Никель. Методы определения углерода

ГОСТ 13047.2-81

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ

ГОСТ

Методы определения углерода 13047 2 81*
Nickel. Methods for the determination
of carbon Взамен

ГОСТ 13047.2-67

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1981 г. № 5514 срок введения установлен
с 01.01.82
Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)
Настоящий стандарт устанавливает потенциометрический и электрометрический методы определения углерода при массовой доле его в никеле от 0,002 до 0,35 %.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2256—80.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13047.1—81. Контроль точности резуль­татов анализа осуществляют по ГСО.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. МЕТОД ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ

2.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании никеля в токе кислорода при 1350—1400 °С, абсорбции двуокиси углерода в слабощелочном растворе хлористого бария и потенциометрическом титровании раство­ром гидроокиси бария до первоначальной величины pH.
Мешающее влияние двуокиси серы устраняют при помощи раствора хлористортутного натрия или раствора двухромовокислого калия в серной кислоте.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Установка для потенциометрического определения углерода (см. черт. 1) состоит из следующих элементов: баллона с кислородом 7; колонки для очистки кислорода, заполненной цеолитом (13Х, 13А) 2, допускаются другие системы очистки; реометра 5; печи 4 до 1400 °С; фарфоровой трубки 5 с припаянными стеклянными шлифами или с медными муфтами (холодильниками) для охлаждения концов фарфоровой трубки; стеклянного затвора (пробки) 6; штанги для передвижения лодочки магнитом 7; лодочки с навеской никеля 8; пылеуловителя 9, наполненного стеклянной ватой; абсорбционной склянки с хлорнортутным натрием или двухромовокислым калием для поглощения двуокиси серы 10} абсорбционной склянки для поглощения двуокиси углерода 1Г, стеклянного электрода 72; микробюретки 13 с раствором гидроокиси бария; рН-метра 14 с погрешностью измерения pH до 0,02; кранов 15, 16, 17, 18, 19, 20.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание (июль 1999 г.) с Изменением N° 1, утвержденным в июле 1986 г. (ИУС 10—86).
© Издательство стандартов, 1981 © ИПК Издательство стандартов, 1999

Черт. 1

Лодочки фарфоровые, прокаленные в течение 20 мин при температуре от 1350 до 1400 °С. Лодочки хранят в эксикаторе с натронной известью.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, раствор 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220—75, насыщенный раствор в концентрированной серной кислоте.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77.
Ртуть хлорная (HgCl2).
Натрий хлористортутный (Na2HgCl4), раствор: 23,4 г хлористого натрия растворяют в 200 см3 воды, вливают в раствор, содержащий 54,4 г хлорной ртути, растворенной в 200 см3 воды. Раствор перемешивают и разбавляют водой до 1000 см3.
Барий хлористый (ВаС12-2Н2О) по ГОСТ 4108—72 и раствор: 10 г хлористого бария растворяют в 200 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, прибавляют 10 г изобутилового спирта и доливают до метки водой. Для приготовления раствора используют прокипяченную воду, не содержащую двуокись углерода.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77.
Бария гидроокись, титрованный раствор: 2,5 г хлористого бария и 0,7 г гидроокиси натрия растворяют в 50 см3 прокипяченной воды. Раствор фильтруют через плотный фильтр в мерную колбу вместимостью 1000 см3, содержащую 600—700 см3 прокипяченной воды, покрытой «-гепта­ном, и доливают также водой до метки.
1 см3 этого раствора соответствует приблизительно 0,1 мг углерода.
Для определения массовой концентрации раствора гидроокиси бария сжигают навеску стан­дартного образца никеля, стали или железа с массовой долей углерода, близкой к массовой доле углерода в анализируемой пробе, и покрытую 1 г меди в виде стружки (толщина слоя 0,5—1,0 мм). Далее поступают, как указано в п. 2.3.1.
Массовую концентрацию раствора гидроокиси бария (Q, выраженную в граммах углерода на 1 см3 раствора, вычисляют по формуле
С = —
И ’
где т1 — масса углерода в навеске стандартного образца, г,
Vx — объем раствора гидроокиси бария, израсходованный на титрование с учетом контрольного опыта, см3.
Медь металлическая с массовой долей углерода менее 0,001 % в виде стружки.
Спирт бутиловый по ГОСТ 6006—78.
«-Гептан.
Известь натронная.
Аргон по ГОСТ 10157—79 или азот.
Кислород по ГОСТ 5583—78.
Стандартные образцы никеля, железа или стали с известной массовой долей углерода.
1.1, 2.2. (Измененвая редакция, Изм. № 1).
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Склянку 10 наполняют стеклянными шариками диаметром 1—2 мм и раствором хлорис- тортутного натрия (или двухромовокислым калием в серной кислоте), а в поглотительную склянку 11 наливают 120 см3 раствора хлористого бария, покрытого слоем «-гептана. Запасную бутылку бюретки предварительно промывают аргоном и наполняют в присутствии аргона таким образом, чтобы конец воронки находился в органическом слое. Слой «-гептана должен составлять 2—3 мм.
Для предотвращения попадания углекислоты из воздуха в раствор гидроокиси бария запасная бутылка и бюретка должны быть снабжены затворами, наполненными натронной известью.
Раствор в склянке 10 ежедневно меняют или в течение работы доливают, абсорбционный раствор хлористого бария также ежедневно меняют. Абсорбционную склянку промывают раствором соляной кислоты и водой до нейтральной реакции.
Шлифы и краны аппаратуры смазывают силиконовой смазкой.
2.3.2. После достижения температуры 1350—1400 °С закрывают краны 17 и 18, открывают затвор бив холодную часть сжигательной трубки помещают лодочку, содержащую навеску пробы массой 1 г и перемешанную с 1 г медной стружки. Затвор сразу же закрывают и после открытия кранов 77и 18 пропускают кислород со скоростью 10 л/ч в течение 5 мин для промывки аппарата.
Раствором гидроокиси бария устанавливают pH в абсорбционном растворе от 9,9 до 10,2 и значение величины pH записывают. При помощи магнита и штанги 7 помещают лодочку в наиболее нагретую зону фарфоровой трубки.
Вследствие возможного понижения давления в фарфоровой трубке из-за быстрого сжигания навески никеля и опасности выброса растворов необходимо закрыть краны 77и 18в течение первой минуты сжигания или увеличить скорость тока кислорода. Период сжигания пробы — около 15 мин.
Во время сжигания навески никеля непрерывно добавляют раствор гидроокиси бария до выравнивания значения pH.
Через 15 мин доводят pH до исходной величины и отсчитывают израсходованное количество титрованного раствора гидроокиси бария.
Анализ контрольных проб проводят перед определением углерода в навеске никеля и учиты­вают при расчете результатов анализа.
2.3.3. 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю углерода (А) в процентах вычисляют по формуле

(К2- IS) С- 100

Л .
т2
где V2 — объем раствора гидроокиси бария, израсходованный на титрование пробы, см3;
V3 — объем раствора гидроокиси бария, израсходованный на титрование контрольного опыта, см3;
С — массовая концентрация раствора гидроокиси бария, выраженная в г/см3 углерода;
тг — масса навески никеля, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не долж­ны превышать значений, указанных в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля углерода,
Абсолютное допускаемое расхождение,
%
%
От 0,002 до 0,005
0,0005
Св. 0,005 » 0,01
0,001
» 0,01 » 0,02
0,002
» 0,02 » 0,05
0,004
» 0,05 » 0,1
0,008
» 0,1 » 0,2
0,015
» 0,2 » 0,3
0,03

2.4.3. Потенциометрический метод применяют при разногласиях в оценке качества никеля.
2.4.4.

3. ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на сжигании анализируемого образца металла в токе кислорода при 1350—1400 °С в присутствии плавня, поглощении углекислого газа раствором электролита, измене­нии потенциала раствора и восстановлении его первоначальной величины с помощью раствора едкого бария.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Установка для определения массовой доли углерода (см. черт. 2). Допускается использование установки иной конструкции, обеспечивающей заданную точность определения.

Установка состоит из следующих элементов: баллона с кислородом 1, снабженного редукци­онным вентилем 2; склянки Тищенко или Дрекселя 3, содержащей раствор марганцовокислого калия в растворе гидроокиси калия; поглотительной склянки 4 любой конструкции с концентри­рованной серной кислотой; U-образной трубки 5, содержащей хлористый кальций; очистительной фарфоровой трубки 6; поглотительной склянки 7 любой конструкции, содержащей раствор для конструкции с концентрированной серной охлаждения концов фарфоровых трубок; фарфоровой трубки 10 (сжигательной); «Пиролан» длиной 650—750 мм, внутрен­ним диаметром 18—22 мм (выходящие из печи концы фарфоровых трубок должны быть не менее 100 мм); поглотительной склянки любой конструкции 77 с раство­ром бихромата калия в концентрирован­ной серной кислоте; U-образной трубки 72, заполненной стеклянной ватой для удерживания механических примесей; бюретки 13 вместимостью 2—10 см3; стеклянной потенциометрической ячей­ки 14 (черт. 3); стеклянных стаканчиков 75; милливольтметра — микроампермет­ра 16 типа М-198/3 для измерения потен­циала; каломельного электрода 77; двух­трубчатой печи 18 с силитовыми нагревателями; терморегулятора 19.
Потенциометрическая ячейка (черт. 3) состоит из следующих элемен­тов: платинового электрода 7; трубки с шариком 2, подводящей газ в ячейку; горловины ячейки 3; ячейки 4; двух отростков 5 для введения резиновых пробок с электродом и агар-агаровым ключом; агар-агарового ключа 6; медного провода 7; насыщенного каломельного полуэлемента 8; соединительного стакана 9, заполненного насыщенным раствором хлористого калия; пористой стеклянной пластинки (фильтр № 2) 10; стеклянного крана 11.
Лодочки фарфоровые № 2 по ГОСТ 9147—80.
П