Феррованадий. Методы определения фосфора

УДК 669.15’292—198:546.18.06:006.354 Группа В19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОВАНАДИЙ

ГОСТ

Методы определения фосфора
13217.5—90
Ferrovanadium.
Methods for determination of phosphorus

(СТ СЭВ 1215—89)

ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.07.91
до 01.07.2001
‘ Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы Определения фосфора в феррованадии при массовой доле его от &04 до 0,24% на основе желтого фосфорнованадиевомолибденового комплекса и от 0,01 до 0,24% на основе синего фосфорномслиб- денового комплекса.
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 27349.
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде по­рошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД НА ОСНОВЕ ЖЕЛТОГО

ФОСФОРНОВАНАДИЕВОМОЛИБДЕНОВОГО КОМПЛЕКСА

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании в азотнокислой среде фосфор­нованадиевомолибденового комплексного соединения, окрашенно­го в желтый цвет, и измерении оптической плотности раствора.
2.2. А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми при­надлежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и растворы 1:1 и 1 : 50.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Калий углекислый — натрий углекислый по ГОСТ 4332.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор 100 г/дм3.
Раствор хранят в посуде из полиэтилена. В случае необходимос-
Издание официальное ★
ти реактив перекристаллизовывают: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при нагревании до темпера­туры 80 °С. Раствор фильтруют через плотный фильтр, охлажда­ют, приливают 300 см3 этилового спирта, перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом отфильтровывают на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Осадок промывают 2—3 раза этиловым спиртом порциями по 30 см3 и высушивают на воздухе.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962 или по ГОСТ 183G0.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336, раствор 3 г/дм3: 1,5 г аммония ванадиевокислого растворяют в 250 см3 воды при температуре 50—60 °С и охлаждают. Добавляют 40 см3 раствора азотной кислоты 1 : 1 и раствор разбавляют водой до объема 500 см3.
Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111: 180 г азот­нокислого железа растворяют в 500 см3 воды с добавлением 5 см3 азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью II дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит примерно 0,025 г железа.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198. Стандартные растворы фосфора
Раствор А: 0,4394 г фосфорнокислого однозамещенного калия, предварительно высушенного при температуре 105 °С и охлажден­ного в эксикаторе, растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 примерно в 200 см3 воды. Раствор доливают до метки водой и пе­ремешивают- Хранят раствор в полиэтиленовой посуде.
Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см3.
Раствор Б: 20,0 см3 стандартного раствора А помещают в мер­ную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и пе­ремешивают.
Массовая концентрация фосфора в растворе Б равна 0,00002 г/см3; раствор готовят в день применения.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в стакан вмести­мостью 200 см3, осторожно приливают 10 см3 азотной кислоты и растворяют при слабом нагревании. Затем раствор выпаривают до получения влажных солей, приливают 10 см3 азотной кислоты и повторяют выпаривание раствора до влажных солей. Прилива­ют 20 см3 азотной кислоты, 30 см3 воды и растворяют соли при нагревании.
Горячий раствор фильтруют через фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество беззольной фильтробумажной массы, и ппомывают 5—6 раз горячим раствором азотной кислоты 1 : 50.
Фильтр с осадком кремниевой кислоты помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 700—800 °С до полного выгорания углерода. К осадку прибавляют 2—3 капли азотной кислоты, 2—3 см3 фтористоводородной кисло­ты и выпаривают досуха.
Остаток прокаливают в течение 5—10 мин при температуре 700—800°С. После охлаждения прибавляют 1 г углекислого ка­лия-натрия и сплавляют в течение 10 мин при температуре 800—850°С.
Плав выщелачивают в 50—60 см3 горячей воды, тигель обмы­вают водой и удаляют. Раствор кипятят 5 мин, после чего фильт­руют. Фильтр промывают 5—6 раз горячей водой и фильтрат при­соединяют к основному раствору. Объединенный раствор выпари­вают до объема 60—80 см3, охлаждают, переносят в мерную кол­бу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемеши­вают.
В две мерные колбы вместимостью по 50 см3 помещают по 20,0 см3 раствора пробы. Затем в одну из колб помещают 2,0 см3 раствора молибденовокислого аммония и 2,0 см3 раствора вана­диевокислого аммония, а в другую — 2,0 см3 раствора ванадиево­кислого аммония. Раствор в колбах доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор второй мерной колбы, не содержащий раствор молиб­деновокислого аммония, применяют в качестве раствора сравнения.
Через 15—20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 453 нм или фотоэлектроколо­риметре в области светопропускания от 430 до 460 нм.
2.3.2. Раствор контрольного опыта готовят согласно п. 2.3.1 с добавлением 5 см3 раствора азотнокислого железа.
Массу фосфора находят по градуировочному графику после вы­читания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы.
2.3.3. Для построения градуировочного графика в шесть мер­ных колб вместимостью по 50 см3 вводят 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00004; 0,00008 ; 0,000Г2; 0,00016; 0,00020 и 0,00024 г фосфора.
Во все колбы прибавляют по 1,0 см3 раствора азотнокислого железа, по 8 см3 раствора азотной кислоты 1 : 1 и перемешивают. Затем добавляют по 2,0 см3 раствора молибденовокислого аммо­ния и 2,0 см3 раствора ванадиевокислого аммония, доливают до метки водой и перемешивают.
Через 15—20 мин измеряют оптическую плотность стандартных растворов на спектрофотометре при длине волны 453 нм или фото­электроколориметре в области светопропускания от 430 до 460 нм. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандарт­ного раствора фосфора.
По полученным значениям оптических плотностей и соответст­вующим им массам фосфора строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют па формуле
М=-^--100, (1)
т
где т.\ — масса фосфора, найденная по градуировочному графи­ку, г;
т — масса навески, соответствующая аликвотной части ра­створа пробы, г.
2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности опре­деления массовой доли фосфора приведены в табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля фосфора.
Погреш­ность результа­тов ана­лиза, %
Допускаемые расхождения, %

двух сред­них резуль­татов ана­лиза, выпол­ненных в различных условиях
двух па­раллель­ных оп­ределе­ний
трех па­раллель­ных оп­ределе­ний
результатсв анализа стандартно­го образца от аттесто­ванного значения

%

От
0,01
до
0,02

ВКЛЮЧ.

0,003
0,004
0,003
0,004
0,002
Св.
0,02
»
0,05

0,006
0,007
0,006
0,007
0,004

0,05

0,10
>
0,007
0,009
0,007
0,009
0>,005

0,10
»
0,24

0,010
0,012
0,010
0,013
0,006

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД НА ОСНОВЕ СИНЕГО ФОСФОРНОМОЛИБДЕНОВОГО КОМПЛЕКСА

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетеро­поликислоты и последующем восстановлении ее в хлорносернокис­лой среде аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновинно­кислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности, раствора.
От сопутствующих элементов фосфор отделяют соосаждением на гидроксиде бериллия при pH 8—10.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принад­лежностями.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1 : 1.
Кислота хлорная плотностью 1,5 г/см3.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Аммоний бромистый по ГОСТ 19275 или кислота бромистово- дорсдная по ГОСТ 2062.
Аммиак водный но ГОСТ 3760.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 0,2 г/дм3.
Соль динатриевая этилендиамин — N, N, Nz, N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 100 г/дм3.
Бериллия сульфат 4-водный, раствор: 19,7 г сульфата бериллия растворяют в 100 см3 воды и приливают 9 см3 серной кислоты. После охлаждения раствор разбавляют до 1 дм3 водой и переме­шивают.
Кислота аскорбиновая свежеприготовленный раствор 20 г/дм3.
Феноловый красный, раствор 1 г/дм3: 0,1 г фенолового крас­ного растворяют в 50 см3 воды с добавлением 6,0 см3 раствора гидроокиси натрия и разбавляют водой до объема 100 см3.
Калий виннокислый кислый по ГОСТ 3654.
Сурьмы (III) окись.
Калий сурьмяновиннокислый, раствор 3 г/дм3.
При отсутствии реактива его готовят: 28,2 г виннокислого кис­лого калия растворяют при кипячении в 600 см3 воды и добавля­ют небольшими порциями 14,6 г окиси сурьмы.
При необходимости раствор фильтруют, охлаждают до темпе­ратуры 0—5 °С и выдерживают при этой температуре в течение 2—3 ч. Полученные кристаллы отфильтровывают на плотный стек­лянный фильтр и высушивают при температуре 100 °С.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765. При необходимо­сти реактив перекристаллизовывают, как указано в п. 2.2.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.
Реактивная смесь: 1,74 г молибденовокислого аммония раство­ряют в 100 см3 воды и приливают 20 см3 серной кислоты. Раствор охлаждают, разбавляют до объема 250 см3 водой и перемешивают.
Промывная жидкость: к 500 см3 воды прибавляют 30 см3 рас­твора трилона Б, 15 см3 аммиака и разбавляют водой до объема 600 см3.
Железо металлическое.
Стандартные растворы фосфора по п. 2.2.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы, отобранную согласно табл. 2, помещают
Таблица 2
Массовая доля фосфора, %
Масса навески пробы, г
От 0,01 до О',03 включ.
1,0
Св. 0,03 »0,12 »
0,5
»0,12 » 0,24 »
0,25
в платиновую или стеклоуглеродистую чашку, приливают 15 см3 азотной кислоты, 5 см3 фтористоводородной кислоты, 15 см3 хлор­ной кислоты, 1 г бромистого аммония или 3—5 см3 бр