Силумин в чушках. Методы определения кальция

ГОСТ 1762.3-71
Группа В59

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИЛУМИН В ЧУШКАХ

Методы определения кальция

Aluminium-silicon alloy ingots.
Methods for determination of calcium

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.73
до 01.07.95*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 4, 1994 год). - Примечание.

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ СТАНДАРТА

А.А.Костюков, Г.А.Романов, Н.М.Герцева, А.П.Нечитайлов, В.А.Лавров

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 08.10.77 N 141

3. Периодичность проверки - 5 лет

4. ВЗАМЕН ГОСТ 1762-51 (в части разд.IV)

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Срок действия продлен до 01.07.95 Постановлением Госстандарта СССР от 27.03.89 N 742

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (май 1989 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в августе 1984 г., марте 1989 г. (ИУС 12-84, 6-89)


Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический, объемный комплексонометрический и атомно-абсорбционный методы определения кальция (при массовой доле кальция 0,03 до 0,30%).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 1762.0-71.

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод основан на осаждении кальция в виде оксалата после предварительного отделения мешающих элементов и превращения оксалата кальция в сульфат кальция.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, 1:2, раствор с объемной долей 1%.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, растворы с массовой долей 30 и 1%.

Натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 4172-76, раствор с массовой долей 10%.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой долей 3%.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Метиловый красный, 0,1%-ный спиртовой раствор.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, насыщенный раствор и раствор с массовой долей 0,1%.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.

Бром по ГОСТ 4109-79, насыщенный раствор (бромная вода).

Железо хлорное по ГОСТ 4147-74, 0,05 н. раствор.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

Гексаметилентетраамин (уротропин) технический по ГОСТ 1381-73, растворы с массовой долей 0,5 и 25%.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску силумина массой 3-5 г (в зависимости от содержания кальция) помещают в стакан вместимостью 500 см, накрывают стакан часовым стеклом и приливают небольшими порциями 75-100 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. После окончания бурной реакции раствор с осадком нагревают до полного разложения пробы. Затем обмывают стекло и стенки стакана горячей водой и фильтруют раствор через фильтр "синяя лента", собирая фильтрат в стакан вместимостью 500 см. Осадок на фильтре промывают горячим раствором с массовой долей соляной кислоты 7%. Одновременно проводят 2-3 контрольных опыта. В раствор контрольного опыта прибавляют 4 см раствора хлорного железа, являющегося коллектором.

К фильтрату добавляют пять капель пероксида водорода, нагревают до кипения и при перемешивании приливают раствор с массовой долей гидроокиси натрия 30% до полного растворения выпадающего осадка гидроокиси алюминия и 5-10 см в избыток. К горячему раствору прибавляют 20 см раствора с массовой долей фосфата натрия 10% и продолжают нагревать еще в течение 5 мин при частом перемешивании. После этого раствор оставляют в теплом месте до коагуляции осадка (раствор с осадком может быть оставлен на ночь).

Осадок, отфильтровывают на фильтр "синяя лента" и промывают его раствором с массовой долей гидроокиси натрия, 1%, затем осадок смывают горячей водой с фильтра обратно в стакан, в котором проводилось осаждение. Оставшийся на фильтре осадок растворяют 20-25 см горячей соляной кислотой, разбавленной 1:2. Если присутствует марганец, то прибавляют несколько капель пероксида водорода. Фильтр промывают 4-5 раз горячей водой. Полученный раствор можно использовать для определения кальция гравиметрическим методом или объемным комплексонометрическим методом.

К раствору прибавляют 10 капель азотной кислоты и нагревают до кипения. Затем раствор нейтрализуют аммиаком до начала выпадения гидроксидов. Осадок растворяют соляной кислотой, разбавленной 1:1, приливаемой по каплям. Для выделения диоксида марганца приливают 50 см бромной воды. К раствору прибавляют 0,5 г хлористого аммония, 25 см раствора уротропина, с массовой долей 25% и нагревают в течение 20 мин для коагуляции осадка. Осадок фильтруют через фильтр "белая лента" в коническую колбу вместимостью 500 см. Осадок промывают 6-8 раз теплым раствором уротропина с массовой долей 0,5%, смывая этим раствором стенки стакана.

Фильтрат выпаривают приблизительно до объема 10 см, приливают после охлаждения 20 см азотной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают содержимое стакана вначале осторожно до удаления бурно выделяющихся окислов азота, а затем досуха. Оставшиеся соли растворяют в соляной кислоте, разбавленной 1:1, и обмывают стекло и стенки стакана горячей водой до получения прозрачного раствора. Нейтрализуют горячий раствор аммиаком до изменения окраски индикатора метилового красного и прибавляют одну каплю в избыток. Если есть осадок, его отфильтровывают через фильтр "белая лента". Фильтрат собирают в стакан вместимостью 150 см. Стакан и фильтр промывают горячей водой.

К раствору объемом 75-80 см прибавляют несколько капель соляной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до кипения и приливают 10 см горячего насыщенного раствора щавелевокислого аммония. Затем при перемешивании прибавляют по каплям раствор аммиака до щелочной реакции и кипятят раствор до выпадения осадка, после чего отстаивают в теплом месте. Если необходимо, то прибавляют 1-2 капли аммиака и оставляют на 10-12 ч.

Осадок оксалата кальция отфильтровывают через фильтр "синяя лента", тщательно обмывают стакан и промывают осадок на фильтре холодным раствором с массовой долей щавелевокислого аммония 1%.

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, озоляют и прокаливают до полного выгорания угля фильтра. Осадок в тигле смачивают тремя каплями воды, прибавляют 3-4 капли азотной кислоты, затем 4-5 капель серной кислоты, разбавленной 1:1, и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают до постоянной массы при температуре 800 °С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают в виде сернокислого кальция.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю кальция () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса осадка сульфата кальция, г;

- масса навески силумина, г;

0,2944 - коэффициент пересчета сульфата кальция на кальций.

4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.

4.1, 4.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в комплексонометрическом определении кальция с кислотным хром темно-синим в качестве индикатора после предварительного отделения мешающих элементов.

5. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 30%.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Натрия диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864-71, раствор с массовой долей 5%.

Бумага конго красный.

Кислотный хром темно-синий.

Соль динатриевая этилен диамин - тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М) готовят следующим образом: 9,30 г трилона Б растворяют в воде. Если раствор мутный, его фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 cм, затем разбавляют водой до метки и перемешивают.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530-76.

Стандартный раствор кальция с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М); 2,5022 г углекислого кальция, предварительно высушенного при температуре 100 °С до постоянной массы, растворяют в 30 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. После этого раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Для определения поправочного коэффициента раствора трилона Б 20 см стандартного раствора кальция с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, разбавляют водой до 100 см, приливают 3-4 капли раствора индигокармина и раствор гидроокиси калия до изменения окраски индигокармина из синей в желтую. Затем приливают 4-5 см гидроокиси калия, 0,1 г кислотного хром темно-синего и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора из розовой в сине-фиолетовую.

Поправочный коэффициент () раствора трилона Б вычисляют по формуле

,

где - объем стандартного раствора кальция с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М), см;

- объем paствора трилона Б с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М), см.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, раствор с массовой долей 20%.

Индигокармин, раствор с массовой долей 0,25% в спирте, разбавленном 1:1.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

6. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Для определения кальция используют раствор, полученный по разд.3. Раствор упаривают, если необходимо, до объема 100-150 см, прибавляют 0,5 г хлористого аммония, охлаждают, нейтрализуют в присутствии бумаги конго красный раствором гидроокиси натрия и соляной кислотой, разбавленной 1:1, до сиреневой окраски бумаги конго. Затем раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, приливают 30 см раствора диэтилдитиокарбамата натрия, разбавляют до метки водой и перемешивают.

После коагуляции осадка раствор фильтруют через 2-3 сухих фильтра "синяя лента" в сухую колбу вместимостью 250 см. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отбирают пипеткой 200 см раствора в стакан вместимостью 400 см, упаривают до объема примерно 100 см, охлаждают, переводят в колбу вместимостью 250 см и сразу проводят титрование кальция трилоном Б, как описано ниже (через некоторое время растворы могут помутнеть из-за разложения избытка диэтилдитиокарбамата натрия. В случае помутнения растворы необходимо фильтровать).

При титровании к раствору добавляют 3-4 капли раствора индигокармина и раствор гидроокиси калия до изменения окраски из синей в желтую, после чего добавляют еще 4-5 см в избыток (рН раствора =12,5-13,5). К полученному раствору добавляют 0,1 г индикатора кислотного хром темно-синего, затем титруют при постоянном перемешивании раствором трилона Б до перехода окраски из розовой в сине-фиолетовую.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

7.1. Массовую долю кальция () в процентах вычисляют по формуле

,

где - объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 М), израсходованный на титрование, см;

- титр раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,025 моль/дм (0,025 M), вычисленный по кальцию, г/см;

- поправочный коэффициент раствора трилона Б;

- масса навески силумина,

7.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.

АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в измерении атомной абсорбции кальция при распылении растворов проб в пламя ацетилен-закись азота при длине волны 422,7 нм.

8. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрометр атомно-абсорбционный модели Перкин-Эльмер, "Сатурн" или аналогичный.

Лампа с полым катодом, предназначенная для определения кальция.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагрева 1000 °С.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.

Закись азота.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой долей 3%.

Алюминий марки А999 по ГОСТ 11069-74*.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069-2001. - Примечание.

Раствор алюминия А: 10,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см, добавляют 250 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при нагревании с добавлением 1 смхлористого никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,02 г алюминия.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428-73.

Раствор кремния Б: 2,14 г тонко растертой в агатовой или из оргстекла ступке и предварительно прокаленной в течение 1 ч при температуре 1000 °С двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 15 г безводного углекислого натрия при температуре 900 °С в течение 15 мин до получения прозрачного плава. Плав растворяют в воде при нагревании в платиновой, серебряной или никелевой чашке. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде.

1 см раствора Б содержит 0,001 г кремния.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77.

Раствор оксида натрия В: 190 г высушенного при температуре 105 °С в течение 30 мин хлористого натрия растворяют в воде. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см раствора В содержит 0,1 г оксида натрия.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530-76.

Стандартные растворы кальция.

Раствор Д: 2,5000 г углекислого кальция, предварительно высушенного при температуре 105 °С до постоянной массы, растворяют в 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. После этого раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Д содержит 0,001 г кальция.

Раствор Е: отбирают пипеткой 10 см раствора Д в мерную колбу вместимостью 200 см, доводят до метки водой и перемешивают; готовят перед применением.

1 см раствора Е содержит 0,05 мг кальция.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 30%.

Метиловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.

Никель хлористый по ГОСТ 4038-79, раствор с массовой долей 0,2%.

9. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

9.1. Навеску пробы силумина массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см и приливают 20 см раствора гидроокиси натрия. По окончании бурной реакции раствор нагревают на песчаной бане до полного растворения сплава, добавляют 100 см воды и осторожно приливают 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до просветления, прибавляют 1 см пероксида водорода и кипятят 3-5 мин для разрушения ее избытка.

Раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доводят до метки водой и перемешивают.

Для определения кальция раствор пробы распыляют в пламя закись азота-ацетилен и измеряют абсорбцию при длине волны 422,7 нм.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт с добавлением 20 см раствора алюминия А.

Массовую долю кальция определяют по градуировочному графику с учетом контрольного опыта

9.2. Построение градуировочного графика

В семь мерных колб вместимостью 250 см приливают последовательно по 12,5 см раствора А, по 7 см раствора В и соответственно 0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0; 20,0 см раствора Е, что соответствует 0; 0,025; 0,050; 0,075; 0,10; 0,15 и 0,20% массовой доле кальция.

К растворам добавляют по 100 см воды и медленно при тщательном перемешивании по 25 см раствора Б. Затем прибавляют 3-4 капли индикатора метилового оранжевого и по каплям соляную кислоту, разбавленную 1:1, до изменения окраски индикатора в красный цвет.

Затем растворы в колбах доводят до метки водой и перемешивают.

Приготовленные растворы фотометрируют на атомно-абсорбционном спектрометре одновременно с растворами проб, как в п.9.1.

По полученным значениям атомной абсорбции растворов и известным массовым долям кальция строят градуировочный график.

10. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

10.1 Массовую долю кальция в процентах находят по градуировочному графику.

10.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Разд.5-10. (Введены дополнительно, Изм. N 2).