ГОСТ 11739.20-82

УДК 669.715:543.06:006.354    Группа    В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения титана

ГОСТ

11739.20—82

(СТ СЭВ 1549-79)

Aluminium casting and deformable alloys. Methods for determination of titanium

Взамен ГОСТ 11739.20-78

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 6 июля 1982 г. № 2603 срок введения установлен

Постановлением Госстандарта СССР от 03.12.87 № 4365 срок действия продлен

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения титана (при массовой доле титана от 0,005 до 0,5 % и от 0,01 до 0,7 %) для сплавов, не содержащих ванадий, церий, молибден, хром.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1549—79.

1.1.    Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 25086—87.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА (ОТ 0,005 ДО 0,5 % )

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в соляной кислоте или в растворе гидроокиси натрия с последующим восстановлением трехвалентного железа и пятилевалентного ванадия в сернокислой среде в присутствии сульфата меди аскорбиновой кислотой, образовании окрашенного комплексного соединения титана с дианти-пирилметаном и измерении оптической плотности раствора при длине волны 400 нм.

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

с 01.07.83

до 01.07.93

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

★

Переиздание, Ноябрь 1989 г.

ГОСТ 11739.20-82 С. 2

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 г/см³, разбавленная 1:1 и 1:50.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, плотностью 1,84 г/см³, разбавленная 1:1, 1:6, 1:19 и 1 н. раствор.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,40 г/см³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 20 %-ный раствор.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, 40 %-ный раствор.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, 30 %-ный раствор.

Калий пиросернокислый (K2S2O7) по ГОСТ 7172-76, безводный.

Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78, 5 %-ный раствор.

Кислота аскорбиновая, 2 % -ный свежеприготовленный раствор.

Диантипирилметан, 5 %-ный раствор в 1 н. растворе серной кислоты. Для ускорения растворения раствор нагревают до 40— 50 °С. Для стабилизации диантипирилметана к раствору добавляют 3—5 г аскорбиновой кислоты. Раствор хранят в темном сосуде.

Титана двуокись по ГОСТ 9808-84.

Титан металлический.

Стандартные растворы титана.

Раствор А: 0,1670 г двуокиси титана, предварительно прокаленной при температуре 1000 °С в течение 30 мин и охлажденной в эксикаторе, сплавляют в платиновом тигле с 5 г пиросульфата калия. Охлажденный тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 400 см³, добавляют 100 см³ раствора серной кислоты (1:1) и растворяют плав при нагревании. Тигель промывают примерно 60 см³ воды и нагревают до получения прозрачного раствора. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, содержащую 100 см³ раствора серной кислоты (1:1) и перемешивают. После охлаждения доливают до метки раствором серной кислоты (1:19) и перемешивают или

0,1000 г титана растворяют при нагревании в стакане вместимостью 600 см³ в 100 см³ раствора серной кислоты (1:6). Добавляют 1 см³ азотной кислоты и далее нагревают до удаления окислов азота. После охлаждения переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, содержащую примерно 200 см³ раствора серной кислоты (1:1), доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,1 мг титана.

Раствор Б: 10 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ раствора серной кислоты (1:1) . доливают до метки водой и перемешивают.

V* 5 Зак. 2041

137

С. 3 ГОСТ 11739.20-82

1 см³ раствора Б содержит 0,01 мг титана.

2.3. Проведение анализа

2.3.1.    Взвешивают навеску сплава массой 0,5 г при массовой доле титана менее 0,05 % или 0,25 г при массовой доле свыше 0,05%.

2.3.1.1.    Навеску сплава помещают в стакан вместимостью 250 см³ и в зависимости от массы пробы растворяют в 10 или 20 см³ раствора соляной кислоты (1:1), прибавляя по каплям 3 см³ раствора перекиси водорода. Во время растворения стакан накрывают часовым стеклом. После растворения пробы избыток перекиси водорода удаляют кипячением, часовое стекло и стенки стаканов промывают водой, а раствор упаривают до выпадения влажных солей. Остаток растворяют в небольшом количестве горячей воды.

2.3.1.2.    При массовой доле кремния не более 2 % растворяют сплав в растворе гидроокиси натрия. Навеску сплава в пластмассовом стакане в зависимости от величины навески растворяют в 15 или 10 см³ раствора гидроокиси.натрия, добавляя небольшими порциями 10 или 15 см³ раствора перекиси водорода. Во время растворения стакан накрывают часовым стеклом. После растворения навески избыток перекиси водорода удаляют кипячением в течение 10—15 мин, а часовое стекло и стенки стакана ополаскивают водой. Затем раствор охлаждают ц добавляют 20—30 см³ раствора серной кислоты (1:1). Раствор упаривают до влажных солей. К остатку добавляют примерно 100 см³ горячей воды и слабо нагревают в течение 20 мин.

2.3.2.    Раствор, полученный после кислотного или щелочного растворения, фильтруют через фильтр средней плотности в стакан вместимостью 250 см³, содержащий 4 см³ раствора серной кислоты (1:1). Остаток на фильтре промывают горячим раствором соляной кислоты (1:50), затем до нейтрализации — горячей водой. Фильтрат упаривают до объема примерно 40 см³. Фильтр с осадком прокаливают в платиновом тигле при температуре примерно 500 °С, остаток увлажняют 3—4 каплями раствора серной кислоты (1:1) и 3—4 каплями азотной кислоты и затем приливают 2—5 см³ раствора фтористоводородной кислоты. Выпаривают досуха и прокаливают тигель при 600—700 ^СС. Остаток сплавляют с 0,5—1 г пиросернокислого калия. Плав в тигле растворяют в 5 см* раствора серной кислоты (1:6), раствор присоединяют к основному фильтрату, тигель промывают раствором серной кислоты (1:6) и промывную жидкость присоединяют к первому фильтрату.

Объединенный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Отбирают аликвотную часть анализируемого раствора и доливают раствор серной кйслоты (1:1) объемами согласно табл. 1.

2.3.3.    Раствор контрольного опыта готовят по пп. 2.3.1 и 2.3.2

ГОСТ 11739.20-82 С. 4

аналогично анализируемому    раствору, но без добавления

сплава.

2.3.4. Для построения градуировочного графика в восемь мерных колб вместимостью 100 см³ каждая отмеряют по 25 см⁹ раствора серной кислоты (1:1) и 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 и 14,0 см³ раствора Б, что соответствует 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12 и 0,14 мг титана. В восьмую колбу раствор титана не добавляют.

Таблица 1

2.3.5. Растворы в мерных колбах вместимостью 100 см⁹ разбавляют водой до 60—70 см³, добавляют две капли раствора сернокислой меди, 5 см³ раствора аскорбиновой кислоты и затем 10 см³ раствора диантипирилметана. После добавления каждого реактива растворы перемешивают, доливают до метки водой и вновь перемешивают. Оптическую плотность растворов измеряют через I ч при длине волны 400 нм. Раствором сравнения служит вода.

По полученным значениям оптических плотностей и известным содержанием титана строят градуировочный график.

2.4. О б р а б о т к а результатов

2.4.1. Массовую долю титана (X) в процентах вычисляют по формуле

Х=

(т_г—т_г)У_г m-V₂

•100,

где /п_{ — масса титана в аликвотной части раствора сплава, найденная по градуировочному графику, г; т₂ — масса титана в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;

V, — общий объем анализируемого раствора, см³;

V₂ — объем аликвотной части раствора, см³; т — масса навески сплава, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

139

Таблица 2

Массовая доля гитана, %

Абсол ютяыо допускаемые расхождения, %

От 0,006 до 0,01 Св. 0,01 » 0,05 » 0,05 » 0,il » 0,1    »    0,3

» 0,3    »    0,5

0,003

0,005

0,01

0,03

0,05

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИТАНА (ОТ 0,01 ДО 0,7%)

3.1.    Сущность метода

Метод основан на реакции взаимодействия титана с перекисью водорода в кислой среде, в результате чего образуется перекисное соединение титана желтого цвета. Метод не применим к сплавам, легированным ванадием, церием, молибденом и хромом.

3.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Смесь кислот, состоящая из 10 частей серной кислоты (1:3) и одной части соляной кислоты (1:1).

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Двуокись титана по ГОСТ 9808-84, х. ч.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Калий пиросульфат по ГОСТ 7172-76.

Стандартный раствор титана: навеску двуокиси титана массой 0,1663 г сплавляют в фарфоровом тигле с 20-кратным количеством пиросульфата. Плав растворяют без нагревания, а затем при нагревании в 150 см³ серной кислоты (1:3). Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и тщательно перемешивают.

1 см³ полученного раствора содержит Ь10^-4 г титана.

Устанавливают титр раствора титана: в три колбы отбирают по 50 см³ приготовленного раствора, нагревают раствор до кипения и осаждают титан раствором аммиака. Осадку ортотитановой кислоты дают отстояться в течение 30 мин при 60—70 °С, отфильтровывают его, промывают на фильтре три-четыре раза горячей водой, фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, сжигают и прокаливают при 1200—1250°С.

140

ГОСТ 11739.20-82 С. 6

Титр стандартного раствора титана в формуле

7=

/«•0,5995

50

г/см³ вычисляют по

где т — масса прокаленной двуокиси титана, г;

0,5995 — коэффициент пересчета двуокиси титана на титан;

50 — аликвотная часть стандартного раствора титана, см³.

3.3. Проведение анализа

Навеску сплава массой 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 50 см³ смеси кислот и растворяют при умеренном нагревании. После растворения тотчас же отфильтровывают нерастворившиеся медь и кремний, осадок на фильтре промывают пять-шесть раз горячей водой, подкисленной серной кислотой, собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью 100 см³ при массовой доле титана до 0,2 % и вместимостью 250 см³ при массовой доле титана свыше 0,2 %.

Раствор в колбе охлаждают, добавляют 3—5 капель перекиси водорода, доливают водой до метки и перемешивают. Оптическую плотность полученного окрашенного раствора измеряют на фотоколориметре с синим светофильтром с максимумом пропускания лучей длиной волны Я=458 нм в кювете с толщиной слоя 50 мм.

Раствором сравнения служит раствор одновременно проведенного контрольного опыта со всеми применяющимися реактивами.

3.3.1.    При массовой доле кремния более 2 % осадок после растворения сплава фильтруют и промывают, помещают фильтр с осадком в платиновый тигель, озоляют, прокаливают, затем отгоняют кремний, обрабатывая осадок азотной и фтористоводородной кислотами. Остаток после обработки сплавляют в 2 г пиросульфата калия и выщелачивают водой. Полученный раствор присоединяют к основному раствору и переводят в мерную колбу для дальнейшего анализа.

3.3.2.    Для определения содержания титана строят два градуировочных графика:

для массовой доли титана от 0,01 до 0,1 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ приливают из микробюретки стандартный раствор титана в количестве от 1 до 10 см³ с интервалом в 1 см³ и далее проводят анализ, как указано в п. 3.3;

для массовой доли титана от 0,1 до 0,7 % в мерные колбы вместимостью 250 см³ приливают из бюретки стандартный раствор титана в количестве от 10 до 70 см³ с интервалом 10 см³ и далее анализ проводят как указано в п. 3.3.

По полученным данным строят градуировочные графики.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю титана в процентах находят по градуировочному графику.

141

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов двух параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

142