ГОСТ 11739.12-98

ГОСТ 11739.12-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения марганца

Издание официальное

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ Минск

ГОСТ 11739.12-98

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН ОАО «Всероссийский институт легких сплавов* (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандарт и за и и и МТК 297 «Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2    ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 1998 г. № 14—98)

3    Постаноатением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 апреля 1999 г. № 132 межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.12-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с I января 2000 г.

4    ВЗАМЕН ГОСТ 11739.12-82

© И ПК Издательство стандартов. 1999

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России

II

ГОСТ 11739.12-98

Содержание

1    Область применения........................................................ I

2    Нормативные ссылки.......................................................I

3    Общие требования.........................................................I

4    Фотометрический метод    определения марганца.................................... I

5    Атомно-абсорбционный    метод определения    марганца. ..............................4

Приложение А Библиография..................................................7

III

ГОСТ 11739.12-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ .АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения марганца

Aluminium casting and wrought alloys.

Methods for determination of manganese

Дата введения 2000—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический и атомно-абсорбционный методы определения марганца при массовой доле от 0,005 до 2,0 %.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 195-77 Натрий сернистокислый. Технические условия 1‘ОСГ 2603—79 Ацетон. Технические условия ГОСТ 31IX—77 Кислота соляная. Технические условия ГОСТ 403Х—79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия ГОСТ 4197-74 Натрий азотистокислый. Технические условия ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия ['ОСТ 432Х—77 Натрия гидроокись. Технические условия ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

[‘ОСТ 5457—75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 600Х—90 Марганец металлический и марганец азотированный. Технические условия

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 9656-75 Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 104X4—78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

[‘ОСТ 10929—76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11069— 74 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия

['ОСТ 250X6—87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

3    Общие требования

3.1    Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.

3.1.1    За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

4    Фотометрический метод определения марганца

4.1    Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия, окислении двухвалентного марганца до семивалентного в кислой среде (с молярной концентрацией кислот более 3,5 моль/дм³) йоднокислым калием и измерении оптической плотности раствора при длине волны 525 нм.

Издание официальное

I

ГОСТ 11739.12-98

4.2    Л п п а р а т у р а , реактивы и раствори

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Вода, не содержащая восстановителей: к 1000 см³ воды приливают 10 см³ серной кислоты, перемешивают, доводят до кипения. добаазяют несколько кристаллов йоднокислого калия, кипятят в течение 10 мин и охлаждают до комнатной температуры.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328. раствор 200 г/дм³. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см³ и раствор 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35—1,40 г/см³.

Кислота ортофосфорпая по ГОСТ 6552 плотностью 1,70 г/см³.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195.

Натрий азотнстокислый по ГОСТ 4197. раствор 20 г/дм³. Готовят перед применением.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота борная по ГОСТ 9656, насыщенный раствор: 50 г борной кислоты помешают в коническую колбу вместимостью 2 дм³, приливают 950 см³ воды, растворяют при умеренном нагревании, перемешивают и охлаждают до комнатной температуры.

Кислота борофтористоводородная: к 200 см³ фтористоводородной кислоты при температуре (20±2) “С добавляют порциями 800 см³ раствора борной кислоты и перемешивают. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Калий йоднокислый по 111, раствор 50 г/дм³: 25 г йоднокислого калия помешают в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 200 см³ воды. 100 см³ азотной кислоты, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 5(H) см³, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед применением.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Адсорбент (манерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента*) помещают в стакан вместимостью 500 см³, приливают 300 см³ горячей воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Мн998.

Если поверхность металлического марганца покрыта окисной пленкой, ее очищают. Для этого 2—3 г марганца помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ воды и 40 см³ раствора серной кислоты. Содержимое стакана перемешивают и через несколько минут, когда поверхность металла станет блестящей, раствор сливают, стружку промывают водой, дважды промывают ацетоном. высушивают в сушильном шкафу при температуре 100—105 “С в течение 2—3 мин и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.

Стандартные растворы марганца.

Раствор А: I г марганца помещают в высокий стакан вместимостью 400 см³, приливают 45—50 см³ воды, 20 см³ раствора серной кислоты, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор кипятят в течение 2—3 мин при слабом нагревании и охлаждают до комнатной температуры. Стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором провопили растворение. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Допускается приготовление раствора другим способом: 2,8776 г марганцовокислого калия помешают в высокий стакан вместимостью 400 см³, растворяют в 200 см³ воды и 20 см³ раствора серной кислоты. К раствору добавляют несколько кристаллов сернистокислого натрия до обесцвечивания раствора, избыток восстановителя удаляют осторожным кипячением в течение 5—6 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I см³ раствора содержит 0.001 г марганца.

Раствор Б: 100 см³ стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I см³ раствора содержит 0.0001 г марганца.

4.3    Проведение анализа

4.3.1 Навеску пробы массой 1 г помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 см³ и приливают небольшими порциями 40 см³ раствора гидроокиси натрия. После прекращения бурной реакции стакан нагревают до полного растворения пробы и при умеренном нагревании, избегая разбрызгивания, выпаривают раствор до получения густой сиропо-

2

ГОСТ 11739.12-98

образной консистенции. Затем раствор охлаждают, стенки стакана обмывают минимально возможным объемом горячей поды (не более 30 см³) и умеренно нагревают. Щелочной раствор охлаждают, осторожно переводят в стеклянный стакан вместимостью 250—300 см⁵, содержащий 30 см³ раствора серной кислоты и 10 см³ азотной кислоты. Стенки фторопластового стакана обмывают небольшими порциями горячей воды, присоединяя промывные поды к кислому раствору в стеклянном стакане. Для удаления выделившихся и прилипших к стенкам фторопластового стакана частиц гидроокиси марганца часть испытуемого кислого раствора переливают обратно в стакан, доба&тяют 2—3 капли раствора азотистокислого натрия и, вращая стакан, ополаскивают раствором стенки. Раствор выливают в стеклянный стакан, фторопластовый обмывают несколькими порциями горячей воды и присоединяют промывные волы к раствору в стеклянном стакане.

4.3.1.1    При массовой доле марганца менее 0.1 % объем раствора доводят водой до 65 см³ и перемешивают.

4.3.1.2    При массовой доле марганца более 0,1 % раствор переводят в мерную колбу в соответствии с таблицей 1. охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.

4.3.1.3    Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 1 помешают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают серную и азотную кислоты в объемах, указанных в таблице I, воду до объема 65 см³ и перемешивают.

4.3.1.4 Одновременно с анализом пробы проводят контрольный опыт: в коническую колбу вместимостью 250 см³ приливают 8—10 см³ воды, 8 см³ раствора серной кислоты, 2 см³ азотной кислоты, воду до объема 65 см³ и перемешивают.

4.3.2    При массовой доле марганца менее 0,1 %, а кремния более 10,0 % навеску пробы массой I г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 20 см³ раствора серной кислоты, 10 см³ азотной кислоты. 2 см³ раствора борофтористоводородной кислоты и умеренно нагревают до растворения пробы.

Раствор кипятят 2—3 мин для удаления окислов азота, доливают горячей водой до объема 50 см³, добавляют немного адсорбента и нагревают 2—3 мин. Затем фильтруют через плотный фильтр («синяя лента»), фильтр с осадком 2—3 раза промывают горячей водой и собирают фильтрат в коническую колбу вместимостью 250 см³ (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500— 600 *С. После охлаждения приливают 5—10 капель серной кислоты, 5—10 см³ фтористоводородной кислоты, по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см³) до получения прозрачного раствора.

Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см³ горячей воды, добавляют 3—5 капель серной кислоты и нагревают до растворения остатка. После охлаждения раствор присоединяют к основному раствору (при необходимости фильтруют). Основной раствор выпаривают до объема 65 см³.

Одновременно с анализом пробы по 4.3.1.3 проводят контрольный опыт со всеми реактивами, используемыми в ходе анализа.

4.3.3    К растворам пробы и контрольного опыта, приготовленным по 4.3.1.1—4.3.1.4, 4.3.2, приливают по 5 см³ ортофосфорной кислоты и нагревают почти до кипения (до температуры 90—95 ‘С), осторожно приливают по 10 см³ раствора йоднокислого калия и выдерживают при этой температуре до появления характерной малиново-фиолетовой окраски. Растворы нагревают еще в течение 5 мин (или 15—30 мин, если содержание марганца в них менее 0,2 мг). охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³ каждая, предварительно промытые водой, не содержащей восстановителей, и доливают этой же водой до метки.

3

ГОСТ 11739.12-98

4.3.4    Оптическую плотность растворов измеряют при длине волны 525 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Раствором сравнения служит вода.

Сначала измеряют оптическую плотность окрашенных растворов, затем добавляют по 1—2 капли раствора азотистокислого натрия до обесцвечивания растворов и повторяют измерение. Оптическую плотность раствора пробы /1, вычисляют по разности этих двух значений.

Аналогичным образом проводят измерение оптической плотности раствора контрольного опыта А₂.

Оптическую плотность раствора пробы А вычисляют по формуле

А = Л, - А,.    (I)

Массу марганца определяют по градуировочному графику.

4.3.5    Построение градуировочного графика

4.3.5.1    При массовой доле марганца от 0.005 до 2,0 %

В семь конических колб вместимостью 250 см³ каждая отмеряют 0.5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0;

20.0    см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0.0002; 0,0005; 0,001; 0.0015; 0,002 г марганца, приливают по 15 см³ раствора серной кислоты, по 10 см³ азотной кислоты, воду до объема 65 см³, добавляют по 5 см³ ортофосфорной кислоты и продолжают по 4.3.3, 4.3.4.

4.3.5.2    При массовой доле марганца менее 0,1 % и кремния более 10.0 %

В семь конических колб вместимостью 250 см³ каждая отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 4.0; 6,0; 10,0;

15.0    см³ стандартного раствора Б. что соответствует 0.00005; 0,0001; 0.0002; 0,0004; 0,0006; 0,001; 0,0015 г марганца, приливают по 8 см³ раствора серной кислоты, по 2 см³ азотной кислоты и по 2 см³ борофтористоводородной кислоты, воду до объема 65 см³, добавляют по 5 см³ ортофосфорной кислоты и продолжают по 4.3.3, 4.3.4.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам марганца строят градуировочный график.

4.4 Обработка результатов

4.4.1    Массовую долю марганца X, %, вычисляют по формуле

X =— 100 ,    ⁽²⁾

т ,

где т — масса марганца в растворе пробы,найденная по градуировочному графику,г;

/я, — масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора,г.

4.4.2    Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

5 Атомно-абсорбционный метод определения марганца

5.1    Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279.5 нм в пламени ацетилен-воздух.

5.2    Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником ихтучения для марганца.

Печь муфельная.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

4

ГОСТ 11739.12-98

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1.19 г/см³, раствори 1:1 и 1:99.

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1.84 г/см³.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1.35—1,40 г/см³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор 2 г/дм³.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки Л999.

Раствор алюминия 20 г/дм³: 10 г алюминия пометают в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 1 см³ раствора хлорида никеля (II), небольшими порциями 350 см³ раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании.

В раствор добавляют 3—5 капель пероксида водорода и кипятят его в течение 3—5 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Марганец металлический по ГОСТ 6008 марки Ми998.

Если поверхность металла покрыта окисной пленкой, то ее очишают, как указано в 4.2.

Стандартные растворы марганца.

Раствор Л: 0.4 г марганца помешают в высокий стакан вместимостью 400 см³, приливают 50 см³ воды. 15 см³ раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0.0004 г марганца.

Раствор Б: 10 см³ раствора Л переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I см³ раствора содержит 0.00004 г марганца.

5.3 Проведение анализа

5.3.1    Навеску пробы массой 1 г помешают в коническую колбу вместимостью 250 см³. приливают 30 см³ воды и осторожно, небольшими порциями 30 см³ раствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3—5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3—5 мин.

5.3.1.1    Прозрачный раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.1.2    Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см³ через фильтр средней плотности («белая лента»), осадок промывают 2—3 раза горячил» раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5—10 см³ и собирают фильтрат в ту же колбу (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют. не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 -600 "С в течение 3—5 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5—10 см³ фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см³) до получения прозрачного раствора.

Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см³ раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через м&зенькнй плотный фильтр («синяя лента*), присоединяя его к основному раствору в мерной колбе вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.2    В зависимости от массовой доли марганца аликвотную часть раствора помешают в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 3, приливают раствор соляной кислоты 1:1 (см. таблицу 3), доливают водой до метки и перемешивают.

5

ГОСТ 11739.12-98

5.3.3    Раствор контрольного опыта готоият по 5.3.1 н 5.3.2. используя вместо навески пробы навеску алюминия.

5.3.4    Построение гравировочного графика

5.3.4.1    При массовой доле марганца от 0,005 до 0,05 %

В восемь мерных колб вместимостью 100 см³ каждая приливают по 50 см³ раствора алюминия, по 5 см³ раствора соляной кислоты 1:1, в семь из них отмеряют 1.0; 2,5; 5,0; 7,5; 10.0; 12,5; 15,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,00004; 0.0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0.0005; 0.0006 г марганца, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.4.2    При массовой доле марганца от 0,05 до 0,2 %

В шесть мерных колб вместимостью 100 см³ каждая приливают по 12,5 см³ раствора алюминия, по 5 см³ раствора соляной кислоты 1:1, в пять из них отмеряют 2,5; 5.0; 7,5; 10.0; 15,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0.0001; 0,0002; 0.0003; 0,0004; 0.0006 г марганца, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.4.3    При массовой доле марганца от 0,2 до 2.0 %

В восемь мерных колб вместимостью 100 см³ каждая приливают по 2,0 см³ раствора алюминия, по 10 см³ раствора соляной кислоты 1:1, в семь из них отмеряют 1,0; 2.5; 5.0; 7,5; 10,0; 15,0; 20,0 см³ стандартного раствора Б. что соответствует 0,00004; 0,0001; 0.0002: 0,0003; 0,0004; 0.0006: 0.0008 г марганца, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.5    Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию марганца при длине волны 279.5 нм.

5.3.6    По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям марганца строят градуировочный график в координатах: «Значение атомной абсорбции — массовая концентрация марганца, г/см³*.

Массовую концентрацию марганца в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

5.4 Обработка результатов

5.4.1    Массовую долю марганца Л',, %, вычисляют по формуле

( С, — С j ) • V    (3)

х. - —1-;--100,    ^w

¹    т

где С, — массовая концентрация марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см³;

С₂ — массовая концентрация марганца в растворе контрольного опыта,найденная по градуировочному графику, г/см³;

V — обьем раствора пробы,см³;

т — масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора,г.

5.4.2    Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

6

ГОСТ 11739.12-98

ПРИЛОЖЕНИЕ А (сираночное)

Библиография

111 ТУ 6-09-02-364—S3 Калий йоднокислый (Уральский завод химических реактивов — г. Верхняя Пышма Свердловской ofxi.)

7

ГОСТ 11739.12-98

УДК 669.715.001.4:006.354    МКС77.120.10    В59    ОКСТУ    1709

Ключевые слова: сплавы алюминиевые, методы определения марганца, аппаратура, реактивы, растворы, анализ

Ре лак гор Л. И. Нахимова Технический редактор 0.1/. Власова Корректор Р.А. И гит от а Компью гериая верстка Л.А. А'ргголой

Над. лиц. Si 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 1)7.05.99. Подписано о печать 07.06.99. Уел. печ. д. 1,41). Уч.*иха. л. 0,90.

Тираж 389 >кл. С2966. Зак. 479.

ИПК И иательство сганларюв. 107076. Москва. Колодеаиый пер.. 14.

Наорано и Издательстве на ПЭВМ Филиал ИГ1К Мидательство сгаиаарюв — тин. “Московский печатник". Москва. Лялин пер.. 6.

Плр 080102