ГОСТ 12351-2003 (ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

     5 Определение ванадия методом кулонометрического титрования (при массовой доле от 0,005% до 0,25%)

5.1 Сущность метода

Метод кулонометрического титрования ванадия основан на взаимодействии ванадия (V) с электрохимически генерированными ионами железа (II). Конечную точку титрования устанавливают амперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами. Влияние вольфрама и хрома устраняют связыванием их в комплексе с фосфорной кислотой и уксуснокислым натрием соответственно или отделением от ванадия.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Потенциостат, работающий в режиме заданного тока.

Установка для амперометрического титрования с двумя поляризованными индикаторными электродами.

Рабочий генераторный вольфрамовый электрод площадью видимой поверхности 1,0-2,0 см; вспомогательный платиновый электрод площадью 0,5-1,0 см.

Допускается использовать в качестве рабочего генераторного электрода стеклоуглеродистый электрод площадью поверхности 1,0-2,0 см.

Индикаторная система: два одинаковых платиновых электрода площадью 1 см с источником напряжения, обеспечивающим подачу напряжения на электроды не менее 100 мВ.

Секундомер.

Вольфрам металлический для генераторного электрода (чистота не менее 99%).

Квасцы железоаммонийные, раствор молярной концентрации 0,5 моль/дм: 240 железоаммонийных квасцов растворяют в 500 см воды, осторожно приливают 100 см серной кислоты и нагревают до полного растворения солей. Раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм, тщательно перемешивают и фильтруют через фильтр средней плотности.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор концентрации 12 г/дм: 12 г соли Мора растворяют в 400-500 см воды, осторожно приливают 50 см серной кислоты, охлаждают, доливают водой до 1 дм, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр средней плотности.

Кислота серная по ГОСТ 4204 или ГОСТ 14262, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм.

Остальные реактивы и растворы по 4.2 и 6.2.

5.3 Проведение анализа

Навеску стали согласно таблице 1 растворяют по 4.3 в зависимости от химического состава стали.

Таблица 1

При массовой доле хрома в стали свыше 5% его отделяют по 4.3.1 или 4.3.2.

К раствору, полученному способами, указанными в 4.3, приливают 1-2 см раствора соли Мора.

Для сталей, легированных хромом, к полученному раствору приливают 10 см раствора уксуснокислого натрия и выдерживают в течение 1 ч.

Стакан с анализируемым раствором устанавливают на мешалку, включают перемешивание, прибавляют 10 см железоаммонийных квасцов, по каплям приливают раствор марганцовокислого калия (25 г/дм) до устойчивой в течение 1 мин розовой окраски раствора. Через 1-2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм) до полного исчезновения розовой окраски и немедленно 1-2 г мочевины.

В стакан опускают генераторный и индикаторные электроды, устанавливают на индикаторные электроды напряжение поляризации 50-100 мВ. В другой стакан, заполненный серной кислотой с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм, опускают вспомогательный платиновый электрод и замыкают цепь солевым мостиком, заполненным серной кислотой той же концентрации.

Отмечают начальное положение индикатора измерительного прибора, включенного в систему индикации конечной точки титрования. Одновременно включают генераторный ток и секундомер. Электролиз ведут до тех пор, пока индикатор измерительного прибора не начнет отклоняться от первоначального положения. Выключают генераторный ток, одновременно останавливая секундомер, записывают показания индикаторного тока и времени, включают генераторный ток и секундомер 4-5 раз на 3-10 с, каждый раз записывая показания.

Строят график зависимости индикаторного тока от времени и находят время, соответствующее конечной точке титрования, по месту пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.

Массовую долю ванадия рассчитывают по 7.1.