ГОСТ 22536.4-88
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
Методы определения кремния
Москва
Методы определения кремния
Carbon steel and unalloyed cast iron.
Methods for determination of silicon ГОСТ
22536.4-88
Срок действия с 01.01.90
до 01.07.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический (при массовой доле кремния от 0,1 до 4,0 %) и фотометрический (при массовой доле кремния от 0,005 до 1,0 %) методы определения кремния.
1.1. Общие требования к методам анализа - по HYPERLINK "9374.htm" \o "Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа" ГОСТ 22536.0-87 .
1.2. Погрешность результата анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не превышает предела Δ, приведенного в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000002" \o "Таблица 1" 1 при выполнении условий:
расхождение между результатами двух (трех) параллельных измерений не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения d2 (d3), приведенного в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000002" \o "Таблица 1" 1 ;
воспроизведенное в стандартном образце значение массовой доли кремния не должно отличаться от аттестованного более чем на допускаемое (при доверительной вероятности Р = 0,85) значение δ, приведенное в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000002" \o "Таблица 1" 1 .
При невыполнении одного из вышеуказанных условий проводят повторные измерения массовой доли кремния. Если и при повторных измерениях требования к точности результатов не выполняются, результаты анализа признают неверными, измерения прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушение нормального хода анализа.
Расхождение двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях (например, при внутрилабораторном контроле воспроизводимости), не должно превышать (при доверительной вероятности Р = 0,95) значения dk, приведенного в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000002" \o "Таблица 1" 1 .
Таблица 1
2.1. Сущность метода
Метод основан на выделении кремния в виде полимеризованной кремниевой кислоты из кислого раствора, ее дегидратации и взвешивании полученного диоксида кремния.
2.2. Аппаратура и реактивы
Электропечь сопротивления лабораторная.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1 и 1:50.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:2 и 1:4.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:2.
Кислота хлорная, ч. д. а. или х. ч.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Аммоний роданистый по ГОСТ 19522-74, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Изделия технические из благородных металлов и сплавов по ГОСТ 6563-75.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли кремния (см. табл. HYPERLINK "" \l "TO0000003" \o "Таблица 2" 2 ) помещают в стакан вместимостью 250-300 см3 и проводят растворение навески и выделение кремниевой кислоты по одному из описанных ниже методов.
Таблица 2
Массовая доля кремния, % Навеска стали или чугуна, г
От 0,1 до 0,5 включ. 2,0
Св. 0,5 » 2,0 » 1,0
» 2,0 » 4,0 » 0,5
2.3.2. Сернокислотный метод
В стакан с навеской приливают 15-25 см3 серной кислоты (1:4), и нагревают до полного растворения пробы. Добавляют азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и 20 см3 серной кислоты (1:1). Содержимое стакана выпаривают до появления белых паров серной кислоты, которым дают выделиться 5-8 мин. Затем стакан снимают с плиты, охлаждают и осторожно по стенкам стакана приливают 10 см3 соляной кислоты, слегка перемешивая содержимое. Через 4-5 мин приливают 50-70 см3 горячей воды, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают при перемешивании до растворения солей. Осадок сразу же отфильтровывают на фильтр «белая лента» с добавлением небольшого количества фильтробумажной массы и промывают горячей соляной кислотой (1:50) до отрицательной реакции промывных вод на железо (проба с раствором роданистого аммония), а затем 3-5 раз горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют.
Фильтрат вместе с промывными водами переносят в стакан, в котором проводилось растворение, и дополнительно выделяют кремниевую кислоту, проводя операции выпаривания раствора и фильтрования осадка как приведено выше.
Фильтры с основными и дополнительно выделенными осадками помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при температуре 1000-1100 °С до постоянной массы.
Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Затем осадок смачивают 3-5 каплями воды, приливая ее по стенкам тигля, прибавляют 3-5 капель серной кислоты (1:2) и 3-5 см3 фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля осторожно, не давая кипеть, выпаривают до прекращения выделения белых паров серной кислоты. Затем тигель прокаливают при температуре 1000-1100 °С до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
2.3.3. Серносолянокислотный метод
В стакан с навеской приливают 30-50 см3 соляной кислоты (1:1) и нагревают до растворения пробы, затем добавляют по каплям небольшое количество азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора и выпаривают раствор досуха.
Охлажденный сухой остаток смачивают 20 см3 серной кислоты (1:1) и нагревают до появления белых паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение 3-5 мин. Стакан снимают с плиты, охлаждают, осторожно приливают по стенкам стакана 15 см3 соляной кислоты, слегка перемешивая содержимое стакана. Спустя 1-2 мин приливают 120-130 см3 горячей воды и нагревают до растворения солей. Далее проводят анализ как приведено в п. HYPERLINK "" \l "PO0000009" \o "Пункт 2.3.2" 2.3.2 .
2.3.4. Хлорнокислотный метод
В стакан с навеской приливают 15-20 см3 азотной кислоты (1:2), накрывают стакан стеклом и нагревают до растворения пробы. Если навеска растворяется плохо, следует прибавить 10-15 см3 соляной кислоты. После растворения навески прибавляют 20-40 см3 хлорной кислоты, снова накрывают стакан стеклом и выпаривают до появления белых паров хлорной кислоты, которым дают выделяться в течение 15-20 мин. Затем стакан охлаждают, осторожно приливают 15-20 см3 соляной кислоты, 50-70 см3 горячей воды, слегка перемешивая содержимое стакана, и нагревают до растворения солей при 60-70 °С (не более 4-6 мин). Далее проводят анализ как указано в п. HYPERLINK "" \l "PO0000009" \o "Пункт 2.3.2" 2.3.2 .
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса тигля с осадком диоксида кремния, г;
m2 - масса тигля с остатком после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m3 - масса тигля с осадком, полученным в контрольном опыте, г;
m4 - масса тигля с остатком, полученным в контрольном опыте после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m - масса навески пробы, г;
0,4674 - коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний.
2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в табл. HYPERLINK "" \l "TO0000002" \o "Таблица 1" 1 .
(при массовой доле кремния от 0,01 до 0,05 %)
3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании кремнемолибденового комплекса в слабокислой среде, восстановлении его аскорбиновой кислотой или тиомочевиной в присутствии сернокислой меди до кремнемолибденовой сини и измерении оптической плотности окрашенного раствора при длине волны 810 нм.
3.2. Аппаратура и реактивы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:3, 1:8.
Натрий углекислый ГОСТ 83-79.
Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76, раствор с массовой концентрацией 80 г/дм3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:3.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, перекристаллизованный из спирта, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Перекристаллизация молибденовокислого аммония: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при 70-80 °С. Горячий раствор фильтруют через фильтр «синяя лента» в стакан, содержащий 300 см3 этилового спирта. Раствор охлаждают и выдерживают в проточной воде в течение 1 ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронку Бюхнера с фильтром «белая лента». Кристаллы промывают 2-3 раза этиловым спиртом порциями по 20-30 см3 и высушивают на воздухе.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67 или ГОСТ 18300-87.
Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79.
Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3, свежеприготовленный.
Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Медь сернокислая (II) пятиводная по ГОСТ 4165-78, раствор с массовой концентрацией 4 г/дм3 в серной кислоте, разбавленной 1:3.
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Желатин по ГОСТ 11293-78, раствор с массовой концентрацией 5-10 г/дм3.
Диоксид кремния по ГОСТ 9428-73, прокаленный при 1000-1100 °С.
Остальная аппаратура и реактивы по п. HYPERLINK "" \l "PO0000006" \o "Пункт 2.2" 2.2 .
Стандартные растворы кремния
Раствор А: навеску диоксида кремния массой 0,2140 г сплавляют в платиновом тигле с 2 г безводного углекислого натрия. Плав выщелачивают в горячей воде, добавляют 40 см3 раствора гидроксида натрия с массовой концентрацией 100 г/дм3, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,0001 г кремния.
Раствор Б: 50 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,000020 г кремния.
Растворы хранят в полиэтиленовой посуде.
Установление массовой концентрации стандартного раствора кремния А: 50 см3 стандартного раствора помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 30 см3 соляной кислоты, выпаривают до влажных солей, добавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей. Стакан с осадком охлаждают до 50 °