ГОСТ 12364-84
Группа В39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ
Методы определения церия
Steels alloyed and highalloyed. Methods for the determination of certium
ОКСТУ 0809
Срок действия с 01.01.85
до 01.01.95*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 4, 1994 год). - Примечание "КОДЕКС".
РАЗРАБОТАН Министерством черной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
Н.П.Лякишев, В.Т.Абабков, С.М.Новокщенова, М.С.Дымова, Р.Д.Малинина, Е.Д.Шувалова, Т.Н.Артемова
ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
Член коллегии В.Г.Антипин
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 января 1984 г.
N 232
ВЗАМЕН ГОСТ 12364-66
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения церия (при массовой доле от 0,002 до 0,05%), амперометрический метод определения церия (при массовой доле от 0,005 до 0,2%) в легированных и высоколегированных сталях.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-81.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на способности церия (IV) окислять ортотолидин в сернокислой среде с образованием окрашенного в желтый цвет соединения и последующем измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 434 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 410 до 480 нм.
Церий отделяют от основных компонентов стали осаждением в виде фторида с последующим переосаждением его в виде оксалата.
В качестве коллектора используют лантан.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.
Термометр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленая 1:1, 1:20.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
Смесь соляной и азотной кислот, свежеприготовленная: к 150 см
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Кислота щавелевая, насыщенный раствор с массовой концентрацией 100 г/дм
Натрий фтористый по ГОСТ 4463-76, растворы с массовой концентрацией 35 и 2 г/дм
Аммоний фтористый по ГОСТ 4518-75, растворы с массовой концентрацией 35 и 2 г/дм
Кислота борная по ГОСТ 9656-75, насыщенный раствор при 50 °С.
Смесь борной и соляной кислот: к 300 см
Лантан азотнокислый, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм
Железо карбонильное марки ПС по ГОСТ 13610-79.
Ортотолидин, раствор с массовой концентрацией 0,5 г/дм
Промывной раствор: к 50 см
Универсальная индикаторная бумага, рН 1-10.
Церий азотнокислый, ос. ч.
Стандартные растворы церия.
Раствор А: 3,1 г азотнокислого церия Се(NО
1 см
Массовую концентрацию церия в 1 см
Для этого аликвотную часть 50 см
Осадок отфильтровывают на двойной плотный фильтр "синяя лента" и средней плотности "белая лента" с добавлением небольшого количества беззольной бумажной массы.
Стакан и осадок на фильтре промывают 5-6 раз разбавленным раствором щавелевой кислоты. Фильтр с осадком помещают в прокаленный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, высушивают, озоляют при 400-450 °С, прокаливают при 800 °С в течение 1 ч, охлаждают и взвешивают.
Массовую концентрацию стандартного раствора церия (
где
0,8141 - коэффициент пересчета диоксида церия на церий;
Раствор Б: 25 см
1 см
Раствор В: 25 см
1 см
Вода дистиллированная, не содержащая СО
естью.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Берут навеску стали массой в соответствий с табл. 1 и помещают в стакан или колбу вместимостью 250 см
Раствор охлаждают, обмывают стекло и стенки стакана 3-5 см
Таблица 1
Массовая доля церия, % | Масса навески стали, г | ||||
От | 0,002 | до | 0,005 | включ. | 1,00 |
Св. | 0,005 | " | 0,01 | " | 0,50 |
" | 0,01 | " | 0,02 | " | 0,25 |
" | 0,02 | " | 0,05 | " | 0,10 |
Раствор с осадком выдерживают в течение 40-45 мин, периодически перемешивая.
Осадок фторидов отфильтровывают на двойной плотный фильтр "синяя лента" и средней плотности "белая лента", промывают 6-7 раз соответственно раствором фтористого натрия или аммония с массовой концентрацией 2 г/дм
Раствор выпаривают до влажных солей. Стенки стакана обмывают 30-40 см
Тигель с осадком диоксида церия прокаливают непосредственно перед определением церия с ортотолидином.
К содержимому тигля прибавляют 10 капель горячей серной кислоты, тщательно растирают сухой стеклянной палочкой в течение 2 мин, прибавляют 3 см
Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 434 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 410 до 480 нм в кювете с толщиной слоя 30 мм через 5 мин после прибавления ортотолидина. Окраска устойчива в течение 5-10 мин. В качестве раствора сравнения используют воду. Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Содержание церия находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опы
та.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В семь стаканов или колб вместимостью 250-300 см
Во все стаканы приливают по 30 см
Далее поступают как указано в п.2.3.1.
Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.
По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им значениям концентраций церия строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю церия (
где
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности
Таблица 2
Массовая доля церия, % | Абсолютные допускаемые расхождения, % | ||||
От | 0,002 | до | 0,005 | включ. | 0,002 |
Св. | 0,005 | " | 0,010 | " | 0,005 |
" | 0,010 | " | 0,020 | " | 0,007 |
" | 0,020 | " | 0,05 | " | 0,010 |
" | 0,05 | " | 0,1 | " | 0,020 |
" | 0,1 | " | 0,2 | " | 0,040 |
3. АМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
3.1. Сущность метода
Метод основан на титровании церия (IV) раствором двойной сернокислой соли закиси железа - аммония в сернокислой среде на амперометрической установке с двумя платиновыми электродами при потенциале 0,5 В или с платиновым и каломельным электродами при потенциале 0,9 В по току окисления избыточных ионов железа (II).
Церий ((III) окисляют до церия (IV) марганцовокислым калием с последующим восстановлением его избытка азотистокислым натрием и связыванием последнего мочевиной.
Церий отделяют от основных компонентов стали осаждением в виде фторида с последующим переосаждением его в виде оксалата. В качестве коллектора используют лантан.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Амперометрическая установка с двумя платиновыми электродами или с платиновым и каломельным электродами.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:20.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
Смесь соляной и азотной кислот свежеприготовленная: к 150 см
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463-76, растворы с массовой концентрацией 35 и 2 г/дм
Аммоний фтористый по ГОСТ 4518-75, растворы с массовой концентрацией 35 и 2 г/дм
Кислота борная по ГОСТ 9656-75, насыщенный раствор при 50 °С.
Смесь борной и соляной кислот: к 300 см
Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289-78, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм
Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
Калий пирофосфорнокислый, раствор с массовой концентрацией 800 г/дм
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.
Лантан азотнокислый, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75, раствор с массовой концентрацией хрома 10 г/дм
Титан по ГОСТ 19807-77, раствор с массовой концентрацией титана 1 г/дм
Пятиоксид ванадия, раствор с массовой концентрацией ванадия 1 г/дм
Раствор охлаждают, обмывают стенки стакана водой и вновь выпаривают до выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в 200-250 см
Железо карбонильное марки ПС по ГОСТ 13610-79.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм
Мочевина по ГОСТ 6691-77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм
Кислота щавелевая, насыщенный раствор с массовой концентрацией 100 г/дм
Натрий сернистокислый безводный по ГОСТ 195-77.
Перекись водорода по ГОСТ 10929-76.
Церий азотнокислый, ос. ч.
Стандартные растворы церия.
Раствор А: 3,1 г азотнокислого церия, Се(NО
1 см
Массовую концентрацию церия в 1 см
Для этого аликвотную часть 50 см
Осадок отфильтровывают на двойной фильтр плотный "синяя лента" и средней плотности "белая лента" с добавлением небольшого количества беззольной бумажной массы.
Стакан и осадок на фильтре промывают 5-6 раз разбавленным раствором щавелевой кислоты. Фильтр с осадком помещают в прокаленный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, высушивают, озоляют при 400-450 °С, прокаливают при 800 °С в течение 1 ч, охлаждают и взвешивают.
Массовую концентрацию стандартного раствора церия (
где
0,8141 - коэффициент пересчета диоксида церия на церий;
Раствор Б: 25 см
1 см
Раствор В: 25 см
1 см
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208-72.
Раствор соли закиси железа и аммония двойной сернокислой с молярной концентрацией эквивалента приблизительно 0,0025 моль/дм
Массовую концентрацию двойной сернокислой соли закиси железа и аммония устанавливают по стандартному раствору церия.
Для этого в стакан вводят стандартный раствор церия, растворы титана, хрома, вольфрама, ванадия и навеску карбонильного железа в количествах, соответствующих массе их в навеске анализируемого образца, приливают 40-50 см
Допускается установка массовой концентрации двойной сернокислой соли закиси железа и аммония по стандартному раствору церия, добавленному к навескам стали, аналогичной по составу с испытуемой, но не содержащей церий.
Анализ проводят как указано в п.3.3.
Массовую концентрацию двойной сернокислой соли закиси железа и аммония (
где
Универсальная индикаторная бумага, рН 1-10.
3.3. Проведение анализа
Навеску стали массой в соответствии с табл. 3 помещают в стакан или колбу вместимостью 250 см
Таблица 3
Массовая доля церия, % | Масса навески стали, г | ||||
От | 0,005 | до | 0,05 | включ. | 1,0 |
Св. | 0,05 | " | 0,1 | " | 0,5 |
" | 0,1 | " | 0,2 | " | 0,25 |
Раствор с осадком выдерживают в течение 40-45 мин, периодически перемешивая.
Осадок фторидов отфильтровывают на двойной фильтр плотный "синяя лента" и средней плотности "белая лента", промывают 6-7 раз соответственно раствором фтористого натрия или аммония с массовой концентрацией 2 г/дм
Осадок на фильтре растворяют в 120 см
Раствор выпаривают до влажных солей. Стенки стакана обмывают 30-40 см
Осадок оксидов церия и лантана переносят в стакан, приливают 5-10 см
Соли растворяют в 10-15 см
В стакан погружают электроды, включают мешалку и устанавливают напряжение 0,9 В при титровании с платиновым и каломельным электродами или 0,5 В с двумя платиновыми электродами. Приливают 10 см
Через 10 мин к раствору приливают по каплям раствор марганцовокислого калия до розовой окраски, не исчезающей в течение 2 мин. Избыток марганцовокислого калия восстанавливают, приливая по каплям раствор азотистокислого натрия, и приливают 5 см
Отмечают на миллиметровой бумаге начальное положение стрелки гальванометра, добавляют из микробюретки порциями по 0,2 и 0,1 см
Строят кривую титрования: по оси абсцисс откладывают расход двойной сернокислой соли закиси железа и аммония, по оси ординат - величину силы тока. Находят точку эквива
лентности.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю церия (
где
.
3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности
Текст документа сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1984