ГОСТ 2642.5-86

УДК 666.76:543.06:006.354    Группа    И29>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 мал 1906 г. К« 1311 срок действия установлен

с 01.07.87 до 01.07.92

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, материалы и изделия кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземо-известковые, магнезиальные, магнезиально-известковые, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-силикат^ ные и карбидкремниевые и устанавливает методы определения окиси железа:    фотометрический    метод    с    сульфосалициловой

кислотой при массовой доле окиси железа от 0,5 до 6%; фотометрические методы при массовой доле окиси железа от 0,01 до< 2,5 % с использованием в качестве комплексообразователя 1,10-фенантролина; комплексонометрические методы при массовой доле окиси железа от 0,3 до 10 %; титриметрический титанометрический метод анализа для хромсодержащих огнеупоров без предварительного отделения хрома при массовой доле окиси железа от 2,5 до 20 % и атомно-абсорбционный метод при массовой доле окиси железа от 0,01 до 0,6 %.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 970—78, СТ СЭВ 971 — 78 и СТ СЭВ 2888—81.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ' 2642.9—86.

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

★

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА (при массовой доле окиси железа от 0,5 до 6%)

Метод основан на измерении оптической плотности образующегося в аммиачной среде комплекса трисульфосалицилата железа при использовании сульфасалициловой кислоты в качестве комплексообразователя.

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру нагрева 950—1000 °С.

Тигли платиновые № 100—7 и 100—10 по ГОСТ 6563-75.

Колориметр фотоэлектрический лабораторный.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоживают при (400±20) °С.

Калий углекислый по ГОСТ 4221-76.

Смесь для сплавления: углекислый натрий тетраборнокислый натрий безводный и углекислый калий смешивают в соотношении 1:1:1.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:9.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Кислота сульфосалициловая 2-водная по ГОСТ 4478-78, раствор 300 г/дм³.

Аммоний виннокислый средний по ГОСТ 4951-79,    раствор

250 г/дм³.

Железа окись по ГОСТ 4173-77, х. ч. или железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Стандартный раствор окиси железа: 0,1 г высушенной при (110 ±5) °С в течение 1 ч окиси железа помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 50 см³ соляной кислоты (1:1) и, накрыв колбу, нагревают на водяной бане до полного растворения. Затем раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят водой до метки и перемешивают. Стандартный раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,0001 г/см³ (раствор А).

Градуировочный стандартный раствор окиси железа; отмеряют пипеткой 20 см³ стандартного раствора А, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 1 см³ серной кислоты (1:9) и доводят водой до метки, перемешивают. Градуировочный

62

ГОСТ 2642.5-86 Стр. If

nt\ — масса навески, г.

V\ — объем аликвотной части раствора, см³;

6.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля окиси железа, %

Абсолютное допускаемое расхождение, %

От    0,01    до 0,10    включ.

Св.    0,10    »    0,50    »

»    0,5    »    1,0    »

»    1,0    »    2,5    »

0,005

0,01

0,02

0,05

7. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА В

МАГНЕЗИАЛЬНЫХ И МАГНЕЗИАЛЬНО-ИЗВЕСТКОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ

(при массовой доле окиси железа свыше 2%)

Массовую долю окиси железа определяют методом комплек-сонометрического титрования раствором трилона Б при pH 2 с использованием в качестве индикатора салициловой кислоты.

Тигли серебряные № 102—8 по ГОСТ 6563-77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1 и 1:10.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:1 и 1:10.

Универсальная индикаторная бумага.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 или окисиь железа по ГОСТ 4173-77, х. ч.

Кислота салициловая по ГОСТ 624-70,    спиртовой раствор

100 г/дм³.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоживают при (400±20) °С.

Смесь для сплавления, состоящая из натрия углекислого й натрия тетраборнокислого безводных в соотношении 2:1.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор молярной концентрации 0,05 моль/дм³: 18,613 г трилона Б раство-

71

ГОСТ 2642.5-86 Стр. 3

стандартный раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,00002 г/см³ (раствор Б).

2.3. Проведение анализа

2.3.1.    Приготовление исходных растворов для проведения анализа

Для получения исходного раствора навеску материала массой 0,25—0,5 г смешивают в платиновом тигле с 3—5 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (950± 50) °С в течение 20—40 мин. Остывший сплав помещают в. стакан, в который предварительно налито 60 см³ нагретой до 60—70 °С соляной кислоты (1:3); растворение ведут при нагревании.

Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³ (при необходимости фильтруют), доводят до метки водой и перемешивают (раствор 1).

При проведении анализа кремнеземистых, полукислых и шамотных огнеупоров, содержащих свыше 40% двуокиси кремния, исходный раствор готовят по ГОСТ 2642.4-86, разд. 3.

Полученный раствор охлаждают (при необходимости фильтруют), переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят водой до метки и перемешивают (раствор 2).

Аликвотные части растворов 1 и 2 используют для определения окиси железа и двуокиси титана фотометрическим методом. Для определения используют также аликвотную часть раствора 1 и 3, полученного по ГОСТ 2642.3-86 или ГОСТ 2642.4-86.

2.3.2.    Для определения массовой доли окиси железа отбирают аликвотные части 5 или 10 см³ исходных растворов 1 или 2 в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 2 см³ раствора винно-кислого аммония, 15—20 см³ раствора сульфосалициловой кислоты, раствор аммиака до появления устойчивой желтой окраски и еще 5 см³ в избыток. Раствор охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 400—450 нм) в кювете с толщиной слоя 30 или 50 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые реактивы.

Массу окиси железа в граммах находят по градуировочному графику.

2.3.3.    Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью по 100 см³ отмеряют аликвотные части градуировочного стандартного раствора Б: 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 см³ что соответствует 0,00002;    0,00005;

0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0006 г окиси железа. Добавляют соответственно: 24,0; 22,5; 20,0; 15,0; 10,0; 5,0 см³ воды.

63

Стр. 4 ТОСТ 2642.5—86

В каждую колбу прибавляют по 2 см³ раствора виннокислого аммония, 15—20 см³ раствора сульфасалициловой кислоты, раствор аммиака до перехода окраски раствора в желтую и в избыток 5 см³. Растворы в колбах доводят до метки водой и перемешивают. Измеряют оптическую плотность растворов на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 400—450 нм) в кювете с толщиной слоя 30—50 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащий в соответствующих количествах все применяемые растворы.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам окиси железа в граммах строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

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

_v т-250.100

где т — масса окиси железа, найденная по градуировочному графику, г;

250 — исходный объем раствора, см³;

V —объем аликвотной части раствора, см³; mi — масса навески, г.

2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА (при массовой доле окиси железа от 0,3 до 10%)

3.1. Сущность метода

Метод основан на титровании железа раствором трилона Б при pH 1,5—2,0 в присутствии сульфосалициловой кислоты в качестве индикатора.

ГОСТ 2642.5-86 Стр. 5

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор молярной концентрации 0,025 моль/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор молярной концентрации 1 моль/дм³.

Индикаторная бумага конго.

Стандартный раствор окиси железа: 1,0 г окиси железа, высушенной при (110± 5) °С в течение 1 ч, помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³, приливают 100 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и, накрыв колбу, нагревают на водяной бане до полного растворения. Затем раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки и перемешивают. Стандартный раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,001 г/см³ (раствор В).

Остальные реактивы и растворы — по п. 2.2.

3.2.1. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси железа

В коническую колбу вместимостью 300 см³ помещают 20 см³ стандартного раствора окиси железа, приливают примерно 100 см³ воды и 2—3 см³ соляной кислоты. Раствор нагревают до 60—70 °С, нейтрализуют аммиаком до изменения цвета бумаги конго (появления легкой мути), приливают 10 см³ раствора соляной кислоты 1 моль/дм³, несколько капель раствора сульфосали-циловой кислоты в качестве индикатора и титруют раствором трилона Б от красно-фиолетовой до соломенно-желтой окраски раствора.

Массовую концентрацию трилона Б (С) в г/см³ окиси железа вычисляют по формуле

20-0,001

где 20 — объем стандартного раствора железа, см³;

0,001 — массовая концентрация стандартного раствора железа, г/см³ окиси железа;

V —объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

Выполняют не менее трех титрований и вычисляют средний результат.

Исходные растворы готовят по п. 2.3.1 или по ГОСТ 2642.4-86.

Полученные исходные растворы переводят количественно из стакана в коническую колбу вместимостью 300 см³, нагревают до 60—70¹ °С и нейтрализуют раствором аммиака до изменения цве-

3 Зак. 1640

65

Стр. 6 ГОСТ 2642.5-86

та бумаги конго (выпадения легкой мути). Затем прибавляют 10 см³ раствора соляной кислоты 1 моль/дм³, несколько капель раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора из краснофиолетовой в соломенно-желтую.

3.4.1.    Массовую долю окиси железа (Х\) в процентах вычисляют по формуле

_v VfC-lOO ¹    т    ’

где V\ — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

С —массовая концентрация раствора трилона Б, г/см³ окиси железа; т — масса навески, г.

3.4.2.    Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

4. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ ТИТАНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА

(при массовой доле окиси железа от 2,5 до 20%)

Метод основан на восстановлении роданидного комплекса железа раствором соли титана (III) (сернокислой или солянокислой). Метод имеет большие преимущества при анализе хромсодержащих огнеупоров, так как не требует предварительного отделения хрома.

Установка для хранения раствора сернокислого титана (III) (см. чертеж).

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

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

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Титан (III) сернокислый (раствор 15%), разбавленный 1:10. На каждый дм³ разбавленного раствора соли титана (III) прибавляют по 10 см³ серной кислоты; раствор хранят в среде водорода или углекислого газа в установке, приведенной на чертеже.

Калий роданистый по ГОСТ 4139-75, раствор 100 г/дм³.

Железа окись по ГОСТ 4173-77, х. ч. или железо карбонильное по ГОСТ 13610¹—79.

Стандартный раствор окиси железа В (см. п. 3.2).

66

ГОСТ 2641.5-86 Стр. 7

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Тигли платиновые № 100—10 по ГОСТ 6563-75.

•Г7

/—аппарат Киппа; 2—промывалка для газа, заполненная раствором сернокислого титана (Ш) 50 г/дм³; 3—сосуд с рабочим раствором., 4—бюретка.

4.2.1. Установка массовой концентрации раствора сернокислого титана (III) по окиси железа

Отмеряют 25 см³ стандартного раствора окиси железа в коническую колбу вместимостью 300 см³, прибавляют 10 см³ раствора соляной кислоты (1:1), 50—70 см³ воды, 5 см³ раствора роданистого калия, 0,3—0,5 г углекислого натрия и титруют при энергичном перемешивании раствором сернокислого титана (III) до исчезновения красной окраски.

Массовую концентрацию раствора сернокислого титана (III) (С) в г/см³ окиси железа вычисляют по формуле

С— ²⁵‘⁰*⁰⁰¹

67

Стр. 8 ГОСТ 2642.5-86

где 25 —объем стандартного раствора В окиси железа, см³;

0,001 —массовая концентрация стандартного раствора В по окиси железа, г/см³;

V —объем раствора сернокислого титана (III), израсходованный на титрование, см³.

4.3.    Проведение анализа

Для проведения анализа исходные растворы готовят по п. 2.3.1 (кроме хромсодержащих материалов). После растворения сплавов полученные растворы переводят в конические колбы вместимостью 300 см³.

При анализе хромсодержащих материалов навеску материала массой 0,5 г смешивают в платиновом тигле № 100—10 с 7—10 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфельной печи при (900±50) °С до полного разложения пробы. Сплав охлаждают и растворяют горячей водой с добавлением 15—20 см³ соляной кислоты.

В полученные исходные растворы прибавляют по 5 см³ раствора роданистого калия, 0,3—0,5 г углекислого натрия и сразу титруют' раствором сернокислого титана (III) до исчезновения красной окраски раствора.

4.4.    Обработка результатов

4.4.1.    Массовую долю окиси железа (Х₂) в процентах вычисляют по формуле

_v У,-с-100

²    т    ’

где V\ — объем раствора сернокислого титана (III), израсходованный на титрование, см³;

С —массовая концентрация раствора сернокислого титана (III), г/см³ окиси железа; т —масса навески, г.

4.4.2.    Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 1.

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА (при массовой доле окиси железа от 0,01 до 0,60%)

5.1.    Определение массовой доли окиси железа от 0,01 до 0,60% проводят по ГОСТ 13997.5-84.

5.2.    Подготовка исходного раствора к анализу — по п. 2.3.1.

Определение окиси железа допускается проводить из аликвотной части раствора после выделения двуокиси кремния по ГОСТ 2642.3-86 (растворы 1 и 3).

68

ГОСТ 2642.5-86 Стр. 9

6. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА В МАГНЕЗИАЛЬНЫХ И МАГНЕЗИАЛЬНО-ИЗВЕСТКОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ (при массовой доле окмси железа от 0,01 до 2,5%)

6.1.    Сущность метода

Метод основан на предварительном восстановлении общего железа солянокислым гидроксиламином. Двухвалентные ионы железа образуют с 1,10-фенантролином оранжево-красный комплекс, оптическую плотность которого измеряют при длине волны 510 нм или при использовании зеленого светофильтра.

6.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или колориметр фотоэлектрический лабораторный.

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

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоживают при (400±20) °С.

Смесь для сплавления: углекислый натрий и тетраборнокислый натрий безводные смешивают в соотношении 2:1.

Гидраксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79,    раствор

100 г/дм⁵.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75 и разбавленная 1:1.

о-фенантролин (1,10-фенантролин): 1,0 г о-фенантролина растворяют в 100 см³ раствора уксусной кислоты (1:1).

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Универсальная индикаторная бумага.

Буферный раствор pH 6: 140 см³ уксусной кислоты разбавляют в 1700 см³ воды, приливают осторожно при постоянном перемешивании 140 см³ аммиака. Раствор охлаждают, приливают аммиак или уксусную кислоту до установления pH 6 по универсальной индикаторной бумаге.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 или окись железа по ГОСТ 4173-77, х. ч.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.

Стандартный раствор окиси железа:    0,6995    г    железа (или

1,000 г окиси железа) помещают в колбу вместимостью 250 см^э и растворяют в 100 см³ раствора соляной кислоты (1:1). Добавляют несколько капель раствора перекиси водорода и нагревают раствор до кипения. После охлаждения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки водой и перемешивают. Стандартный раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,001 г/см³ (раствор А).

Стандартный раствор окиси железа:    отмеряют    пипеткой

50 см³ стандартного раствора А в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят водой до метки и перемешивают. Стандартный

раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,0001 г/см³ (раствор Б).

Градуировочный стандартный раствор окиси железа; отмеряют пипеткой 50 см³ стандартного раствора Б в мерную колбу вместимостью 500 см®, доводят водой до метки и перемешивают. Градуировочный стандартный раствор с массовой концентрацией окиси железа 0,000010 г/см³ (раствор В).

6.3.1.    Навеску пробы массой 0,5 г обожженного материала или 1,0 г сырья помещают в платиновый тигель, добавляют 2—3 г смеси для сплавления и сплавляют при (1000± 50) °С. Сплав растворяют в 50 см³ раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

В мерную колбу вместимостью 100 см³ отмеряют пипеткой аликвотную часть раствора от 10 до 50 см³, в которой должно быть не менее 0,00001 г окиси железа.

Для определения может быть использована аликвотная часть исходного раствора (фильтрата) после выделения двуокиси кремния по ГОСТ 2642.3-86 (раствор 1).

К аликвотной части раствора добавляют 2 см³ раствора гид-раксиламина солянокислого и 5 см³ раствора о-фенантролина. Прибавляют буферный раствор до pH 3,5 (по универсальной индикаторной бумаге). Оставляют стоять раствор 15 мин, затем доводят водой до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора при 510 нм или при использовании зеленого светофильтра. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые реактивы. Массу окиси железа в граммах находят по градуировочному графику, который строят в тех же условиях,

6.3.2.    Для построения градуировочного' графика в восемь из девяти мерных колб вместимостью по 100 см³ отмеряют 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0 см³ градуировочного раствора В. Во все колбы добавляют по 2 см³ раствора гидраксиламина солянокислого и далее поступают, как указано в п. 6.3.1. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам окиси железа в граммах строят градуировочный график.

6.4.1. Массовую долю окиси железа (Х₃) в процентах вычисляют по формуле

т-У

m_x-V_x

• 100,

где т —масса окиси железа, найденная по градуировочному графику, г;

V — общий объем исходного раствора, см³;

70