ГОСТ 23859.8-79
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
БРОНЗЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ
Метод определения циркония
Bronze fire-resistance. Methods for the determination of zirconium
ОКСТУ 1709
Дата введения 1981-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 октября 1979 года N 3937 срок введения установлен с 01.01.81
Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1985 года, марте 1990 года (ИУС 9-85, 7-90).
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения циркония (при массовой доле циркония от 0,005 до 0,3%) в жаропрочных медных сплавах.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 25086-87 с дополнением по ГОСТ 23859.1-79, разд.1.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
АРСЕНАЗО III В 8 М СОЛЯНОЙ КИСЛОТЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ 20% АЦЕТОНА
(при массовой доле циркония от 0,005 до 0,3%)
2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании цирконием окрашенного комплекса с арсеназо III в 8 М соляной кислоте, содержащей 25% ацетона, и измерении оптической плотности раствора.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и 2 и 8 М растворы.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная (плавиковая кислота) по ГОСТ 10484-78.
Арсеназо III, водный раствор 4 г/дм.
Ацетон по ГОСТ 2603-79.
Цирконий металлический (йодидный).
Циркония хлорокись.
Стандартные растворы циркония.
Раствор А. 0,1 г металлического циркония помещают в платиновую чашку, приливают 10 см концентрированной серной кислоты, 1 см фтористоводородной кислоты и нагревают до растворения. Раствор упаривают до начала появления белого дыма серной кислоты. По охлаждении стенки чашки ополаскивают водой, раствор перемешивают и снова упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку прибавляют 25 см воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см раствора А содержит 0,001 г циркония.
Раствор Б. 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки 2 М соляной кислотой и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения. 1 см раствора содержит 0,00005 г циркония.
Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония.
Раствор А. 3,5 г хлорокиси циркония ZrOCl·8HO помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, растворяют в 2 М соляной кислоте, до метки доводят этой же кислотой. Содержание циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.
Раствор Б. 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки 2 М соляной кислотой и перемешивают. 1 см раствора Б содержит 0,00005 г
циркония.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску бронзы массой 0,1 г помещают в платиновую или фторопластовую чашку, прибавляют 1 см фтористоводородной кислоты и 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции реакционную смесь нагревают до полного растворения навески. К полученному раствору добавляют 2 см серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты.
Если массовая доля циркония в бронзе выше 0,02%, то остаток растворяют в 8 М соляной кислоте, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть (см. таблицу) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, в которую предварительно добавляют концентрированную кислоту в количестве, указанном в таблице. Прибавление концентрированной соляной кислоты необходимо для того, чтобы общая концентрация соляной кислоты (с учетом содержащейся во взятой аликвотной части) в конечном объеме была равной 8 М. Затем добавляют 10 см ацетона, 1 см раствора арсеназо III, доливают водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при 665 нм или на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 с красным светофильтром (656-700 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см.
Массовая доля циркония, % | Объем аликвотной части, см | Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г | Количество добавленной НСl*, см |
От 0,005 до 0,02 | Весь раствор | 0,1 | - |
Св. 0,02 " 0,05 | 15 | 0,03 | 24 |
" 0,05 " 0,1 | 10 | 0,02 | 28 |
" 0,1 " 0,2 | 5 | 0,01 | 32 |
" 0,2 " 0,3 | 2,5 | 0,005 | 34 |
________________
* Объем указан для соляной кислоты с концентрацией 11,5-12,0 М; при использовании соляной кислоты другой концентрации проводят соответствующий перерасчет.
В качестве раствора сравнения используют такой же раствор, но без добавления арсеназо III. Из полученной оптической плотности вычитают оптическую плотность раствора арсеназо III, приготовленного следующим образом: в мерную колбу вместимостью 50 см вносят 35,5 см концентрированной соляной кислоты, 10 см ацетона, 1 см раствора арсеназо III, до метки доливают водой, перемешивают и измеряют относительно воды. По найденной разнице оптических плотностей с помощью градуировочного графика находят содержание циркония в анализируемом растворе.
Если массовая доля циркония в бронзе ниже 0,02%, остаток после выпаривания растворяют в 15 см концентрированной соляной кислоты и раствор помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, ополаскивают стенки чашки 20,5 см концентрированной соляной кислоты, добавляют 10 см ацетона и далее поступают, как указано выш
е.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью по 50 см вводят по 35,5 см концентрированной соляной кислоты, вносят 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 см стандартного раствора Б циркония, добавляют по 10 см ацетона и далее поступают, как указано в п.2.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий циркония.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, соответствующая аликвотной части, г.
2.1-2.4.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений ( - показатель сходимости), вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях ( - показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
2.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам жаропрочных (хромистых) бронз или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.
2.4.5. Метод применяется при разногласиях в оценке качества жаропрочных бронз.
2.4.3-2.4.5. (Введены дополнительно, Изм. N 2).
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ
АРСЕНАЗО III В 2 МОЛЬ/ДМ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЕ
(при массовой доле циркония от 0,01 до 0,3%)
3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании цирконием окрашенного комплекса с арсеназо III в 2 моль/дм соляной кислоте и измерении оптической плотности раствора.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, 2 моль/дм раствор.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Цирконий металлический (йодидный).
Циркония хлорокись.
Стандартные растворы циркония
Раствор А. 0,1 г металлического циркония помещают в платиновую чашку, приливают 10 см концентрированной серной кислоты, 1 см фтористоводородной кислоты и нагревают до растворения. Раствор упаривают до начала появления белого дыма серной кислоты. По охлаждении стенки чашки ополаскивают водой, раствор перемешивают и снова упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку прибавляют 25 см воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см раствора А содержит 0,001 г циркония.
Раствор Б. 5 см раствора А помещают в мерную колбу и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения. 1 см раствора Б содержит 0,00005 г циркония.
Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония.
Раствор А. 3,5 г хлорокиси циркония ZrOCl·8HO помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, растворяют в 2 моль/дм соляной кислоте и доводят до метки этой же кислотой.
Содержание циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.
Раствор Б. 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 10 см, доливают до метки 2 моль/дм соляной кислотой и перемешивают. 1 см раствора Б содержит 0,00005 г циркония.
Арсеназо III, раствор 1 г/дм: 0,1 г арсеназо III растворяют в 60 см воды при нагревании (не доводя до кипения), полученный раствор отстаивают и осторожно сливают в мерную колбу вместимостью 100 см. Нерастворившуюся часть реактива растирают стеклянной палочкой, добавляют 10-15 см воды и снова нагревают, раствор отстаивают и сливают в мерную колбу. К охлажденному раствору добавляют 15 см раствора, 2 моль/дм соляной кислоты, доливают водой до метки. Раствор отстаивают 48 ч, периодически перемешивая. Затем фильтруют через плотный слой ваты, отбрасывая первые 10 см фильтрата. Такой раствор сохраняют 5-7
сут.
3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску бронзы массой 0,1 г помещают в платиновую или фторопластовую чашку, прибавляют 1 см фтористоводородной кислоты и 5 см азотной кислоты. После прекращения бурной реакции смесь нагревают до полного растворения навески. Раствор охлаждают, добавляют 2 см серной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты.
Остаток растворяют в 2 моль/дм соляной кислоте, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают до метки той же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть (см. таблицу) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, прибавляют 10 см 2 моль/дм соляной кислоты, кипятят 1 мин, охлаждают, добавляют 1 см раствора арсеназо III, доводят до метки 2 моль/дм соляной кислотой, перемешивают и через 5 мин, но не позднее 30 мин, измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 или ФЭК-М с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 см или на спектрофотометре при 665 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см.
Массовая доля циркония, % | Объем аликвотной части, см | Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г |
От 0,01 до 0,05 включ. | 25 | 0,05 |
" 0,05 " 0,1 " | 10 | 0,02 |
Св. 0,1 " 0,2 " | 5 | 0,01 |
" 0,2 " 0,3 | 2,5 | 0,005 |
В качестве раствора сравнения используют такой же раствор, но без добавления арсеназо III. Из полученной оптической плотности вычитают оптическую плотность раствора арсеназо III, приготовленного следующим образом: в мерную колбу вместимостью 50 см вносят 1 см раствора арсеназо III, до метки доливают 2 моль/дм соляной кислотой, перемешивают и измеряют относительно воды. По найденной разнице оптических плотностей с помощью градуировочного графика находят содержание циркония в растворе.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3.3.2. Построение градуировочного графика.
В мерные колбы вместимостью по 50 см вносят 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 см стандартного раствора Б циркония, добавляют 10 см 2 моль/дм соляной кислоты и далее поступают, как указано в п.3.3.1.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, соответствующая аликвотной части, г.
3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений ( - показатель сходимости), вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях ( - показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
3.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам жаропрочных (хромистых) бронз или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.
3.4.3, 3.4.4. (Введены дополнительно, Изм. N 2).
4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИРКОНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПИКРОМИН-ЭПСИЛОН
(при массовой доле циркония от 0,005 до 0,3%)
4.1. Сущность метода
Метод основан на образовании комплексного соединения циркония с пикромином-эпсилон в растворе 0,9-1,2 моль/дм соляной кислоты и измерении оптической плотности раствора.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор 2 моль/дм и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Кислота аскорбиновая, раствор 10 г/дм.
Аммиак водный, раствор по ГОСТ 3760-79.
Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор 100 г/дм.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, раствор 20 г/дм.
Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор 20 г/дм.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.
Пикромин-эпсилон, водный раствор 20 г/дм.
Железо хлорное по ГОСТ 4147-74, раствор 10 г/дм.
Цирконий металлический (йодидный).
Циркония хлорокись.
Стандартные растворы циркония.
Раствор А: 0,1 г металлического циркония помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см концентрированной серной кислоты и 1 см фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. По растворении раствор упаривают до начала появления белого дыма серной кислоты. По охлаждении стенки чашки ополаскивают водой, раствор перемешивают и вновь упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. По охлаждении к остатку добавляют 25 см воды, нагревают до получения прозрачного раствора, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см раствора А содержит 0,001 г циркония.
Раствор Б: 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки раствором 2 моль/дм соляной кислоты и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения.
1 см раствора Б содержит 0,00005 г циркония.
Раствор В: 10 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки раствором 2 моль/дм соляной кислоты и перемешивают. Раствор В готовят в день применения.
1 см раствора В содержит 0,000005 г циркония.
Стандартные растворы циркония из хлорокиси циркония
Раствор А: 3,5 г хлорокиси циркония (ZrOCl·8HO) помещают в колбу вместимостью 1000 см, растворяют в растворе 2 моль/дм соляной кислоты, до метки доливают этой же кислотой. Массовую долю циркония в растворе устанавливают гравиметрическим методом в виде двуокиси циркония.
Раствор Б: 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором 2 моль/дм соляной кислоты и перемешивают. Раствор Б готовят в день применения.
1 см раствора Б содержит 0,00005 г циркония.
Раствор В: 10 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки раствором 2 моль/дм соляной кислоты и перемешивают. Раствор В готовят в день применения.
1 см раствора В со
держит 0,000005 г циркония.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. При массовой доле циркония свыше 0,015%
Навеску бронзы (см. табл.2) помещают в платиновую или фторопластовую, или стеклоуглеродную чашку, добавляют 1 см фтористоводородной кислоты и 10 см азотной кислоты (1:1). После прекращения бурной реакции реакционную смесь нагревают до полного растворения навески. К полученному раствору добавляют 1 см серной кислоты (1:1) и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки чашки водой и снова упаривают до выделения белого дыма серной кислоты. Остаток растворяют в 5 см воды при нагревании, охлаждают, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см раствором 2 моль/дм соляной кислотой, до метки доливают этой же кислотой и перемешивают.
Таблица 2
Массовая доля циркония, % | Масса навески, г | Объем аликвотной части, см | Количество добавляемых реактивов, см | ||
НСl (1:1) | тиомочевина | этиловый спирт | |||
От 0,005 до 0,02 включ. | 0,5 | 25 | 2,5 | 2 | - |
Св. 0,02 " 0,05 " | 0,5 | 10 | 5,0 | 10 | 10 |
" 0,05 " 0,10 " | 0,5 | 5 | 8,5 | 10 | 10 |
" 0,10 " 0,20 " | 0,5 | 2 | 8,5 | 10 | 5 |
" 0,20 " 0,30 " | 0,25 | 2 | 8,5 | 5 | - |
Аликвотную часть раствора (см. табл.2) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, разбавляют водой до 20 см, нагревают до кипения и кипятят 1-2 мин. Затем раствор охлаждают, добавляют соляную кислоту (см. табл.2), 2 см раствора аскорбиновой кислоты, раствор тиомочевины (см. табл.2) и выдерживают 10 мин. Затем добавляют этиловый спирт (см. табл.2), воды до ~40 см, 2 см раствора пикромин-эпсилон, доливают до метки водой и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при 566 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см или на фотоэлектроколориметре с желтым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 2 или 3 см относительно раствора сравнения.
Раствор сравнения: в мерную колбу вместимостью 50 см помещают аликвотную часть раствора (см. табл.2), добавляют раствор тиомочевины (см. табл.2), 2 см раствора аскорбиновой кислоты, 1 см раствора трилона Б и выдерживают 10 мин. Затем добавляют 2 см раствора пикромин-эпсилон, до метки доливают водой и перемешива
ют.
4.3.2. При массовой доле циркония до 0,015%.
Растворение навески (см. табл.2) и выпаривание до белого дыма серной кислоты проводят так же, как указано в п.4.3.1. Остаток растворяют в воде, раствор переносят в стакан вместимостью 250 см, разбавляют водой до 100 см. Затем добавляют 1 см раствора хлорного железа и раствор аммиака до образования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдерживают при 50-60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и циркония. Выделившийся осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают горячим раствором хлористого аммония 7-8 раз. Осадок растворяют в растворе 2 моль/дм соляной кислоты в стакан, в котором проводилось осаждение, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают. Аликвотную часть раствора (см. табл.2) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, упаривают до 20 см и далее анализ проводят, как указано в п.4.3.1
.
4.3.3. Построение градуировочного графика
В шесть мерных колб вместимостью до 50 см последовательно добавляют 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см стандартного раствора В циркония, разбавляют водой до 20 см, нагревают до кипения и кипятят 1-2 мин. Раствор охлаждают, добавляют по 8,5 см раствора соляной кислоты (1:1) и далее поступают, как указано в п.4.3.1.
Раствором сравнения служит раствор, не содержащий циркония.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю циркония () в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса циркония, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, соответствующая аликвотной части, г.
4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений ( - показатель сходимости), вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
4.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях ( - показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, вычисленных по формуле
,
где - массовая доля циркония в сплаве, %.
4.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086-87.
Разд.4. (Введен дополнительно, Изм. N 2).
Текст документа сверен по:
Бронзы жаропрочные. Методы анализа: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002