"ГОСТ 26473.3-85. Государственный стандарт Союза ССР. Сплавы и лигатуры на основе ванадия. Методы определения железа"
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 25.03.1985 N 751)
(ред. от 14.05.1991)

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 марта 1985 г. N 751 срок действия установлен

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа (от 0,1 до 3%) с 1,10-фенантролином, фотометрический метод определения железа (от 0,1 до 10%) с сульфосалициловой кислотой и комплексонометрический метод определения железа (от 5 до 10%) в сплавах и лигатурах на основе ванадия, содержание сопутствующих компонентов в которых приведено в табл. 1.

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 26473.0-85.

Метод основан на реакции образования окрашенного комплексного соединения железа с 1,10-фенантролином в ацетатной среде (pH 3,5 - 5,0) и фотометрировании окраски раствора.

2.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56.

Весы аналитические.

Весы технические.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру 1000 °C.

Плитка электрическая.

Колбы мерные вместимостью 50, 100, 250 и 1000 см³.

Микробюретка вместимостью 10 см³ с ценой деления 0,02 см³.

Пипетки вместимостью 5 см³ с делениями.

Мензурки мерные вместимостью 25 и 100 см³.

Стаканы химические стеклянные вместимостью 250 и 400 см³.

Воронки стеклянные конические диаметром 50 мм.

Тигли кварцевые высокие вместимостью 40 см³.

Тигли фарфоровые или платиновые.

Фильтры бумажные обеззоленные "белая лента" диаметром 70 мм.

Эксикатор с хлористым кальцием.

Кальций хлористый (плавленый).

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1, и раствор концентрацией 1 моль/дм³.

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

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор концентрацией 250 г/дм³.

1,10-фенантролин, раствор концентрацией 1,25 г/дм³, готовят следующим образом: 1,25 г 1,10-фенантролина растворяют при нагревании в 500 см³ воды с добавлением нескольких капель серной кислоты, разбавленной 1:1, охлаждают, нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия по индикаторной бумаге "конго" до перехода окраски бумаги из синей в сиренево-розовую, разбавляют водой до 1 дм³. Хранят раствор в темном сосуде.

Бумага индикаторная "конго".

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199-78, раствор концентрацией 500 г/дм³.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456-79, раствор концентрацией 100 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Железо металлическое восстановленное.

Квасцы железоаммонийные.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Допускается приготовление стандартных растворов железа с использованием различных исходных веществ: железоаммонийных квасцов (серия А) и железа металлического (серия Б).

Серия А

Стандартный раствор железа, содержащий около 1 мг/см³ железа (раствор А₁): 8,635 г железоаммонийных квасцов растворяют в воде, содержащей 10 см³ концентрированной серной кислоты (если растворение идет медленно, то раствор нагревают). Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой, перемешивают.

Точную массовую концентрацию железа устанавливают гравиметрическим методом: для этого в стакан вместимостью 400 см³ отбирают пипеткой аликвотную часть (50 или 100 см³) стандартного раствора железа (А₁), нагревают до кипения и, осторожно добавляя аммиак, осаждают гидроокись железа. После нагревания в течение 20 - 30 мин осадку дают осесть и фильтруют через фильтр средней плотности "белая лента", помещенный в коническую воронку, промывая осадок на фильтре и стакан несколько раз горячей водой.

Промытый осадок помещают во взвешенный фарфоровый или платиновый тигель, сушат, озоляют и прокаливают в муфельной печи при 800 - 900 °C в течение 30 мин, охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт (для контроля загрязнения реактивов).

Массовую концентрацию (C) в мг/см³ стандартного раствора железа (раствора А₁) вычисляют по формуле

где m - масса осадка окиси железа, мг;

m₁ - масса осадка контрольного опыта, мг;

0,6996 - коэффициент пересчета окиси железа на железо;

V - объем аликвотной части стандартного раствора, см³.

Раствор А₂, содержащий около 0,1 мг/см³ (100 мкг/см³) железа, готовят разбавлением раствора А₁ водой в 10 раз.

Раствор А₃, содержащий около 0,01 мг/см³ (10 мкг/см³) железа, готовят разбавлением раствора А₂ водой в 10 раз в день употребления.

Серия Б

Стандартный раствор железа, содержащий 0,1 мг/см³ (100 мкг/см³) железа (раствор Б₁): 0,1 г восстановленного железа или рояльной проволоки растворяют в 80 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доводят до метки водой.

Раствор Б₂, содержащий 0,01 мг/см³ (10 мкг/см³) железа, готовят разбавлением раствора Б₁ водой в 10 раз в день употребления.

2.2. Подготовка к анализу

2.2.1. Для ванадиевых лигатур и сплавов с массовой долей циркония более 1% или хрома более 30% навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 3 - 4 г пиросульфата калия, несколько капель концентрированной серной кислоты и оплавляют в муфеле при 800 - 900 °C до получения прозрачного плава. Плав растворяют при нагревании в 25 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают и доводят водой до метки.

2.2.2. Для ванадиевых лигатур и сплавов с массовой долей ниобия или вольфрама более 1% навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 3 - 4 пиросульфата калия, несколько капель концентрированной серной кислоты и сплавляют в муфеле при 800 - 900 °C до получения прозрачного плава.

Плав растворяют при нагревании в 20 см³ раствора винной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают, доводят до метки водой.

2.2.3. Для ванадиевых лигатур и сплавов с массовой долей хрома менее 30% и не содержащих вольфрама, ниобия, циркония, навеску анализируемой пробы массой 0,2 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, добавляют 10 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, и 5 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до полного растворения навески пробы, продолжая затем нагревание до выделения паров серной кислоты в течение 1 - 2 мин. К охлажденному раствору по стенкам колбы приливают 50 см³ воды, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают и доводят до метки водой.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Для определения железа в две мерные колбы вместимостью 50 см³ отбирают равные аликвотные части раствора от 1 до 5 см³, содержащие 5 - 60 мкг железа, приливают по 1 см³ раствора гидроксиламина, по 5 см³ воды и нейтрализуют раствором уксуснокислого натрия до перехода окраски индикаторной бумаги "конго" из синей в сиренево-розовую. В одну из колб приливают 10 см³ раствора 1,10-фенантролина, перемешивая после добавления каждого реактива.

Через 10 - 15 мин растворы доводят до метки водой и измеряют их оптическую плотность на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при длине волны ~ 510 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм по отношению к одновременно приготовленному раствору, содержащему все реактивы за исключением 1,10-фенантролина, "нулевому" раствору, содержащему все реактивы за исключением стандартного раствора железа.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Одновременно с анализом серии проб через все стадии анализа проводят контрольный опыт (для контроля загрязнения реактивов). Значение оптической плотности раствора контрольного опыта не должно превышать 0,03, в противном случае следует поменять реактивы.

Из значения оптической плотности раствора пробы вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Массу железа находят по градуировочному графику по вычисленному значению оптической плотности.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см³ вводят из микробюретки 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 см³ стандартного раствора железа (раствора А₃ или Б₂), что соответствует 5, 10, 20, 30, 40, 50 и 60 мкг железа. Приливают по 1 см³ раствора гидроксиламина, по 5 см³ воды и раствор уксуснокислого натрия до изменения окраски индикаторной бумаги "конго" из синей в сиренево-розовую. Приливают 10 см³ раствора 1,10-фенантролина, через 10 мин доводят водой до метки (окрашенные растворы устойчивы длительное время).

Измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при длине волны ~ 510 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм по отношению к одновременно приготовленному "нулевому" раствору, содержащему все реактивы, за исключением стандартного раствора железа.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю железа (X₁) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса железа, найденная по градуировочному графику, мкг;

V₁ - объем мерной колбы, см³;

V₂ - объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см³;

m - масса навески анализируемой пробы, г.

2.4.2. Значения допускаемых расхождений указаны в табл. 2.

(п. 2.4.2 в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Метод основан на реакции образования окрашенного комплексного соединения железа (III) с сульфосалициловой кислотой в аммиачной среде (pH 8 - 10) и фотометрировании окраски раствора.

3.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56.

Весы аналитические.

Весы технические.

Плитка электрическая.

Колбы мерные вместимостью 100, 250 см³.

Пипетки вместимостью 2,5 см³ с делениями.

Пипетки вместимостью 10 см³ без делений.

Микробюретка вместимостью 5 см³ с ценой деления 0,02 см³.

Мензурки мерные вместимостью 25 и 100 см³.

Воронки стеклянные конические диаметром 30 мм.

Фильтры бумажные обеззоленные "белая лента" диаметром 70 мм.

Стаканы химические стеклянные вместимостью 400 см³.

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

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Кислота сульфосалициловая 2-водная по ГОСТ 4478-78, раствор концентрацией 200 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, разбавленный 1:1.

Стандартный раствор железа, содержащий 0,1 мг/см³ (100 мкг/см³) железа, раствор А₂ или Б₁, готовят по п. 2.1.

3.2. Подготовка к анализу

Навеску анализируемой пробы массой 0,5 - 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см³, приливают 30 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до растворения пробы, приливают 20 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, продолжая нагревание до выделения паров серной кислоты в течение 1 - 2 мин. К охлажденному раствору по стенкам колбы приливают 100 - 150 см³ воды и нагревают до растворения солей.

Раствор с осадком фильтруют через фильтр средней плотности "белая лента", помещенный в коническую воронку, промывают осадок с фильтром несколько раз горячей водой. Фильтрат и промывные воды собирают в мерную колбу вместимостью 250 см³, охлаждают и доводят до метки водой (основной раствор).

Осадок используют (при необходимости) для определения кремния по ГОСТ 26473.4-85. Основной раствор используют (при необходимости) для определения молибдена по ГОСТ 26473.6-85, титана по ГОСТ 26473.8-85, ванадия и хрома по ГОСТ 26473.10-85, циркония и алюминия по ГОСТ 26473.11-85.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Для определения железа в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора (от 2 до 10 см³), содержащую 50 - 400 мкг железа, приливают 10 см³ раствора сульфосалициловой кислоты, 15 см³ раствора аммиака и доводят до метки водой.

Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при длине волны ~ 430 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм по отношению к раствору контрольного опыта, который проводят через все стадии анализа одновременно с анализом серии проб.

Массу железа находят по градуировочному графику.

3.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см³ вводят из микробюретки 0,5; 1,0; 2,5; 3,5 и 4,0 см³ стандартного раствора железа (раствора А₂ или Б₁), что соответствует 50; 100; 250; 350 и 400 мкг железа, разбавляют до 10 см³ водой, приливают 10 см³ раствора сульфосалициловой кислоты, 15 см³ раствора аммиака и доводят до метки водой.

Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при длине волны ~ 430 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм по отношению к одновременно приготовленному "нулевому" раствору, содержащему все реактивы, за исключением стандартного раствора железа.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю железа (X₂) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса железа, найденная по градуировочному графику, мкг;

V₁ - вместимость мерной колбы, см³;

V - объем аликвотной части, см³;

m - масса навески анализируемой пробы, г.

3.4.2. Значения допускаемых расхождений указаны в табл. 3.

(п. 3.4.2 в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Метод основан на прямом комплексонометрическом титровании железа в слабокислом растворе с индикатором - сульфосалициловой кислотой после отделения железа совместно с алюминием, марганцем от ванадия, хрома, молибдена осаждением аммиаком в присутствии перекиси водорода.

4.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Плитка электрическая.

Весы аналитические.

Весы технические.

Колбы мерные вместимостью 100 см³, 1 дм³.

Пипетки вместимостью 20 см³ без делений.

Колбы конические вместимостью 250 см³.

Бюретка вместимостью 10 см³ с ценой деления 0,05 см³.

Мензурки мерные вместимостью 25, 100 и 250 см³.

Стаканы химические стеклянные вместимостью 200 и 400 см³.

Воронки стеклянные конические.

Фильтры бумажные обеззоленные "белая лента" или "желтая лента".

Бумага индикаторная универсальная.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

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

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, раствор концентрацией 100 и 20 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, разбавленный 1:1.

Промывной раствор: к 1000 см³ раствора хлористого аммония концентрацией 20 г/дм³ добавляют 2 - 3 см³ перекиси водорода и 2 см³ аммиака.

Уротропин технический по ГОСТ 1381-73.

Ксиленоловый оранжевый, раствор концентрацией 1 г/дм³.

Кислота сульфосалициловая, 2-водная по ГОСТ 4478-78, раствор концентрацией 100 г/дм³.

Цинк гранулированный.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)

Цинк хлористый, раствор концентрацией 0,05 моль/дм³: 3,2690 г металлического цинка помещают в стакан вместимостью 200 см³, смачивают 20 - 30 см³ воды и приливают небольшими порциями 25 см³ раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор упаривают до влажных солей, соли растворяют в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой.

Трилон Б (соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная) по ГОСТ 10652-73, раствор концентрацией 0,05 моль/дм³: 18,6 г трилона Б растворяют в воде при слабом нагревании. Раствор охлаждают, фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой.

4.1.1. Устанавливают соотношение между растворами трилона Б и хлористого цинка (K): в коническую колбу вместимостью 250 см³ отбирают пипеткой 20 см³ раствора хлористого цинка, приливают 80 см³ воды, нейтрализуют аммиаком до pH 3,5 - 4,0 по универсальной индикаторной бумаге, добавляют 1,5 - 2 г уротропина, 2 - 3 капли раствора ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из малиновой в желтую.

Соотношение (K) растворов трилона Б и хлористого цинка вычисляют по формуле

где 20 - объем раствора хлористого цинка, взятый для титрования, см³;

V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

4.2. Проведение анализа

Навеску анализируемой пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см³, приливают 120 см³ серной кислоты, разбавленной 1:3, нагревают до кипения и в горячий раствор приливают 20 - 25 см³ концентрированной азотной кислоты. Если проба растворяется плохо, то приливают еще 15 - 20 см³ азотной кислоты, нагревают до полного растворения пробы, упаривают до объема 50 - 70 см³, охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой.

В коническую колбу вместимостью 250 см³ отбирают пипеткой 20 см³ полученного раствора, приливают 30 см³ воды, 5 см³ концентрированной серной кислоты, 20 - 25 см³ перекиси водорода, 25 - 30 см³ раствора хлористого аммония; нагревают до кипения и осторожно прибавляют аммиак, разбавленный 1:1, до слабого избытка его по запаху (контроль значения pH раствора около 7 по универсальной индикаторной бумаге), и продолжают кипячение несколько минут.

Дают осадку скоагулировать, быстро фильтруют раствор с осадком через бумажный фильтр "желтая лента", помещенный в коническую воронку, и промывают осадок на фильтре 6 - 7 раз горячим промывным раствором.

Фильтр с осадком помещают в колбу, в которой велось осаждение, приливают 20 см³ соляной кислоты, нагревают до полного растворения осадка, приливают 100 см³ воды, нейтрализуют аммиаком до pH около 2 (по универсальной индикаторной бумаге), нагревают раствор до 60 - 70 °C, приливают 2 см³ раствора сульфосалициловой кислоты и титруют железо (III) раствором трилона Б (добавляя раствор трилона Б медленно, тщательно перемешивая) до перехода окраски из темно-красной в желтую.

4.3. Обработка результатов

4.3.1. Массовую долю железа (X₃) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

0,002792 - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см³ железа;

K - соотношение объемов растворов трилона Б и хлористого цинка;

V₁ - вместимость мерной колбы, см³;

V₂ - объем аликвотной части раствора, взятый для титрования, см³;

m - масса навески анализируемой пробы, г.

4.3.2. Значения допускаемых расхождений указаны в табл. 4.

(п. 4.3.2 в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 14.05.1991 N 676)