"ГОСТ 21639.5-93. Флюсы для электрошлакового переплава. Метод определения двуокиси титана"
(утв. Постановлением Госстандарта РФ от 14.06.1995 N 300)

1. Подготовлен Российской Федерацией - Техническим комитетом ТК 145 "Методы контроля металлопродукции".

Внесен Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 17 февраля 1993 г.

За принятие проголосовали:

3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14.06.1995 N 300 межгосударственный стандарт ГОСТ 21639.5-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4. Взамен ГОСТ 21639.5-76.

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения двуокиси титана в флюсах для электрошлакового переплава при массовой доле от 0,01 до 0,5%.

Метод основан на образовании окрашенного в желтый цвет комплексного соединения титана с диантипирилметаном в соляно-кислой среде и измерении степени поглощения полученного раствора на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 7172-76. Калий пиросернокислый. Технические условия

ГОСТ 9656-75. Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 19807-91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки

ГОСТ 21639.0-93. Флюсы для электрошлакового переплава. Общие требования к методам анализа.

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 21639.0.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:5 и 1:9.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота хлорная с массовой концентрацией 1510 г/дм3, разбавленная 1:1, насыщенная борной кислотой при температуре 45 - 55 °С.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Метиловый красный.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Диантипирилметан, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3: 10 г диантипирилметана растворяют в 300 - 400 см3 воды, содержащей 15 см3 серной кислоты. Раствор фильтруют в мерную колбу 1 дм3, добавляют 5 г аскорбиновой кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

Титан металлический по ГОСТ 19807.

Титана двуокись.

Стандартный раствор А готовят из титана металлического (вариант I) и из двуокиси титана (вариант II).

Вариант 1: 0,5995 г металлического титана растворяют в 50 - 100 см3 серной кислоты (1:5). После растворения титана добавляют по каплям азотную кислоту до обесцвечивания раствора и выпаривают до появления густых белых паров серной кислоты. После охлаждения обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до паров серной кислоты. Эту операцию повторяют. Раствор после охлаждения переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки серной кислотой (1:5) и перемешивают.

Вариант II: 1,0 г двуокиси титана помешают в платиновую чашку и сплавляют с 12 г пиросернокислого калия при температуре 800 - 850 °С. Сплав растворяют в 400 см3 серной кислоты (1:5) при слабом нагревании. После полного растворения сплава раствор фильтруют через фильтр средней плотности в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки серной кислотой (1:9) и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора сернокислого титана устанавливают следующим образом: 50 см3 раствора А помещают в стакан вместимостью 300 см3, нейтрализуют аммиаком по метиловому красному и приливают 3 - 4 см3 аммиака в избыток. Раствор с выпавшим осадком нагревают до кипения, осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности и промывают 4 - 5 раз горячей водой с добавлением аммиака (2 - 3 капли). Фильтр с осадком помещают в предварительно прокаленный до постоянной массы платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре (1000 +/- 20) °С до постоянной массы.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Массовую концентрацию раствора сернокислого титана (), выраженную в г двуокиси титана на 1 см3 раствора, вычисляют по формуле

где - масса тигля с осадком двуокиси титана, г;

- масса пустого тигля, г;

- масса тигля с осадком контрольного опыта, г;

- масса пустого тигля контрольного опыта, г;

- объем раствора сернокислого титана, взятый для установки массовой концентрации, см3.

5.1. Навеску флюса массой 0,5 г помещают в платиновую или стеклоуглеродистую чашку, смачивают водой, приливают 5 см3 азотной кислоты и нагревают в течение 5 - 7 мин. Затем добавляют 10 см3 хлорной кислоты, насыщенной борной кислотой, и выпаривают досуха. Сухой остаток осторожно нагревают, затем прокаливают при температуре 750 - 800 °С в течение 2 - 3 мин.

Прокаленный остаток сплавляют с 4 - 5 г пиросернокислого калия при температуре 750 - 800 °С. В чашку наливают 50 см3 раствора серной кислоты (1:9) и нагревают при перемешивании палочкой до растворения осадка.

Содержимое чашки переводят в мерную колбу 100 см3, охлаждают, доводят до метки серной кислотой (1:9) и перемешивают. Нерастворившиеся сернокислые соли кальция отфильтровывают через сухой фильтр в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть фильтрата 50 см3 (при массовой доле двуокиси титана от 0,01 до 0,1%) или 10 см3 (при массовой доле двуокиси титана свыше 0,1%) помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3. Прибавляют 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, перемешивают, выдерживают 10 мин до полного восстановления железа. Прибавляют 10 см3 соляной кислоты, 25 см3 раствора диантипирилметана, доводят до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют через 45 - 50 мин на спектрофотометре при длине волны 395 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 400 до 440 нм.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

5.2. Для построения градуировочного графика в пять мерных колб вместимостью 100 см3 вводят 0,25, 0,5; 1,0; 2,0, 3,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000025, 0,00005; 0,0001; 0,0002, 0,0003 г двуокиси титана. Затем в каждую колбу прибавляют по 5 см3 аскорбиновой кислоты, 10 см3 соляной кислоты, 25 см3 раствора диантипирилметана. Раствор в колбах доводят до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют через 45 - 50 мин на спектрофотометре при длине волны 395 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 400 до 440 нм.

Для раствора сравнения применяют воду.

По найденным значениям оптической плотности растворов с учетом поправки на содержание титана в реактивах строят градуировочный график.

6.1. Массовую долю двуокиси титана () в процентах вычисляют по формуле

где - масса двуокиси титана, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

6.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли двуокиси титана приведены в таблице 1.