6.1 Сущность метода
Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в кислой среде и титровании ванадия (V) раствором сернокислого аммония-железа (II). Конечную точку титрования определяют амперометрически, потенциометрически или визуально.
6.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Любые установки, пригодные для потенциометрического или амперометрического титрования ванадия, обеспечивающие заданные метрологические характеристики точности определения ванадия.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 2 г/дм
.
Кислота фенилантраниловая, раствор массовой концентрации 2 г/дм: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 100 см горячего раствора углекислого натрия.
Остальные реактивы и растворы по 4.2.
6.3 Проведение анализа
Навеску стали, в зависимости от массовой доли ванадия (таблица 2), помещают в стакан вместимостью 400 см и растворяют одним из нижеуказанных способов в зависимости от химического состава стали.
Таблица 2
| |
Массовая доля ванадия, %
| Масса навески стали, г |
От 0,05 до 0,5 включ.
| 1
|
Св. 0,5 " 1,0 "
| 0,5 |
" 1,0 " 2,0 "
| 0,25 |
" 2,0 " 10,0 "
| 0,1 |
При массовой доле хрома менее 3,0% и отсутствии вольфрама к навеске приливают 50 см раствора серной кислоты (1:4) и нагревают до растворения. К раствору температурой 50 °С прибавляют надсернокислый аммоний приблизительно 3 г на 1 г навески до получения прозрачного раствора. Раствор медленно нагревают до кипения и кипятят не менее 10 мин для разрушения остатка надсернокислого аммония, приливают 5-10 см раствора сернокислого железа (II), затем добавляют воду до объема 100 см и охлаждают. При массовой доле хрома менее 3% и отсутствии вольфрама пробы, нерастворимые в серной кислоте, растворяют в 20 см соляной кислоты и 20 см азотной кислоты. Затем добавляют 15 см серной кислоты и раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты. Если при этом остается карбидный остаток, то к горячему раствору прибавляют осторожно по каплям азотную кислоту и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты, охлаждают, добавляют воды до растворения солей и раствор вновь выпаривают до выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в воде, добавляют воду до объема 100 см. При анализе сталей, содержащих большое количество карбидов, нерастворимый остаток фильтруют на фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество фильтробумажной массы, собирая фильтрат в стакан вместимостью 400 см. Осадок на фильтре промывают 5-6 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при 750 °С - 800 °С и охлаждают. Осадок в тигле смачивают 2-3 каплями воды, прибавляют 2-3 капли серной кислоты и 3-4 см фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля осторожно выпаривают досуха и прокаливают при 550 °С - 600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1-2 г пиросернокислого калия. Тигель охлаждают и сплав выщелачивают при нагревании в 30-40 см воды. Полученный раствор присоединяют к основному фильтру. К охлажденному раствору добавляют 5-10 см раствора сернокислого железа (II). При анализе сталей, содержащих более 3% хрома и не содержащих вольфрама, к навеске приливают 20-30 см соляной кислоты, раствор нагревают, прибавляют 10-15 см азотной кислоты и продолжают нагревать до растворения навески.
При массовой доле вольфрама более 3% пробы растворяют соответствующим способом в зависимости от содержания хрома с добавлением 10 см фосфорной кислоты при потенциометрическом и визуальном титровании и 5 см при амперометрическом титровании.
Допускаются другие способы растворения навесок, обеспечивающие полное разложение пробы и не требующие внесения изменений в дальнейшие стадии анализа.
При массовой доле хрома более 7% отделяют хром от ванадия, как указано в 4.3.1 или 4.3.2.
Раствор, полученный одним из вышеуказанных способов, переносят в стакан для титрования, прибавляют воду до 150 см и охлаждают до температуры не выше 15 °С.
При массовой доле хрома в стали более 3% через 2 мин прибавляют 10 см раствора уксуснокислого натрия и выдерживают 1 ч.
К раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (25 г/дм) до появления легкой розовой окраски, устойчивой в течение 2-3 мин. Через 1-2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм) при интенсивном перемешивании раствора до полного исчезновения розовой окраски и немедленно прибавляют 10 см мочевины. Раствор перемешивают и через 3 мин титруют раствором соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм, устанавливая конечную точку титрования потенциометрическим (в присутствии 10 см фосфорной кислоты) или амперометрическим методом на соответствующей установке.
При визуальном определении конечной точки титрования к раствору, подготовленному для титрования, прибавляют 5-6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют его раствором соли Мора до перехода вишневой окраски раствора в желто-зеленую.
Массовую долю ванадия рассчитывают по 7.1.
