Ферромарганец

Методы определения фосфора

 

ГОСТ 21876.5-76

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Ферромарганец Методы определения фосфора Ferromanganese. Methods for the determination of phosphorus

ГОСТ 21876.5-76 Взамен ГОСТ 13091.6-67

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 мая 1976 г. № 1263 срок действия установлен

с 01.01. 1978 г.

до 01.01. 1983 г.

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения фосфора при массовой доле фосфора в ферромарганце от 0,01 до 0,7 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 27349-87.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.2. Отбор проб производят по ГОСТ 24991-81 со следующим дополнением.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2.1. Проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613-86.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и раствор 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и растворы 1:1, 1:30, 1:100, плотностью 1,105 г/см³; 560 см³ соляной кислоты разбавляют водой до 1 дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и раствор 1:1, 1:20.

Кислота хлорная плотностью 1,57 или 1,61 г/см³.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой долей 2 %.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой долей 2,5 %.

Натрий азотнокислый по ГОСТ 4197-74, раствор с массовой долей 10 %.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, раствор с массовой долей 20 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205-77, раствор с массовой долей 10 %; 100 г квасцов растворяют в 1 дм³ раствор серной кислоты.

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой долей 0,3 %.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3763-76 перекристаллизованный: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см³ воды при температуре до 80 °С. Раствор фильтруют через плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 см³ этилового спирта, перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом отфильтровывают на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Осадок промывают 2 - 3 раза этиловым спиртом и высушивают на воздухе. Из полученной соли готовят водный раствор с массовой долей 5 % и раствор реактивной смеси: 1,74 г соли растворяют в 100 см³ воды, приливают 20,8 см³ серной кислоты, охлаждают и доливают водой до 250 см³.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198-75, стандартные растворы.

Раствор А: 0,4393 г фосфорнокислого калия, предварительно высушенного при температуре (105 ± 5) °С до постоянной массы, растворяют в воде, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см³.

Раствор Б: 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация в растворе Б равна 0,00001 г/см³ готовят в день применения.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Метод с применением в качестве восстановителя ионов двухвалентного железа в присутствии солянокислого гидроксиламина.

3.1.1. Метод основан на реакции образования желтой фосфорно-молибденовой гетерополикислоты, восстановления ее в солянокислой среде ионами двухвалентного железа в присутствии солянокислого гидроксиламина до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.

3.1, 3.1.1. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1.2. Навеску ферромарганца массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 10 см³ воды и 20 см³ азотной кислоты. Колбу накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при умеренном нагревании, затем приливают 3 см³ раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделения двуокиси марганца (примерно 5 мин).

Осадок двуокиси марганца переводят в раствор, приливая по каплям раствор азотистокислого натрия, и кипятят в течение 2 - 3 мин.

Раствор выпаривают досуха, выдерживают на плите в течение 10 мин для удаления окислов азота, приливают 10 см³ соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Обработку соляной кислотой повторяют.

Сухой остаток растворяют в 15 - 20 см³ соляной кислоты, приливают 50 см³ воды и нагревают до кипения. Затем раствор фильтруют через фильтр средней плотности, осадок промывают 3 - 4 раза соляной кислотой, разбавленной 1:100, и 3 - 4 раза горячей водой. Фильтрат сохраняют.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при 600 - 700 °С. Охладив тигель, остаток смачивают 2 - 3 каплями воды, прибавляют 3 - 4 капли серной кислоты, разбавленной 1: 1, 3 - 4 см³ фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток прокаливают при температуре 600 - 700 °С, охлаждают, прибавляют 1 г углекислого натрия и сплавляют в течение 2 - 3 мин при 950 - 1000 °С. Полученный плав выщелачивают в стакане вместимостью 100 см³, содержащем 50 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:30, и после выщелачивания присоединяют к основному раствору.

Раствор выпаривают до объема 60 - 80 см³, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

В две мерные колбы вместимостью по 100 см³ помещают по 25 см³ анализируемого раствора, по 4 см³ раствора железоаммонийных квасцов, по 30 см³ воды, после чего нейтрализуют аммиаком до выделения гидроокиси железа. Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см³ до растворения осадка, приливают 10 см³ раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом должны полностью обесцветиться.

К охлажденным растворам приливают по 10 см³ соляной кислоты плотностью 1,105 г/см³, в одну из колб добавляют по каплям 8 см³ 5 %-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо перемешивают 1 - 1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего растворы в колбах доливают до метки и снова перемешивают.

Через 10 - 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм.

Раствором сравнения служит вторая аликвотная часть без добавления раствора молибденовокислого аммония.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора анализируемой пробы находят массу фосфора по градуировочному графику.

3.1.3. Построение градуировочного графика.

В семь мерных колб вместимостью по 100 см³ каждая помещают 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06 и 0,07 .-мг фосфора. Восьмая мерная колба, в которую прибавляют все реактивы, за исключением раствора фосфора, служит контрольным опытом на загрязнение реактивов.

В каждую колбу приливают по 25 см³ воды, по 4 см³ раствора железоаммонийных квасцов, нейтрализуют раствор аммиаком до выделения гидроокиси железа.

Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см³ до растворения осадка, приливают по 10 см³ раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом должны полностью обесцветиться.

К охлажденным растворам приливают по 10 см³ соляной кислоты плотностью 1,105 г/см³, добавляют по каплям 8 см³ 5 %-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо перемешивают 1 - 1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего растворы в колбах доливают водой до метки и снова перемешивают.

Через 10 - 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 640 до 900 нм. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, в которую прибавляют все реактивы.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам фосфора строят градуировочный график.

3.1.2., 3.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.2 - 3.2.3. (Исключены, Изм. № 1).

3.3. Метод с применением в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты в присутствии сурьмяновиннокислого калия

3.3.1. Метод основан на образовании фосфорно-молибденовой гетерополикислоты с последующим восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 650 до 700 нм.

3.3.2. Навеску ферромарганца массой, указанной в табл. 1, помещают в платиновую или стеклоуглеродистую чашку, осторожно приливают 20 см³ раствора азотной кислоты. После окончания бурной реакции добавляют 10 см³ фтористоводородной кислоты и 10 см³ хлорной кислоты и выпаривают до выделения обильных паров хлорной кислоты, а затем выпаривают досуха. Чашку охлаждают, приливают 10 см³ соляной кислоты, растворяют при нагревании, приливают 50 - 70 см³ воды, затем переливают в мерную колбу вместимостью согласно табл. 1, охлаждают, доливают до метки водой, перемешивают в фильтруют через двойной плотный фильтр, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть раствора, отобранную согласно табл. 1, помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 1 см³ хлорной кислоты и выпаривают до выделения обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см³ воды, 5 см³ раствора реактивной смеси молибденовокислого аммония, 5 см³ раствора аскорбиновой кислоты, 1 см³ раствора сурьмяновиннокислого калия. Через 10 - 15 мин раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 650 до 700 нм.

В качестве раствора сравнения применяют воду.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора анализируемой пробы находят массу фосфора по градуировочному графику.

Таблица 1

3.3.3. Для построения градуировочного графика в семь из восьми стаканов вместимостью 100 см³ отбирают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005; 0,00006 и 0,00007 г фосфора. В восьмой стакан стандартный раствор не приливают. Затем в каждый стакан приливают по 1 см³ раствора хлорной кислоты и выпаривают до выделения паров хлорной кислоты. Раствор охлаждают, приливают 50 см³ воды, 5 см³ раствора реактивной смеси молибденовокислого аммония, 5 см³ раствора аскорбиновой кислоты и 1 см³ раствора сурьмяновиннокислого калия. Через 10 - 15 мин растворы переливают в мерные колбы вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность измеряют, как указано в п. 3.3.2.

Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора фосфора.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим массам фосфора строят градуировочный график.

3.3.2, 3.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

3.3 - 3.3.3. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса фосфора, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фосфора приведены в табл. 2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. № 2).

 

СОДЕРЖАНИЕ