УДК 622349.21 : 546.723—31.06 : 006354 Группа А39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
БОКСИТ
ГОСТ
14657.4—78
Методы определения оксида железа (111)
Bauxite. Methods for the determination of iron oxide (III)
ОКСТУ 1711
Срок действия c 01.07J9
до 01.01.94
Настоящий стандарт распространяется на боксит и устанавливает объемные и дифференциальный фотометрический методы определения железа (общего) в пересчете на оксид железа (III) при массовой доле от 1 до 30%.
(Измененная редакция, Изм, № 1).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 14657.0—78.
2. ОБЪЕМНЫЙ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Метод основан на комплексонометрическом определении окиси железа с сульфосалициловой кислотой в качестве индикатора; pH раствора, равное 1,4, устанавливают добавлением раствора уксуснокислого натрия.
2.1. Аппаратура, реактивы и растворы pH-метр типа pH-340 или аналогичный.
Весы лабораторные по ГОСТ 24104—80 2-го и 4-го классов точности.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, разбавленная 1:1.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, раствор с молярной концентрацией 2 моль/дм3.
Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478—78, раствор с массовой долей 20%.
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
Железо в виде проволоки или карбонильное по ГОСТ 13610—79.
Стандартный раствор железа, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом: 2,7925 г железа растворяют в 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. В конце растворения приливают 1—2 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, для окисления железа и выпаривают до влажных солей. Соли растворяют в 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают. При необходимости титр раствора может быть проверен по бихромату калия.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом: 18,61 г трилона Б растворяют в воде. Если раствор мутный, его фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см3, затем разбавляют водой до метки и перемешивают. Для определения поправочного коэффициента раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б по стандартному раствору железа отбирают из бюретки 20 см3 раствора железа в стакан вместимостью 300 см3, разбавляют дистиллированной водой примерно до объема 200 см3 и устанавливают pH 1,4 по pH-метру раствором ацетата натрия.
Обмывают электроды небольшим количеством дистиллированной воды, переводят раствор в коническую колбу вместимостью 500 см3, нагревают до 40—50°С, добавляют 1—2 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б до перехода окраски из красно-фиолетовой в лимонно-желтую.
Поправочный коэффициент раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б (Я) вычисляют по формуле
где Vi — объем стандартного раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 железа, см3;
V— объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование раствора железа, см3.
Допускается готовить раствор трилона Б из фиксанала.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2. Проведение анализа
2.2.1. От раствора после определения диоксида кремния гравиметрическим или фотоколориметрическим методом по ГОСТ 14657.2—78 отбирают аликвотную часть 100 см3 в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 0,5—1 см3 азотной кислоты и нагревают до кипения. Затем раствор охлаждают, разбавляют дистиллированной водой примерно до 200 см3 и устанавливают pH приблизительно 1,4 по pH-метру раствором ацетата уксуснокислого натрия.
Обмывают электроды небольшим количеством дистиллированной воды, переводят раствор в коническую колбу вместимостью 500 см3, нагревают до 40—50°С, добавляют 1—2 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б до перехода окраски из красно-фиолетовой в лимонно-желтую. В конце титрование производят медленно, перемешивая раствор после добавления каждой капли трилона Б.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3. Обработка результатов
2.3.1. Массовую долю оксида железа (X) в процентах вычисляют по формуле
• 0,003992-Уг 100
где V—объем раствора с массовой концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б, израсходованный на титрование, см3;
К — поправочный коэффициент раствора трилона Б; 0,003992 — титр раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 трилона Б, вычисленный по оксиду железа;
1Л — общий объем раствора, см3;
у2 — объем аликвотной части раствора, см3; т — масса навески боксита, г.
2.3.2. Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать величины, указанной в таблице.
Допускаемое расхождение. % (абс.)
Массовая доля оксида железа в боксите, %
сходимости
воспроизводимости
От 1.0 ДО 10,0 ВКЛ1ОЧ. Св. 10Х) > 20,0 >
> 20,0 > 30,0 >
0,2
0,3
0,4
0,3
0,4
0,5
(Измененная редакция, Изм. № 1)
3. ОБЪЕМНЫЙ ТИТАНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Метод основан на восстановлении трехвалентного железа трех-хлористым титаном до двухвалентного. В качестве индикатора применяют раствор роданистого аммония.
3.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Установка с титрованием раствором треххлористого титана (см. чертеж).
Весы лабораторные по ГОСТ 24104—80 2-го класса точности. Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1 и 1:3. Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:2. Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с массовой долей 1%.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220—75, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83—79.
Олово двухлористое, раствор с массовой долей 10%.
Цинк металлический по ГОСТ 3640—79.
Ртуть хлорная (сулема), насыщенный раствор.
Аммоний роданистый по ГОСТ 27067—86, раствор с массовой долей 10%.
Дифениламинсульфонат натрия или бария, раствор с массовой долей 0,05%.
Железо хлорное по ГОСТ 4147—74.
Стандартный раствор хлорного железа с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом: 13,5 г хлорного железа помещают в стакан, добавляют 200— 300 см3 воды и 10 см3 концентрированной соляной кислоты. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см3, обмывают стенки стакана и промывают фильтр 3—4 раза водой. Доливают раствор водой до метки и тщательно перемешивают.
Для определения титра раствора хлорного железа с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3 отбирают из бюретки 20 см3 раствора хлорного железа в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 соляной кислоты, нагревают раствор почти до кипения и по каплям, при непрерывном перемешивании, приливают раствор двухлористого олова до полного обесцвечивания раствора. Избыток двухлористого олова допускается не более 1—2 капель. Раствор охлаждают до комнатной температуры и приливают к нему 3 см3 раствора хлорной ртути. Через 5 мин разбавляют раствор до 150 см3 водой, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, 5 см3 ортофосфорной кислоты, 3—5 капель дифениладтинсульфоната натрия или бария
/—аппарат Каппа для получения водорода; 2—предохранительная трубка, заполненная ватой; 3—бутыль нз темного стекла или покрытая черным лаком; 4—зажим; 5—бюретка.
и титруют раствором двухромовокислого калия до фиолетового окрашивания, не исчезающего в течение 1—2 мин.
Титр раствора хлорного железа (Т) по оксиду железа вычисляют по формуле
0,003992- У,
1--у *
где 0,003992—титр раствора двухромовокислого калия с мо-. лярной концентрацией эквивалента
0,05 моль/дм3, вычисленный по оксиду железа;
Vi —объем раствора двухромовокислого калия с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3, израсходованный на титрование раствора железа, см3;
V—объем раствора железа, см3.
Титан треххлористый по ГОСТ 311—78, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом: смешивают 85 см3 треххлористого титана с 2400 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:2. Кислоту готовят на свсже-нрокипяченной воде. Раствор треххлористого титана хранят в плотно закрытом темном сосуде в атмосфере водорода. Водород пропускают через установку из аппарата Киппа в течение 1 ч. Перед применением раствор треххлористого титана выдерживают в атмосфере водорода не менее 12 ч. Титр раствора устанавливают каждый раз перед началом работы, ^сак указано в п. 3.2.2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2. Проведение анализа
3.2.1. От раствора после проведения диоксида кремния гравиметрическим или фотоколориметрическим методом по ГОСТ 14657.2—78 отбирают аликвотную часть 100 см3, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и по каплям, при перемешивании, раствор марганцовокислого калия до появления не исчезающей в течение 1 мин розовой окраски.
В качестве индикатора прибавляют 4 см3 раствора роданистого аммония и затем три раза по 0,5 г углекислого натрия, чтобы над раствором удалить воздух и заполнить пространство диоксидом углерода.
Окрашенный в ярко-красный цвет раствор титруют раствором треххлористого титана до обесцвечивания. В процессе титрования добавляют еще 2—3 раза углекислый натрий.
К оттитрованному раствору прибавляют одну каплю раствора хлорного железа. При этом должна появиться слабая окраска. Если окраска не появляется, то раствор перетитрован.
3.2.2. Для установки титра раствора треххлористого титана 20 см3 стандартного раствора железа помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 80 см3 воды, 20 см3 разбавленной 1:3 серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.2.1.
Титр раствора треххлористого титана ('7’1) по оксиду железа вычисляют по формуле
где Т— титр стандартного раствора хлорного железа, вычисленный по оксиду железа;
V—объем стандартного раствора железа с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3, см3;
Vi — объем раствора треххлористого титана, израсходованный на титрование, см3.
3.3. Обработка результатов
3.3.1. Массовую долю оксида железа (X) в процентах вычис ляют по формуле
где V—объем раствора треххлористого титана, израсходованный на титрование, см3;
Т\ — титр раствора треххлористого титана, вычисленный псь оксиду железа;
Vi — общий объем раствора, см3;
Уг — объем аликвотной части раствора, см3;
m— масса навески боксита, г.
3.3.2. Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать величины, указанной в таблице (см. п. 2.3.2).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Метод основан на образовании окрашенного в оранжево-красный цвет комплексного соединения железа (II) с о-фенантролн-ном или а, а'-дипиридилом.
Железо предварительно восстанавливают гидрохлоридом гидроксиламина по двухвалентного состояния.
4.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр типов ФЭК-60, КФК или спектрофотометр типов СФ-26, СФ-16 или аналогичные.
Весы лабораторные по ГОСТ 24104—80 2-го класса точности.
Нейтральное стекло НС-8 толщиной 4 мм.
Бумага конго.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная (:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, разбавленная 1:1.
Гидроксилам ин гидрохлорид по ГОСТ 5456—79, раствор 100 г/дм3.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, раствор с молярной концентрацией 2 моль/дм3.
о-Фенантролин гидрохлорид, раствор с массовой долей 0,25%; готовят растворением 0,25 г реактива при слабом нагревании в 100 см3 воды.
а, а'-дипиридил, раствор с массовой долей 0,25%; готовят растворением 0,25 г реактива при слабом нагревании в 100 см3 воды.
Железо в виде проволоки или карбонильное по ГОСТ 13610—79.
Стандартный раствор железа; готовят следующим образом: 0,1399 г железа растворяют в 10 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. В конце растворения приливают 1—2 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, для окисления железа и выпаривают до влажных солей. Соли растворяют в 20 см* соляной кислоты, разбавленной 1:1, и раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,2 мг оксида железа.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2. Проведение анализа
4.2.1. От раствора, полученного после определения диоксида кремния фотоколориметрическим или гравиметрическим методом по ГОСТ 14657.2—78, в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть соответственно 5 или 50 см3. Затем доливают до метки водой и перемешивают.
Для определения железа отбирают от полученного раствора аликвотную часть 5 см3 и помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3*.
Раствор разбавляют водой до объема 50 см3, приливают 5 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, затем раствор уксуснокислого натрия до красного цвета бумаги конго и 10 см3 о-фенан-тролина или а, а'-дипиридила, доливают водой до метки и перемешивают.
4.2.2. Одновременно готовят раствор сравнения, для этого 5 см3 раствора контрольного опыта помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 стандартного раствора железа, что соответствует 1 мг оксида железа, и далее анализ ведут, как указано в п. 4.2.1.
4.2.3. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют через 30 мин относительно раствора сравнения на фотоэлектроколориметре или на спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглощения растворов соответствует длине волны 510 нм. При измерении на спектрофотометре вместо раствора сравнения можно использовать нейтральное стекло НС-8 толщиной 4 мм.
Если для измерений используют нейтральное стекло, то в одну из кювет наливают раствор контрольного опыта, в другую — раствор исследуемой пробы и п^ред держателем с этими кюветами ставят держатель с нейтральным стеклом НС-8 толщиной 4 мм, которое устанавливают против кюветы с раствором контрольного опыта. Следует пользоваться постоянными кюветами, из которых одна предназначена для испытуемого раствора, а другая — для раствора сравнения. Кюветы должны быть помечены.
Если оптическая плотность испытуемого раствора больше оптической плотности раствора сравнения, то на нуль оптической плотности устанавливают прибор, используя раствор сравнения, а затем измеряют оптическую плотность испытуемого раствора, записывая ее со знаком плюс.
Если оптическая плотность испытуемого раствора меньше оптической плотности раствора сравнения, то используют обратный порядок измерений: на нуль оптической плотности устанавливают прибор, используя в качестве раствора сравнения испытуемый раствор, а затем измеряют оптическую плотность раствора сравнения, записывая ее со знаком минус.
По величине оптической плотности испытуемого раствора определяют содержание железа по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.2.4. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью по 100 см3 приливают из микробюретки 0; 1,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0 см3 стандартного раствора железа, что соответствует 0; 0,2; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 и 1,4 мг оксида железа и разбавляют до 50 см3 водой. Затем приливают 5 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, раствор уксуснокислого натрия до красного цвета бумаги конго, по 10 см3 о-фенантролина или а, а'-дипи-ридила, доливают водой до метки и перемешивают. Далее анализ ведут, как указано в п. 4.2.3.
Раствором сравнения служит раствор, в котором содержится 1,0 мг оксида железа или нейтральное стекло НС-8 толщиной 4 мм. При использовании нейтрального стекла за стеклом НС-8 ставят кювету с раствором, не содержащим оксид железа.
По полученным значениям оптических плотностей и известным содержаниям оксида железа строят градуировочный график.
4.3. Обработка результатов
4.3.1. Массовую долю оксида железа (X) в процентах вычисляют по формуле
Y mrV-C-lOO
Л Vrzn.l00
где /П1 — масса оксида железа, найденная по градуировочному графику, мг;
т— масса навески боксита, г;
С — коэффициент, устанавливающий разбавление раствора; V — общий объем раствора, см3;
Vi — объем аликвотной части раствора, см3.
4.3.2. Допускаемое расхождение «между результатами параллельных определений не должно превышать величины, указанной в таблице (см. п. 2.3.2).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Л. С. Васильева, Т. И. Жилина, Е. Я. Гринькова, С. И. Медведева, Н. Ф. Парфенова, А. А. Диденко
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26.04.78 г. № 1113
3. ВЗАМЕН ГОСТ 14657.4—69
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта
ГОСТ 83—79
3.1
ГОСТ 199—78
4.1
ГОСТ 3118—77
2.1, 3.1, 4.1
ГОСТ 3640—79
3.1
ГОСТ 4147—74
3.1
ГОСТ 4204—77
3.1
ГОСТ 4220—75
3.1
ГОСТ 4461—77
2.1
ГОСТ 4478—78
2.1
ГОСТ 5456—79
4.1
ГОСТ 6552—80
3.1
ГОСТ 10652—73
2.1
ГОСТ 13610—79
1
ГОСТ 14657.0—78
4.1
ГОСТ 14657.2—78
2.2.1
ГОСТ 20490 —75
3.1
ГОСТ 24104—80
4.1
5. Срок действия продлен до 01.01.94 Постановлением Госстандарта СССР от 11.08.88 № 2908
6. Переиздание (сентябрь 1991 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июле 1988 г. (ИУС 12—88)
49