Марганец металлический и марганец металлический азотированный. Метод определения алюминия

УДК 669.74 : 546.621.06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТ АНДАРТ СОЮЗА ССР

МАРГАНЕЦ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

Методы определения содержания алюминия
Metallic manganese. Methods for the determination
of aluminium content
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 17/11 1971 г. № 260 срок введения установлен
с 1/VII 1972 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на металлический мар­ганец и устанавливает фотоколориметрический метод определения содержания алюминия (при содержании алюминия от 0,005 до 0,50%) и объемный трилонометрический метод определения содер­жания алюминия (при содержании алюминия от 0,5 до 2%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 16698.0—71.

2. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании в ацетатнобуферной среде ок­рашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения алю­миния с алюминоном. По интенсивности окраски комплекса нахо­дят содержание алюминия. Мешающие определению элементы предварительно отделяют осаждением избытком щелочи.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-М или другого типа. Кислота азотная по ГОСТ 4461—67 и разбавленная 1:1. Кислота соляная по ГОСТ 3118—67 и разбавленная 1:1, 1:9. j Аммиак водный по ГОСТ 3760—64 и разбавленный 1:1. [ Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—60, 20%-ный раствор.
Натрия гидрат окиси (натр едкий) по ГОСТ 4328—66, 20% - ный раствор.
Уротропин, 30%-ный раствор.
Аскорбиновая кислота (витамин С) по ГОСТ 4815—54, 2%-ный раствор.
Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты) по ГОСТ 9859—61, раствор 1 г/л; готовят следующим образом: 0,1 г алюминона растворяют в небольшом количестве холодной во­ды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, до­ливают водой до метки, перемешивают и оставляют на сутки. Раствор годен к применению в течение 4 дней.
Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117—68, 10%-ный свеже­приготовленный раствор.
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 3761—65, 2 %-ный раствор.
Квасцы железоаммонийные (железо Ш-аммоний сернокислый) но ГОСТ 4205—68, раствор; готовят следующим образом: 8,63 г железоаммонийных квасцов растворяют при слабом нагревании в 500 мл воды, содержащей 5 мл разбавленной 1 : 1 соляной кисло­ты, и доливают водой до 1 л.
1 мл раствора содержит 0,001 г железа.
Алюминий хлористый, стандартные растворы.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г спектрально­чистого алюминия растворяют в 10 мл концентрированной соляной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток смачивают 3—5 мл концентрированной соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Обработку соляной кислотой с последующим выпариванием до­суха повторяют. Сухой остаток растворяют при нагревании в 20 мл разбавленной 1 : 1 соляной кислоты, доливают горячей во­дой до 100 мл и отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 л. Затем раствор охлаждают, доливают водой до метки и пере­мешивают.
1 мл раствора А содержит 0,0001 г алюминия.
Раствор Б; готовят следующим образом: 50 мл раствора А пе­реносят в мерную колбу вместимостью 500 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0.00001 г алюминия.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску металлического марганца 1 г (при содержании алюминия от 0,005 до 0,1%) или 0,2 г (при содержании алюминия свыше 0,1 до 0,5%) помещают в стакан вместимостью 300—400 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стек­ло. приливают небольшими порциями (во избежание разбрызги­вания) 25—30 мл разбавленной 1 : 1 азотной кислоты. После окон­чания бурной реакции содержимое стакана нагревают на песчаной бане до окончательного растворения всей навески, добавляют 10 мл раствора железоаммонийных квасцов, а затем раствор вы­паривают досуха, приоткрыв часовое стекло. Охладив стакан, его накрывают часовым стеклом, осторожно приливают через носик стакана небольшими порциями 15—20 мл концентрированной со­ляной кислоты и умеренно нагревают до просветления раствора, а затем снова выпаривают раствор на песчаной бане досуха. Об­работку соляной кислотой с последующим выпариванием досуха повторяют. К сухому остатку приливают 5—10 мл концентрирован­ной соляной кислоты, нагревают до растворения солей, разбавля­ют небольшим количеством горячей воды и фильтруют раствор через фильтр «белая лента» в стакан вместимостью 300—400 мл.
Осадок на фильтре промывают несколько раз горячей водой и отбрасывают. К раствору приливают 30 мл 20%-ного раствора хлористого аммония и нейтрализуют аммиаком до начала выпа­дения гидрата окиси железа, который затем осторожно растворя­ют в разбавленной 1 : 1 соляной кислоте, после этого добавляют 30%-ный раствор уротропина до полного осаждения гидратов окиси железа и алюминия (приблизительно 30 мл) и дают выде­лившемуся осадку отстояться на водяной бане при 70—80°С в те­чение 10—15 мин. Затем осадок отфильтровывают на фильтр «бе­лая лента», промывают 5—6 раз горячим 2%-ным раствором азот­нокислого аммония и количественно переносят в стакан, в кото­ром велось осаждение.
Осадок растворяют в 20 мл горячей разбавленной 1 : 1 соляной кислоты, кипятят в течение 2—3 мин, нейтрализуют 20%-ным раствором едкого натра до слабокислой реакции и нагревают до кипения. Подготовленный таким образом раствор вливают тонкой струей в мерную колбу вместимостью 200 мл, содержащую 25— 30 мл 20 %-ного раствора едкого натра, также нагретого до ки­пения, и кипятят 2—3 мин. Содержимое колбы энергично переме­шивают, охлаждают, доливают водой до метки и вновь перемеши­вают. После отстаивания осадка раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата-
Отбирают 100 мл щелочного раствора, подкисляют разбавлен­ной 1 : 1 соляной кислотой (по лакмусовой бумаге) и приливают 5 мл кислоты в избыток, кипятят в течение 10—15 мин для раз­ложения алюминатов и выпаривают с целью уменьшения объема, затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл. охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.
Отбирают аликвотную часть раствора 20 мл (при исходной на­веске 1 г и содержании алюминия от 0,005 до 0,05%), 10 мл (при исходной навеске 1 г и содержании алюминия свыше 0,05 до 0,10%) или 10 мл (при исходной навеске 0,2 г и содержании алю­миния свыше 0,1 до 0,5%), помещают в мерную колбу вмести­мостью 100 мл, приливают разбавленный 1 :1 раствор аммиака до слабощелочной реакции (по лакмусовой бумаге), а затем подкис­ляют разбавленной 1 : 9 соляной кислотой и приливают 2 мл кис­лоты в избыток. К содержимому колбы прибавляют 5 мл 2 %-ного раствора аскорбиновой кислоты, 2 мл раствора алюминона и 10 мл 10 %-ного раствора уксуснокислого аммония. После прибавления каждого реактива раствор перемешивают. Полученный раствор доливают до метки водой и перемешивают. Через 10—15 мин из­меряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре с си­ним светофильтром (область светопропускания 435—455 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения применяют воду.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на содержание алюминия в реактивах.
По найденному значению оптической плотности анализируемо­го раствора с учетом поправки контрольного опыта находят со­держание алюминия по калибровочному графику.
2.3.2. Построение калибровочного графика
В шесть мерных колб вместимостью по 100 мл каждая налива­ют из микробюретки 0,5; 1; 2; 3; 4 и 5 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,01; 0.02; 0,03; 0,04 и 0,05 мг алюми­ния- В седьмую колбу стандартный раствор не вносят, она слу­жит для определения поправки на содержание алюминия в реак­тивах.
Растворы разбавляют водой до 25 мл, приливают по 2 мл раз­бавленной 1 : 9 соляной кислоты, по 5 мл 2 %-ного раствора аскор­биновой кислоты, по 2 мл 0,1%-ного раствора алюминона- и по 10 мл 10%-ного раствора уксуснокислого аммония. После прибав­ления каждого реактива растворы перемешивают. Полученные растворы доливают водой до метки и перемешивают. Через 15— 20 мин измеряют оптическую плотность растворов на фотоколори­метре с синим светофильтром (область светопропускания 435— 455 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения применяют воду.
По найденным значениям оптической плотности растворов с учетом поправки на загрязнение реактивов и соответствующим концентрациям алюминия строят калибровочный график.
2.4. Подсчет результатов анализа
2.4.1. Содержание алюминия в металлическом марганце (X) в процентах вычисляют по формуле:
х g ■ 100
G • юии ’
где:
Я — количество алюминия, найденное по калибровочному гра­фику, в мг;
G — навеска, соответствующая аликвотной части раствора, в г.
2.4.2. Допускаемые расхождения между результатами анализа не должны превышать величин, указанных в табл. 1.
Таблица 1
Содержание
алюминия в а-0
Допускаемые расхожде­ния между крайними ре­зультатами анализа в абс. %
От 0,005
до 0,01
0,002
Св. 0,01
» 0,025
0,004
» 0,025
» 0,05
0,01
» 0.05
» 0,10
0,015
» 0,10
» 0,20
0,02
0 0,20
» 0,50
0,03

3. ОБЪЕМНЫЙ ТРИЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании бесцветного внутрикомплексно- го соединения алюминия с трилоном Б в растворе при pH 5—6 и обратном титровании избытка трилона Б раствором соли цинка в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого. Мешающие определению элементы предварительно отделяют осаждением из­бытком щелочи.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461—67 и разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—67 и разбавленная 1 : 1 и 1 : 9.
Аммиак водный по ГОСТ 4760—64 и разбавленный 1:1.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—60, 20%-ный раствор.
Натрия гидрат окиси (натр едкий) по ГОСТ 4328—66.
Уротропин, 30%-ный раствор.
Цинк металлический, содержащий 99,99% цинка.
Цинк хлористый по ГОСТ 4529—69, 0,01 М раствор; готовят следующим образом: 0,6537 г металлического цинка растворяют при нагревании в 20 мл разбавленной 1 : 1 соляной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают водой до метки и перемешивают.
Ксиленоловый оранже