Сплавы медно-цинковые. Методы определения железа

УДК 669.35'5:546.72.06:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ МЕДНО-ЦИНКОВЫЕ

Метода определения железа
Copper-zinc alloys.
Methods for the determination of iron

ОКСТУ 1709

Дата введения 1978—07—01
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический комплек­сонометрический метод определения железа (при массовой доле железа от 1 до 5 %), фотометрические методы определения железа (при массовой доле железа от 0,01 до 2 %) и атомно-абсорбционный метод (при массовой доле от 0,01 до 5 %) в медно-цинковых сплавах по ГОСТ 15527, ГОСТ 17711 и ГОСТ 1020.
Стандарт полностью соответствует И СО 4748—84, ИСО 1812—76.
(Измененная редакция, Изм. № 3).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа по ГОСТ 25086 с допол­нением по п. 1.1 ГОСТ 1652.1.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

2.1. Сущность метода
Метод основан на титровании трехвалентного железа раствором трилона Б с применением сульфосалициловой кислоты в качестве индикатора.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 1:4.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
29
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:1 и 1:50.
Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор 100 г/дм3.
Динатриевая соль этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кис­лоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, 0,025 моль/дм3 раствор; готовят следующим образом: 9,305 г трилона Б растворяют в 500 см3 воды при нагревании, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают до метки водой.
Железо, стандартный образец № 126 (сталь низкоуглеродистая). Стандартный раствор железа готовят следующим образом: 1,005 г стандартного образца № 126 растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,001 г железа.
Установка массовой концентрации раствора трилона Б
10 см3 стандартного раствора железа помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 20 см3 воды и нейтрализуют раствором аммиака, разбавленным 1:1, до перехода синей окраски индикаторной бумаги конго в сиреневую, затем прибавляют 5 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:4, доливают водой до 100 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
2.3. Проведение анализа
Навеску сплава массой 0,5 г при массовой доле железа до 3 % и 0,25 г при массовой доле железа свыше 3 % растворяют при нагрева­нии в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, в стакане вмести­мостью 300 см3, разбавляют водой приблизительно до 200 см3 и добавляют раствор аммиака до образования растворимого синего аммиачного комплекса меди. Раствор выдерживают при (60±5) °С для коагуляции осадка гидроокиси железа.
Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промы­вают раствором аммиака, разбавленным 1:50. Осадок смывают горя­чей водой в стакан, в котором проводилось осаждение, и растворяют в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1.
Фильтр промывают горячей водой. Повторяют осаждение гидро­окиси железа раствором аммиака, фильтрование и промывание осад­ка. Осадок гидроокиси железа с фильтра смывают горячей водой в коническую колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 10 см3 горя- 30
чей соляной кислоты, разбавленной 1:1, и промывают фильтр горя­чей водой.
Колбу с раствором нагревают до полного растворения осадка, нейтрализуют раствором аммиака, разбавленного 1:1, до перехода синего цвета индикаторной бумаги конго в сиреневый, прибавляют 5 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:4, доливают водой до 100 см3 и нагревают до 70 °С. Приливают 5 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и титруют горячий раствор раствором трилона Б до перехода окраски из буро-красной в лимонно-желтую.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле
v_ V T- 100
.Л. — »
т
где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрова­ние, см3;
Т — масса железа, соответствующая 1 см3 0,025 моль/дм3 рас­твора трилона Б, г;
т — масса навески сплава, г.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных оп­ределений (d — сходимость) не должны превышать 0,07% при массовой доле железа от 1 до 3 % и 0,1 % при массовой доле железа от 3 до 5 %.
2.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полу­ченных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — воспроизводимость) не должны превышать 0,1 % при массовой доле железа от 1 до 3 % и 0,14 % при массовой доле железа от 3 до 5 %.
2.4.4. 2.4.3. (Измененная редакция, Изм. № 2, 4).
2.4.5. Контроль точности анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным об­разцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) медно-цинковых сплавов, утвержденным ГОСТ 8.315, или методом добавок, или сравнением результатов, полученных другим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
2.4.5.1, 2.4.4.2. (Исключены, Изм. № 4).
31

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании железом окрашенного комплекса с 1,10-фенантролином или а, а'-дипиридилом при pH 5 в присутст­вии уксуснокислого натрия и солянокислого гидроксиламина после выделения железа осаждением с гидроокисью алюминия.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.
Аммиак по ГОСТ 3760, разбавленный 1:50 и 1:1.
Кислота уксусная по ГОСТ 61.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
Фенолфталеин, раствор в этиловом спирте, 1 г/дм3.
Аммоний-алюминий сернокислый (алюмо-аммонийные квасцы) по ГОСТ 4238, раствор; для его приготовления 10 г квасцов раство­ряют в 1 дм3 воды с 10 см3 концентрированной серной кислоты.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор 10 г/дм3, свежеприготовленный.
1,10-фенантролин, раствор; готовят следующим образом: 1,5 г 1,10-фенантролина растворяют, нагревая в небольшом количестве воды с несколькими каплями соляной кислоты и разбавляют водой до 1000 см3, хранят раствор в темном сосуде.
Раствор буферный; готовят следующим образом: 272 г уксусно­кислого натрия растворяют в 500 см3 воды, прибавляют 240 см3 уксусной кислоты, фильтруют и доливают водой до 1 дм3.
Смесь реакционная, свежеприготовленная; готовят следующим образом: одну часть раствора солянокислого гидроксиламина смеши­вают с одной частью 1,10-фенантролина или а, а'-дипиридила и с двумя частями буферного раствора.
Растворы железа стандартные
Раствор А: готовят следующим образом: 0,5025 г стандартного образца стали № 126 (сталь низкоуглеродистая) растворяют в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Полученный раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мер­ную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и пере­мешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0005 г железа.
Раствор Б; готовят в день применения: 5 см3 раствора А помещают в колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и переме­шивают. 1 см3 раствора Б содержит 0,00025 г железа.
Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.
Бром по ГОСТ 4109.
Кислота хлорная.
а, й'-дипиридил раствор: 1,5 г а, а'-дипиридила растворяют, на­гревая в небольшом количестве воды с несколькими каплями соля­ной кислоты, и разбавляют водой до 1 дм3. Хранят раствор в темном сосуде.
Смесь для растворения, свежеприготовленная; готовят следую­щим образом; десять объемов бромистоводородной кислоты смеши­вают с одним объемом брома.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Для сплавов, не содержащих кремния и олова
Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, накрывают часовым стеклом и осторожно растворяют при нагревании в 15 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Стакан с раствором охлаждают, обмывают стенки и стекло небольшим коли­чеством воды и раствор разбавляют водой до объема 150 см3. При­бавляют 5 см3 раствора алюмоаммонийных квасцов (для сплавов, не содержащих алюминия) и аммиак, разбавленный 1:1, до обра­зования растворимого синего комплекса меди. Раствор выдержи­вают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокисей железа и алюминия. Выделившийся осадок отфильтровывают на фильтр сред­ней плотности и промывают раствором аммиака, разбавленного 1:50. Осадок растворят в 10 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр тщательно промывают горячей водой, собирая раствор в стакан, где проводилось осаждение, и вновь осаждают гидроокиси железа и алюминия аммиаком. Осадок отфильтровывают, промывают раствором аммиака, разбавленного 1:50, и растворяют в 10 см3 горя­чей соляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр промывают горячей водой, собирая промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение.
Раствор переводят в мерную колбу, разбавляют водой до метки и, в зависимости от содержания железа в сплаве, отбирают аликвотную часть в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля железа, %
Объем раствора после растворения, см3
Объем аликвотной части раствора, см3
Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г
До 0,05
50
25
0,25
Св. 0,05 до 0,2 включ.
100
10
0,05
» 0,2 » 0,5 »
100
5
0,025
» 0,5 » 1,0 »
200
5
0,0125
» 1,0 » 2,0 »
200
2,5
0,0062

Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимос­тью 50 см3, доливают водой до 25 см3 и нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:1, по фенолфталеину, прибавляют 1 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 12 см3 реакционной смеси, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность на спектрофотометре в кювете с толщиной слоя 1 см при длине волны 510 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.
3.3.2. Для сплавов, содержащих кремний
Наве