Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта

ГОСТ

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

12353-78*
Методы определения кобальта

(CT СЭВ 1506—79)

Alloyed and high-alloyed steels. Methods of cobalt determination
Взамен ГОСТ 12353—66, кроме общих указаний

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 № 2877 срок действия продлен
до 01.01.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения кобальта (при массовых долях от 0,0005 до 3,0%), атомно-абсорбционный метод определения кобальта (при массовых долях от 0,005 до 25,0%), метод потенциометрического титрования (при массовых долях от 2,0 до 20,0%) и гравиметрический метод определения кобальта (при массовых долях от 0,5 до 25,0%).
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1506—79.
(Измененная редакция, Изм. № 1_).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа—по ГОСТ 20560—75 и СТ СЭВ 487—77.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,0005—0,10%)

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта (III) с нитрозо-Р-солью. ■Светопоглощение раствора измеряют при Х = 415 нм.
(Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
Переиздание март 1986 г. с Изменением № 1, утвержденным
в январе 1983 г.; Пост № 276 от 20.01.83 (ИУС 5—83 г.)

Вольфрам, ниобий, кремний и титан отделяют кислотным гид­ролизом.
Кобальт предварительно отделяют от основных компонентов ста™ из 9 н. солянокислого раствора на сильноосновном анионите.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр, спектро- фотоколориметр или фотоэлек­троколориметр.
Хроматографическая колон­ка диаметром 1,5—2 см (см. чертеж) заполненная аниони­том с высотой слоя 30—35 см.
Сильноосновной анионит типа АВ-17—8чС по ГОСТ 20301-74.
Подготовка анионита к анализу.
100—150 см3 товарного ани­онита (выпускается в виде взвеси в воде) промывают дважды водой способом декан­тации. Для отделения фракции смолы с размером зерна ме­нее 0,6 мм взвесь смолы в воде выливают на сито с сеткой № 063 по ГОСТ 6613—73 и про­мывают струей воды, собирая прошедшую сквозь сито фрак­цию анионита вместе с водой в сосуд вместимостью 2—3 дм3. Оставшуюся на сите смолу от­брасывают. Фракцию аниони­та, прошедшую сквозь сито, дважды промывают соляной кисло­той 1:30 способом декантации, затем соляной кислотой 1:1 до от­сутствия ионов железа (проба роданистым аммонием) и водой 4—5 раз. Смолу обрабатывают 5%-ным раствором гидроокиси натрия до отрицательной реакции на хлорид-ионы (проба азотно­кислым серебром), а затем водой до нейтральной реакции по уни­версальному индикатору и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным без пузырьков воз­духа. После заполнения колонки через нее со скоростью 1 мл/мин пропускают вначале 120 — 150 см3 соляной кислоты 1:30, затем 120—150 см3 соляной кислоты 1:2 и 100 см3 воды.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или ГОСТ 14261—77, 9н., 0,5 н. и разбавленная 1:1, 1:2, 1:30, 1:100.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80 и разбавленная 1:50.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, 50%-ный раствор.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 5%-ный раствор.
Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3, 6 дисульфокислоты) по ГОСТ 10553—75, 0,1%-ный раствор.
Аммоний роданистый, 5%-ный раствор.
Железо карбонильное, особой чистоты.
Кобальт металлический, марки КО.
Кобальт хлористый, стандартные растворы А и Б.
Раствор А. 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250—300 см3 и растворяют при нагревании в 100 см3 соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемеши­вают.
1 см3 стандартного раствора А содержит 0,1 мг кобальта.
Раствор Б, свежеприготовленный. 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,01 мг кобальта.
Индикатор универсальный, бумага.
2.3. Проведение анализа
Навеску стали в зависимости от массовой доли кобальта (табл.1) помещают в колбу или стакан вместимостью 200—300 см3, при­ливают 30 см3 соляной и 10 см3 азотной кислоты, накрывают ста­кан часовым стеклом и нагревают до растворения навески.
Таблица 1
Массовая доля кобальта, %
Масса навески, г
Разбавление, см3
Аликвотная
часть, см8
От 0,0005 до 0,002
1

.
Св. 0,002 » 0,01
1
100
20
» 0,01 » 0,02
1
100
10
» 0,02 » 0,04
1
100
5
» 0,04 » 0,06
0,5
100
5
» 0,06 » 0,10
0,25
100
5

Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 5 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 50 см3 горячей воды, нагревают до 80—90°С, отфиль­тровывают выпавший осадок вольфрамовой, кремневой, ниобиевой и титановой кислот на два фильтра «белая лента» и промывают 6—7 раз горячей соляной кислотой (1:100).
’/< 3 Зак. 2448
Фильтр с осадком отбрасывают, а фильтрат выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 см3 9 и. соляной кислоты, нагре­вают до растворения солей и охлаждают.
Хроматографическую колонку промывают 50 см3 9 н. соляной кислоты. Анализируемый раствор пропускают через колонку со скоростью 1 —1,5 мл/мин. Когда уровень раствора в колонке будет на 1—2 см выше слоя смолы, ополаскивают стакан 5—6 см3 9 н. соляной кислоты и переносят промывную жидкость в колонку. Пов­торяют эту операцию еще 3 раза и обмывают верхнюю часть ко­лонки 2—3 раза 5—6 см3 9 н. соляной кислоты, каждый раз следя за тем, чтобы уровень раствора в колонке не опускался ниже 1—2 см над слоем смолы. Пропускают через колонку еще 100 см3 9 н. соляной кислоты. Фильтрат отбрасывают.
Кобальт десорбируют 60—70 см3 раствора соляной кислоты 1:2 со скоростью 1 —1,5 мл/мин, собирая элюат в стакан вместимостью 300 см3.
Для подготовки смолы к последующим определениям кобальта хроматографическую колонку промывают 100 см3 0,5 н. соляной кислоты, затем 250—300 см3 воды до нейтральной реакции по уни­версальному индикатору. Промывную жидкость отбрасывают.
При содержании кобальта от 0,0005 до 0,002% элюат выпари­вают до 5—10 см3, приливают несколько капель азотной кислоты и выпаривают до влажных солей. При массовой доле кобальта свы­ше 0,002% элюат выпаривают до объема 30—35 см3, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Аликвотную часть раствора помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают несколько капель азотной кислоты и выпари­вают до влажных солей.
В обоих случаях к остатку приливают 5 см3 ортофосфорной кис­лоты 1:50, 1 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 2 см3 50 %-ного раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и выдер­живают раствор на кипящей водяной бане в течение 3 мин. Затем к раствору приливают 0,75 см3 соляной кислоты, перемешивают и вновь выдерживают на водяной бане в течение 2 мин. Раствор ох­лаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, долива­ют водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при Х = 415 нм или на фотоэлектро­колориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 400 до 500 нм, в кювете с толщиной погло­щающего слоя 50 мм.
В качестве раствора сравнения используют раствор контрольно­го опыта.
Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.
2.3.1. Построение градуировочного графика
В девять стаканов вместимостью 250—300 см3 помещают по 1 г карбонильного железа. В восемь стаканов приливают последова­тельно 0,5; 0,7; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 и 2,0 см3 стандартного раство­ра Б солянокислого кобальта, что соответствует 0,005; 0,007; 0,010; 0,012; 0,014; 0,016; 0,018 и 0,020 мг кобальта.
Девятый стакан служит для проведения контрольного опыта. Приливают по 30 см3 соляной и по 10 см3 азотной кислоты, накрыва­ют стаканы часовыми стеклами и растворяют навески при нагре­вании.
Далее поступают, как указано в п. 2.3, начиная со слов: «Раст­вор выпаривают досуха, к сухому остатку приливают 5 см3 соля-, ной кислоты . . .».
Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного анализа. По найденным величинам оптической плотности и соот­ветствующим им значениям концентраций кобальта строят градуи­ровочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кобальта (X) в процентах вычисляют по формуле
у Mj-lOO
где т—масса навески стали, соответствующая колориметрируемой аликвотной части раствора, мг;
—количество кобальта, найденное по градуировочному гра­фику, мг.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля
кобальта, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,0005 до
0,001
0,0003
Св. 0,001 »
оде
0,'ОЮЮб
» 0,002 »
0,005
0,0010
» 0,005 »
0,010
0,0020
» 0,010 »
0,025
0,0040
» 0,025 »
0,050
Ц0080І
» 0,050' »
0,10
0,010

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,005—0,5%)

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью.
Светопоглощение измеряют при А. = 500 или л = 530 нм.
Влияние железа, хрома и никеля, мешающих определению, уст­раняют добавлением пирофосфорнокислого калия и последующим кипячением раствора с азотной кислотой или осаждением железа, алюминия, титана, хрома и других элементов окисью цинка.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроко­лориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 или ГОСТ 14261—77 и раз­бавленная 1:1, 1:100.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 или ГОСТ 11125—84 и раз­бавленная 1:1.
Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-ди­сульфокислоты) по ГОСТ 10553—75, 0,1%-ный и 1%-ный раст­воры.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, 40%-ный и 50%-ный растворы.
Калий пирофосфорнокислый, 80%-ный раствор.
Железо карбонильное по ГОСТ 13610—79 или