждают, приливают первоначальный фильтрат и растворяют соли при нагревании.

После этого приливают 50 см хлорной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров хлорной кислоты и окисления хрома. Содержимое колбы охлаждают, приливают 100 см воды и нагревают до растворения солей, а затем охлаждают.

К аппаратуре присоединяют приемник, в котором находится 50 см раствора борной кислоты. Подготовленный и охлажденный раствор пробы осторожно переносят через капельную воронку установки для определения азота (см. черт.2) в реакционную колбу, содержащую раствор гидроокиси натрия, очищенную от аммонийных солей, как указано в п.2.3.1.

Колбу и капельную воронку ополаскивают 100 см бидистиллированной воды, нагревают реакционную колбу на электроплитке до температуры 200-250 °С и отгоняют 200 см дистиллята в приемник.

Нагревание прекращают, отсоединяют колбу-приемник от системы, обмывают барботер водой и титруют раствором серной кислоты (1/2HSО)=0,002 моль/дм в присутствии 4-5 капель раствора смеси индикаторов до перехода окраски из зеленой в фиолет

овую.

2.4. Обработка результатов

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

где - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование пробы, см;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см;

- массовая концентрация раствора серной кислоты по азоту, г/см;

- масса навески, г

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

3. МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

3.1. Сущность метода

Метод основан на восстановительном плавлении пробы в никелевой ванне в вакууме или в токе газа-носителя.

3.2. Аппаратура

Автоматический анализатор любого типа со всеми принадлежностями для определения азота.

Градуировку анализатора проводят в зависимости от типа анализатора.

3.3. Проведение анализа

Анализ проводят в зависимости от типа анализатора.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Содержание азота определяют по показанию индикаторного прибора анализатора.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.