ФЕРРОХРОМ

Метод определения азота

 

ГОСТ 21600.6-83

(СТ СЭВ 3612-82)

 

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОХРОМ Метод определения азота Ferrochrome. Method for the determination of nitrogen

ГОСТ 21600.6-83 (СТ СЭВ 3612-82) Взамен ГОСТ 21600.6-76

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 апреля 1983 г. № 2123 срок действия установлен

с 01.07.84

до 01.07.89

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения азота в феррохроме (при массовой доле азота от 0,01 до 8,0 %).

Метод основан на растворении навески феррохрома в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются аммонийные соли. Последние разлагаются гидроокисью натрия с выделением аммиака. Выделяющийся при этом аммиак поглощают раствором борной кислоты. Образовавшийся борат аммония титруют раствором серной кислоты в присутствии смешанного индикатора.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3612-82.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 27349-87.

1.2. Лабораторная проба - по ГОСТ 24991-81 с дополнениями, указанными в табл. 1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка для получения бидистиллята (черт. 1).

1 - электроплитка; 2 - дистилляционная колба; 3 - холодильник; 4 - колба-приемник; 5 - предохранительная воронка

Черт. 1

Установка для определения азота (черт. 2).

Допускается применение установок другого типа.

Установка состоит из двух очистительных склянок 1, заполненных одна серной кислотой, другая водой; электроплитки 2; стеклянной трубки 3 диаметром 6 - 7 мм; двугорловой колбы 4, вместимостью 1 дм³; воронки 5; кварцевого дефлегматора 6; кварцевого холодильника 7; кварцевого барботера 8; колбы-приемника дистиллята 9.

Вода бидистиллированная или деионизированная. При вторичной перегонке в дистиллированную воду добавляют 10 см³ серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого калия до устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

Черт. 2

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера; к 50 см³ полученной воды приливают 0,25 см³ раствор с массовой концентрацией 150 г/дм³ гидроокиси калия и 0,5 см³ реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть использована для анализа.

Воду хранят в стеклянной бутыли с притертой пробкой.

Дистиллированная вода, очищенная от ионов аммония, должна применяться в ходе анализа и для приготовления всех растворов, используемых для определения содержания азота.

Для перегонки воды применяют установку, представленную на черт. 1.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, перекристаллизованный: 150 г тетраборнокислого натрия растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см³ воды и полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы. Кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2 - 3 дня и сохраняют в закрытой посуде.

Кислота борная по ГОСТ 18704-78, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:4, 1:100 и растворы, приготовленные из фиксанала соответствующим разбавлением водой, с молярной концентрацией эквивалента 0,02 и 0,002 моль/дм³.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому или углекислому натрию.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³ по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г помещают в колбу вместимостью 250 см³, растворяют в 150 см³ воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³ до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,002 моль/дм³ по тетраборнокислому натрию: навеску тетраборнокислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см³ воды и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают. 10 см³ раствора переносят в колбу вместимостью 250 см³, приливают 150 см³ воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,002 моль/дм³ до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³ по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см³ воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают. 25 см³ раствора переносят в колбу вместимостью 250 см³, приливают 150 см³ воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³ до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Устанавливают массовую концентрацию раствора серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,002 моль/дм³ по углекислому натрию: навеску углекислого натрия массой 0,1 г растворяют в 50 см³ воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают водой до метки и перемешивают. 5 см³ раствора переносят в колбу вместимостью 250 см³, приливают 150 см³ воды, прибавляют несколько капель индикаторной смеси и титруют раствором серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,002 моль/дм³ до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты (с) по азоту, выраженную в г/см³, вычисляют по формуле

где m - масса навески, соответствующая аликвотной части тетраборнокислого или углекислого натрия, г;

V₂ - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование, см³;

28 - молекулярная масса азота;

m₁ - молекулярная масса тетраборнокислого натрия, равная 381,44 или углекислого натрия, равная 106.

Калия или натрия гидроокись, раствор с массовой концентрацией 400 г/дм³. В колбу вместимостью 5 дм³ помещают 1 кг сухой гидроокиси калия или натрия, 10 - 20 г гранулированного цинка, кусочек медной проволоки (медно-цинковая пара) и приливают 2,7 дм³ бидистиллированной воды.

Раствор кипятят до тех пор, пока его объем не достигнет 2,5 дм³. Раствор хранят в закрытых полиэтиленовых бутылях.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный.

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см³ этилового спирта.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Медь металлическая.

Цинк металлический гранулированный.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.

Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Ртуть йодная.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, раствор с массовой концентрацией 150 г/дм³; хранят в полиэтиленовой посуде.

Реактив Несслера: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см³ воды, к раствору прибавляют 17,5 г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см³ раствора гидроокиси калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение трех дней. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Растворы и реактивы готовят, хранят и проводят анализ в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и окислов азота.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Первый (холостой) отгон проводят для очистки системы (черт. 2). С этой целью подают воду в холодильник 7 и подключают водоструйный насос. В реакционную колбу 4 наливают 100 см³ 40 %-ного раствора гидроокиси калия или натрия, 200 см³ бидистиллированной воды, в приемник 9 наливают 10 см³ раствора борной кислоты, проверяют систему на герметичность и нагревают реакционную колбу до тех пор, пока в приемнике не соберется 100 см³ дистиллята.

3.2. Навеску феррохрома массой, установленной табл. 2, (в зависимости от массовой доли азота) помещают в колбу вместимостью 250 см³, приливают 50 см³ серной кислоты (1:4), закрывают колбу ловушкой, наполненной серной кислотой (1:100) и растворяют навеску при нагревании до прекращения выделения пузырьков газа.

Таблица 2

Если растворение навески неполное, то нерастворившийся остаток отфильтровывают на плотный фильтр, асбест или центрифугируют, промывают 4 - 5 раз горячей серной кислотой (1:100), собирают фильтрат и промывные воды в чистую колбу и сохраняют.

В колбу, в которой проводилось растворение навески, насыпают 10 г сернокислого калия и 1 г сернокислой меди. Сюда же помещают фильтр с остатком, приливают 20 см³ серной кислоты и нагревают до полного разрушения фильтра и растворения остатка навески. При этом расплав принимает густую консистенцию зеленого цвета без видимых частиц остатка.

Плав охлаждают, приливают первоначальный фильтрат и соли растворяют при нагревании. К аппаратуре присоединяют приемник, в котором находится 50 см³ раствора борной кислоты. Подготовленный и охлажденный анализируемый раствор осторожно переносят через капельную воронку установки для определения азота (черт. 2) в реакционную колбу с предварительно налитой в нее очищенной щелочью, как указано в п. 3.1.

Колбу и капельную воронку ополаскивают 100 см³ бидистиллированной воды, нагревают реакционную колбу на электроплитке до температуры 200 - 250 °С и отгоняют 200 см³ дистиллята в приемник.

Нагревание прекращают, отсоединяют колбу-приемник от системы, обмывают барботер 8 бидистиллированной водой и титруют растворами серной кислоты с (1/2 H₂SO₄) = 0,002 моль/дм³ при массовой доле азота от 0,01 до 0,2 % и с (1/2 H₂SO₄) = 0,02 моль/дм³ при массовой доле азота от 0,2 до 8,0 %.

Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю азота (X) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование навески феррохрома, см³;

V₁ - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см³;

с - массовая концентрация раствора серной кислоты по азоту г/см³;

m - масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовой доли азота приведены в табл. 3.

Таблица 3

(Измененная редакция, Изм. № 1).

 

СОДЕРЖАНИЕ