ГОСТ 12351-81

Группа В39

     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения ванадия

Steels alloyed and highalloyed.
Methods for the determination of vanadium

Дата введения 1981-01-07

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 7 апреля 1981 г. N 1865

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

2. ВЗАМЕН ГОСТ 12351-66 в части разд. 2-4

3. ПЕРЕИЗДАНИЕ (март 1999 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1985 г. (ИУС 4-86)

Настоящий стандарт устанавливает титриметрические методы определения ванадия в легированных и высоколегированных сталях (при массовых долях ванадия от 0,005 до 6,0%).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 964-78.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473-90.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАНАДИЯ (ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ 0,01-0,2 %)
МЕТОДОМ АМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в сернокислой среде и амперометрическом титровании ванадия (V) раствором аммония-железа (II) сернокислого. Влияние хрома, мешающего определению ванадия, устраняют связыванием хрома (III) в комплекс с уксуснокислым натрием, соосаждением ванадия на гидроксиде железа (III) после окисления хрома (III) до хромата в аммиачной среде, отгонкой хрома в виде хлористого хромила.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Любые установки, пригодные для амперометрического титрования ванадия, обеспечивающие заданные метрологические характеристики точности определения.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и ГОСТ 11125-84.

Кислота хлорная, 57%-ная.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Железо (II) сернокислое 7-водное по ГОСТ 4148-78, свежеприготовленный раствор: 2 г сернокислого железа (II) растворяют в воде, прибавляют 5 см серной кислоты и разбавляют раствор водой до объема 100 см.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, растворы с массовой концентрацией 25 г/дм и с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, свежеприготовленные растворы с массовой концентрацией 20 и 2 г/дм.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ГОСТ 14262-78 и разбавленная 1:4, 1:9 и 1:20.

Мочевина по ГОСТ 6691-77, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 100 г/дм.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199-78, раствор с массовой концентрацией 500 г/дм.

Ванадия пятиокись, особо чистая.

Стандартные растворы ванадия.

Раствор А: 1,7852 г пятиокиси ванадия растворяют в 60 см серной кислоты (1:9), прибавляют 5 см азотной кислоты; раствор кипятят до удаления окислов азота и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до выделения паров серной кислоты. После охлаждения прибавляют 100 см воды и растворяют соли при нагревании. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки серной кислотой (1:9) и перемешивают.

1 см стандартного раствора А содержит 0,001 г ванадия.

Раствор Б: 100 см стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки серной кислотой (1:9) и перемешивают.

1 см стандартного раствора Б содержит 0,0001 г ванадия.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм: 4 г соли Мора растворяют в 400 см воды, прибавляют 50 см серной кислоты и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

Хром по ГОСТ 5905-79, 1 г металлического хрома помещают в стакан или колбу вместимостью 250-300 см, растворяют при нагревании в 30 см соляной кислоты и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,01 г хрома.

Массовую концентрацию раствора соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм устанавливают по стандартному раствору ванадия: 2-5 см стандартного раствора ванадия А помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 50 см серной кислоты (1:4), 10 см раствора сернокислого железа, разбавляют водой до объема 150 см и охлаждают до температуры 20°С. К раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (25 г/дм) до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1-2 мин, затем раствор азотистокислого натрия (20 г/дм) до исчезновения розовой окраски и немедленно 10 см раствора мочевины.

Полученный раствор через 3 мин титруют раствором соли Мора, устанавливая конечную точку титрования амперометрическим или потенциометрическим методом в присутствии 10 см фосфорной кислоты, или визуально с добавлением 5-6 капель фенилантраниловой кислоты, как указано в разд. 3.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (), выраженную в г/см ванадия, вычисляют по формуле    

где - массовая доля ванадия, соответствующая аликвотной части стандартного раствора ванадия, взятой для титрования, г;

             - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.

Допускается установка массовой концентрации раствора соли Мора по калию двухромовокислому.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм: 200 см раствора соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки серной кислотой (1:20) и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора с молярной концентрацией 0,002 моль/дм устанавливают по стандартному раствору ванадия. Для этого 5-10 см стандартного раствора ванадия Б помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 50 см серной кислоты (1:4), 10 см раствора сернокислого железа (II), воды до 100 см и охлаждают до температуры 20°С. К раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия с молярной концентрацией 0,05 моль/дм до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1-2 мин, раствор азотистокислого натрия (2 г/дм) до исчезновения розовой окраски и немедленно 10 см раствора мочевины. Полученный раствор через 3 мин титруют раствором соли Мора с молярной концентрацией 0,002 моль/дм, устанавливая конечную точку титрования амперометрическим методом. Если сталь с массовой долей хрома более 3% и по ходу анализа требуется его удаление в виде хлористого хромила, массовые концентрации растворов соли Мора с молярными концентрациями 0,01 и 0,002 моль/дм устанавливают: в стакан вместимостью 250 см помещают необходимое количество стандартного раствора ванадия и добавляют туда раствор трехвалентного хрома в количествах, соответствующих содержанию хрома в анализируемых пробах, добавляют 20-30 см соляной кислоты и 40-50 см хлорной кислоты и проводят через весь ход анализа, как указано в п. 2.3.1.

2.3. Проведение анализа

Навеску стали 1 г - при массовой доле ванадия от 0,01 до 0,1% или 0,5 г - при массовой доле ванадия свыше 0,1 до 0,2% помещают в стакан вместимостью 400 см и растворяют одним из указанных ниже способов в зависимости от химического состава стали.

При массовой доле хрома менее 3% и отсутствии вольфрама навеску стали растворяют в 20-30 см соляной кислоты и 10-15 см азотной кислоты при нагревании. Затем приливают 50 см серной кислоты (1:4), раствор нагревают до выделения паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и раствор снова нагревают до выделения паров серной кислоты, охлаждают, прибавляют 40-50 см воды и растворяют соли при нагревании.

Раствор переносят в стакан вместимостью 250 см, разбавляют водой до объема 100 см, добавляют 2-5 см раствора сернокислого железа (II) и охлаждают.

При массовой доле хрома более 3% и отсутствии вольфрама навеску растворяют в 20-30 см соляной кислоты при нагревании, затем приливают 10-15 см азотной кислоты и нагревают до полного растворения навески.

При наличии в стали вольфрама навеску растворяют в присутствии 5 см ортофосфорной кислоты, как указано выше, в зависимости от массовой доли хрома.

При массовой доле хрома менее 7% анализ продолжают по п. 2.3.3.

При массовой доле хрома более 7% хром отделяют по пп. 2.3.1 или 2.3.2 и продолжают анализ по п. 2.3.3.

2.3.1. Отделение хрома отгонкой в виде хлористого хромила

В раствор приливают 40-50 см хлорной кислоты и нагревают до окисления хрома. Продолжая нагревать раствор, периодически добавляют в него соляную кислоту по 3-5 капель до прекращения выделения бурых паров хлористого хромила.

После отгонки хлористого хромила раствор нагревают до выделения густых паров хлорной кислоты и охлаждают. Стенки стакана смывают водой и снова раствор нагревают до выделения густых паров хлорной кислоты, которым дают выделяться 2-3 мин. Раствор охлаждают, приливают 50 см серной кислоты (1:4), растворяют соли при нагревании и раствор охлаждают. Затем добавляют 10-15 см раствора сернокислого железа (II) и переносят содержимое в стакан вместимостью 250 см, разбавляя водой до объема 100 см, охлаждают.

2.1-2.3, 2.3.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).