Чугун легированный. Методы определения мышьяка

Методы определения мышьяка
Alloy cast iron.
Methods for determination of arsenic

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 апреля 1985 г. № 1130 срок действия установлен
с 01.07.86 до 01.07.91
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения мышьяка в легированном чугуне: фотометрический (при массо­вой доле от 0,01 до 0,25 %); потенциометрический (при массовой доле от 0,05 до 0,25 %).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 2604.0—77.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании синего мышьяково-молибдено- вого комплекса в результате взаимодействия пятивалентного мышьяка с молибденовокислым аммонием в присутствии восста­новителя — аскорбиновой кислоты или сернокислого гидразина. Мышьяк предварительно определяют от сопутствующих элементов чугуна дистилляцией в виде треххлористого мышьяка из соляно­кислого раствора в присутствии бромистого калия и сернокислого гидразина.
2.2. Аппаратура, реактивы и р ас творы
Фотоэлектрокол'ориметр или спектрофотометр.
Прибор для определения мышьяка по ГОСТ 14204—69.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:2.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Смесь соляной и азотной кислот, 3:1. Готовят (непосредственно перед использованием.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1, 1:4.
Калий бромистый по ГОСТ 4160—74, раствор массовой кон­центрацией 100 г/дм3.
Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841—74, растворы массовой концентрацией 50 и 1,5 г/дм3.
Раствор восстановительный: раствор сернокислого гидразина массовой концентрацией 50 г/дм3 смешивают с раствором броми­стого калия массовой концентрацией 100 г/дм3 в отношении 2 : 1, готовят непосредственно перед употреблением, если выпадает в осадок гидразин, раствор слегка подогревают перед смешива­нием.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор массовой кон­центрацией 400 г/дм3.
Фенолфталеин, спиртовой раствор массовой концентрацией 10 г/дм3.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300—72.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор массо­вой концентрацией 1 г/дм3.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78.
Серномолибдатный реактив, раствор массовой концентрацией 12,5 г/дм3. 12,5 г молибденовокислого аммония растворяют при нагревании в 250 см3 воды, отфильтровывают через плотный фильтр (синяя лента). В стакан вместимостью 1 дм3 приливают 500 см3 воды и медленно при перемешивании приливают 190 см3 серной кислоты, охлаждают и постепенно при перемешивании при­ливают охлажденный раствор молибденовокислого аммония. Раст­вор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор молибденовокислого аммо­ния в серной кислоте устойчив 2 мес.
Кислота хлорная.
Хлорномолибдатный реактив, раствор массовой концентрацией 8,1 г/дм3. 8,1 г молибденовокислого аммония растворяют при на­гревании в 250 см3 воды. В стакан вместимостью 1дм3 приливают 300 см3 воды, 350 см3 хлорной кислоты и перемешивают, затем постепенно при перемешивании к полученному раствору прили­вают охлажденный раствор молибденовокислого аммония. Раст­вор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор молибденовокислого аммо­ния в хлорной кислоте устойчив 2 мес.
Кислота аскорбиновая, раствор массовой концентрацией 5 г/дм3.
Ангидрид мышьяковистый рафинированный по ГОСТ 1973—77.
Натрий мышьяковистокислый орто (ЫазАБОз).
Стандартные растворы мышьяка:
раствор А массовой концентрацией 0,0001 г/см3. 0,132 г мышья-
ковистого ангидрида растворяют в 5 см3 раствора гидрата окиси натрия в стакане вместимостью 100 см3, нейтрализуют раствором серной кислоты 1 : 4 по фенолфталеину и переводят в мерную кол­бу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
Допускается приготовление стандартного раствора мышьяка из мышьяковистокислого натрия орто: 0,256 г мышьяковистокис­лого натрия орто растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 в воде, доводят до метки водой и перемешивают;
раствор Б массовой концентрацией 0,00001 г/см3. 10 см3 стан­дартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают; готовят перед употреблением.
Индикаторная бумага универсальная.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Определение мышьяка с серномолибдатным реактивом
Навеску чугуна массой 1 г (при массовой доле мышьяка 0,01 — 0,05 %) и 0,2 г (при массовой доле мышьяка свыше 0,05 %) поме­щают в стакан или колбу вместимостью 250—300 см3, приливают 20 см3 смеси соляной и азотной кислот и 20 см3 серной кислоты 1:1. Растворяют навеску при умеренном нагревании и выпари­вают до начала выделения паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 20 см3 соляной кислоты и количественно с помощью 25—30 см3 воды переносят в колбу дистилляционного аппарата. Приливают 15 см3 восстановительного раствора и быстро соеди­няют колбу с холодильником. Отгонку треххлористого мышьяка ведут при умеренном нагревании.
Прибор проверяют на герметичность с помощью универсальной индикаторной бумаги. Для этого отгоняют соляную кислоту 1 : 2, проверяя соединение колбы с холодильником с помощью полоски универсальной индикаторной бумаги, помещенной снаружи на стыке шлифа. В случае негерметичности шлифы прибора необхо­димо притереть.
Допускается отгонка треххлористого мышьяка в токе азота или другого инертного газа.
Дистиллят собирают в стакан-приемник (мензурку) вмести­мостью 100 см3, в который предварительно налито 10 см3 воды. Отгоняют не менее 2/з первоначального объема раствора. Дистил­лят переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 2 капли фенолфталеина и нейтрализуют раствором гидроокиси натрия до появления устойчивой малиновой окраски. Затем при­бавляют по каплям серную кислоту 1 : 4 до исчезновения окраски. и 3 капли в избыток. Раствор охлаждают, доливают водой до мет­ки и перемешивают.
, В мерную колбу вместимостью 50 см3 помещают аликвотную часть раствора 20 см3, прибавляют по каплям при перемешивании раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой в те­чение 1 мин окраски. Приливают 15 см3 воды, 4 см3 серномолиб- датного реактива и 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты или раствора гидразина массовой концентрацией 1,5 г/дм3. Содержи­мое колбы перемешивают и нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 мин.
Раствор охлаждают, доливают до метки водой и перемеши­вают.
Оптическую плотность раствора измеряют на фотоэлектроко­лориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн 600—700 нм или спектрофотометре при длине волны 840 нм.
В качестве раствора сравнения принимают воду.
Для внесения поправки на содержание мышьяка в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
По найденному значению оптической плотности за вычетом оптической плотности раствора контрольного опыта находят мас­совую долю мышьяка по градуировочному графику.
2.3.2. Для построения градуировочного графика в пять мерных колб вместимостью 50 см3 помещают 2; 4; 6; 8 и 10 см3 стандарт­ного раствора Б, что соответствует массовой доле мышьяка 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 и 0,05 % по отношению к исходной навеске чугуна массой 1 г и массовой доле мышьяка 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 и 0,25 % по отношению к исходной навеске чугуна массой 0,2 г.
Шестая мерная колба вместимостью 50 см3, в которую добав­ляют все реактивы, кроме стандартного раствора мышьяка, слу­жит для проведения контрольного опыта на содержание мышьяка в реактивах, применяемых при построении градуировочного гра­фика; она же служит раствором сравнения.
В каждую колбу прибавляют по каплям марганцовокислого раствор калия до появления устойчивой в течение 1 мин окраски, приливают воду до объема 40 см3, 4 см3 серномолибдатного реак­тива, 2 см3 аскорбиновой кислоты или раствора гидразина с мас­совой концентрацией 1,5 г/дм3, перемешивая растворы после при­бавления каждого реактива. Растворы нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 мин, затем охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.
Оптическую плотность измеряют как указано в п. 2.3.1.
По найденным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массовым долям мышьяка строят градуиро­вочный график
.

2.3.3. Определение мышьяка с хлорномолибдатным реакти­вом — по п. 2.3.1 со следующим дополнением:
в мерную колбу вместимостью 50 см1 2 3 помещают аликвотную часть раствора 20 см3 и по каплям при перемешивании прибав­ляют раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой в течение 1 мин окраски. Приливают 20 см3 хлорномолибдатного реактива и 2 см3 аскорбиновой кислоты. Содержимое колбы пере­мешивают и. нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 мин.
2.3.4. Построение градуировочного графика при определении мышьяка с хлорномолибдатным реактивом — по п. 2.3.2 со сле­дующим дополнением:
в каждую колбу прибавляют по каплям при перемешивании раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой в те­чение 1 мин окраски. Приливают 20 см3 хлорномолибдатного ре­актива и 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты. Растворы нагре­вают на кипящей водяной бане в течение 15 мин, затем охлаж­дают, доливают до метки водой и перемешивают.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю мышьяка в процентах находят по гра­дуировочному графику.
2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны пре­вышать допустимых значений, указанных в таблице.
Абсолютное допускаемое расхождение, %
3.2. Аппарату р а, реактивыирастворы
Установка для потенциометрического титрования.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 1.
Калий бромноватокислый по ГОСТ 4457—74, раствор моляр­ной концентрацией эквивалента, равной 0,01 моль/дм3: 0,2784 г предварительно перекристаллизованного из водного раствора и высушенного при 150—180 °С бромноватокислого калия раство­ряют в 100—120 см3 воды, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор допускается готовить из фиксанала.
Остальные реактивы и растворы по п. 2.2.
3.3. Прове