Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди

УДК 669.15—194:546.56.06:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ ГОСТ

Методы определения меди
Alloyed and high-alloyed steels.
Methods of copper determination

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 ноября 1973 г. № 3881 срок введения установлен
с 01.01.80
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 № 2877 срок действия продлен
до 01.01.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает экстракционно-фотометри­ческий метод определения меди (при массовых долях от 0,01 до 0,10%), фотометрический метод (при массовых долях от 0,10 до 1,00%), полярографический метод (при массовых долях от 0,01 до 2,00%), титриметрический метод (от 1,00 до 4,00%), гравиметри­ческий метод (при массовых долях от 0,30 до 4,00%) и атомно­абсорбционный метод (при массовых долях от 0,10 до 4,00%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа—по ГОСТ 20560—81.

2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,01—0,10 %]

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании в аммиачном растворе (pH 8,5— 9,0) окрашенного в желтый цвет и экстрагируемого хлороформом
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание март 1986 г. с Изменением № 1,
утвержденным в августе 1984 г. (МУС 11—84).
комплексного соединения меди (II) с диэтилдитиокарбаматом нат­рия.
Кремний, вольфрам, ниобий, титан отделяют кислотным гидро­лизом. Влияние алюминия, молибдена, никеля, хрома, железа и марганца, мешающих определению, устраняют добавлением лимон­нокислого аммония и трилона Б.
2.2. Аппара ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроко­лориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или кислота соляная осо­бой чистоты по ГОСТ 14261—77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 или кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Соль динатриевая этилендиамин — N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73. Раствор 10 г трилона Б растворяют при слабом нагревании в 100 мл воды и фи­льтруют.
Хлороформ.
Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864—71, 0,1 и 0,5%- ный растворы, свежеприготовленные.
Аммоний лимоннокислый, двузамещенный по ГОСТ 3653—78, 25%-ный раствор. Раствор очищают от примесей тяжелых метал­лов в виде их диэтилдитиокарбаматов экстракцией хлороформом в делительной воронке вместимостью 500 см3. Для этого к 250 см3 раствора добавляют раствор аммиака до pH 9,0 по универсально­му индикатору, 25 см3 0,5%-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия, 50 см3 хлороформа и энергично встряхивают в течение 2 мин. Водному и хлороформному слоям дают отстояться. Хлорофор­мный слой отбрасывают.
Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610—79 ос. ч.
Медь металлическая по ГОСТ 546—79.
Медь сернокислая, стандартные растворы А и Б.
Раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20—25 см3 азотной кислоты 1:1, добавляют 30 см3 серной кисло­ты 1:1, выпаривают до выделения ее паров и охлаждают. Осто­рожно при постоянном перемешивании добавляют 100 см3 воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлажда­ют, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 1 мг меди.

Таблица 1
Массовая доля меди, %
Масса навески, г
Разбавление, см3 (аликвотная часть раствора равна 5 см3)
От 0,01 до 0,03
0,5
50
Св. 0,03 » 0,05
0,5
100
» 0,05 » 0,10
0,25
100

Раствор Б. 10 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемеши­вают.
1 см3 раствора Б содержит 0,1 мг меди.
Индикатор универсальный, бумага.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3. Проведение анализа
Навеску стали в зависимости от массовой доли меди (табл. 1) помещают в стакан или колбу вместимостью 250—300 см3, прили­вают 30 см3 соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и наг­ревают до растворения навески. Затем, слегка сдвинув часовое стекло, осторожно приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и избыток 2—3 см3. Растворы охлаждают, добавляют 15 см3 серной кислоты, 10 см3 ортофосфорной кислоты (при массовой доле вольфрама в стали более 3%) и выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты. Раствор ох­лаждают, осторожно добавляют 25—30 см3 воды при перемешива­нии и нагревают до растворения солей. Раствор переносят в мер­ную колбу вместимостью 50 или 100 см3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента» в колбу вместимостью 100 см3, сполоснув колбу первыми порциями фильтрата.
Аликвотную часть раствора 5 см3 помещают в стакан вмести­мостью 50—100 см3, приливают 10 см3 раствора 25%-ного лимон­нокислого аммония; 10 см3 раствора трилона Б, перемешивают и до­бавляют раствор аммиака до pH 9 по универсальному индикатору.
Раствор переносят в делительную воронку, доливают воды до объема 60—70 см3, прибавляют 5 см3 0,1 %-ного раствора диэтил­дитиокарбамата натрия и экстрагируют 10 см3 хлороформа, энер­гично встряхивая раствор в течение 2 мин. Водному и хлороформ­ному слоям дают отстояться и сливают хлороформный слой в су­хую мерную колбу вместимостью 25 см3. К оставшемуся в дели­тельной воронке водному раствору добавляют 5 см3 хлороформа и снова встряхивают его в течение 2 мин. После отстаивания раст­вора хлороформный слой сливают в ту же колбу, что и после пер­вой экстракции, доливают объем объединенных экстрактов хлоро­формом до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют сразу после экстрак­ции на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при Х = 436 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим об­ласть пропускания в интервале длин волн от 380 до 430 нм, в кю­вете с толщиной поглощающего слоя 20 мм, применяя в качестве раствора сравнения хлороформ. Содержание меди находят по гра­дуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.
2.2 ; 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3 .1. Построение градуировочного графика
В семь стаканов или колб вместимостью 250—300 см3 помеща­ют по 0,5 г карбонильного железа. В шесть стаканов или колб при­ливают последовательно 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 см3 стандартного ра­створа Б сернокислой меди, что соответствует 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30 мг меди. Седьмой стакан или колба служит для прове­дения контрольного анализа. Во все стаканы или колбы приливают по 30 см3 соляной кислоты, стаканы накрывают часовыми стекла­ми и растворяют навески при нагревании. Затем, слегка сдвинув часовые стекла, осторожно приливают азотную кислоту до прекра­щения вспенивания растворов и избыток 2—3 см3.
Растворы охлаждают, добавляют по 15 см3 серной кислоты, по 5 см3 ортофосфорної! кислоты (при массовой доле вольфрама в ста­ли более 3%) и выпаривают до начала выделения паров серной кислоты. Растворы охлаждают, осторожно добавляют по 25—30 см3 воды при перемешивании и нагревают до растворения солей. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3, охлаж­дают, доливают до меток водой и перемешивают. Далее анализ продолжают, как указано в п. 2.3, начиная со слов: «Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента» . . .
Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.
По найденным величинам оптической плотности и соответству­ющим им значениям концентраций меди строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по фор­муле
Y т,-100
z т ’
где гп—масса навески стали, соответствующая фотометрируемой аликвотной части раствора, мг;
mi—масса меди, найденная по градуировочному графику, мг.
(Измененная редакция, Изм- № 1).
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности /’=0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,10—1,00 %)

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании в аммиачном растворе (pH 8,5— 9,0) окрашенного в желтый цвет и стабилизируемого желатином комплексного соединения меди (II) с диэтилдитиокарбаматом нат­рия. Мешающее влияние железа, хрома, никеля, ванадия, молиб­дена, марганца, алюминия устраняют предварительным отделе­нием меди в виде сульфида серноватистокислым натрием и добав­лением лимоннокислого аммония.
Кремний, вольфрам, ниобий, титан отделяют кислотным гидро­лизом.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2. Апиара ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроко­лориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или кислота соляная осо­бой чистоты по ГОСТ 14261—77, разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или кислота азотная осо­бой чистоты по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:1, 1:4, 1:50.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Спирт поливиниловый, раствор с массовой долей 0,2%
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69, 20%-ный раствор.
Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864—71, 0,5%-ный раст­вор свежеприготовленный.
Железо карбонильное, особей чистоты.
Медь металлическая по ГОСТ 546—79.
Медь сернокислая, стандартный раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20—25 см3 азотной кислоты 1:1, добавляют 30 см3 серной кислоты 1:1, выпаривают до выделе­ния ее паров и охлаждают. Осторожно при постоянном переме­шивании добавляют 100 см3 воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 1 мг меди.
Раствор Б. 10 см3 стандартного раствора А помещают в мер­ную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и пе­ремешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,1 мг меди.
Натрий серноватистокислый, 30%-ный раствор.
Таблица 2
Массовая доля меди, %
Масса навески, г
Аликвотная часть, см8
От 0,1 до 0,2
0,2
20
Св. 0,2 » 0,4
0,1
20
» 0,4 » 0,8
о,1
10
» 0,8 » 1,0
0,1
5

Калий пиросернокис