ГОСТ 11739.23-99
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения циркония
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of zirconium
МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709
Дата введения 2000-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ОАО "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 "Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов"
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 16-99 от 8 октября 1999 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Беларусь | Госстандарт Беларуси |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. N 41-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.23-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2000 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 11739.23-82
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле циркония от 0,002% до 0,25% и от 0,02% до 0,5%) и титриметрический (при массовой доле циркония от 0,5% до 3,0%) методы определения циркония в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 3759-75 Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия
ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 3773-72 Аммоний хлористый. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия
ГОСТ 5456-79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия
ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 10652-73 Реактивы. Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б). Технические условия
ГОСТ 22867-77 Аммоний азотнокислый. Технические условия
ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
3 Общие требования
3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
4 Фотометрический метод определения циркония с арсеназо III
4.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, образовании в растворе соляной кислоты 6 моль/дм окрашенного в синий цвет комплекса циркония с арсеназо III и измерении оптической плотности раствора при длине волны 665-670 нм.
4.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Печь муфельная с терморегулятором.
Спектрофотометр.
рН-метр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Натрий углекислый по ГОСТ 83.
Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759.
Раствор алюминия 25 г/дм: 45 г хлористого алюминия растворяют в 150 см раствора соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
Арсеназо III, раствор 2,5 г/дм: 0,25 г реагента растворяют при слабом нагревании в 90 см воды, содержащей 0,3 г углекислого натрия, устанавливают рН (4,0±0,1), используя рН-метр и раствор соляной кислоты 1:3, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см, охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение 6 мес.
Качество каждой новой партии арсеназо III проверяют, для этого устанавливают оптимальную длину волны комплекса циркония с арсеназо III, снимая участок спектра светопоглощения от 630 до 700 нм через каждые 5 нм, для точки градуировочного графика, соответствующей содержанию циркония 0,00002 г (см. 4.3.4). При удовлетворительном качестве реагента максимальное поглощение комплекса находится при длине волны 665-670 нм и должно составлять не менее половины единицы оптической плотности.
Циркония хлорокись 8-водная.
Стандартные растворы циркония.
Раствор А: 1,767 г 8-водной хлорокиси циркония помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 150 см раствора соляной кислоты 1:3, кипятят 5 мин, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают раствором соляной кислоты 1:3 до метки и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,001 г циркония.
Устанавливают массовую концентрацию стандартного раствора циркония , г/см: аликвотную часть раствора 23 см помещают в стакан вместимостью 300 см, приливают 70-80 см воды, добавляют 1 г хлористого аммония, нагревают до 60-70 °С и добавляют по каплям, при перемешивании, аммиак до появления ощутимого запаха.
Раствор с осадком нагревают до кипения, выдерживают 20 мин в теплом месте при температуре 40-50 °С, затем фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента"). Осадок на фильтре промывают пять раз раствором азотнокислого аммония. Фильтр с осадком помещают в доведенный до постоянной массы при температуре (1000±10) °С платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют и прокаливают в муфельной печи при температуре (1000±10) °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Массовую концентрацию стандартного раствора циркония , г/см, вычисляют по формуле
, (1)
где - масса осадка после прокаливания, г;
0,7403 - коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;
- объем стандартного раствора циркония, взятый для установления массовой концентрации, см.
Раствор Б: 10 см стандартного раствора А массовой концентрации , вычисленной по формуле (1), переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 1:3 до метки и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,0001 г циркония.
Раствор В: 4 см стандартного раствора Б переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,000004 г циркония.
Раствор В готовят перед применен
ием.
4.3 Проведение анализа
4.3.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 30 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. Раствор осторожно выпаривают до появления влажных солей, охлаждают, приливают 100 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют соли при умеренном нагревании.
Таблица 1
Массовая доля циркония, % | Масса навески пробы, г | Объем аликвотной части раствора, см | Объем раствора алюминия, см | Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г |
От 0,002 до 0,02 включ. | 0,5 | 20 | - | 0,05 |
Св. 0,02 " 0,05 " | 0,2 | 20 | 1,2 | 0,02 |
" 0,05 " 0,10 " | 0,2 | 10 | 1,6 | 0,01 |
" 0,10 " 0,25 " | 0,2 | 5 | 1,8 | 0,005 |
4.3.1.1 При массовой доле кремния менее 4% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают. Если раствор не прозрачный, его фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в сухую колбу.
4.3.1.2 При массовой доле кремния свыше 4% раствор с осадком фильтруют в мерную колбу вместимостью 200 см через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывают фильтр 2-3 раза раствором соляной кислоты 1:1 порциями по 10 см, собирая фильтрат в ту же колбу (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 2-3 мин. После охлаждения в тигель добавляют пять капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора. Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр ("синяя лента") и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 200 см, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
4.3.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 1 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, приливают из пипетки раствор соляной кислоты 1:1 до объема 20 см, раствор алюминия в соответствии с таблицей 1, 1 см раствора арсеназо III, доливают раствором соляной кислоты 1:1 до метки и перемешивают.
4.3.3 Оптическую плотность раствора измеряют через 5 мин при длине волны 665 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, прикрытой крышкой; допускается использование кюветы с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта по 4.3.4.
Массу циркония определяют по градуировочному графику.
4.3.4 Построение градуировочного графика
В десять мерных колб вместимостью 50 см каждая приливают по 10 см раствора соляной кислоты 1:1, по 2 см раствора алюминия, в девять из них отмеряют 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора В, что соответствует 0,000001; 0,000002; 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,00001; 0,000012; 0,000016; 0,00002 г циркония и далее продолжают по 4.3.2 и 4.3.3.
Раствор, не содержащий циркония, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам циркония строят градуировочный график.
4.4 Обработка результатов
4.4.1 Массовую долю циркония , %, вычисляют по формуле
, (2)
где - масса циркония в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
4.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.
Таблица 2
В процентах
Массовая доля циркония | Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений | результатов анализа | |
От 0,002 до 0,005 включ. | 0,001 | 0,001 |
Св. 0,005 " 0,010 " | 0,002 | 0,003 |
" 0,010 " 0,025 " | 0,003 | 0,005 |
" 0,025 " 0,050 " | 0,005 | 0,007 |
" 0,050 " 0,100 " | 0,007 | 0,010 |
" 0,10 " 0,25 " | 0,01 | 0,03 |
5 Фотометрический метод определения циркония с ксиленоловым оранжевым
5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, образовании в растворе соляной кислоты 1 моль/дм окрашенного в оранжево-красный цвет комплекса циркония с ксиленоловым оранжевым и измерении оптической плотности раствора при длине волны 536 нм.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Печь муфельная.
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1, 1:3, 1:99 и 2,5 моль/дм.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм.
Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759.
Раствор алюминия 25 г/дм: 45 г хлористого алюминия растворяют в 150 см воды, приливают 15 см раствора соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают водой до метки и перемешивают.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 2 г/дм свежеприготовленный.
Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 20-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 моль/дм.
Циркония хлорокись 8-водная.
Стандартные растворы А и Б по 4.2.
Стандартный раствор В: 5 см стандартного раствора Б переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором соляной кислоты 2,5 моль/дм до метки и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,000005 г циркония.
Раствор В готовят перед пр
именением.
5.3 Проведение анализа
5.3.1 Навеску пробы в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают небольшими порциями 30 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. Раствор осторожно выпаривают до появления влажных солей, приливают 70 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют соли при нагревании.
Таблица 3
Массовая доля циркония, % | Масса навески пробы, | Объем аликвотной части раствора, см | Объем раствора соляной кислоты 2,5 моль/дм, см | Объем раствора алюминия, | Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г |
От 0,02 до 0,05 включ. | 0,5 | 20 | - | - | 0,05 |
Св. 0,05 " 0,15 " | 0,25 | 20 | - | 1,0 | 0,025 |
" 0,15 " 0,30 " | 0,1 | 20 | - | 1,5 | 0,01 |
" 0,30 " 0,50 " | 0,1 | 10 | 10 | 1,8 | 0,005 |
5.3.1.1 При массовой доле кремния менее 4% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см, приливают 10 см раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Если раствор не прозрачный, его фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в сухую колбу.
5.3.1.2 При массовой доле кремния свыше 4% раствор с осадком фильтруют в мерную колбу вместимостью 200 см через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывают фильтр 2-3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см, собирая фильтрат в ту же колбу (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 2-3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора.
Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр ("синяя лента") и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 200 см, доливают водой до метки и перемешивают.
5.3.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, приливают 2 см раствора гидрохлорида гидроксиламина, выдерживают 5 мин, в соответствии с таблицей 3 приливают раствор соляной кислоты 2,5 моль/дм, раствор алюминия, 2 см раствора ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки и перемешивают.
5.3.3 Оптическую плотность раствора измеряют через 15 мин при длине волны 536 нм в кювете с толщиной слоя 30 мм.
В качестве раствора сравнения используют компенсирующий раствор - соответствующую аликвотную часть испытываемого раствора со всеми реактивами, в которую перед добавлением ксиленолового оранжевого вводят 0,5 см раствора трилона Б.
Массу циркония определяют по градуировочному графику.
5.3.4 Построение градуировочного графика
В девять мерных колб вместимостью 50 см каждая приливают из бюретки 20; 19; 18; 17; 16; 15; 14; 13; 12 см раствора соляной кислоты 2,5 моль/дм, по 2 см раствора алюминия и, начиная со второй колбы, отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 см стандартного раствора В, что соответствует 0,000005; 0,00001; 0,000015; 0,00002; 0,000025; 0,00003; 0,000035; 0,00004 г циркония, приливают по 2 см ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки, перемешивают и далее продолжают по 5.3.3.
Раствор, не содержащий циркония, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам циркония строят градуировочный график.
5.4 Обработка результатов
5.4.1 Массовую долю циркония , %, вычисляют по формуле
, (3)
где - масса циркония в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
5.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
Таблица 4
В процентах
Массовая доля циркония | Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений | результатов анализа | |
От 0,020 до 0,050 включ. | 0,005 | 0,007 |
Св. 0,050 " 0,150 " | 0,010 | 0,020 |
" 0,15 " 0,30 " | 0,02 | 0,03 |
" 0,30 " 0,50 " | 0,03 | 0,05 |
6 Титриметрический метод определения циркония
6.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и титровании циркония в растворе соляной кислоты 1 моль/дм трилоном Б с индикатором ксиленоловым оранжевым.
Мешающее влияние железа III устраняют введением гидрохлорида гидроксиламина.
6.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Печь муфельная.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 200 г/дм.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 2 г/дм свежеприготовленный.
Циркония хлорокись 8-водная.
Стандартный раствор циркония по 4.2.
Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,0125 моль/дм: 4,653 г трилона Б растворяют в 200 см воды, фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
Для установления массовой концентрации трилона Б по цирконию в коническую колбу вместимостью 250 см помещают 10 см стандартного раствора циркония А, приливают 20 см раствора соляной кислоты 1:1, 100 см горячей воды и нагревают до кипения, приливают 25 см раствора гидрохлорида гидроксиламина, четыре капли ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до изменения малиновой окраски раствора в желтую.
Массовую концентрацию трилона Б по цирконию , г/см, вычисляют по формуле
, (4)
где - массовая концентрация стандартного раствора циркония, г/см;
- объем стандартного раствора циркония, см;
- объем раствора трилона Б, см.
6.3 Проведение анализа
Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают небольшими порциями 40 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют пробу сначала при комнатной температуре, затем при умеренном нагревании. К раствору добавляют 8-10 капель азотной кислоты и осторожно выпаривают до появления влажных солей, охлаждают, приливают 25 см раствора соляной кислоты 1:1, растворяют соли при нагревании, приливают 100 см горячей воды и нагревают до кипения. К горячему раствору приливают 25 см раствора гидрохлорида гидроксиламина, четыре капли ксиленолового оранжевого и титруют цирконий раствором трилона Б до изменения малиновой окраски раствора в желтую.
В случае появления бледно-малиновой окраски после достижения точки эквивалентности раствор нагревают до начала кипения и титруют до появления устойчивой желтой окраски.
6.4 Обработка результатов
6.4.1 Массовую долю циркония , %, вычисляют по формуле
, (5)
где - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см;
- установленная массовая концентрация раствора трилона Б по цирконию, г/см;
- масса пробы, г.
6.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 5.
Таблица 5
В процентах
Массовая доля циркония | Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений | результатов анализа | |
От 0,50 до 1,50 включ. | 0,05 | 0,07 |
Св. 1,50 " 3,00 " | 0,07 | 0,10 |
Электронный текст документа
и сверен по:
М.: ИПК Издательство стандартов, 2000