Ферросилиций. Методы определения кальция

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Ferrosilicon. Methods for the determination of calcium
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 июня 1981 г. № 3028 срок действия установлен
с 01.01 1983 г. до 01.01 1988 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает комплексонометрический и атомно-абсорбционный методы определения кальция в ферросили­ции (при массовой доле кальция от 0,05 до 0,50%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13020.0—75.
1.2. Отбор проб проводят по ГОСТ 20016—74 со следующим дополнением: лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—73.

2. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Ферросилиций растворяют в смеси азотной и фтористоводород­ной кислот, а затем азотную и фтористоводородную кислоты уда­ляют из раствора выпариванием с хлорной кислотой.
Мешающие определению кальция железо, алюминий и хром осаждают уротропином.
Определение кальция заканчивают титрованием анализируе­мого раствора трилоном Б на фотоэлектротитриметре в присут­ствии индикатора мурексида.
Перепечатка воспрещена

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Титриметр лабораторный фотоэлектрический типа Т-1 или дру­гого типа, обеспечивающий титрование в области 360 нм.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота хлорная, плотностью 1,51 или 1,67 г/см3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:4, 1:50.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1 :1.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1:1.
Уротропин технический по ГОСТ 1381—73, 30%-ный раствор. Малахитовый зеленый, индикатор, спиртовой 0,2%-ный раствор. Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 40%-ный раствор.
Мурексид, индикатор: 0,4 г мурексида смешивают с 40 г хлори­стого натрия и тщательно растирают в ступке.
Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111—74, рас­твор: 145 г азотнокислого железа помещают в мерную колбу вме­стимостью 1 дм3, растворяют в 800 см3 азотной кислоты (1:50), доливают этой же кислотой до метки и перемешивают. Содержа­ние железа в растворе равно примерно 0,02 г/см3.
Кальций углекислый по ГОСТ 4530—76.
Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712—78, 0,1 и 4% -ные рас­творы.
Метиловый красный по ГОСТ 5853—51, спиртовой 0,1 %-ный раствор.
Кальций углекислый по ГОСТ 4530—76, стандартный азотно­кислый раствор: 5 г углекислого кальция, предварительно высу­шенного при температуре 105°С, помещают в стакан вместимостью 800 см3 и растворяют в 200 см3 азотной кислоты (1 :4). Раствор кипятят 5—10 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вмести­мостью 1 дм3, доливают до меткй водой и перемешивают.
Массовая концентрация кальция в растворе азотнокислого кальция приблизительно равна 0,0020 г/см3.
Массовую концентрацию в приготовленном растворе по каль­цию устанавливают гравиметрическим методом. Для этого три аликвотные части раствора, по 10 см3 каждая, помещают в кони­ческие колбы вместимостью 250 см3, приливают 150 см3 горячей воды, 25 см3 4%-ного раствора щавелевокислого аммония и остар- ляют раствор с выпавшим осадком щавелевокислого кальция в теплом месте в течение 10—15 мин. Затем прибавляют 2—3 капли метилового красного, нейтрализуют раствором аммиака до перехо­да окраски индикатора и еще 1 см3 в избыток. Раствор с осадком кипятят 10 мин, через 15—18 ч осадок щавелевокислого кальция
на плотный фильтр и промывают 6—8 раз
0,1%-ным раствором щавелевокислого аммония. Фильтр с осадком
помещают во взвешенный платиновый тигель, осторожно озоляют и прокаливают в муфеле при температуре 1000—1100°С до постоян­ной массы. Одновременно проводят контрольный опыт на загряз­нение реактивов.
Массовую концентрацию раствора кальция (С), выраженную в г/см3 кальция, вычисляют по формуле
(/ті-—-/тії) *0,7147
где т — масса осадка окиси кальция, г;
гп\ — масса осадка контрольного опыта на загрязнение реак­тивов, г;
0,7147 — коэффициент пересчета окиси кальция на кальций;
V — объем аликвотной части раствора, см3.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кис­лоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, раствор с молярной концентрацией 0,005 моль/дм3: 1,88 г трилона Б помещают в мер­ную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в 800—900 см3 воды, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора трилона Б устанавливают по стандартному образцу ферросилиция, близкому по составу и проведенному через все стадии анализа, как указано в п. 2.3.
Массовую концентрацию трилона Б (CJ, установленную по «стандартному образцу и выраженную в г/см3 кальция, вычисляют по формуле
(V-VO’100 ’
где С2 — массовая доля кальция в стандартном образце, %;
т — масса навески стандартного образца, соответствующая аликвотной части раствора, г;
V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрова­ние стандартного образца, см3;
/і—объем раствора трилона Б, израсходованный на титро­вание раствора контрольного опыта, см3.
При отсутствии соответствующих стандартных образцов фер­росилиция с известным содержанием кальция массовую концентра­цию раствора трилона Б по кальцию можно установить по стан­дартному раствору кальция.
Для этого в платиновые чашки помещают соответствующие количества раствора азотнокислого кальция, приливают по 10 см3 раствора азотнокислого железа, по 10 см3 фтористоводородной и азотной кислот, выпаривают досуха и дальше анализ ведут, как указано в п. 2.3
.

Массовую концентрацию раствора ленную по азотнокислому раствору в г/см3, вычисляют по формуле где V — объем азотнокислого кальция, взятый на титрование, см3;
С — массовая концентрация раствора азотнокислого кальция, выраженная в г/см3 кальция;
V)—объем раствора трилона Б, израсходованный на титро­вание, см3.
2.3. Проведение анализа
Навеску ферросилиция массой 1 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой, осторожно приливают 10 см3 фтористо­водородной кислоты, по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и, сверх этого, еще 5 см3 в избыток. Чашку с раствором помещают на плиту, навеску полностью растворяют при нагревании, а затем раствор выпаривают досуха. В чашку приливают 10 см3 хлорной кислоты и снова выпаривают досуха.
К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты, раствор нагревают до растворения солей, содержимое чашки переносят в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют пять капель спирта и 100 см3 горячей воды. Раствор нейтрализуют аммиаком до вы­деления осадка гидратов, который растворяют в нескольких кап­лях соляной кислоты. Затем приливают 10 см3 раствора уротро­пина и нагревают в течение 10—15 мин при 70—80°С (кипячение раствора недопустимо). Содержимое стакана охлаждают, после чего раствор с осадком переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки, перемешивают и дают осадку отстояться.
Часть раствора отфильтровывают через сухой быстрофильтру- ющий фильтр в сухой стакан, отбрасывая первые порции филь­трата.
В стакан отбирают аликвотную часть раствора, равную 100 см3, прибавляют 3—4 капли раствора малахитового зеленого, прили­вают небольшими порциями, при интенсивном перемешивании, раствор гидроокиси натрия до обесцвечивания раствора и 6—8 ка­пель в избыток (всегда расходуется примерно 5 см3 раствора гид­роокиси натрия). После этого прибавляют 0,10—0,15 г смеси инди­катора мурексида с хлористым натрием. В стакан осторожно опу-^ скают магнитный элемент, помещают стакан в гнездо фотоэлек- тротитриметра, который включают за 5—7 мин до начала титро­вания, и включают мотор электромешалки. Раствор перемешивают 1 —2 мин.
Не прекращая перемешивания, приливают из бюретки по кап­лям раствор трилона Б до тех пор, пока стрелка микроамперметра не остановится, что соответствует точке эквивалентности.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кальция (X) определяют по формуле
т
где Ci — массовая концентрация раствора трилона Б, выражен­ная в г/см3 кальция;
V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрова­ние, см3;
VI — объем раствора трилона Б, израсходованный на титро­вание контрольного опыта на загрязнение растворов, см3;
m — масса навески, соответствующая аликвотной части рас­твора, г.

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении ферросилиция во фтористоводо­
родной и азотной кислотах с последующим измерением атомной абсорбции кальция при длине волны 422,7 нм в пламени ацетилен- воздух.
Мешающее влияние железа устраняют введением хлорида «стронция; подавление ионизации кальция в пламени устраняют хлоридом калия.
Для сохранения идентичных условий атомизации анализируе­мых растворов и растворов градуировочного графика в последние вводится железо, а также кислоты в соответствующих количест­вах.
d.z. Аппаратура, реактивц и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота хлорная, плотностью 1,67 и 1,51 г/см3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1 и*1 :3.
Железо карбонильное.
Железо хлорнокислое, 1%-ный раствор: 10 г карбонильного железа растворяют в 50 см3 соляной кислоты (1:1), окисляют 2—3 см3 азотной кислоты и приливают 30 см3 хлорной кислоты. Раствор выпаривают до паров хлорной кислоты, которым дают выделяться в течение 2—3 мин. Соли растворяют в воде. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до мет­ки водой и перемешивают.
Калий хлористый по ГОСТ 4234—77, раствор с массовой кон­центрацией калия 50 мг/см3: 95,35 г хлористого калия растворяют в 400 см3 воды и после полного растворения раствор количествен­но переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3. Раствор доли­вают водой до метки, перемешивают и хранят в сосуде из поли­этилена.
Стронций хлористый по ГОСТ 4140—74, раствор с массовой концентрацией стронция 50 мг/см3: 152,15 г соли растворяют в 400 см3 воды. Раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и хранят в сосуде из полиэтилена.
Кальций углекислый по ГОСТ 453