Сплавы магниевые. Методы определения циркония

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

Методы определения циркония
Magnesium alloys.
Methods for determination of zirconium

ОКСТУ 1709

Срок действия
v Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения циркония (при массовой доле циркония от 0,05 до 1,5%) и фотометрический метод определения циркония (при мас­совой доле циркония от 0,00005 до 0,01%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

1 ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ЦИРКОНИЯ

2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и тит­ровании циркония раствором динатриевой соли этилендиаминтет- рауксусной кислоты.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и 1:6, 2 М раствор.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, 10%-ный ра­створ.
Натрий пиросернокислый по ГОСТ 18344—78.
Ксиленоловый оранжевый, 0,1%-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ 4919.1—77.
Кислота фениларсоновая, 1%-ный раствор.
Циркония (IV) хлорокись, 8-водная (цирконил хлористый).
Издание официальное Перепечатка воспрещена
Стандартный раствор циркония: 0,353 г хлористого цирконила растворяют в 2 М растворе соляной кислоты и доливают объем раствора этой же кислотой до 100 см3.
1 см3 раствора содержит 1 мг циркония.
Для установки титра раствора циркония отбирают пипеткой 10 см3 раствора в стакан вместимостью 250 см3, прибавляют 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 100 см3 воды. Раствор наг-
ревают до кипения и добавляют 15 см3 4 ты. Раствор с выпавшим осадком кипятят 10 мин, избегая бурного кипения. Фильтруют через два фильтра средней плотности и про­мывают 5—6 раз горячей водой. Фильтр с осадком сушат, сжига­ют и прокаливают при 1050°С в течение 3 ч.
Титр раствора циркония (Т), выраженный в г/см3 циркония, вычисляют по формуле
m -0,7403
р
где ш — масса двуокиси циркония, г;
0,7403 — коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;
V — аликвотная часть раствора хлористого цирконила, см3.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652—73, 0,0125 М раствор; гото­вят следующим образом: 4,6531 г трилона Б растворяют в 1000 см3 воды. Титр раствора трилона Б устанавливают по раствору хло­ристого циркония следующим образом: 5 см3 стандартного раство­ра циркония отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 70 см3 воды, подогретой до 80—90°С, 30 см3 раствора солянокислого гидроксиламина и шесть капель ксиленолового ора­нжевого. Титруют раствором трилона Б до изменения цвета раст­вора из розового в желтый.
Титр раствора трилона Б (TJ, выраженный в
вычисляют по формуле
где m — количество циркония, содержащееся в аликвотной части раствора циркония, г;
Vi—объем раствора трилона Б, израсходованный на титро­вание, см3.
2.3. Проведение анализа
Массу навески сплава определяют в зависимости от содержа­ния циркония, как указано в табл. 1.
Навеску сплава помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1.

Массовая доля циркония, %
От 0|Д> ДО 0.» 1
Св. ОД > 1Д) > 1,0 > 1,5
К горячему раствору приливают 70 см3 воды, подогретой до 80—90°С, 30 см3 раствора солянокислого гидроксиламина, шесть капель ксиленолового оранжевого и горячий раствор титруют раствором трилона Б до изменения цвета от розового до устойчи­вого желтого.
Если при растворении сплава остается черный осадок нер а ст­ворившегося элементарного циркония, его отфильтровывают че­рез фильтр средней плотности и осадок промывают 6—8 раз горя­чим раствором соляной кислоты, разбавленной 1:6. Фильтр с оса­дком сжигают, прокаливают в течение 30 мин при 800°С и сплав­ляют при 500—600°С с пятикратным количеством пиросернокис­лого натрия. Плав растворяют в 100 см3 воды и 10 см3 соляной кислоты при нагревании. Соединяют фильтрат с полученным пос­ле сплавления раствором и определяют цирконий, как указано выше.
2.1— 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю циркония (X) в процентах вычисляют по формуле
V-TilOO
где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титро­вание, см3;
Ті —титр раствора трилона Б, выраженный в г/см3 циркония;
т — масса навески сплава, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в табл. 2.

Таблица 2
От 0,05 до 0,10
Св. ОД » 0,2 > 0„2 » 0,5 » 0,5 » 1,5
2.4.3. 2.4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2.5. Контроль точности измерений
Для контроля точности измерений массовой доли циркония от 0,05 до 1,5% используют государственные стандартные образцы, от­раслевые стандартные образцы и стандартные образцы предприя­тия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315—78. Контроль точности измерения производят в соответст­вии с ГОСТ 25086—87.
Допускается проводить контроль точности измерений массовой
доли циркония, используя метод добавок.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ЦИРКОНИЯ

3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании окрашенного соединения цирко­ния с арсеназо III в среде 9 М соляной кислоты. Оптическая плот­ность растворов пропорциональна концентрации циркония в интер­вале 0,5—5 мкг в 25 см3 раствора. Чувствительность реакции 0,15 мкг в 25 см3. Оптическую плотность измеряют при 670 нм. Из­мерению мешают уран и торий.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр СФ-46, СФ-26 или колориметр КФК-2.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1, 0,2 М и 9 М растворы.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Кислота фениларсоновая, 0,1%-ный раствор.
Арсеназо III, 0,1%-иый водный раствор.
Цирконий металлический или циркония (IV) хлорокись, 8-вод- ная.
Калий сернокислый по ГОСТ 4145—74.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Стандартные растворы циркония.
Раствор А с концентрацией 1 мг/см3 готовят из хлористого цир­конила согласно п. 2.2 или из металлического циркония:
1 г циркония металлического помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 50 см3 серной кислоты и добавляют 10 г сер­нокислого калия. Стакан накрывают часовым стеклом и нагрева­ют до появления густых паров серной кислоты. После полного растворения навески циркония содержимое стакана разбавляют водой, нагревают до кипения и осаждают цирконий аммиаком. Осадку дают скоагулировать, отфильтровывают, промывают во­дой с несколькими каплями аммиака.
Затем осадок на фильтре растворяют в соляной кислоте, раз­бавленной Г.1, и снова осаждают гидрооксид циркония аммиаком. Отфильтровывают и промывают как и в первом случае.
Осадок на фильтре растворяют в 34 см3 горячей соляной кис­лоты, разбавленной 1:1 в стакан, где проводилось осаждение. Фильтр промывают несколько раз горячей водой. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, по охлаждении раствор доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 1 мг циркония.
Раствор Б: готовят разбавлением раствора А в 20 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.
1 см3 раствора В содержит 5 мкг циркония.
Раствор В: готовят перед употреблением разбавлением раство­ра Б в 10 раз 0,2 М раствором соляной кислоты.
1 см3 раствора В содержит 5 мкг циркония.
Титр стандартного раствора А устанавливают в соответствии с п. 2.2.
3.3. Проведение анализа
Навеску сплава массой. 1 г (при массовой доле циркония до 0,0005%) и 0,1 г (при массовой доле циркония от 0,0005 до 0,2%) помещают в стакан вместимостью 100—150 см3 и растворяют в 15 см3 9 М раствора соляной кислоты. После растворения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, добавляют в кол­бу 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки 9 М раство­ром соляной кислоты.
При массовой доле циркония в сплаве от 0,005 до 0,02% колбу доливают до метки без добавления арсеназо III 9 М раствором со­ляной кислоты, аликвотную часть 5 см3 переносят в другую колбу вместимостью 25 см3, добавляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой.
Измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 670 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см по отноше­нию к воде.
Из полученных значений вычитают оптическую плотность конт­рольного раствора. Массовую долю циркония вычисляют по гра­дуировочному графику.
3.3.1. Построение градуировочного графика
В стаканы вместимостью 100—150 см3 вводят 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и 1,0 см3 раствора В, что соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 мкг циркония, добавляют 15 см3 9 М раствора соляной кис­лоты и кипятят 5—10 мин для разрушения полимеров циркония. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 см3, добав­ляют 0,5 см3 раствора арсеназо III и доливают до метки той же кислотой. Измеряют оптическую плотность растворов при 670 нм по отношению к воде, вычитая значение оптической плотности кон­трольного раствора. По полученным значениям строят градуиро­вочный график.

3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю циркония (XJ в процентах вычисляют по формуле
/Пі
т-10000
где mi—масса циркония, найденная по градуировочному гра­фику, мкг;
т — масса навески сплава, г.
При определении 0,005—0,02% циркония с использованием раз» бавлення, полученный результат умножают на 5.
3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, ука­занных в табл. 3.
Таблица 3

От 0.00005 до 0.00025 Св. 0,00025 » 0,00100 » 0,001 * 0,005
» 0.005 » 0,020
3.5. Контроль точности измерений
3.5.1. Контроль точности измерений проводят по п. 2.5.
Разд. 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной лромыш* ценности СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

8. А. Коренева, С. Н. Пимаева, М. Ф. Свиридова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст*
венного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28.12.76
NS 2889

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

ГОСТ 3118—77

ГОСТ 3760—79 ГОСТ 4145—74 ГОСТ 4204—77 ГОСТ 4919.Ii—77 ГОСТ 5456—65 ГОСТ 10652—73 ГОСТ 18344-78 ГОСТ 25086—87 ГОСТ 8.315—78
Сро