Чугун легированный. Методы определения никеля

Методы определения никеля
Alloy cast iron. Methods for determination of nickel

ОКСТУ 0809'

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 22 марта 1977 г. № 680 срок введения установлен
с 01.01.78
Проверен в 1982 г. Постановлением Госстандарта от 16.12.82 № 4792 срок действия продлен
до 01.01.88
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на легированный чугун и устанавливает фотометрический метод определения никеля (от 0,1 до 1,0 %), гравиметрический метод (от 0,1 до 25,0 %) и атом­но-абсорбционный метод (от 0,1 до 15,0 %).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 2604.0—77.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ

С ДИМЕТИЛГЛИОКСИМОМ

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного в коричнево-крас­ный цвет комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом (Хтах = 420—430 нм) в щелочной среде в присутствии окислите­ля — надсернокислого аммония. Оптимальный интервал pH 8—10. Мешающее влияние железа, хрома, меди и других элементов уст­раняют прибавлением калия-натрия виннокислого. При массовой

Издание официальное
Перепечатка воспрещена

доле меди свыше 2 % определение следует вести гравиметриче­ским методом.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и 1:4.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845—79, 20 %-ный раст­вор.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 5 %-ный раствор.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, 3 %-ный свеже­приготовленный раствор.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828—77, 1 %-ный раствор в 5 %-ном растворе едкого натра; готовят следующим образом: 10 г диметил- глиоксима растворяют в 1 дм3 5 %'-ного раствора едкого натра.
Железо карбонильное по ГОСТ 13610—79, 0,2 %-ный раствор; готовят следующим образом: в коническую колбу вместимостью 100 см3 помещают 0,5 г карбонильного железа, приливают 25 см3 соляной кислоты, разбавленной Г.1, и умеренно нагревают до пол­ного растворения навески. Затем осторожно по каплям прилива­ют азотную кислоту до прекращения вспенивания и кипятят до удаления окислов азота. Содержимое колбы охлаждают, перево­дят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Никель металлический по ГОСТ 849—70, марки Н-0, стан­дартные растворы.
Раствор А с массовой концентрацией 0,0001 г/см3: 0,1 г метал­лического никеля растворяют при умеренном нагревании в 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:4, в присутствии нескольких ка­пель азотной кислоты. После полного растворения навески раст­вор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор Б с массовой концентрацией 0,00001 г/см3: 10 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и разбавляют до метки водой,
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску чугуна массой 0,2 г помещают в коническую кол­бу вместимостью 100 см3, приливают 25 см3 соляной кислоты, раз­бавленной 1:1, и умеренно нагревают до полного растворения на­вески. Затем, осторожно по каплям приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания и кипятят до удаления окислов азо­та.
Кремневую кислоту и графит отфильтровывают на фильтр «бе­лая лента» в мерную колбу вместимостью 100 см3, промывают оса­док на фильтре 2—3 раза водой, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотные части раствора по 5 см3 поме­щают в две мерные колбы вместимостью 100 см3.
В каждую колбу приливают последовательно (при перемеши­вании) по 10 см3 20 %-ного раствора виннокислого калия-натрия, по 10 см3 5 %-ного раствора едкого натра, по 10 см3 3 %-ного ра­створа надсернокислого аммония.
В одну колбу приливают 10 см3 1 %-ного раствора диметилгли- оксима. Раствор во второй колбе (без диметилглиоксима) служит раствором сравнения. Через 2—3 мин в обе колбы доливают во­ду до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют через 5—7 мин на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром при длине вол­ны 420—430 нм.
Массовую долю никеля в процентах находят по градуировоч­ному графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
Аликвотные части раствора карбонильного железа по 5 см3 по­мещают в шесть мерных колб вместимостью по 100 см3.
В десять мерных колб приливают последовательно 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100 мкг никеля по отношению к исходной навеске чугуна массой 0,2 г и аликвот­ной части раствора 5 см3.
В каждую колбу приливают последовательно (при перемеши­вании) по 10 см3 20 %-ного раствора виннокислого калия-натрия^ по 10 см3 5 %-ного раствора едкого натра и по 10 см3 3 %-ного ра­створа надсернокислого аммония.
Во все колбы приливают по 10 см3 1 %-ного раствора диметил- глиоксима. Через 2—3 мин доливают воду до метки и перемеши­вают.
Измеряют оптическую плотность раствора через 5—7 мин на
})отоэлектроколориметре с синим светофильтром при длине волны 420—430 нм.
В качестве раствора сравнения служит раствор в одиннадцатой колбе, содержащий карбонильное железо, проведенный через весь ход анализа, к которому прибавляют те же реактивы, что и к анализируемой пробе, но не содержащий никеля.
По найденным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массовым долям никеля строят градуировоч­ный график.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю никеля в процентах находят по градуи­ровочному графику.
2.4.2.
2.4.3. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений при доверительной вероятности Р=0,95 не должны превышать значений, указанных в п. 3.4.2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НИКЕЛЯ

3.1. Сущность метода
Метод основан на осаждении никеля диметилглиоксимом в слабоаммиачном растворе (pH 8—10). Мешающее влияние желе­за, хрома, марганца и других элементов устраняют прибавлением винной кислоты. Осадок диметилглиоксимата никеля высушивают и взвешивают.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и 1:100.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72, 10 %-ный раствор.
' Кислота винная по ГОСТ 5817—77, 50 %-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300—72.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828—77, 1 %-ный спиртовой раст­вор; готовят следующим образом: 10 г диметилглиоксима раство­ряют в 750 см3 спирта, приливают 250 см3 горячей воды и пере­мешивают.
Индикатор универсальный, бумага.
3.3. Проведение анализа
Массу навески чугуна в зависимости от массовой доли никеля определяют по табл. 1.
Таблица 1

От 0,1 до 0,5 Св. 0,5 » 2,0 » 2,0 » 4,0 » 4,0 » 10,0 » 10,0 » 25,0
Навеску помещают в стакан вместимостью 500 см3, накрывают часовым стеклом и растворяют при умеренном нагревании в 30 см3 соляной кислоты, прибавляя по каплям азотную кислоту до пре­кращения вспенивания. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Затем приливают 10—20 см3 соляной кислоты и содержи­мое стакана нагревают до растворения солей. К раствору прили­вают 80—100 см3 горячей воды, нагревают до 80—90 °С, обмывают часовое стекло водой, отфильтровывают выпавший осадок крем- ниевои кислоты и графит на фильтр «белая лента» с добавлением бумажной массы. Осадок на фильтре промывают несколько раз соляной кислотой, разбавленной 1:100. Фильтрат и промывные во­ды сохраняют (основной раствор). Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 1000—1100 °С. Затем тигель с осадком охлаждают. Осадок смачи­вают 2—3 каплями воды, добавляют 3—4 капли серной кислоты, 3—4 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают содержимое тигля до удаления паров серной кислоты. Остаток в тигле сплавляют с 2—3 г калия пиросернокислого, выщелачивают водой при нагревании и присоединяют к основному раствору.
К полученному раствору приливают 5 см3 10%-ного раствора хлористого аммония, 20—40 см3 50 %-ного раствора винной кис­лоты и добавляют раствор аммиака до pH 8—10 по универсаль­ному индикатору, затем соляную кислоту до pH 2—3 по универ­сальному индикатору, разбавляют горячей водой до 350—400 см3, нагревают до 50—70 °С, приливают 1 %-ный спиртовой раствор диметилглиоксима в количестве, соответствующем 10 см3 на каж­дые 0,01 г никеля, после чего приливают раствор аммиака до pH 8—10 по универсальному индикатору.
Раствор с выпавшим осадком диметйлглиоксимата никеля ос­тавляют при 50—70 °С на 1 ч. Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента», промывают 5—6 раз теплой водой.
После этого осадок растворяют на фильтре 50 см3 горячей со­ляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр промывают 5—7 раз го­рячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в ко­тором проводилось осаждение. К раствору приливают 5 см3 50 %- ного раствора винной кислоты, раствор аммиака до pH 8—10 по универсальному индикатору, соляную кислоту до pH 2—3 по уни­версальному индикатору и разбавляют горячей водой до 350— 400 см3. Затем раствор нагревают до 50—70 °С, приливают 10— 15 см3 1 %-ного спиртового раствора диметилглиоксима, после чего приливают раствор аммиака до pH 8—10 по универсальному инди­катору. Раствор с выпавшим осадком оставляют при 50—70 °С на 1 ч.
Осадок количественно переносят в стеклянный фильтрующий тигель № 4, предварительно высушенный до постоянной массы при НО °С и взвешенный. Осадок промывают 7—8 раз теплой во­дой. Тигель с осадком высушивают до постоянной массы при НО—120 °С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают
.

3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю никеля (X) в процентах вычисляют по формуле
X = ‘ 0,2032 . jpg
т ’
где mi — масса осадка диметилглиоксимата никеля в анализи­руемой пробе, г;
т2 — масса осадка дим