ГОСТ 30355.1-96
(ИСО 2866-74)
Группа Л19
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СЕРА ТЕХНИЧЕСКАЯ
Определение общего содержания углерода. Титриметрический метод
Sulphur for industrial use. Determination of total carbon content. Titrimetric method
МКС 71.040.40
ОКСТУ 2109
Дата введения 2000-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Институт горно-химической промышленности" (ОАО "Горхимпром" - Украина)
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9 от 12 апреля 1996 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Беларусь | Госстандарт Беларуси |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Настоящий стандарт соответствует Международному стандарту ИСО 2866-74* "Сера техническая. Определение общего содержания углерода. Титриметрический метод"
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 25 февраля 1999 года N 50 межгосударственный стандарт ГОСТ 30355.1-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт разработан методом прямого применения международного стандарта ИСО 2866-74 (первое издание) "Сера техническая. Определение общего содержания углерода. Титриметрический метод" с дополнительными требованиями и изменениями, отражающими потребности экономики страны, а именно:
- предусмотрено применение стандарта для сертификации технической серы;
- приведены пределы использования метода;
- наименования единиц физических величин приведены в соответствие с требованиями ГОСТ 8.417;
- указаны конкретные наименования, типы и марки аппаратуры и реактивов (вместо приведенной допускается использовать другую аппаратуру, показатели качества которой соответствуют требованиям внедряемого стандарта);
- расширены требования и приведены пояснения для облегчения вычисления результатов анализа;
- приведена формула для определения массовой доли органических соединений в технической сере;
- приведен перечень использованных нормативных документов.
Настоящий стандарт действует наравне с ГОСТ 127.2 и используется по согласованию между изготовителем и потребителем технической серы. Результаты анализов, полученные в соответствии с этими стандартами, сопоставимы в пределах погрешностей определений.
Технические отклонения в тексте напечатаны вразрядку, а дополнительные требования и изменения - полужирным курсивом*.
________________
* В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", "Введение" приводятся обычным шрифтом, остальные по тексту документа выделены полужирным курсивом. - .
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения общего содержания (суммарной массовой доли) углерода в технической сере.
Метод применим к технической сере, массовая доля углерода в которой более 0,005%.
Конец титрования определяют потенциометрическим или визуальным методом.
Стандарт пригоден для целей сертификации.
2 Сущность метода
Сжигание серы в струе кислорода.
Окисление и фиксация газов оксида серы (IV) и оксида серы (VI) растворами хромовой и серной кислот.
Абсорбция образованного оксида углерода (IV) в растворе гидроксида бария с последующим потенциометрическим или визуальным титрованием в присутствии индикатора фенолфталеина или метилоранжа с интенсивной окраской.
3 Реактивы
При определении применяют реактивы квалификации ч.д.а. и дистиллированную воду по ГОСТ 6709 или воду эквивалентной степени чистоты.
3.1. Кислород чистый (свободный от СО) по ГОСТ 5583 в баллоне, снабженном редуктором.
3.2 Азот чистый (свободный от СО) по ГОСТ 9293 в баллоне, снабженном редуктором.
3.3. Хрома (VI) оксид (СrO) по ГОСТ 3776, раствор концентрации 500 г/дм.
3.4. Кислота серная плотностью ~1,84 г/см по ГОСТ 4204, раствор с массовой долей 96%.
3.5 Сода асбестовая (асбест хризотиловый по ГОСТ 12871, пропитанный гидроксидом натрия по ГОСТ 4328).
3.6 Асбест хризотиловый по ГОСТ 12871 платинированный, содержащий 5-10% порошка платины по ГОСТ 14837.
3.7 Водорода пероксид по ГОСТ 10929, раствор концентрации ~ 60 г/дм.
3.8 Бария гидроксид по ГОСТ 4107, свежеприготовленный 0,05 н.раствор (концентрации с (Ва(ОН)· 8НO) =0,05 моль/дм), содержащий несколько капель раствора фенолфталеина (3.12).
Раствор следует предохранять от атмосферного оксида углерода (IV) с помощью ловушки, содержащей асбестовую соду.
3.9 Кислота соляная по ГОСТ 3118, 0,05 н.титрованный раствор (концентрации с(НСl)=0,05 моль/дм).
3.10 Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, 0,05 н. титрованный раствор (концентрации с (NaOH)=0,05 моль/дм).
3.11 Метиловый оранжевый, индикатор с интенсивной окраской.
0,25 г метилового оранжевого и 0,15 г ксилен-цианола FF растворяют в 50 см этанола с объемной долей спирта 95% по ГОСТ 18300.
3.12 Фенолфталеин, раствор в этаноле концентрации 10 г/дм.
1 г фенолфталеина растворяют в 60 см этанола с объемной долей спирта 95% по ГОСТ 18300 и доводят водой до 100 см.
4 Аппаратура
Лабораторное оборудование:
- сито с сеткой 025 Н по ГОСТ 6613;
- весы лабораторные общего назначения 2-го класса точности по ГОСТ 24104;
- набор гирь общего назначения 2-го класса точности по ГОСТ 7328, массой 210 г;
- цилиндры вместимостью 50 и 100 см по ГОСТ 1770;
- пробирка вместимостью 10 см по ГОСТ 1770;
- стекловата;
- фильтр типа ФГ, класса ПОР 40 по ГОСТ 25336;
а также:
4.1 Установка для сжигания и абсорбции, обеспечивающая полное и регулируемое сжигание (рисунок 1). Эта установка снабжена сферическими стеклянными шлифами, обработанными серной кислотой, и включает следующие детали:
А - цилиндр с ртутью; 
- U-образные трубки; С - реометр; D - трубка из кварца; Е - электропечь, обеспечивающая температуру нагрева 800-900°С; F - электропечь, обеспечивающая температуру нагрева 400-450°С; 
- склянки Дрекселя
Рисунок 1 - Установка для сжигания и абсорбции
4.1.1. Цилиндр 2-100 по ГОСТ 1770 с ртутью по ГОСТ 4658, снабженный внутренней трубкой, погруженной на 1 см в ртуть (А).
4.1.2 Три U-образные трубки TX-U-3-150 по ГОСТ 25336 с боковыми отводами и притертыми пробками диаметром 15 мм и высотой 150 мм (B, В, В).
Примечание - Можно использовать склянки СН-1-200 по ГОСТ 25336.
4.1.3 Реометр РДС по ГОСТ 9932 для измерения расхода кислорода с диапазоном шкалы от 20 до 200 см/мин (C).
4.1.4 Трубка для сжигания из прозрачного кварца длиной 60 см, наружным диаметром 15 мм, суженная с одного конца по длине 15 мм до наружного диаметра 4 мм (D).
4.1.5 Печь трубчатая, обеспечивающая устойчивую температуру нагрева от 800 до 900°С (Е).
4.1.6 Печь трубчатая, обеспечивающая устойчивую температуру нагрева от 400 до 450°С (F).
4.1.7 Шесть склянок Дрекселя (-) вместимостью по 250 см, две из которых ( и ) более высокие и широкогорлые диаметром ~ 45 мм.
Примечание - Допускается вместо склянок Дрекселя использовать склянки СН-1-200 по ГОСТ 25336.
4.1.8 Лодочка ЛС 1 по ГОСТ 9147 для сжигания из кварца или огнеупорной глины, не содержащей углерода.
Для потенциометрического титрования (рисунок 2).
4.2 Бюретка вместимостью 10 см с ценой деления 0,05 см (1-2-2-10-0,05 по ГОСТ 29251).
4.3 Потенциометр по ГОСТ 9245 со стеклянно-каломельными электродами.
4.4 Мешалка электромагнитная.
1 - стеклянный электрод; 2 - каломель; 3 - склянка для абсорбции внутренним минимальным диаметром 40 мм; 4 - бюретка; 5 - опора для электрода; 6 - ферромагнитный стержень с покрытием из полиэтилена или политетрафторэтилена; 7 - электромагнитная мешалка
Рисунок 2 - Схема установки для потенциометрического титрования
5 Методика определения
5.1 Отбор и подготовка проб
Отбор и подготовка проб - по ГОСТ 127.3.
Помещаемая в лодочку (4.1.8) проба массой от 1 до 1,5 г, взвешенная с точностью до 0,01 г, должна быть просеяна сквозь сито с сеткой 250 мкм (025 Н) по ГОСТ 6613.
5.2 Подготовка установки для сжигания
Осушительные трубки В и В (4.1.2) заполняют асбестовой содой между пробками из стекловаты. Трубку В (4.1.2) неплотно заполняют стекловатой.
Примечание - Если анализируемая проба в ходе определения выделяет такое количество кислотных паров, которое полностью нейтрализует гидроксид бария, определение повторяют, используя вместо U-образной трубки В, заполненной стекловатой, фильтр из спекшегося стекла пористостью от 15 до 40 мкм.
Краны U-образных трубок (4.1.2) оставляют закрытыми до момента, когда их требуется открыть.
Наливают не менее 50 см раствора оксида хрома (VI) (3.3) в склянку G (4.1.7) и не менее 50 см серной кислоты в склянки G и G (4.1.7).
Заполняют трубку для сжигания D (4.1.4) платинированным асбестом (3.6) на длину, несколько меньшую зоны обжига печи (4.1.6).
Детали установки для сжигания собирают в соответствии с рисунком 1.
5.3 Подготовка установки для абсорбции
Воздух, содержащийся в склянках Дрекселя (4.1.7), вытесняют кислородом (3.1). Наливают в склянки G и G (4.1.7) по 20 см раствора гидроксида бария (3.8) и добавляют воду до появления пузырьков газа. Выполняют эти операции с максимальной скоростью, чтобы избежать поглощения атмосферного оксида углерода (IV). Добавляют в каждую склянку по 5 см раствора пероксида водорода (3.7) для окисления возможных сульфитов. Присоединяют склянки Дрекселя к абсорбционной установке.
5.4 Сжигание
Включают печь F (4.1.6) и подают в установку кислород (3.1) со скоростью (объемным расходом) ~100 см/мин.
Приблизительно через 30 мин после установления в печи (4.1.6) температуры 400-450°С присоединяют подготовленную в соответствии с 5.3 абсорбционную установку.
Включают печь Е (4.1.5) и нагревают, как указано ниже, в течение 30 мин.
Определяют содержание оксида углерода (IV) (контрольный опыт) с помощью потенциометрического (5.5.1) или визуального (5.5.2) титрования. Процедуру повторяют до получения пренебрежимо малого результата, эквивалентного менее 0,2 см раствора гидроксида бария (3.8).
Одновременно с нагреванием печи (4.1.6) анализируемую пробу (5.1) взвешивают и помещают в лодочку (4.1.8). Собирают абсорбционную установку (5.3) и вставляют лодочку в холодную часть трубки для сжигания D (4.1.4), которая располагается напротив печи Е (4.1.5).
Медленно перемещая печь Е (4.1.5) к лодочке, содержимое последней постепенно нагревают таким образом, чтобы в процессе сжигания серы следы веществ, содержащих углерод, оставались в лодочке и на внутренней поверхности трубки для сжигания D. При слишком быстром сжигании может происходить отсасывание раствора оксида хрома (VI) (3.3) из склянки Дрекселя G. В этом случае следует увеличить скорость подачи кислорода. Если сера сублимируется снаружи лодочки и конденсируется между последней и платинированным асбестом, печь Е (4.1.5) передвигают так, чтобы достигалось полное сжигание серы.
Если в вышеуказанном способе происходит медленное сжигание серы, печь Е (4.1.5) перемещают в исходное положение (если это необходимо) и поднимают температуру до 800-900 °С. После сжигания серы трубку и лодочку нагревают до полного сжигания остаточного углерода и расщепления карбонатов, содержащихся в анализируемой пробе.
Перед выключением печей Е и F через трубку пропускают струю кислорода в течение 30 мин (продувка установки).
Примечание - Описанный процесс предназначен для сжигания серы до оксида серы (IV), который окисляется и абсорбируется раствором хромовой кислоты. Одновременно углеродистые продукты и некоторые карбонаты преобразуются в оксид углерода (IV). Оксид углерода (IV) выходит с избытком кислорода из склянки G и абсорбируется в склянках G и G.
5.5 Определение содержания абсорбированного оксида углерода (IV)
После абсорбции всего оксида углерода (IV) (это можно легко установить по завершению осаждения в склянках Дрекселя) склянки G и G разъединяют.
Отсоединяют верхнюю часть каждой склянки Дрекселя и промывают ее минимальным количеством (обычно трижды по 1-2 см) воды, собирая промывные воды вместе с абсорбционным раствором.
Затем измеряют отдельно абсорбированный оксид углерода (IV) в каждой склянке Дрекселя одним из приведенных методов титрования.
5.5.1 Потенциометрическое титрование
В склянку Дрекселя вводят ферромагнитный стержень, пару стеклянно-каломельных электродов, конец бюретки (4.2) и трубку для подачи азота. Пространство над раствором заполняют азотом (3.2), поддерживая его в течение всего процесса титрования.
Электромагнитную мешалку (4.4) помещают под установку и вычерчивают кривую потенциометрического титрования, титруя титрованным раствором соляной кислоты (3.9) до получения рН раствора, равного ~3.
В диапазоне двух точек изгиба кривой (рН от 9 до 6 и рН от 4,5 до 3) добавляют титрованный раствор соляной кислоты (3.9) 0,05 см на 0,05 см и вычерчивают потенциометрическую кривую производной 
, чтобы вывести из нее две точки эквивалентности.
Титрование раствора контрольного опыта проводят в тех же условиях с применением такого же объема абсорбционного раствора.
5.5.2 Визуальное титрование
Пространство над раствором в склянках Дрекселя G и G заполняют азотом (3.2) и поддерживают его в течение всего процесса титрования.
Нейтрализуют абсорбционный раствор титрованным раствором соляной кислоты (3.9) в присутствии фенолфталеина (3.12). Тщательно перемешивают, следя за тем, чтобы не пропустить конечную точку титрования.
Затем добавляют в каждую склянку по нескольку капель индикатора метилового оранжевого с интенсивной окраской (3.11) и отмеренный избыток (, см) титрованного раствора соляной кислоты (3.9). Склянки встряхивают и проводят обратное титрование титрованным раствором гидроксида натрия (3.10).
6 Обработка результатов определения
6.1 Потенциометрическое титрование
Для каждой склянки Дрекселя G и G вычисляют объем , см, титрованного раствора соляной кислоты (3.9), израсходованного на нейтрализацию СO (оксида углерода (IV)) по формуле
, (1)
где и - объемы стандартного титрованного раствора соляной кислоты (3.9), добавленные для достижения соответственно первой и второй точек эквивалентности кривой титрования, см;
и - объемы стандартного титрованного раствора соляной кислоты (3.9), добавленные для достижения соответственно первой и второй точек эквивалентности кривой титрования в контрольном опыте, см.
Общее содержание (суммарную массовую долю) углерода , %, вычисляют по формуле
, (2)
где - сумма объемов V склянок Дрекселя G и G, см;
- масса анализируемой пробы, г.
6.2 Визуальное титрование
Для каждой склянки Дрекселя G и G вычисляют объем , см, титрованного раствора соляной кислоты (3.9), израсходованного на нейтрализацию СO (оксида углерода (IV)) по формуле
, (3)
где - объем добавленного избытка стандартного титрованного раствора соляной кислоты (3.9), см;
- объем стандартного титрованного раствора гидроксида натрия (3.10), израсходованного на обратное титрование, см.
Общее содержание (суммарную массовую долю) углерода , %, вычисляют по формуле
, (4)
где - сумма объемов V склянок Дрекселя G и G, см;
- масса анализируемой пробы, г.
Примечания
1 Результаты анализа округляют до значащих цифр в соответствии с нормами, установленными стандартами или другим нормативным документом на техническую серу.
2 Как результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, относительное допускаемое расхождение между которыми не превышает 30%.
Пределы допускаемой относительной суммарной погрешности результата определения ±15%.
3 Допускается полученные результаты определения суммарной массовой доли углерода использовать для расчета в соответствии с ГОСТ 127.2 массовой доли органических веществ X%, по формуле
, (5)
где X - суммарная массовая доля углерода, определенная потенциометрическим или визуальным титрованием, %;
1,25 - коэффициент пересчета углерода на органическое вещество.
7 Протокол определения
Протокол определения должен включать следующие данные:
- ссылку на применяемый метод;
- результаты и применяемый метод их выражения;
- отклонения, замеченные во время определения;
- любую процедуру, не включенную в настоящий стандарт или считающуюся необязательной.
ПРИЛОЖЕНИЕ A
(справочное)
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.417-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин
ГОСТ 127.2-93 Сера техническая. Методы испытаний
ГОСТ 127.3-93 Сера техническая. Отбор и подготовка проб
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 3776-78 Реактивы. Хрома (VI) оксид. Технические условия
ГОСТ 4107-78 Реактивы. Бария гидроокись 8-водная. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4658-73 Ртуть. Технические условия
ГОСТ 5583-78 Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия
ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 7328-82 Меры массы общего назначения и образцовые. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 9245-79 Потенциометры постоянного тока измерительные. Общие технические условия
ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 9932-75 Реометры стеклянные лабораторные. Технические условия
ГОСТ 10929-76 Реактивы. Водорода пероксид. Технические условия
ГОСТ 12871-93 Асбест хризотиловый. Общие технические условия
ГОСТ 14837-79 Платина в порошке. Технические условия
ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования
УДК 621.21: 546.26: 543.24: 006.354 | МКС 71.040.40 | Л19 | ОКСТУ 2109 |
Ключевые слова: техническая сера, проба, общее содержание, суммарная массовая доля, углерод, сжигание, окисление, абсорбция, потенциометрическое титрование, визуальное титрование, результаты | |||
Электронный текст документа
и сверен по:
М.: ИПК Издательство Стандартов, 1999