Хром металлический. Методы определения азота

УДК 669.26:546.17.06:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ХРОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

Методы определения азота
Metallic chrome.
Methods for determination of nitrogen

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от .20 мая 1985 г. № 1412 срок действия установлен
с 01.07.86
до 01.07.96
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и с при­менением автоматических анализаторов методы определения азота в металлическом хроме (при массовой доле азота от 0,002 до 0,06 % )•
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4508—84.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТІ
13020.0—75. V)
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде(\ стружки толщиной не более 0,5 мм по ГОСТ 23916—79. j'

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на переводе азота, находящегося в металличес­
ком хроме в виде химически связанного и в атомарном состоянии, в аммонийные соли. Азот отгоняют в виде аммиака дистилляцией из щелочного раствора. Выделяющийся при этом аммиак поглоща­ют раствором борной кислоты. Образовавшийся борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смеси индикато­ров.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Установка для получения бидистиллята (черт. 1).

/—электроплитка; 2—дистилляционная колба; 3— холодильник; 4—колба-приемник; 5—предохрани­тельная воронжа і
Черт. 1

Установка для определения азота (черт. 2).

1—склянки, заполненные водой и серной кислотой;
2—электроплитка; 3—стеклянная трубка диаметром 6—7 мм; 4—двугорловая колба вместимостью 1 дм3; 5—воронка; б—кварцевый дефлегматор; 7—кварцевый
холодильник; 3—кварцевый барботер; 9—колба прием­ника дистиллята

Черт. 2
Допускается применение установок другого типа.
Вода бидистиллированная или депонированная.
При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10 см3 серной кислоты (Г.4) и несколько кристаллов марганцово­кислого калия до получения устойчивой окраски раствора в тече­ние всего времени перегонки.
Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера: к 50 см3 полученной воды приливают 0,25 см3
15 %-ного раствора гидроокиси калия и 0,5 см3 реактива Нессле­ра. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть ис­пользована для анализа.
Воду хранят в стеклянной бутыли с притертой пробкой.
Бидистиллированную воду, очищенную от ионов аммония, сле­дует применять в ходе анализа и для приготовления всех раство­ров, используемых для определения содержания азота.
Для перегонки воды применяют установку, представленную на черт. 1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1 и 1:100.
Кислота хлорная, 42 или 57%-ный раствор.
Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.
Натрий тетраборнокислый, 10-водный по ГОСТ 4199—76, пере­кристаллизованный: 150 г тетраборнокислого натрия растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см3 воды и полученный раст­вор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы. Кристаллы отсасывают, промывают не­большим количеством холодной воды, затем высушивают на воз­духе 2—3 дня и сохраняют в закрытой посуде.
Кислота борная по ГОСТ 18704—78, 2 %-ный раствор.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:4, 1:100 и раствор молярной концентрацией эквивалента с (1/2НгБО4) = = 0,002 моль/дм3, приготовленный из фиксанала соответствующим разбавлением водой.
Массовую концентрацию раствора серной кислоты устанавли­вают по тетраборнокислому или углекислому натрию.
Массовую концентрацию раствора серной кислоты c(l/2H2S04) = 0,002 моль/дм3 по тетраборнокислому натрию уста­навливают следующим образом: навеску тетраборнокислого нат­рия массой 0,1000 г растворяют в 50 см3 воды и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. 10 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3 приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты c(1/2H2S04) = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в- фиолетовую.
Массовую концентрацию раствора серной кислоты c(1/2H2S04) = 0,002 моль/дм3 по углекислому натрию устанавли­вают следующим образом: навеску углекислого натрия массой 0,1000 г растворяют в 50 см3 воды, раствор переносят в мерную- колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и переме­шивают. 5 см3 раствора переносят в колбу вместимостью 250 см3,, приливают 150 см3 воды, прибавляют несколько капель смеси
индикаторов и титруют раствором серной кислоты c(l/2H2SO4) = = 0,002 моль/дм3 до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.
Массовую концентрацию раствора серной кислоты (с) по азо­ту, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле
т«-28
Z* °
V2m! ’
где т2 — масса навески, соответствующая аликвотной части раст­воров тетраборнокислого или углекислого натрия, г;
28 —молекулярная масса азота;
У2—объем раствора серной кислоты, израсходованной на тит­рование, см3;
тх — молекулярная масса тетраборнокислого натрия, равная 381,38, или углекислого натрия, равная 106.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 40 %-ный раствор: в колбу вместимостью 5 дм3 помещают 1 кг гидроокиси натрия, 10—20і г цинка, 2—3 г медной проволоки и приливают 2,7 дм3 воды. Раствор кипятят до тех пор, пока его объем не достигнет 2,5 дм3. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых бутылях.
Метиленовый голубой.
Метиловый красный по ГОСТ 5853—51.
Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г ме­тиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Цинк металлический гранулированный.
Медь металлическая в виде проволоки.
Натрий сернокислый по ГОСТ 6053—77.
Медь (Н) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165—78.
Калий йодистый по ГОСТ 4232—74.
Ртуть йодная.
Калия гидроокись по ГОСТ 24363—80, 15 %-ный раствор. Раст­вор хранят в полиэтиленовой посуде.
Реактив Несслера: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см3 воды, к раствору прибавляют 17,5 г йодистой ртути и перемеши­вают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см3 раствора гидроокиси калия, перемеши­вают и дают отстояться осадку в течение 3 дней. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.
Приготовление, хранение растворов и реактивов, а также прове­дение анализа следует осуществлять в помещениях, атмосфера ко­торых свободна от аммонийных солей и окислов азота.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (см. черт. 2). С этой целью подают воду в холодильник 7 и подклю­чают водоструйный насос. В реакционную колбу наливают 100 см3 42
раствора гидроокиси натрия, 200 см3 воды, в приемник 9—10 см3 раствора борной кислоты, проверяют систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в приемнике не со­берется 100 см3 дистиллята, который отбрасывают.
2.3.2. Навеску пробы массой, установленной в зависимости от массовой доли азота по табл. 1, помещают в колбу вместимостью 250 см3.
Таблица 1
Массовая доля азота, %
Масса навески пробы, г
От
0,002
ДО
0,01
включ.
2,0
Св.
'0,0'1
»
0,0'3
»
1,0

0,03
»
0,06
»
0,5

Приливают 50 см3 соляной кислоты (1:1), закрывают колбу ловушкой, наполненной соляной кислотой (Г.100), и растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков га­за. Нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест или центрифугируют, промывают 4—5 раз горя­чей серной кислотой (1:100), собирая фильтрат и промывные воды в чистую колбу, и сохраняют. В колбу, в которой проводилось растворение навески, прибавляют 10 г сернокислого натрия и 1 г сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, прили­вают 20 см3 серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка навески. При этом плав принимает густую консистенцию зеленого цвета без видимых частиц остатка. Плав охлаждают, приливают первоначальный фильтрат и раство­ряют соли при нагревании.
После этого приливают 50 см3 хлорной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров хлорной кислоты и окисления хрома. Содержимое колбы охлаждают, приливают 100 см3 воды и нагре­вают до растворения солей, а затем охлаждают.
К аппаратуре присоединяют приемник, в котором находится 50 см3 раствора борной кислоты. Подготовленный и охлажденный раствор пробы осторожно переносят через капельную воронку ус­тановки для определения азота (см. черт. 2) в реакционную колбу, содержащую раствор гидроокиси натрия, очищенную от аммоний­ных солей, как указано в п. 2.3.1.
Колбу и капельную воронку ополаскивают 100 см3 бидистил- лированной воды, нагревают реакционную колбу на электроплитке до температуры 200—250 °С и отгоняют 200 см3 дистиллята в приемник.
Нагревание прекращают, отсоединяют колбу-приемник от сис­темы, обмывают барботер водой и титруют раствором серной кис­лоты c(1/2H2S04) = 0,002 моль/дм3 в присутствии 4—5 капель раст­вора смеси индикаторов до перехода окраски из зеленой в фиоле­товую.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю азота (X) в процентах вычисляют по формуле
(V~V1)'C • 100,
т ’
где V — объем раствора серной кислоты, израсходованный на тит­рование пробы, см3;
Vi — объем раствора серной кислоты, израсходованный наі титрование раствора контрольного опыта, см3;
с — массовая концентрация раствора серной кислоты по азо­ту, г/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 азота, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От
0,002
до
0,005
включ.
0,002
Св.
0,005

0,010
»
0,003
»
0,01

0,02
»
0,005
»
0,02
»
0,06
»
0,007

3. МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

3.1. Сущность метода
Метод основан на восстановительном плавлении пробы в нике­левой ванне в вакууме или в токе газа-носителя.
3.2. Аппаратура
Автоматический анализатор любого типа со всеми принадлеж­ностями для определения азота.
Градуировку анализатора прово