"ГОСТ 21600.6-83 (СТ СЭВ 3612-82). Феррохром. Метод определения азота"
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 28.04.1983 N 2123)
(ред. от 20.09.1988)

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 апреля 1983 г. N 2123 срок действия установлен с 01.07.1984 до 01.07.1989.

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения азота в феррохроме (при массовой доле азота от 0,01 до 8,0%).

Метод основан на растворении навески феррохрома в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются аммонийные соли. Последние разлагаются гидроокисью натрия с выделением аммиака. Выделяющийся при этом аммиак поглощают раствором борной кислоты. Образовавшийся борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смешанного индикатора.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3612-82.

1.1. Общие требовании к методу анализа - по ГОСТ 27349-87.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

1.2. Лабораторная проба - по ГОСТ 24991-81 с дополнениями, указанными в табл. 1.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Установка для получения бидистиллята (черт. 1).

Установка для определения азота (черт. 2).

Допускается применение установок другого типа.

Установка состоит из двух очистительных склянок 1, заполненных одна серной кислотой, другая водой; электроплитки 2; стеклянной трубки 3 диаметром 6 - 7 мм; двугорловой колбы 4, вместимостью 1 дм3; воронки 5; кварцевого дефлегматора 6; кварцевого холодильника 7; кварцевого барботера 8; колбы-приемника дистиллята 9.

Вода бидистиллированная или деионизированная. При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10 см3 серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого калия до устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера; к 50 см3 полученной воды приливают 0,25 см3 раствора гидроокиси калия с массовой концентрацией 150 г/дм3 и 0,5 см3 реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть использована для анализа.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Воду хранят в стеклянной бутыли с притертой пробкой.

Дистиллированная вода, очищенная от ионов аммония, должна применяться в ходе анализа и для приготовления всех растворов, используемых для определения содержания азота.

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

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 см3 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 посуде.

Кислота борная по ГОСТ 18704-78, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4, 1:100 и растворы, приготовленные из фиксанала соответствующим разбавлением водой, с молярной концентрацией эквивалента 0,02 и 0,002 моль/дм3.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому или углекислому натрию.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с () = 0,02 моль/дм3 по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г помещают в колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с () = 0,02 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с () = 0,002 моль/дм3 по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и перемешивают. 10 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с () = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с () = 0,02 моль/дм3 по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 25 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с () = 0,02 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с () = 0,002 моль/дм3 по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см3 воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 5 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с () = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты () по азоту, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле

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

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование, см3;

28 - молекулярная масса азота;

- молекулярная масса тетраборнокислого натрия, равная 381,44 или углекислого натрия, равная 106.

Калия или натрия гидроокись, раствор с массовой концентрацией 400 г/дм3. В колбу вместимостью 5 дм3 помещают 1 кг сухой гидроокиси калия или натрия, 10 - 20 г гранулированного цинка, кусочек медной проволоки (медно-цинковая пара) и приливают 2,7 дм3 бидистиллированной воды.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Раствор кипятят до тех пор, пока его объем не достигнет 2,5 дм3. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых бутылях.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Медь металлическая.

Цинк металлический гранулированный.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.

Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Ртуть йодная.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм3; хранят в полиэтиленовой посуде.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)

Реактив Несслера: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см3 воды, к раствору прибавляют 17,5 г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см3 раствора гидроокиси калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение трех дней. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Растворы и реактивы готовят, хранят и проводят анализ в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и окислов азота.

3.1. Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (черт. 2). С этой целью подают воду в холодильник 7 и подключают водоструйный насос. В реакционную колбу 4 наливают 100 см3 40%-ного раствора гидроокиси калия или натрия, 200 см3 бидистиллированной воды, в приемник 9 наливают 10 см3 раствора борной кислоты, проверяют систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в приемнике не соберется 100 см3 дистиллята.

3.2. Навеску феррохрома массой, установленной табл. 2 (в зависимости от массовой доли азота), помещают в колбу вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 серной кислоты (1:4), закрывают колбу ловушкой, наполненной серной кислотой (1:100) и растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков газа.

Если растворение навески неполное, то нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест или центрифугируют, промывают 4 - 5 раз горячей серной кислотой (1:100), собирают фильтрат и промывные воды в чистую колбу и сохраняют.

В колбу, в которой проводилось растворение навески, насыпают 10 г сернокислого калия и 1 г сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, приливают 20 см3 серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка навески. При этом расплав принимает густую консистенцию зеленого цвета без видимых частиц остатка.

Плав охлаждают, приливают первоначальный фильтрат и соли растворяют при нагревании. К аппаратуре присоединяют приемник, в котором находится 50 см3 раствора борной кислоты. Подготовленный и охлажденный анализируемый раствор осторожно переносят через капельную воронку установки для определения азота (черт. 2) в реакционную колбу с предварительно налитой в нее очищенной щелочью, как указано в п. 3.1.

Колбу и капельную воронку ополаскивают 100 см3 бидистиллированной воды, нагревают реакционную колбу на электроплитке до температуры 200 - 250 °С и отгоняют 200 см3 дистиллята в приемник.

Нагревание прекращают, отсоединяют колбу-приемник от системы, обмывают барботер 8 бидистиллированной водой и титруют растворами серной кислоты с () = 0,002 моль/дм3 при массовой доле азота от 0,01 до 0,2% и с () = 0,02 моль/дм3 при массовой доле азота от 0,2 до 8,0%.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

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

где - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование навески феррохрома, см3;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;

- массовая концентрация раствора серной кислоты по азоту г/см3;

- масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовой доли азота приведены в табл. 3.

(п. 4.2 в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 20.09.1988 N 3198)