Феррохром. Методы определения хрома

1 лвкоуглеродпетый, средпеуглеро- дпе >’й и азотированный с массовой долей азота менее 4%
Углеродистый п азотированный с мае.’‘.’вой долей азота 4% и более
Стружка, толщиной 0,1—0,2 мм, раз­мельченная в агатовой ступке до круп­ности частиц, проходящих через сито с сеткой № 1,6 по ГОСТ 6613—73
Топкий порошок с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 008 ио ГОСТ 6613--73

Издание официальное
Перепечатка воспрещена

2. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на реакции окислення трехвалентного хрома и чс • ырехвалеитного ванадия надсернокислым аммонием в серно­кислой среде в присутствии катализатора — азотнокислого сере­бра и последующем определении суммы шестивалентного хрома и пятивалентного ванадия методом потенциометрического титро­вания раствором соли Мора.
Ванадий, восстановленный до четырехвалентного, окисляют раствором марганцовокислого калия, избыток которого восстанав­ливают азотистокислым натрием и потенциометрически титруют раствором соли Мора.
Массовую долю хрома определяют ио разности первого и вто­рого титрования.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Прибор для потенциометрического титрования с индикаторным платиновым и сравнительным вольфрамовым или хлорсеребряным или каломельным электродами.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1 : 4 и 2 : 1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, 40%-ный раст­вор.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, 2,5%-ный раст­вор.
Марганец сернокислый по ГОСТ 435—77, 1%-ный раствор.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, 2%-ный раствор.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, 5%-ный раствор.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75, 0,25%-ный раст­вор.
Мочевина по ГОСТ 6691—77.
Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.
Натрия перекись.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220—75, перекристаллизо­ванный: 100 г двухромовокислого калия растворяют В 150 см3 кипя­щей воды и при энергичном перемешивании выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку. После охлаждения кристал­лы отфильтровывают на воронке с пористой стеклянной пластиной, сушат в течение 2—3 ч при температуре (105±5)°С, измельчают и высушивают в сушильном шкафу при температуре (190± 10)°С до постоянной массы.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мо­ра) по ГОСТ 4208—72, титрованный раствор: 98 г соли Мора раст­воряют в 300 см3 воды, содержащей 40 см3 серной кислоты, раз­бавляют до 1 дм3 водой и перемешивают.
Для определения массовой концентрации полученного раствора навеску двухромовокислого калия массой 0,4000 г помещают в ста­кан вместимостью 400 см3, растворяют в 200 см3 воды, прибавля­ют 50 см3 раствора серной кислоты (I : 4) и титруют раствором соли Мора на потенциометре до скачка потенциала, отмеченного максимальным отклонением стрелки измерительного прибора.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (С) по хрому, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле
т-0,3535 ,.
где т— масса навески двухромовокислого калия, г;
0,3535 — коэффициент пересчета двухромовокислого калия на хром;
V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрова­ние навески двухромовокислого калия, см3.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску феррохрома массой 0,2 г помещают в стакан вместимостью 500 см3, прибавляют 20—30 см3 воды, 10 см3 сер­ной кислоты и нагревают до полного растворения навески.
В раствор добавляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора, кипятят до удаления окислов азота и выпаривают до начала выделения паров серной кис­лоты.
Содержимое стакана охлаждают, прибавляют 250 см3 воды и нагревают до растворения солей. К полученному раствору прибав­ляют 10 см3 ортофосфорної! кислоты, 10 см3 раствора азотнокис­лого серебра, прибавляют 50 см3 раствора надсернокислого аммо­ния и кипятят до появления окраски марганцовой кислоты и пол­ного разрушения персульфата аммония. При отсутствии марганца в феррохроме полноту окисления хрома по окраске марганцовой кислоты контролируют, прибавляя перед окислением 3—4 капли раствора сернокислого марганца. Затем приливают 10 см3 раст­вора хлористого натрия и кипятят раствор до восстановления мар­ганцовой кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 60 см3 серной кислоты (1:4) и титруют потенциомет­рически раствором соли Мора. Отмечают объем раствора соли Мо­ра, израсходованный на титрование.
2.3.2. Для определения массовой доли ванадия в стакан, в ко­тором проводили титрование, прибавляют раствор’ марганцово­кислого калия до окрашивания раствора в розовый цвет, не исче­зающий в течение 1 мин. Раствор перемешивают с помощью ме­шалки, прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до исчезновения розовой окраски, 2 г мочевины, после чего титруют раствором соли Мора до резкого отклонения стрелки измеритель- його прибора. Израсходованное для этого количество соли Мора соответствует массовой доле ванадия в феррохроме.
2.3.3. Феррохром, трудноразлагаемый в кислотах, сплавляют с перекисью натрия или со смесью перекись натрия — углекислый натрий.
При сплавлении с перекисью натрия навеску феррохрома мас­сой 0,2 г помещают в железный или никелевый тигель, тщательно перемешивают с 4 г перекиси натрия, а затем засыпают еще 1 г перекиси натрия.
При сплавлении со смесью перекись натрия — углекислый нат­рии навеску феррохрома массой 0,2 г тщательно перемешивают в тигле с 4 г перекиси натрия и 2 г углекислого натрия.
Сплавление проводят в муфельной печи сначала при умерен­ном, а затем при более сильном нагревании 750—800°С в течение 4—5 мин до получения жидкой легкоподвижной массы.
После охлаждения тигель помещают в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют 150 см3 воды и немедленно закрывают ста­кан часовым стеклом для предохранения от разбрызгивания. По­сле выщелачивания плава тигель удаляют из стакана и обмы­вают его горячей водой. Раствор с осадком кипятят 5—6 мин до разрушения образовавшейся перекиси водорода, затем охлаждают, прибавляют 30 см3 серной кислоты (2:1) и нагревают до полно­го растворения осадка.
Содержимое стакана переносят в колбу вместимостью 500 см3, приливают 100 см3 воды и нагревают, после чего прибавляют 10 см3 ортофосфорной кислоты, 10 см3 раствора азотнокислого серебра, 10 см3 раствора надсернокислого аммония и продолжают анализ, как указано в пп. 2.3.1 и 2.3.2.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю хрома (X) в процентах вычисляют по формуле
х = С(- -100, (2)
т
где С — массовая концентрация раствора соли Мора по хрому, г/см3;
V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титро­вание суммы хрома и ванадия, см3;
Vj—объем раствора соли Мора, израсходованный на титрова­ние ванадия, см3;
т— масса навески, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля хрома, %
А бсол юти ы с до і і у ск асмысрасхождс; і і я. %
От 55 до 70 включ.
Св. 70 » 80 »
0,40
0,45

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. С у щи ость м е тод а
Метод основан на реакции окислення трехвалеитного хрома надсернокислым аммонием в сернокислой среде до бпхромат-поиа в присутствии катализатора — азотнокислого серебра и последую­щем титровании раствором соли Мора с применением индикато­ра — фсиплаптраниловой кислоты.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1 :4 и 2: 1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.
Кислота фенилантраниловая, 0,2%-ный раствор: 1 г фенилант- раннловой кислоты растворяют в 500 см3 раствора углекислого натрия.
Натрий углекислый по ГОСТ 4220—75 и 0,2%-ный раствор.
Натрин хлористый по ГОСТ 4233—77, 0,25%-ный раствор.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, 40%-ный раст вор.
Марганец сернокислый по ГОСТ 435—77, 1%-ный раствор.
Серебро азотнокислое ио ГОСТ 1277—75, 0,25%-ный раст­вор.
Натрия перекись.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220—75, перекристаллизо­ванный: 100 г двухромовокислого калия растворяют в 150 см3 ки­пящей воды и при энергичном перемещении выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку. После охлаждения кристаллы отфильтровывают на воронке с пористой стеклянной пластиной, сушат в течение 2—3 ч при температуре (105±5)°С, измельчают • п высушивают в сушильном шкафу при температуре (190±10)°С до постоянной массы.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мо­ра) по ГОСТ 4208—72, титрованный раствор: 98 г соли Мора раст­воряют в 300 см3 воды, содержащей 40 см3 серной кислоты, раз­бавляют до 1 дм3 водой и перемешивают.
Для определения массовой концентрации полученного раствора навеску двухромовокислого калия 0,4 г помещают в колбу вмести­мостью 500 см3, прибавляют 200' см3 воды, 60 см3 раствора серной кислоты (1:4), 5 см3 ортофосфорной кислоты, перемешивают до- растворения навески, прибавляют шесть капель раствора фенилан­траниловой кислоты и титруют раствором соли ЛІора до перехода сине-фиолетовой окраски раствора в ярко-зеленую.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (С) по хрому, вы­раженную в г/см3, вычисляют по формуле (1).
3.3. Проведен иеанализа
3.3.1. Навеску феррохрома массой 0,2 г помещают в колбу вместимостью 500 см3, прибавляют 20—30 см3 воды, 10 см*3 серной кислоты и нагревают до полного растворения. В раствор добав­ляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспени­вания раствора, кипятят до удаления окислов азота и выпарива­ют до начала выделения паров серной кислоты.
Содержимое колбы охлаждают, прибавляют 250 см3 воды, на­гревают до растворения солей, приливают 10 см3 ортофосфорной кислоты и 10 см3 раствора азотнокислого серебра.
Прибавляют 50 см3 раствора надсернокислого аммония п ки­пятят до появления окраски марганцовой кислоты и полного раз­рушения персульфата аммония. При отсутствии марганца в фер­рохроме полноту окисления хрома по окраске марганцовой кисло­ты контролируют, прибавляя перед окислением 3—4 капли раст­вора сернокислого марганца.
К раствору прибавляют 10 см3 раствора хлористого натрия и кипятят до восстановления марганцовой кислоты.
Раствор охлаждают до комнатной темпер