Ферромарганец. Метод определения фосфора

УДК 669.15 74-198 :546.18.06(083.74)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Метод определения содержания фосфора
Ferromanganese. Method for the
determination of phosphorus content
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 мая 1976 г. № 1263 срок действия установлен
с 01.01. 1978 г,
до 01.01, 1983 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на ферромарганец и ус­танавливает фотометрический метод определения содержания фос­фора (при содержании фосфора от 0,01 до 0,55%).
В стандарте частично учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации PC 2553—70.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа—поГОСТ 13020.0—75.
1.2. Отбор проб производят по ГОСТ 4755—70 со следующим дополнением.
1.2.1. Проба должна быть приготовлена в виде тонкого порош­ка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—73.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:1, 1:3, 1 :30 и 1 : 50.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:30, 1 : 100 и плотностью 1,105 г/см3; готовят следующим образом: 560 мл соляной кислоты разбавляют водой до 1 л.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.
Переиздание. Декабрь 1977 г.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—73.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, 2,5%-ный раст­вор.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, 10%-ный раствор.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—65, 20%-ный раствор.
Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205—77»* 10%-ный раст-* вор; готовят следующим образом: 100 г квасцов растворяют в 1 л 2 н. раствора серной кислоты.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83—63.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—64.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—72, перекристал­лизованный; готовят следующим образом: 250 г молибденовокис­лого аммония растворяют в 400 мл воды при нагревании до 80°С. Раствор фильтруют через плотный фильтр, охлаждают, прилива­ют 300 мл этилового спирта, перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом отфильтровывают на фильтр средней плотности, но­мещенный в воронку Бюхнера. Осадок промывают 2—3 раза эти­ловым спиртом и высушивают на воздухе. Из полученной соли готовят 5%-ный водный раствор реактива.
Аммоний ванадиевокислый (мета) по ГОСТ 9336—75.
Реактивная жидкость.
Первый раствор; готовят следующим образом: 50 г молибде­новокислого аммония растворяют в 500 мл воды, нагретой до 50— 60°С. К полученному раствору при непрерывном перемешивании приливают 10 мл азотной кислоты и фильтруют.
Второй раствор; готовят следующим образом: 1,5 г ванадие­вокислого аммония растворяют в 250 мл воды, нагретой до 50— 60°С, затем охлаждают и приливают 250 мл азотной кислоты, раз­бавленной 1 :3. Первый и второй растворы смешивают и прили­вают к смеси 80 мл азотной кислоты. Жидкость хранят в закры­той склянке из темного стекла.
Калий фосфорнокислый однозамещенный, стандартные раст­воры.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,4393 г однозаме-
шенного фосфорнокислого калия, дважды перекристаллизованно­го и высушенного при 110±5°С, помещают в мерную колбу вме­стимостью 1 л, растворяют в 100 мл воды, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора А содержит 0,1 мг фосфора.
Раствор Б; готовят следующим образом: 10 мл стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, до­ливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0,01 мг фосфора. Раствор готовят в день применения.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1.1. Метод определения содержания фосфора
3.1.1. Метод основан на реакции образования желтой фосфор- но-молибденовой гетерополикислоты и последующем восстановле-
нии ее в солянокислой среде ионами двухвалентного железа в электроколориметре с красным светофильтром.

3.1.2. Навеску ферромарганца массой 0,5 г помещают в кони­ческую колбу вместимостью 250 мл, приливают ГО мл воды и 20 мл азотной кислоты. Колбу накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при умеренном нагревании, затем прилива­ют 3 мл раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделе­ния двуокиси марганца (примерно 5 мин).
Осадок двуокиси марганца переводят в раствор, приливая по каплям раствор азотистокислого натрия, и кипятят в течение 2—3 мин.
Раствор выпаривают досуха, выдерживают на плите в течение 10 мин для удаления окислов азота, приливают 10 мл соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Обработку соляной кислотой повторяют.
Сухой остаток растворяют в 15—20 мл соляной кислоты, при­ливают 50 мл воды и нагревают до кипения. Затем раствор фильтруют через фильтр средней плотности, осадок промывают 3—4 раза соляной кислотой, разбавленной 1:100, и 3—4 раза горячей водой. Фильтрат сохраняют.
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляюг и прокаливают при 600—700°С. Охладив тигель, остаток смачи­вают 2—3 каплями воды, прибавляют 3—4 капли серной кисло­ты, разбавленной 1 : 1, 3—4 мл фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток прокаливают при температуре 600—700°С, охлаждают, прибавляют 1 г углекислого натрия и сплавляют в течение 2—3 мин при 950—1000°С. Полученный плав выщелачивают в стакане вместимостью 100 мл, содержащем 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:30, и после выщелачи­вания присоединяют к основному раствору.
Раствор выпаривают до объема 60—80 мл, охлаждают, пере­носят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.

В две мерные колбы вместимостью по 100 мл помещают по 25 мл анализируемого раствора, по 2 мл раствора железоаммо­нийных квасцов, по 30 мл воды, после чего нейтрализуют амми­аком до выделения гидроокиси железа. Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см3 до растворения осадка, приливают 10 мл 20 %-ного раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом должны полностью обесцветиться.
К охлажденным растворам приливают по 10 мл соляной кисло­ты плотностью 1,105 г/см3, в одну из колб добавляют по каплям 8 мл 5%-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо пе­ремешивают 1 —1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего растворы в колбах доливают до метки и снова перемешивают.
Через 10—15 мин оптическую плотность растворов измеряют на спектрофотометре при Хтах = 840 нм или на фотоэлектроколори­метре с красным светофильтром.
Раствором сравнения служит вторая аликвотная часть без до­бавления раствора молибденовокислого аммония.
Содержание фосфора находят по градуировочному графику.
3.1.3. Построение градуировочного графика.
В семь мерных колб вместимостью по 100 мл каждая помеща­ют 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 мл стандартного раствора Б, что соответа н\- ет 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06 и 0,07 <мг фосфора. Восьмая мерная колба, в которую прибавляют все реактивы, за исключе­нием раствора фосфора, служит контрольным опытом на загрязне­ние реактивов.
В каждую колбу приливают по 25 мл воды, по 2 мл 10 %-ного раствора железоаммонийных квасцов, нейтрализуют раствор ам­миаком до выделения гидроокиси железа.
Затем прибавляют по каплям соляную кислоту плотностью 1,105 г/см3 до растворения осадка, приливают по 10 мл раствора гидроксиламина и нагревают до кипения. Растворы при этом дол­жны полностью обесцветиться.
К охлажденным растворам приливают по 10 мл соляной кис­лоты плотностью 1,105 г/см3, добавляют по каплям 8 мл 5%-ного раствора молибденовокислого аммония, хорошо перемешивают 1 —1,5 мин до появления синего окрашивания, после чего раство­ры в колбах доливают водой до метки и снова перемешивают.
Через 10—15 мин измеряют оптическую плотность растворов на спектрофотометре при %тах=:::=840 нм или на фотоэлектроіколорй- метре с красным светофильтром. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, в которую прибавляют все реактивы.
ч По найденным значениям оптической плотности и соответствую­
фосфора строят градуировочный график
.

на основе желтого фосфорн о-в а н а д и е в о-м о л и б- д е н о в о г о комплекса при содержании фосфора свыше 0,05%
3.1.2. Метод основан на образовании в азотнокислой среде фос-

электроколориметре с синим светофильтром.
3.1.3. Навеску ферромарганца массой 0,5 г (при содержании фосфора до 0,20%) и 0,2 г (при содержании фосфора свыше 0,20%) помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, при­ливают 10 мл воды и 20 мл азотной кислоты. Колбу прикрывают часовым стеклом и навеску растворяют при умеренном нагревании.
Затем приливают 3 мл раствора марганцовокислого калия и кипятят до выделения двуокиси марганца (примерно 5 мин).
Осадок двуокиси марганца переводят в раствор, приливая по каплям раствор азотнокислого натрия, и кипятят до удаления окислов азота.
Раствор выпаривают до начала кристаллизации солей, охлаж­дают, приливают 3 мл азотной кислоты, разбавленной 1:1, 40— 50 мл воды и нагревают до кипения. Затем фильтруют через фильтр средней плотности. Осадок промывают 3—4 раза азотной кисло­той, разбавленной 1 : 50, и 3—4 раза горячей водой. Фильтрат сох­раняют.
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при 600—700°С. Охладив тигель, остаток смачивают 2---3 каплями воды, прибавляют 3—4 капли серной кислоты, раз­бавленной 1:1, 3—4 мл фтористоводородной кислоты и выпарива­ют досуха. Остаток прокаливают при 600—700°С, охлаждают, при­бавляют 1 г углекислого натрия и сплавляют при 950—Ю00°С. Полученный плав выщелачивают в стакане вместимостью 100 мл, содержащем 50 мл азотной кислоты, разбавленной 1:30, и при­соединяют к основному раствору.
Объединенный раствор выпаривают до 60—80 мл, охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доливают во­дой до метки.
В мерную колбу вместимостью 100 мл отбирают 20 мл анали­зируемого раствора, приливают 10 мл воды, 6 мл азотной кисло­ты, разбавленной 1 : 1, а затем, при перемешивании, добавляют 10 мл реактивной жидкости.
Раствор в колбе доливают водой до метки и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на спект­рофотометре при Хтах = 415 нм или фотоэлектроколориметре с си­ним светофильтром.
В качестве раствора сравнения применяют в