Порошок железный. Методы определения марганца

УДК R69.ll—492.001.4 : 006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОШОК ЖЕЛЕЗНЫЙ

Методы определения марганца
Iron powder.
Methods for the determination of manganese

ОКСТУ 0809

Дата введения 01.07.92
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический персуль- фатный (при массовой доле марганца от 0,1% и выше) и фото­метрический (при массовой доле марганца от 0,02 до 0,8%) мето­ды определения марганца в железном порошке.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА

2.1. Сущность метода
Метод основан на окислении двухвалентного марганца надсер­нокислым аммонием в присутствии катализатора азотнокислого серебра до марганцевой кислоты с последующим титрованием се­ми® а лен тн о г в марганца растворомарсенит-нитрита натрия. В каче­стве титрованного раствора допускается также использование рас­твора тиосульфата натрия.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 2 : 3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Смесь кислот: к 500 см3 воды осторожно, при непрерывном пе­ремешивании, приливают 125 см3 серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см3 ортофосфорної"! кислоты и 275 см3 азотной кис­лоты и перемешивают.
Аммоний надсернокислый (персульфат) по ГОСТ 20478, све­жеприготовленный раствор с массовой долей 15%.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой до­лей 0,1%.
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
Натрий углекислый кислый по ГОСТ 4201.
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, раствор с массовой долей 15%.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197.
Натрий мышьяковистокислый, содержащий азотистокислый натрий (арсенит-нитрит натрия), титрованный раствор: 0,2 г мышь­яковистого ангидрида помещают в стакан вместимостью 600 см3, растворяют в 25 см3 раствора гидроксида натрия с кассовой долей 15% при умеренном нагревании и непрерывном размешивании. Раствор разбавляют водой до 200 см3, охлаждают, приливают раз­бавленную серную кислоту до кислой реакции по лакмусу и до­бавляют избыток ее 2—3 см3. Избыток серной кислоты нейтрали­зуют углекислым кислым натрием по лакмусу. К полученному раствору прибавляют 0,85 г азотистокислого натрия и перемеши­вают до растворения соли. Содержимое стакана переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки, тща­тельно перемешивают.
Раствор а рее нит-нитрит а натрия можно также приготовить из мышьяковистокислого натрия: 0,4 г мышьяковистого натрия раст­воряют в 200 см3 воды, прибавляют 0,75 г азотистокислого натрия, перемешивают до полного растворения, разбавляют водой до ' дм3 и тщательно перемешивают.
Натрия тиосульфат кристаллический (серноватистокислый) по ГОСТ 244, титрованный раствор: 0,65 г тиосульфата натрия раст­воряют на холоду в 1 дм3 свежепрокипяченной и охлажденной во­ды. К полученному раствору для его стабилизации г добавляют 0,2 г углекислого натрия, тщательно перемешивают и дают отсто­яться 10 сут. Раствор тиосульфата натрия хранят в темных склян­ках, защищенных от действия окислителей и углекислого газа воздуха.
Устанавливают массовую концентрацию раствора мышьяковис­токислого натрия и серноватистокислого натрия по стандартному образцу стали, близкому по химическому составу и массовой доле марганца к анализируемому железному порошку.
Массовую концентрацию раствора арсенита-нитрита натрия или тиосульфата натрия (Г), выраженную в граммах марганца на 1 см3 раствора, вычисляют по формуле
у, Сст-т
' ~~V’-100 ’
где Сет— массовая доля марганца в стандартном образце, %; т — масса стандартного образца, г;
V — объем раствора арсенита-нитрита натрия или тио­сульфата натрия, израсходованный на титрование, см3.
2.3. Проведение испытания
При определении массовой доли марганца берут-навеску желез­ного порошка массой 1 г (при массовой доле марганца от 0,1 до 0,2%); 0,2 г (при массовой доле марганца от 0,2% и выше) и по­мещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, Приливают 30 см3 смеси кислот и содержимое колбы умеренно нагревают до растворения всей навески. Раствор кипятят 5 мин для удаления окислов азота. К раствору прибавляют 100 см3 воды, 5 см3 раство­ра азотнокислого серебра, 20 см3 свежеприготовленного раствора надсернокислого аммония, доводят до кипения и кипятят содержи­мое колбы не более 1 мин. Колбу с раствором снимают с Г :'ТЫ, выдерживают в теплом месте 5‘мин (до прекращения выделения пузырьков кислорода). Затем охлаждают в проточной воде до ком­натной температуры и немедленно титруют марганцовую кислоту раствором арсенита-нитрита натрия (или тиосульфата натрия). Титрованный раствор приливают со скоростью 5—6 см3/мин до пе­рехода окраски титруемого раствора в бледно-розовую, последую­щие порции раствора прибавляют по каплям до полного исчезно­вения розовой окраски.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле

Х-= (У-Ю-ТМОО

т
где V — объем раствора арсенита-нитрита натрия или тиосуль­фата натрия, израсходованный на титрование раствора пробы, см3;
Vi — объем раствора арсенита-нитрита натрия или тиосуль­фата натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
Т — массовая концентрация раствора арсенита-нитрита нат­рия или тиосульфата натрия, выраженная в г/см3 мар­ганца; (
т — масса навески железного порошка, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в таблице.
Массовая доля марганца, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,02 до 0,05 включ.
Св. 0,05 » 0,20 »
» 0,20 » 0,40 »
» 0,40 » 0,80 »
0,005
0,01
0,02
0,03

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА

3.1. Сущность метода
Метод основан на окислении ионов двухвалентного марганца до семивалентного перйодатом калия в сернокислом растворе. Оп­ределению мешают ионы трехвалентного железа. Для их маски­ровки, а также с целью предотвращения образования нераствори­мых соединений перйодата марганца применяют фосфорную кисло­ту.
3.2. Аппара ту р а, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1 : 1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Смесь кислот для растворения: к 500 см3 воды осторожно при непрерывном помешивании' приливают 90 см3 серной кислоты, ох­лаждают и приливают 275 см3 азотной кислоты.
Смесь се_рной и фосфорной кислот: к 700 см3 воды осторожно при непрерывном перемешивании приливают 150 см3 серной кис­лоты, охлаждают, приливают 150 см3 фосфорной кислоты, переме­шивают и охлаждают.
Калий йоднокислый (перйодат) по нормативно-технической до­кументации.
Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 3%.
Карбонильное железо, ос. ч.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.
Вода, свободная от восстанавливающих веществ: в колбу вмес­тимостью 2 дм3 наливают 1 дм3 воды, приливают по каплям сер­ную кислоту до pH 3 по универсальной индикаторной бумаге и на­гревают до кипения, затем колбу снимают с плиты; прибавляют несколько кристаллов перйодата калия, кипятят 5 мин и охлаж­дают.
Стандартные растворы марганца.
Раствор А: 0,2877 г марганцовокислого калия помещают в ста­кан вместимостью 250 см3 и растворяют в 100 см3 воды, добавля­ют 20 см3 разбавленной серной кислоты, нагревают, добавляют по каплям раствор перекиси водорода до обесцвечивания и выпари­вают раствор до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, прибавляют 50 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят водой до метки и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,0001 г марганца.
Раствор Б: 200 см3 стандартного раствора А помещают в мер­ную колбу вместимостью 1 дм3, доводят водой до метки и переме­шивают, готовят перед применением.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,00002 г марганца.
3.3. Проведение анализа
Для определения марганца берут следующие навески железно­го порошка массой: 1 г (при массовой доле марганца от 0,02 до 0,20%), 0,5 г (при массовой доле марганца от 0,20 до 0,40%), 0,25 г (при массовой доле марганца от 0,40 до 0,80%) и помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 смеси кислот и раство­ряют при умеренном нагревании. После растворения железного порошка раствор кипятят 3—5 мин до удаления окислов азота. Содержимое стакана охлаждают, добавляют 20 см3 воды, перено­сят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора 10 см3 помеща­ют в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3 годы, 15 см3 смеси серной и фосфорной кислот, 0,5 г йоднокислого калия. Содержимое колбы нагревают до кипения, кипятят 3 мин и выдерживают в теплом месте 10 мин. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность анализируемого раствора измеряют на спектрофотометре при Х = 525 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания при ^ = 525—530 нм.
Раствором сравнения служит навеска карбонильного железа, проведенная через все стадии анализа.
Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику.
3.3.1. Построение градуировочного графика
В семь конических колб вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г карбонильного железа и в шесть из них последовательно до­бавляют 1, 3, 5, 7, 9, 11 см3 стандартного раствора Б марганца, что соответствует 2-Ю5; 6-Ю-5; 1 • 10'4; 1,4- 104; 1,8- 10~4; 2,2 • 10 ч г марганца. В седьмой колбе проводят контрольный опыт на содержание марганца в реактиве. Затем приливают по 20 см3 смеси кислот для растворения. Раствор кипятят до удаления окис­лов азота, прибавляют по 25 см3 воды, 0,5 г йоднокислого калия, кипятят в течение 3 мин и оставляют в теплом месте на 10 мин. Растворы охлаждают, переливают в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Значение оптической плотности окрашенных растворов изме­ряют на спектрофотометре при длине волны 525 нм или на фото­электрок