"ГОСТ 2642.9-97. Межгосударственный стандарт. Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида хрома (III)"
(введен в действие Постановлением Госстандарта России от 15.12.1999 N 513-ст)

1. Разработан Межгосударственным Техническим комитетом по стандартизации МТК 9; Украинским Государственным научно-исследовательским институтом огнеупоров (УкрНИИО).

Внесен Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 11 от 23 апреля 1997 г.).

За принятие проголосовали:

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 15 декабря 1999 г. N 513-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2642.9-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4. Взамен ГОСТ 2642.9-86.

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, материалы и изделия высокомагнезиальные, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-известковые, глиноземоизвестковые, алюмосиликатные и устанавливает методы определения оксида хрома (III):

- титриметрические - при массовых долях оксида хрома (III) от 1 до 65% и от 5 до 65% (ускоренный);

- атомно-абсорбционный - при массовой доле оксида хрома (III) от 0,1 до 10%;

- фотометрический - при массовой доле оксида хрома (III) от 0,1 до 1%.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 435-77 Марганец (II) сернокислый 5-водный. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 2642.0-86 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 2642.3-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кремния (IV)

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4208-72 Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора). Технические условия

ГОСТ 4220-75 Калий двухромовокислый. Технические условия

ГОСТ 4221-76 Калий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4462-78 Кобальт (II) сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 4465-74 Никель (II) сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия.

Общие требования к методам анализа и безопасности труда - по ГОСТ 2642.0.

4.1. Сущность метода

Метод основан на сплавлении навески материала со смесью для сплавления, переведении хрома в шестивалентное состояние и прямом титровании раствором соли Мора с использованием в качестве индикатора фенилантраниловой кислоты.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая нагрев до температуры 1000 - 1100 °C.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199 обезвоженный при (400 +/- 20) °C.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия, безводного тетраборнокислого натрия и углекислого калия в соотношении 1:1:1.

Тигли платиновые N 100-7 и N 100-10 по ГОСТ 6563.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:5.

Калия бихромат по ГОСТ 4220, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм3, готовят из дважды перекристаллизованной соли: 4,903 г бихромата калия, высушенного при (200 +/- 5) °C до постоянной массы, растворяют в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм3: 39,2 г соли Мора растворяют в 500 см3 воды, прибавляют 100 см3 серной кислоты, охлаждают и доводят водой до 1000 см3, перемешивают.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,05 моль/дм3: 19,6 г соли Мора растворяют в 500 см3 воды, прибавляют 100 см3 серной кислоты, охлаждают, доводят водой до 1000 см3 и перемешивают.

Кислота фенилантраниловая: 0,2 г углекислого натрия растворяют в 50 см3 воды, нагретой до 40 - 50 °C, прибавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты и доводят водой до 100 см3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:4.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, 0,02 моль/дм3 раствор: 3,2 г марганцовокислого калия растворяют в 1000 см3 воды, нагревают до кипения, охлаждают и переливают в бутыль из темного стекла. Оставляют стоять несколько дней. Затем раствор осторожно сливают или фильтруют через стеклянный фильтр.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору бихромата калия: отбирают в коническую колбу вместимостью 300 см3 10 см3 раствора бихромата калия, приливают примерно 100 см3 воды, 15 см3 серной кислоты, 5 - 6 капель индикатора - фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода окраски из винно-красной в ярко-зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора С, г/см3 оксида хрома (III), вычисляют по формуле

где V - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см3;

10 - объем раствора бихромата калия, взятого для титрования, см3;

0,002533 - теоретическая массовая концентрация точно 0,1 моль/дм3 раствора бихромата калия по оксиду хрома (III), г/см3.

4.3. Проведение анализа

Навеску пробы массой 0,5 г (при массовой доле оксида хрома (III) до 5%), массой 0,2 г (при массовой доле оксида хрома (III) до 30%) или 0,1 г (при массовой доле оксида хрома (III) свыше 30%) смешивают в платиновом тигле с 5 - 6 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (1000 +/- 50) °C в течение 20 - 50 мин до полного разложения навески пробы.

Остывший сплав вместе с тиглем опускают в стакан, в который предварительно налито 90 см3 серной кислоты (1:5) и 2 - 3 см3 0,02 моль/дм3 раствора марганцовокислого калия. Стакан помещают на электроплитку со слабым нагревом и греют до полного растворения сплава.

После растворения сплава вынимают тигель, ополоснув его водой, прибавляют 10 см3 соляной кислоты (1:4) и кипятят 5 - 7 мин после исчезновения окраски перманганата калия.

Остывший раствор титруют раствором соли Мора (0,05 моль/дм3 при массовой доле оксида хрома (III) до 5% и 0,1 моль/дм3 при массовой доле оксида хрома (III) свыше 5%), используя в качестве индикатора 5 - 6 капель щелочного раствора фенилантраниловой кислоты до перехода винно-красной окраски раствора в ярко-зеленую.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю оксида хрома X, %, вычисляют по формуле

где V - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см3;

C - массовая концентрация раствора соли Мора по оксиду хрома (III), г/см3;

m - масса навески, г.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

5.1. Сущность метода

Метод основан на разложении навески материала смесью серной и ортофосфорной кислот при нагревании, окислении хрома до шестивалентного состояния и прямом его титровании раствором соли Мора в присутствии индикатора фенилантраниловой кислоты.

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Смесь кислот серной и ортофосфорной, готовят в соотношении 2:1.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор массовой долей 1%.

Марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435, раствор массовой долей 10%.

Кобальт сернокислый по ГОСТ 4462.

Никель сернокислый по ГОСТ 4465.

Катализатор кобальтоникелевый: 15 г сернокислого кобальта и 15 г сернокислого никеля помещают в стакан вместимостью 1000 см3 и растворяют при помешивании в 600 - 700 см3 воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют 30 см3 раствора сернокислого марганца, доводят до метки водой, перемешивают.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой долей 20%, раствор устойчив в течение 5 - 6 дней.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Кислота фенилантраниловая: 0,2 г углекислого натрия растворяют в 50 см3 воды, нагретой до 40 - 50 °C, прибавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты, доводят водой до 100 см3, перемешивают.

Соль оксида железа (II) и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм3 готовят по 4.2.

Калия бихромат по ГОСТ 4220, раствор молярной концентрации эквивалента 0,1 моль/дм3: 4,903 г калия бихромата, дважды перекристаллизованного и высушенного при температуре (200 +/- 5) °C до постоянной массы, растворяют в 500 - 600 см3 воды в мерной колбе вместимостью 1000 см3, доливают до метки, перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору бихромата калия: 20 см3 раствора бихромата калия отбирают пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 100 см3 воды, 5 см3 смеси кислот ортофосфорной и серной, 5 - 6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода винно-красной окраски в ярко-зеленую.

Массовую концентрацию раствора соли Мора C, г/см3 оксида хрома (III), вычисляют по формуле

где 20 - объем раствора соли Мора, взятого на титрование, см3;

0,002533 - теоретическая массовая концентрация точно 0,1 моль/дм3 раствора бихромата калия по оксиду хрома (III), г/см3;

V - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см3.

5.3. Проведение анализа

Навеску материала 0,1 - 0,2 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 20 см3 смеси серной и ортофосфорной кислот и разлагают при нагревании на электроплитке до полного разложения пробы. После охлаждения приливают 100 - 150 см3 воды, 15 - 20 см3 раствора аммония над сернокислого, 10 см3 раствора кобальтоникелевого катализатора, перемешивают и нагревают до появления малиновой окраски, что свидетельствует о полном окислении хрома.

Допускается в качестве катализатора использовать раствор серебра азотнокислого в количестве 5 см3.

Раствор кипятят в течение 12 - 15 мин до полного прекращения выделения пузырьков газа, прибавляют 5 - 10 капель соляной кислоты и снова кипятят до исчезновения малиновой окраски и удаления хлора (5 - 6 мин).

Раствор охлаждают, приливают 5 - 6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора до перехода винно-красной окраски в ярко-зеленую.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю оксида хрома (III) , вычисляют по формуле

где V - объем раствора соли Мора, израсходованного на титрование, см3;

C - массовая концентрация раствора соли Мора по оксиду хрома (III), г/см3;

m - масса навески, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

6.1. Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции хрома в пламени закись азота - ацетилен при длине волны 357,9 нм.

6.2. Аппаратура, реактивы, растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с источником излучения для хрома.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до температуры (1000 +/- 50) °C.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400 +/- 20) °C.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного натрия тетраборнокислого в соотношении 2:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:3 и 1:20.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, раствор массовой долей 10%.

Калия бихромат по ГОСТ 4220.

Стандартный раствор оксида хрома (III): 0,1934 г бихромата калия, высушенного при температуре 180 - 200 °C до постоянной массы, растворяют в 200 см3 воды. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют 200 см3 соляной кислоты (1:3), доливают до метки водой и перемешивают (раствор А).

1 см3 раствора содержит 0,0001 г оксида хрома (III).

Градуировочный раствор: 20 см3 стандартного раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки соляной кислотой (1:20) и перемешивают (раствор Б).

1 см3 раствора содержит 0,00002 г оксида хрома (III).

6.3. Проведение анализа

6.3.1. Навеску пробы массой 0,25 г сплавляют в платиновом тигле с 2 - 3 г смеси для сплавления при температуре (1000 +/- 50) °C.

Сплав выщелачивают в 50 см3 соляной кислоты (1:3), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят водой до метки и перемешивают.

Для определения оксида хрома (III) в мерную колбу вместимостью 50 см3 отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли оксида хрома (III), приведенную в таблице 2.

Добавляют 2,5 см3 раствора хлористого натрия, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:20), перемешивают и измеряют атомную абсорбцию в пламени закись азота - ацетилен при длине волны 357,9 нм.

По найденным значениям абсорбции за вычетом абсорбции контрольного опыта, проведенного параллельно с пробами, находят массу оксида хрома (III) по градуировочному графику или по методу ограничивающих растворов.

6.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают 1,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см3 градуировочного раствора Б и 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 и 10,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,00002; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009 и 0,001 г оксида хрома (III). К растворам добавляют 5 см3 раствора хлористого натрия, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:20), перемешивают и измеряют атомную абсорбцию, как указано в 6.3.1.

По найденным значениям абсорбции и соответствующим им массам оксида хрома (III) строят градуировочный график.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Массовую долю оксида хрома (III) , находят по формуле

где V - общий объем раствора, см3;

m - масса навески, г;

- объем аликвотной части раствора, см3;

- масса оксида хрома (III), г, найденная по градуировочному графику или вычисленная по формуле

где и - большее и меньшее значения массы оксида хрома (III) в соответствующих стандартных растворах, г;

и - большее и меньшее значения атомного поглощения хрома в соответствующих стандартных растворах;

A - атомное поглощение анализируемого раствора.

6.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.

7.1. Сущность метода

Метод основан на измерении оптической плотности фиолетового комплекса, образованного трехвалентным хромом с трилоном Б, при длине волны 540 нм.

7.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или колориметр фотоэлектрический лабораторный.

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до температуры (1000 +/- 50) °C.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400 +/- 20) °C.

Смесь для сплавления, состоящая из углекислого натрия и безводного натрия тетраборнокислого в соотношении 2:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, 1:3.

Калия бихромат по ГОСТ 4220.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929, раствор массовой долей 30%.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

Раствор буферный с pH 4,0: 120 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, добавляют 300 см3 уксусной кислоты и доводят до 1 дм3.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор массовой долей 10%.

Стандартный раствор оксида хрома массовой концентрации 0,001 г/см3: 1,935 г бихромата калия, высушенного до постоянной массы при температуре 180 - 200 °C, растворяют в 300 см3 воды, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют 200 см3 соляной кислоты (1:3), доводят до метки водой и перемешивают.

7.3. Проведение анализа

7.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г сплавляют в платиновом тигле с 2 - 3 г смеси для сплавления при температуре (1000 +/- 50) °C. Сплав растворяют в 60 см3 раствора соляной кислоты (1:3), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят водой до метки и перемешивают.

Допускается использовать аликвотную часть раствора после отделения оксида кремния (IV) по ГОСТ 2642.3, раздел 9.

Для определения оксида хрома (III) в стакан вместимостью 250 см3 отбирают аликвотную часть раствора, равную 50 см3, добавляют одну каплю пероксида водорода, нейтрализуют раствором аммиака до выпадения в осадок гидроксидов. Затем осадок растворяют соляной кислотой (1:1) и прибавляют еще 5 капель кислоты в избыток и приливают 10 см3 раствора трилона Б. Накрывают стакан часовым стеклом, нагревают до кипения и выдерживают на плитке со слабым нагревом в течение 15 мин. Добавляют 10 см3 буферного раствора с pH 4,0, охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 540 нм в кювете толщиной слоя 30 мм, раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые реактивы.

7.3.2. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см3 отмеряют аликвотные части стандартного раствора: 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 см3, что соответствует 0,001; 0,003; 0,005; 0,007; 0,01 г оксида хрома (III). Разбавляют водой приблизительно до 20 - 25 см3, добавляют по одной капле пероксида водорода, нейтрализуют раствором аммиака до выпадения гидроксидов (изменение окраски раствора с голубого до желтого) и далее анализ ведут по 7.3.1.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам оксида хрома (III) в миллиграммах строят градуировочный график и рассчитывают константу метода

где a - масса оксида хрома (III), находящегося в мерной колбе вместимостью 100 см3, мг;

D - оптическая плотность раствора.

При выполнении всех условий, указанных выше, значения K должны быть одинаковыми для каждой точки градуировочного графика.

7.4. Обработка результатов

7.4.1. Массовую долю оксида хрома (III) , вычисляют по формуле

где D - оптическая плотность раствора анализируемого образца;

K - константа метода, вычисленная по 7.3.2;

V - общий объем исходного раствора, см3;

m - масса навески, г;

- объем аликвотной части раствора, см3.

7.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида хрома (III) приведены в таблице 1.