Чугун легированный. Методы определения фосфора

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ

ГОСТ 2604.4-87

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москв
а

Методы определения фосфора
Alloy cast iron. Methods for
determination of phosphorus

ОКСТУ 0809

поликислоты и восстановлении ее до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, аскорбиновой кислотой в присутствии калия сурьмяновиннокислого (А = 880 нм, оптимальная концент­рация фосфора 3—40 мкг в 100 см1 2 3 4 фотометрируемого раствора). Влияние мышьяка устраняется восстановлением его до трехва­лентного сернистокислым натрием.
2.2. А п п а р а ту р а и реактивы Шкаф сушильный с температурой нагрева 105
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

© Издательство стандартов, 1987
Стеклоуглеродный тигель марки СУ-2000—1С № 4 или стекло­углеродная чаша 550 СУ-2000—<1С № 2.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:2.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1, и раст­вор с молярной концентрацией 3 моль/дм3: 84 см3 серной кисло­ты осторожно вливают при непрерывном перемешивании в 916 см3 воды.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—7'5, раствор с мас­совой концентрацией 40 г/дм3.
Натрий сернистокислый 7-водный по ГОСТ 429—76, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3 или
Натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78 перекристал­
лизованный: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при нагревании 70—80°С, фильтруют через фильтр «синяя лента», охлаждают до комнатной температуры, приливают при перемешивании 300 см3 этилового спирта, дают осадку от­стояться в течение 1 ч и отфильтровывают его на фильтр «белая лента», помещенный в воронку Бюхнера, пользуясь водоструйным насосом. Осадок промывают 2—3 раза этиловым спиртом и вы­сушивают на воздухе.
Серномолибдатный реактив; 7 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды, приливают 84 см3 серной кислоты, перемешивают, охлаждают, доливают водой до 1 дм3 и перемеши­вают.
фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией
Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентра­цией 3 г/дм3.
Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198—75 дважды перекристаллизованный: 100 г реактива растворяют в 150 см3 воды при нагревании, выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку, энергично перемешивая его стеклянной палочкой. Когда раствор охладится до комнатной температуры, чашку с кристаллами охлаждают в холодной проточной воде, изредка перемешивая его стеклянной палочкой. После охлажде­

2.3. Проведение анализа
Навеску чугуна (табл. 1) помещают в стакан или плоскодон­ную колбу вместимостью 200—250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты (1 :2) и нагревают до растворения.
Таблица I

Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2—3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернисто­кислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.
Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, ее растворяют в 20—30 см3 смеси соляной и азотной кислот (3: 1). После полного растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют при нагревании в 50—60 см3 воды. Прибав­ляют по каплям раствор марганцовокислого калия до вы­падения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2—3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернисто­кислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.
Если массовая доля кремния в анализируемом образце свыше 1,0%, навеску чугуна помещают в стеклоуглеродный тигель 4 или стеклоуглеродную чашку 2 и растворяют при слабом нагрева-
нии в 20 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) и фтористоводородной кислоты. После полного растворения
вески приливают 10 см3 серной кислоты раствор до паров серной кислоты.
Соли растворяют при нагревании в кипящему раствору прибавляют по каплям кислого калия (1—2 см3) до выпадения бурого осадка двуокис
и
марганца, который растворяют, прибавляя по каплям раствор сернистокислого натрия до исчезновения окраски. Раствор после разрушения двуокиси марганца переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150—200 см3, отбрасывая пер­вые порции раствора, предварительно ополоснув ими колбу.
В зависимости от массовой доли фосфора отбирают две алик­
вотные части раствора (табл. 1) в мерные колбы вместимостью 100 см3, приливают по 25 см3 воды, по 3 см3 сернистокислого натрия и кипятят в течение 2—3 мин. Растворы охлаждают, затем в одну из колб прибавляют по каплям при непрерывном пере­мешивании 10 см3 серномолибдатного реактива, во вто­рую— 10 см3 раствора серной кислоты с молярной концентра­цией эквивалента 3 моль/дм3. Затем в обе колбы приливают 5 см3 аскорбиновой кислоты и 1 см3 раствора сурьмяновинно­кислого калия, доливают до метки водой и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют через 45 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны (630±20) нм (красный светофильтр) или на спектрофотометре при длине волны 880 нм относительно раствора, не содержащего молибдата аммония.
фора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.
2.5. Об работка результатов
2.5.1. Массовую долю фосфора (X)
т-100
дуировочному графику, г;

тп\ — масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.5.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллель­ных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не дол­жны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Абсолютные допускаемые расхождения, %
поликислоты и восстановлении ее ионами двухвалентного железа в присутствии гидроксиламина до комплексного соединения,
цвет (А,=600—900 нм, оптимальная кон- — 100 мкг в 100 см5 6 7 фотометрируемого
раствора).
Мышьяк удаляют отгонкой в виде бромида, если массовая доля его превышает 0,005%.
3.2. Аппаратура и реактивы
Шкаф сушильный с температурой нагрева 105—110°С.
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:6.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и раствор с молярной кон­центрацией эквивалента 8 моль/дм3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с мас­совой концентрацией 40 г/дм3.
Гидроксиламин сернокислый по ГОСТ 7298—79, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.
Квасцы железоаммонийные по ГОСТ 4205—77, раствор с мас­совой концентрацией 432,5 г/дм3: 432,5 г квасцов растворяют в присутствии 20 см3 серной кислоты в 1 дм3 воды.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78.
Серномолибдатный реактив: 55,2 г молибденовокислого ам­
мония растворяют при нагревании в 250—300 см3 воды, от­фильтровывают через плотный фильтр в мерную колбу вмести-
мостью 1 дм3, охлаждают и медленно при непрерывном перемеши­вании приливают 230 см3 серной кислоты, раствор охлаждают,
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску чугуна массой 0,2 г помещают в стакан или плоскодонную колбу вместимостью 200—250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения на­вески.
Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, при­ливают 5 см3 азотной кислоты и 15 см3 соляной кислоты и на­гревают до растворения. Раствор выпаривают до состояния влаж­ных солей, затем приливают 20 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до состояния влажных солей, после чего приливают 5—40 см3 азотной кислоты, 15—20 см3 воды и нагре­вают до растворения солей.
Если массовая доля мышьяка в анализируемом чугуне свыше 0,005%, его удаляют отгонкой. Для этого раствор после растворе­ния навески выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Эту опера­цию повторяют два раза. Сухой остаток растворяют при нагре­вании в 15 см3 соляной кислоты (1:1), приливают 10 см3 раст­вора бромистого аммония и выпаривают раствор досуха. После этого приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения солей.
К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца. К горячему раствору по каплям прибавляют раствор гидроксиламина до обесцвечивания. Кипятят раствор 1—2 мин для удаления окислов азота, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят водой до метки и пере­мешивают. Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150—200 см3, отбрасывая первые порции фильтрата, предварительно ополоснув ими колбу
.

Отбирают две аликвотные части раствора по 5 см3 в коничес­кие колбы вместимостью 100 см3, приливают по 20—25 см3 воды и по 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов.
3.3.2. Растворы нейтрализуют аммиаком, прибавляя его по каплям до выпадения неисчезающей мути гидроокиси железа, затем прибавляют 5 см3 раствора гидроксиламина. Содержимое колб нагревают до исчезновения желтой окраски раствора.
Если растворы сохраняют желтую окраску, добавляют 1—2 капли раствора аммиака. При появлении мути ее раство­ряют добавлением 1—2 капель соляной кислоты (1:1). Раст­воры охлаждают и переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3. В одну из колб прибавляют при непрерывном пере­мешивании 8 см3 раствора серномолибдатного реактива, во вторую — 8 см3 раствора серной кислоты с молярной концент­рацией эквивалента 8 моль/дм3. Содержимое колб доливают до метки водой и перемешивают. Раствор во второй колбе служит в качестве раствора сравнения.
Величину оптической плотности раствора измеряют на спектро­фотометре при длине волны 830 нм на фотоэлектроколориметре при длине волны (630+20) нм (красный светофильтр) в кювете оптимального размера.
По найденному значению оптической плотности, за вычетом оптической плотности раствора контрольного опыта, находят массу фосфора в г по градуировочн