Сплавы магниевые. Методы определения марганца

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

Методы определения марганца
Magnesium alloys.
Methods for determination of manganese

О КСТУ 1709

Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения марганца (при массовой доле марганца от 0,2 до 3%), фотометрический метод определения марганца (при массовой доле марганца от 0,01 до 0,2%) и атомно-абсорбционный метод определения марганца (при массовой доле марганца от 0,01 до 3%).
(Измененная редакция, Изм. № I).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 3240.0—76.

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИ

1.1. Сущность метода
Метод основан на окислении марганца надсернокислым аммо­
нием в присутствии катализатора до семивалентного состояния и титровании раствором арсенитно-нитритной смеси.
(Измененная редакция, Изм. № I).
1.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1, 1:2 и
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552—80.

Смесь кислот; готовят следующим образом: к 600 см3 серной кислоты, разбавленной 1:5, прибавляют 250 см3 азотной кислоты, 125 см3 ортофосфорной кислоты и тщательно перемешивают.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277—75, 0,01 М раствор; го­товят следующим образом: 1,7 г азотнокислого серебра растворя­ют в 1000 см3 воды и перемешивают.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478—75, 10 и 25%-ный раствор.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, 1%-ный раствор.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 5%-ный раствор.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, 0,05 М раствор.
Натрий углекислый кислый по ГОСТ 4201—79.
Смесь арсенитно-нитритная; титрованный раствор; готовят следующим образом: 1,3 г мышьяковистого ангидрида растворя­ют в 20 см3 раствора гидроокиси натрия, разбавляют водой до 100—150 см3 и нейтрализуют по лакмусовой бумажке серной кис­лотой, разбавленной 1:1, вводя 0,5—1 см3 ее в избыток, который нейтрализуют кислым углекислым натрием по лакмусовой бума­ге, после чего к раствору добавляют 0,85 г азотистокислого нат­рия, разбавляют водой до 1000 см3 и перемешивают.
Раствор арсенитно-нитритной смеси хранят в темных бутылях, закрытых резиновой пробкой с хлоркальциевой трубкой.
Титр арсенитно-нитритной смеси устанавливают по 0,05 М. раствору марганцовокислого калия. В колбу вместимостью 250 см3 наливают 30 см3 смеси кислот, прибавляют 50 см3 воды, 2 см3 раствора азотнокислого серебра и 10 см3 10%-ного раствора над­сернокислого аммония. Смесь кипятят 1 мин. После охлаждения из бюретки приливают 20,0—25,0 см3 0,05 М раствора марганцово­кислого калия, 5 см3 1 %-ного раствора хлористого натрия и 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:2, титруют раствором арсенитно- нитритной смеси до получения бледно-розового окрашивания. Пе­ред окончанием титрования арсенитно-нитритную смесь добавля­ют по каплям с интервалом между ними 5—10 с.
1.3. Проведение анализа
Навеску сплава берут в зависимости от массовой доли мар­ганца в количестве, приведенном в табл. 1.
Таблица 1

До 0„5
Св. 0,5

Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 воды и небольшими порциями 30 см3 смеси кислот. После прекращения бурной реакции внутренние стенки колбы обмывают небольшим количеством воды и раствор нагре­вают на плите не выше 80°С до полного растворения сплава. Об­мывают стенки колбы 50 см3 воды, вводят 10 см3 раствора азот­нокислого серебра, 15 см3 надсернокислого аммония, нагревают до кипения и кипятят в течение 1—2 мин. Колбу с раствором снима­ют с плиты, осторожным вращением удаляют оставшийся на стен­ках колбы кислород, охлаждают до 15—20°С, прибавляют 10 см3 раствора хлористого натрия, 10 см3 серной кислоты, разбавлен­ной 1:1, и титруют раствором арсенитно-нитритной смеси до ис­чезновения розовой окраски.
1.4. Обработка результатов
1.4.1. Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют
по формуле
У-Г-100
fit
где V — объем арсенитно-нитритного раствора, израсходованный на титрование, см3;
Т — титр мышьяковистого ангидрида, выраженный в грам­мах марганца на миллилитр;
m — масса навески сплава, г.
1.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в табл. 2.
Таблица 2
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
От 0і,2 до 0(,5
Св. 0,5 » 1,0 » 1,0» 3,0
1.5. Контроль точности измерений
Контроль точности измерений массовой доли марганца от 0,2 до 3,0% проводят с использованием Государственного стандартно­го образца ГСО 3363—86.
Кроме тою, используют государственные стандартные образцы магниевых сплавов, вновь выпущенные, а также отраслевые стан­дартные образцы и стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315—78. Контроль точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ 25086—87.
Допускается проводить контроль точности измерений массовой доли марганца, используя метод добавок.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

МАРГАНЦА

3.1. Сущность метода
Метод основан на окислении двухвалентного марганца до се­мивалентного йоднокислым калием с измерением оптической плот­ности полученного перманганат-иона при /.max =^545 нм.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр типа СФ4А или фотоэлектроколориметр ти­пов ФЭК-56, ФЭК-60.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, не содержащая окислов азота.
Для освобождения от окислов азота кислоту кипятят или про­пускают через нее ток двуокиси углерода.
Калий йоднокислый.
Вода дистиллированная, не содержащая восстановительных веществ; готовят следующим образом: 1000 см3 дистиллированной воды, подкисленной 10 см3 серной кислоты, доводят до кипения, добавляют несколько кристалликов йоднокислого калия и кипятят в течение 10 мин.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.
Натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77.
Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, 30%-ный раствор.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, 2%-ный раствор.
Стандартные растворы марганца.
Раствор А; готовят следующим образом: в высоком стакане вместимостью 400 см3, содержащем 200 см3 воды, растворяют 2,8770 г ^марганцовокислого калия, добавляют 40 см3 серной кис­лоты и восстанавливают марганцовокислый калий с помощью нес­кольких кристаллов сернистокислого натрия или перекиси водоро­да. Раствор кипятят до удаления избытка двуокиси серы или пе­рекиси водорода, охлаждают, переносят в мерную колбу вмести­мостью 1000 см3, разбавляют водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 1 мг марганца.
Раствор Б; готовят следующим образом: 100 см3 раствора А от бирают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют до метки водой и перемешивают.
2 см3 раствора Б содержит 0,1 мг марганца.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску сплава берут в зависимости от массовой доли марганца в количестве, приведенном в табл. 3.
Таблица 3
Количество серной кислоты, см3

От 0,01 до 0„05
Св. 0,05 » 0,2
Навеску сплава помещают в колбу вместимостью 250 см3, до­бавляют 10 см3 воды, а затем небольшими порциями серную кисло­ту, количество которой указано в табл. 3, и колбу накрывают ча­совым стеклом. Как только растворение закончится, добавляют 25 см3 раствора азотной кислоты и кипятят несколько минут. По­лученные растворы разбавляют водой до 60 см3, доводят до кипе­ния и добавляют 0,5 г йоднокислого калия, затем снова кипятят 5 мин и оставляют растворы в горячем состоянии (около 98°С) на 15 мин. После охлаждения растворы переливают в мерную кол­бу вместимостью 100 см3 и разбавляют до метки водой, не содержа­щей восстановителей. Одновременно проводят контрольный опыт.
В платиновую чашку помещают 25 см3 азотной кислоты и сер­ную кислоту в соответствии с табл. 3 и выпаривают содержимое чашки досуха. Затем растворяют осадок небольшим количеством горячей воды, переливают раствор в колбу вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 40 см3, добавляют 20 см3 серной кислоты и далее анализ ведут, как указано выше при анализе пробы.
Оптическую плотность испытуемого раствора (£J и раствора контрольного опыта (£2) измеряют в соответствующих кюветах при 545 нм, применяя в качестве раствора сравнения воду. Затем в испытуемый раствор и раствор контрольного опыта вводят по каплям раствор азотистокислого натрия до обесцвечивания и пов­торяют измерения оптической плотности испытуемого раствора (£з) и раствора контрольного опыта (£4). Раствором сравнения служит вода.
Оптическую плотность испытуемого раствора (Д£) вычисляют по формуле
Д£= (<£.——
3.3.2. Построение градуировочного графика
3.3.2.1. Приготовление компенсирующего раствора.
В платиновую чашку помещают 20 см3 азотной кислоты и вы­паривают досуха. Чашку обмывают небольшим количеством горя­чей воды, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 250 см3, разбавляют до 40 см3 водой и добавляют 15 см3 серной кислоты и 5 см3 азотной кислоты
.

В шесть мерных колб вместимостью 250 см3 вводят 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0 и 20,0 см3 раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0005; 0,0010; 0,0015 и 0,0020 г марганца и. разбавляют содержи­мое колб водой до 40 см3, затем добавляют по 15 см3 серной кис­лоты, по 25 см3 азотной кислоты и далее анализ ведут, как ука­зано в п. 3.3, используя в качестве контрольного опыта компенси­рующий раствор.
По найденным значениям оптической плотности строят градуи­
ровочный график.
3.1— 3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю марганца (XJ в процентах вычисляют по
формуле
у тп • 100
А і = - — ■ ■ ,
где т — количество марганца, найденное по градуировочному графику, г;
—масса навески сплава, г.
3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в табл. 4.
Таблица 4
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
От 0,01 ДО Q,03
Св. 0,03 » 0,05 > 0,05 > 0,10 » 0„10 » О,20
3.1— 3.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3.5. Контроль точности измерений
Контроль точности измерений массовой доли марганца от 0,01 до 0,2% проводят с использованием Государственного стандартно­го образца ГСО 336