Феррованадий. Метод определения ванадия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ФЕРРОВАНАДИЙ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

ГОСТ 13217.1-90

(ИСО 6467-80)
Издание официальное

УДК 669.15’292-198:546.881.06:006:354 Группа В19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОВАНАДИЙ

Метод определения ванадия
Ferrovanadium.
Method for determination of vanadium

ОКСТУ 0809

Дата введения 01.07.91
Настоящий стандарт устанавливает потенциометрический метод оп­ределения ванадия в феррованадии при массовой доле его от 30 до 85 %.
Метод основан на окислении четнрехвалентного ванадия до пя­тивалентного перманганатом калия с последующим титрованием пятивалентного ванадия раствором соли Мора.
Допускается проводить определение ванадия по методике между­народного стандарта ИСО 6467—80, приведенного в приложении.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 28473.
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде по­рошка с размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26201.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка для потенциометрического титрования с индикатор­ным платиновым и сравнительным вольфрамовым, хлорсеребряным или каломельным электродами.
Мешалка магнитная или механическая.

© Издательство стандартов, 1990
© ИПК Издательство стандартов, 1997 Переиздание с изменениями
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы Г.1, 1:2, 1:4 и 1:20.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор с массовой кон­центрацией 10 г/дм3. ••
Карбамид по ГОСТ 6691 или раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3, свежеприготовленный.
Вода бидистиллированная.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, раствор с (|к2Сг2О7)=0,1 моль/дм3: 4,9032 г при необходимости перекрис­таллизованного и просушенного до постоянной массы при темпера­туре 180 °С двухромовокислого калия растворяют в 150 см3 бидистиллированной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки той же водой и перемешивают.
1 см3 раствора соответствует 0,0050942 г ванадия.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с (FeSO4 • (NH)2SO4 • 6Н2О)=0,1 моль/дм3: 39,3 г соли Мора растворяют в 500 см3 раствора серной кислоты 1:20. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по раствору двухромовокислого калия. Для этого в стакан вместимостью 400 см3 вводят 25,0 см3 раствора двухромовокислого калия, затем прибавляют 200 см3 воды, 30 см3 раствора серной кислоты 1:1,8 см3 ортофосфорной кислоты и титруют раствором соли Мора до макси­мального изменения потенциала электрода.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (с), выраженную в граммах на кубический сантиметр ванадия, вычисляют по формуле
где с, — массовая концентрация раствора двухромовокислого калия, выраженная в г/см3 ванадия;
V — объем раствора двухромовокислого калия, взятый для титрования, см3;
И] — объем раствора соли Мора, израсходованный на тит­рование раствора двухромовокислого калия, см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску массой 0,25 г помещают в стакан вместимостью 250— 300 см3, приливают 25 см3 раствора серной кислоты 1:4 и нагрева­ют до растворения, затем приливают 2—3 см3 азотной кислоты и выпаривают содержимое стакана до выделения паров серной кис­лоты. После охлаждения соли растворяют при нагревании в 50 см3 воды.
Растворение навески с массовой долей кремния св. 2 % проводят в платиновой или стеклоуглеродистой чашке с добавлением 3—5 см3 фтористоводородной кислоты. После выпаривания до паров серной кислоты содержимое чашки охлаждают, перерастворяют соли в 30— 40 см3 воды при нагревании и переносят раствор в стакан вмести­мостью 250—300 см3.
После охлаждения в стакан с раствором погружают электроды и включают мешалку. Затем вводят в раствор по каплям раствор перманганата калия до появления розового окрашивания, не исчеза­ющего в течение 1 мин. Избыток перманганата калия восстанавли­вают раствором нитрита натрия, добавляя его по каплям до исчезновения розовой окраски перманганата калия.
После этого вносят 2 г мочевины или 20 см3 раствора мочевины, через 1 мин приливают 10 см3 ортофосфорной кислоты, 50 см3 рас­твора серной кислоты 1:2 и по достижении постоянного потенциала (проверяют по амперметру) титруют ванадий потенциометрически раствором соли Мора до максимального изменения потенциала электрода.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю ванадия (Л) в процентах вычисляют по формуле
Х= . юо , (2)
т
где с — массовая концентрация раствода соли Мора, выражен­ная в г/см3 ванадия;
И2 — объем раствора соли Мора, израсходованный на титро­вание раствора пробы, см3;
V3 — объем раствора соли Мора, израсходованный на титро­вание раствора контрольного опыта, см3;
т — масса навески пробы, г.
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определе­ния массовой доли ванадия приведены в таблице.
Массовая доля ванадия, %
Погреш­ность результатов анализа, %
Допускаемые расхождения, %

двух средних результатов анализа, выполнен­ных в различных условиях
двух параллель­ных определе­ний
трех параллель­ных определе­ний
результатов анализа стандарт­ного образца от аттестован­ного значения
От 30 до 50 включ.
0,3
0,4
0,3
0,4
0,2
Св. 50 » 85 »
0,4
0,5
0,4
0,5
0,3

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое
ИСО 6467-80

ФЕРРОВАНАДИЙ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВАНАДИЯ.

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

1. Назначение и область применения
Настоящий международный стандарт устанавливает потенциометричес­кий метод определения содержания ванадия в феррованадии.
Метод применим к сплавам с содержанием ванадия меньше или равным 84 %.
2. Ссылка
ГОСТ 17260—87 «Ферросплавы, хром и марганец металлические. Общие требования к отбору и подготовке проб для химического анализа.
3. Сущность
Растворение навески в азотной и серной кислотах. Холодное окисление ванадия (IV) до ванадия (V) перманганатом калия с небольшим избытком. Разложение избытка перманганата калия нитритом калия; избыток нитрита калия разложить мочевиной. Восстановление ванадия (V) до ванадия (IV) железом (II) методом потенциометрического титрования.
4. Реактивы
(В ходе анализа используют реактивы признанного аналитического каче­ства и воду дистиллированную или эквивалентной чистоты.
4.1. Мочевина.
4.2. Кислота азотная, р 1,3—1,42 г/см3.
4.3. Кислота фосфорная.
4.4. Кислота серная, 50 %-ный раствор, нейтрализованная по отноше­нию к марганцовокислому калию добавлением этого реактива с небольшим избытком: к 400 см3 воды осторожно приливают 500 см3 серной кислоты (р ® 1,84 г/см3), перемешивают, охлаждают, доливают водой до объема 1 дм3 и вновь перемешивают.
4.5. Калий азотистокислый, водный раствор 10 г/см3: растворяют 10 г азотистокислого калия в воде, доливают водой до объема 1 дм3 и переме­шивают.
4.6.
4.7. Калий марганцовокислый, водный раствор 6,3 г/см3: растворяют в воде 6,3 г марганцовокислого калия, доливают водой до объема 1 дм3 и перемешивают.
4.8. Калия бихромат, эталонный раствор, с (К2Сґ2О7)=0,2 моль/дм3: взвешивают с погрешностью до 0,0005 г 9,8064 г бихромата калия, предва­рительно высушенного в сушильном шкафу при 105 ”С. Растворяют водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доливают до метки и перемешивают.
4.9. Сульфат железа (II) и аммония, титрованный раствор с (FeSO4(NH4)2SO4)=0,2 моль/дм3.
4.9.1. Приготовление
В мерной колбе вместимостью 1 дм3 растворяют 78,4 г сульфата железа (II) и аммония (FeSO4(NH4)2SO4 6Н2О) в 500 смЛ теплой воды.
Когда растворение закончится, приливают 100 см3 серной кислоты, ох­лаждают и доливают до метки, затем перемешивают.
4.9.2. Эталонирование
В химический стакан вместимостью 600 см3, содержащий 280 см3 воды, 10 см3 серной кислоты и 10 см3 фосфорной кислоты, вводят бюреткой 40 см3 бихромата калия. Титруют раствором сульфата железа (II) и аммония под потенциометрическим контролем. Конец реакции наступает, когда наблю­дается максимальное падение потенциала около 100 мВ.
Поправочный коэффициент С получают из выражения С = у, где И] — объем раствора сульфата железа (II) и аммония, использованный для опыта, см3.
Концентрация этого раствора сульфата железа (II) и аммония меняется, ее проверяют перед каждой серией определений.
5. Оборудование
5.1. Химический стакан вместимостью 400 см3.
5.2. Потенциометр для точных измерений.
5.2.1. Электроды
Индикаторный электрод: платиновый электрод.
Электрод с известным потенциалом: электрод Hg/Hg2SO4/K2SO4 (насы­щенный).
5.2.2. Контроль системы измерения
В период бездействия электрод с известным потенциалом погружают в насыщенный раствор сульфата калия.
Платиновый электрод периодически проверяют в стабильном окисли­тельно-восстановительном буферном растворе. Например, можно использо­вать эквиионный раствор солей церия (III) и церия (IV):

Буферный раствор готовят, растворяя в дистиллированной воде 0,330 г Ce(SO4)2 и 0,280 г Се2(8О4)з. Приливают серной кислоты так, чтобы после помещения ее в мерную колбу вместимостью 1 дм3 получить кислотность, соответствующую кислотности молярного раствора серной кислоты. Реакция платинового электрода действительна, если при соединении его с электродом с известным потенциалом на милливольтметре получают значение 710— 740 мВ.
5.3. Магнитная мешалка.
6. Проба
Используют порошок, проходящий через сито с размером отверстий 2,50 мм, приготовленный в соответствии с ГОСТ 17260.
7. Ход анализа
7.1. Навеска
Берут навеску массой (0,5±0,0002) г.
7.2. Холостой опыт
Проводят холостой опыт параллельно определению, следуя тому же ходу анализа и используя те же реактивы.
7.3. Контрольный опыт
. Надежность выполнения методики проверяют, анализируя параллельно опыту одну или несколько проб с известным содержанием ванадия.
7.4. Определение
7.4.1. В химическом стакане вместимостью 400 см3 растворяют навеску, приливают 10 см3 воды, 10 см3 азотной кислоты и 50 см3 серной кислоты; выпаривают до выделения обильных белых серных паров, затем дают остыть.
7.4.2.