doc_act

ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта

Реклама

  Скачать документ



ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ



Реклама

Методы определения кобальта

ГОСТ 12353-78



Реклама

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения кобальта

Alloyed and high-alloyed steels. Methods of cobalt determination

ГОСТ
12353-78*

(СТ СЭВ 1506-79)

Взамен

ГОСТ 12353-66,

кроме общих указаний

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 ноября 1978 г. № 3081 срок введения установлен

с 01.01.80



Реклама

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 № 2877 срок действия продлен

до 01.01.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения кобальта (при массовых долях от 0,0005 до 3,0 %), атомно-абсорбционный метод определения кобальта (при массовых долях от 0,005 до 25,0 %), метод потенциометрического титрования (при массовых долях от 2,0 до 20,0 %) и гравиметрический метод определения кобальта (при массовых долях от 0,5 до 25,0 %).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1506-79.



Реклама

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-75 и СТ СЭВ 487-77.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,0005 - 0,10 %)

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта (III) с нитрозо-Р-солью. Светопоглощение раствора измеряют при ? = 415 нм.



Реклама

ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта

Вольфрам, ниобий, кремний и титан отделяют кислотным гидролизом.

Кобальт предварительно отделяют от основных компонентов стали из 9 н. солянокислого раствора на сильноосновном анионите.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.



Реклама

Хроматографическая колонка диаметром 1,5 - 2 см (см. чертеж) заполненная анионитом с высотой слоя 30 - 35 см.

Сильноосновной анионит типа АВ-17-8чС по ГОСТ 20301-74.

Подготовка анионита к анализу.

100 - 150 см3 товарного анионита (выпускается в виде взвеси в воде) промывают дважды водой способом декантации. Для отделения фракции смолы с размером зерна менее 0,6 мм взвесь смолы в воде выливают на сито с сеткой № 063 по ГОСТ 6613-73 и промывают струей воды, собирая прошедшую сквозь сито фракцию анионита вместе с водой в сосуд вместимостью 2 - 3 дм3. Оставшуюся на сите смолу отбрасывают. Фракцию анионита, прошедшую сквозь сито, дважды промывают соляной кислотой 1:30 способом декантации, затем соляной кислотой 1:1 до отсутствия ионов железа (проба роданистым аммонием) и водой 4 - 5 раз. Смолу обрабатывают 5 %-ным раствором гидроокиси натрия до отрицательной реакции на хлорид-ионы (проба азотнокислым серебром), а затем водой до нейтральной реакции по универсальному индикатору и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным без пузырьков воздуха. После заполнения колонки через нее со скоростью 1 мл/мин пропускают вначале 120 - 150 см3 соляной кислоты 1:30, затем 120 - 150 см3 соляной кислоты 1:2 и 100 см3 воды.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77, 9 н., 0,5 н. и разбавленная 1:1, 1:2, 1:30, 1:100.



Реклама

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80 и разбавленная 1:50.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 50 %-ный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5 %-ный раствор.

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3, 6 дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1 %-ный раствор.



Реклама

Аммоний роданистый, 5 %-ный раствор.

Железо карбонильное, особой чистоты.

Кобальт металлический, марки К0.

Кобальт хлористый, стандартные растворы А и Б.

Раствор А. 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см3 и растворяют при нагревании в 100 см3 соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора А содержит 0,1 мг кобальта.

Раствор Б, свежеприготовленный. 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора Б содержит 0,01 мг кобальта.

Индикатор универсальный, бумага.

2.3. Проведение анализа

Навеску стали в зависимости от массовой доли кобальта (табл. 1) помещают в колбу или стакан вместимостью 200 - 300 см3, приливают 30 см3 соляной и 10 см3 азотной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают до растворения навески.

Таблица 1

Массовая доля кобальта, %

Масса навески, г

Разбавление, см3

Аликвотная часть, см3

От 0,0005 до 0,002

1

-

-

Св. 0,002 » 0,01

1

100

20

» 0,01 » 0,02

1

100

10

» 0,02 » 0,04

1

100

5

» 0,04 » 0,06

0,5

100

5

» 0,06 » 0,10

0,25

100

5

Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 5 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 50 см3 горячей воды, нагревают до 80 - 90 °С, отфильтровывают выпавший осадок вольфрамовой, кремневой, ниобиевой и титановой кислот на два фильтра «белая лента» и промывают 6 - 7 раз горячей соляной кислотой (1:100).

Фильтр с осадком отбрасывают, а фильтрат выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 20 см3 9 н. соляной кислоты, нагревают до растворения солей и охлаждают.

Хроматографическую колонку промывают 50 см3 9 н. соляной кислоты. Анализируемый раствор пропускают через колонку со скоростью 1 - 1,5 мл/мин. Когда уровень раствора в колонке будет на 1 - 2 см выше слоя смолы, ополаскивают стакан 5 - 6 см3 9 н. соляной кислоты и переносят промывную жидкость в колонку. Повторяют эту операцию еще 3 раза и обмывают верхнюю часть колонки 2 - 3 раза 5 - 6 см3 9 н. соляной кислоты, каждый раз следя за тем, чтобы уровень раствора в колонке не опускался ниже 1 - 2 см над слоем смолы. Пропускают через колонку еще 100 см3 9 н. соляной кислоты. Фильтрат отбрасывают.

Кобальт десорбируют 60 - 70 см3 раствора соляной кислоты 1:2 со скоростью 1 - 1,5 мл/мин, собирая элюат в стакан вместимостью 300 см3.

Для подготовки смолы к последующим определениям кобальта хроматографическую колонку промывают 100 см3 0,5 н. соляной кислоты, затем 250 - 300 см3 воды до нейтральной реакции по универсальному индикатору. Промывную жидкость отбрасывают.

При содержании кобальта от 0,0005 до 0,002 % элюат выпаривают до 5 - 10 см3, приливают несколько капель азотной кислоты и выпаривают до влажных солей. При массовой доле кобальта свыше 0,002 % элюат выпаривают до объема 30 - 35 см3, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть раствора помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают несколько капель азотной кислоты и выпаривают до влажных солей.

В обоих случаях к остатку приливают 5 см3 ортофосфорной кислоты 1:50, 1 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 2 см3 50 %-ного раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и выдерживают раствор на кипящей водяной бане в течение 3 мин. Затем к раствору приливают 0,75 см3 соляной кислоты, перемешивают и вновь выдерживают на водяной бане в течение 2 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при ? = 415 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 400 до 500 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм.

В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

2.3.1. Построение градуировочного графика

В девять стаканов вместимостью 250 - 300 см3 помещают по 1 г карбонильного железа. В восемь стаканов приливают последовательно 0,5; 0,7; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 и 2,0 см3 стандартного раствора Б солянокислого кобальта, что соответствует 0,005; 0,007; 0,010; 0,012; 0,014; 0,016; 0,018 и 0,020 мг кобальта.

Девятый стакан служит для проведения контрольного опыта. Приливают по 30 см3 соляной и по 10 см3 азотной кислоты, накрывают стаканы часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании.

Далее поступают, как указано в п. 2.3, начиная со слов: «Раствор выпаривают досуха, к сухому остатку приливают 5 см3 соляной кислоты ...».

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного анализа. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю кобальта (X)в процентах вычисляют по формуле

где т1 - масса навески стали, соответствующая колориметрируемой аликвотной части раствора, мг;

m1- количество кобальта, найденное по градуировочному графику, мг.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,0005 до 0,001

0,0003

Св. 0,001 » 0,002

0,0005

» 0,002 » 0,005

0,0010

» 0,005 » 0,010

0,0020

» 0,010 » 0,025

0,0040

» 0,025 » 0,050

0,0080

» 0,050 » 0,10

0,010

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,005 - 0,5 %)

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью.

Светопоглощение измеряют при ? = 500 или ? = 530 нм.

Влияние железа, хрома и никеля, мешающих определению, устраняют добавлением пирофосфорнокислого калия и последующим кипячением раствора с азотной кислотой или осаждением железа, алюминия, титана, хрома и других элементов окисью цинка.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1, 1:100.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:1.

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3,6-дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1 %-ный и 1 %-ный растворы.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 40 %-ный и 50 %-ный растворы.

Калий пирофосфорнокислый, 80 %-ный раствор.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79 или с массовой долей кобальта менее 0,005 %.

Окись цинка в виде водной суспензии 1:5.

Кобальт металлический марки К0 с массовой долей кобальта не менее 99,99 %.

Стандартные растворы кобальта.

Раствор А: 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см3, растворяют при нагревании в 100 см3 соляной кислоты 1:1 и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора содержит 0,1 мг кобальта.

Раствор Б: 0,2 г кобальта растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты, разбавляют водой, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,2 мг кобальта.

Раствор В: 2,5 г железа растворяют в 40 см3 раствора соляной кислоты (1:1), окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям, добавляют при помощи микробюретки 12,5 см3 стандартного раствора А и далее поступают, как указано в п. 3.3.2 до момента осаждения железа и фильтрования раствора.

1 см3 раствора В содержит 0,01 мг кобальта.

Раствор готовят перед употреблением.

Раствор фона: 2,5 г железа растворяют в 40 см3 раствора соляной кислоты (1:1), окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям и далее поступают, как в п. 3.3.2 до момента осаждения железа и фильтрования раствора.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Определение кобальта (0,10 - 0,50 %)

Массу навески стали 0,25 г при массовой доле кобальта от 0,1 до 0,2 % или 0,1 г при массовой доле кобальта свыше 0,2 до 0,5 % помещают в стакан или колбу вместимостью 250 - 300 см3, приливают 15 см3 соляной кислоты и 5 см3 азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 5 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 50 см3 горячей воды, нагревают до 80 - 90 °С, отфильтровывают осадок кремниевой, вольфрамовой, ниобиевой и титановой кислот на два фильтра «белая лента» и промывают 6 - 7 раз горячей соляной кислотой (1:100). Фильтр с осадком отбрасывают.

Фильтрат охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Аликвотную часть раствора, равную 10 см3, помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 воды, 10 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см3 40 %-ного раствора уксуснокислого натрия и немедленно 5 см3 80 %-ного раствора пирофосфорнокислого калия, затем раствор нагревают до кипения, кипятят 2 - 3 мин, приливают 5 см3 азотной кислоты (1:1) и кипятят еще 1 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотоколориметре или спектрофотометре при ? = 500 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 430 до 540 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм.

Раствор сравнения готовят следующим образом: аликвотную часть раствора, равную 10 см3, помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают по 10 см3 воды и азотной кислоты и кипятят 2 мин. Затем приливают 10 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см3 40 %-ного раствора уксуснокислого натрия и немедленно 5 см3 80 %-ного раствора пирофосфорнокислого калия. Раствор кипятят 1 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

3.3.1.1. Построение градуировочного графика

В семь стаканов или колб вместимостью 250 - 300 см3 помещают по 0,25 г карбонильного железа. В шесть стаканов или колб приливают последовательно 1, 2, 3, 4, 5 и 6 см3 стандартного раствора А. Седьмой стакан или колба вместимостью 250 - 300 см3 служит для проведения контрольного опыта. Приливают по 15 см3 соляной и по 5 см3 азотной кислот, накрывают стаканы или колбы часовыми стеклами и нагревают до растворения навесок. Далее с содержимым каждого стакана или колбы поступают, как указано в п. 3.3.1.

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

3.3.2. Определение кобальта (0,005 - 0,50 %)

Массу навески пробы и объем раствора соляной кислоты для растворения пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл. 3.

Таблица 3

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем раствора соляной кислоты для растворения, см3

От 0,005 до 0,025

2,5

40

Св. 0,025 » 0,10

1,0

30

» 0,10 » 0,50

0,5

20

Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 300 см3 и растворяют в указанном объеме раствора соляной кислоты. После растворения окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора, выпаривают раствор пробы до объема около 10 см3, прибавляют 25 см3 раствора соляной кислоты и снова выпаривают раствор до объема около 10 см3, нейтрализуют аммиаком до слабокислой среды. Добавляют 30 см3 воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доливают водой до объема 150 см3.

Для отделения кобальта от железа, хрома, титана и других элементов к полученному раствору добавляют небольшими порциями суспензию окиси цинка, каждый раз энергично взбалтывая раствор. Суспензию окиси добавляют до тех пор, пока выпавший осадок избытка окиси цинка не соберется на дне колбы в виде слабозаметного белого осадка. Содержимое колбы доливают водой до метки, энергично перемешивают и оставляют на несколько минут до оседания осадка. Затем раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата. В зависимости от содержания кобальта отбирают согласно табл. 3а две аликвотные части раствора пробы и фона и помещают их в две мерные колбы вместимостью 50 см3.

Таблица 3а

Массовая доля кобальта, %

Объем аликвотной части раствора, см3

Объем раствора фона, см3

Масса пробы, соответствующая аликвотной части, г

От 0,005 до 0,025

20

-

0,2

Св. 0,25 » 0,10

10

10

0,04

» 0,10 » 0,50

5

15

0,01

Для приготовления раствора сравнения к раствору в первой колбе добавляют 10 см3 раствора уксуснокислого натрия, 10 см3 раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Для приготовления окрашенного раствора к раствору во второй колбе доливают 10 см3 раствора нитрозо-Р-соли, 10 см3 раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и оставляют на 10 мин при комнатной температуре. Затем добавляют 10 см3 раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 500 - 530 нм.

3.3.2.1. Построение градуированного графика

Для получения раствора сравнения в шесть из семи мерных колб вместимостью по 50 см3 отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора В. Во все колбы доливают раствор фона до объема 20 см3, добавляют по 10 см3 раствора уксуснокислого натрия и раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Для получения окрашенного раствора в шесть из семи мерных колб вместимостью по 50 см3 отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора В. Во все колбы доливают раствор фона до объема 20 см3, добавляют по 10 см3 раствора нитрозо-Р-соли и раствора уксуснокислого натрия, перемешивают и оставляют на 10 мин при комнатной температуре. Затем добавляют по 10 см3 раствора азотной кислоты, перемешивают, доливают водой до метки и вновь перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 500 - 530 нм. Раствором сравнения служит соответствующий раствор. По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им содержаниям кобальта строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю кобальта (X)в процентах вычисляют по формуле

где m1 - масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг;

т - масса навески стали, соответствующая колориметрируемой аликвотной части раствора, мг.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними значениями трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3б.

Таблица 3б

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,003 до 0,01

0,001

Св. 0,01 » 0,05

0,003

» 0,05 » 0,20

0,005

» 0,20 » 0,50

0,03

Разд. 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,50 - 3,00 %)

4.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет внутрикомплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью. Светопоглощение раствора измеряют при ? = 500 нм.

Влияние железа, никеля и меди, мешающих определению кобальта, устраняют кипячением раствора с азотной кислотой после добавления нитрозо-Р-соли.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:100.

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

Нитрозо-Р-соль (динатриевая соль 1-нитрозо-2-нафтол-3,6 дисульфокислоты) по ГОСТ 10553-75, 0,1 %-ный раствор.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78, 50 %-ный раствор.

Железо карбонильное, особой чистоты.

Кобальт металлический, марки К0.

Кобальт хлористый, стандартный раствор; 0,1 г металлического кобальта помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см3, растворяют при нагревании в 100 см3 соляной кислоты 1:1 и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 стандартного раствора содержит 0,1 мг кобальта.

4.3. Проведение анализа

0,1 г стали помещают в стакан или колбу вместимостью 250 - 300 см3, приливают 15 см3 соляной и 5 см3 азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Раствор охлаждают, осторожно приливают 5 см3 серной кислоты, нагревают до выделения ее паров и охлаждают. Осторожно при непрерывном перемешивании приливают 50 - 60 см3 воды и нагревают до растворения солей. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента» в стакан или колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Фильтр с осадком отбрасывают. Аликвотную часть раствора, равную 5 см3, помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 воды, добавляют раствор аммиака, приливая его до начала выпадения осадка гидроокисей металлов, прибавляют по каплям соляную кислоту 1:1 до растворения осадка гидроокисей и избыток 1 см3. Затем к раствору приливают 5 см3 50 %-ного раствора уксуснокислого натрия, 10 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, содержимое стакана нагревают до кипения, кипятят 2 - 3 мин, приливают 10 см3 азотной кислоты 1:1 и кипятят еще 1 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при ? = 500 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 430 до 540 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм при содержании кобальта до 1 % и в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм при содержании кобальта от 1 до 3 %.

Раствор сравнения готовят следующим образом: аликвотную часть раствора 5 см3 помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 азотной кислоты 1:1 и кипятят 2 мин. Затем приливают 10 см3 0,1 %-ного раствора нитрозо-Р-соли, 5 см3 50 %-ного раствора уксуснокислого натрия, раствор кипятят 1 мин, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой и перемешивают.

Содержание кобальта находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

4.3.1. Построение градуированных графиков

4.3.1.1. Построение градуированного графика при массовой доле кобальта в стали от 0,5 до 1 %.

В восемь стаканов вместимостью 250 - 300 см3 помещают по 0,1 г карбонильного железа. В семь стаканов приливают последовательно 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см3 стандартного раствора хлористого кобальта, что соответствует 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 и 1,0 мг кобальта. Восьмой стакан вместимостью 250 - 300 см3 служит для проведения контрольного опыта. В стаканы приливают по 15 см3 соляной и по 5 см3 азотной кислот, накрывают стаканы часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Далее с содержимым каждого стакана поступают, как указано в п. 4.3, начиная со слов: «Раствор охлаждают, осторожно приливают 5 см3 серной кислоты и нагревают до выделения ее паров ...».

Из значений оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

4.3.1.2. Построение градуированного графика при массовой доле кобальта в стали от 1,0 до 3,0 %

В семь стаканов вместимостью 250 - 300 см3 помещают по 0,1 г карбонильного железа. В шесть стаканов приливают последовательно 10; 14; 18; 22; 26 и 30 см3 стандартного раствора хлористого кобальта, что соответствует 1,0; 1,4; 1,8; 2,2; 2,6 и 3,0 мг кобальта. Седьмой стакан вместимостью 250 - 300 см3 служит для проведения контрольного опыта.

В стаканы приливают по 15 см3 соляной и по 5 см3 азотной кислот, накрывают их часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании.

Далее с содержимым каждого стакана поступают, как указано в п. 4.3, начиная со слов: «Раствор охлаждают, осторожно приливают по 5 см3 серной кислоты и нагревают до выделения ее паров ...».

Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций кобальта строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю кобальта (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, мг;

т1- масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,5 до 1,00

0,040

Св. 1,00 » 2,00

0,060

» 2,03 » 3,00

0,10

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОБАЛЬТА (2,00 - 20,0 %) МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

5.1. Сущность метода

Кобальт отделяют от марганца, хрома, никеля и других элементов селективной сорбцией на анионите из солянокислого раствора. В элюате кобальт (II) титруют потенциометрически в аммиачной среде раствором железосинеродистого калия; при этом кобальт (II) окисляется до кобальта (III).

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Установка для потенциометрического титрования: пара электродов: индикаторный платиновый электрод и электрод сравнения - каломельный, хлорсеребряный или вольфрамовый;

магнитная мешалка;

милливольтметр постоянного тока или рН-метр, позволяющие четко фиксировать скачок потенциала в точке эквивалентности при титровании с выбранной парой электродов. При необходимости к прибору последовательно подключают переменное сопротивление, которое позволяет производить измерения в пределах шкалы прибора.

Хроматографическая колонка диаметром 1,5 - 2 см, заполненная анионитом с высотой слоя 40 - 45 см.

Сильноосновной анионит типа АВ-17-8чС по ГОСТ 20301-74.

Подготовка анионита к анализу, 100 - 150 см3 товарного анионита (выпускается в виде взвеси в воде) промывают дважды водой способом декантации. Для отделения фракции смолы с размером зерна менее 0,6 мм взвесь смолы в воде выливают на сито с сеткой № 063 по ГОСТ 6613-73 и промывают струей воды, собирая прошедшую сквозь сито фракцию анионита вместе с водой в сосуд вместимостью 2 - 3 дм3. Оставшуюся на сите смолу отбрасывают. Фракцию анионита с размером зерна менее 0,6 мм дважды промывают декантацией соляной кислотой 1:30, затем соляной кислотой 1:1 до отсутствия ионов железа (проба роданистым аммонием) и водой 4 - 5 раз. Смолу обрабатывают 5 %-ным раствором гидрата окиси натрия до отрицательной реакции на хлорид-ионы (проба азотнокислым серебром), а затем водой до нейтральной реакции по универсальному индикатору и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным без пузырьков воздуха. После заполнения колонки через нее со скоростью примерно 1 мл/мин пропускают вначале 120 - 150 см3 соляной кислоты 1:30, затем 120 - 150 см3 соляной кислоты 1:2 и 100 см3 воды.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 3:1; 1:1; 1:2 и 1:30.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:100.

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3772-74.

Аммоний лимоннокислый по ГОСТ 9264-79.

Кобальт металлический, марки К0.

Кобальт хлористый, стандартный раствор, 0,5 г металлического кобальта растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты 1:1. Раствор выпаривают почти досуха, приливают 10 - 15 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают почти досуха. Операцию выпаривания после прибавления соляной кислоты повторяют еще дважды. Соли растворяют в 50 см3 соляной кислоты 1:1, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 этого раствора содержит 0,001 г кобальта.

Калий железосинеродистый по ГОСТ 4206-75, стандартный раствор. 8,25 г железосинеродистого калия помещают в стакан вместимостью 600 - 800 см3 и растворяют в 400 - 500 см3 воды. Содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в склянку из темного стекла.

Массовую концентрацию раствора устанавливают каждый раз перед использованием по стандартному раствору хлористого кобальта, пропущенному через колонку с анионитом.

15 см3 стандартного раствора хлористого кобальта помещают в стакан вместимостью 200 - 300 см3 и выпаривают почти досуха.

Далее поступают, как указано в п. 5.3, начиная со слов «К остатку в стакане приливают 20 см3 соляной кислоты 3:1 и растворяют соли при умеренном нагревании».

Массовая концентрация раствора железосинеродистого калия, выраженная в граммах кобальта, (Т) вычисляют по формуле

где V - объем стандартного раствора хлористого кобальта, взятый для титрования, см3;

Сст - содержание кобальта в 1 см3 стандартного раствора хлористого кобальта, г;

V1 - объем раствора железосинеродистого калия, израсходованный на титрование, см3.

5.3. Проведение анализа

Навеску стали:

0,5 г при массовой доле кобальта от 2 до 5 %

0,25 г » » » » от 5 до 10 %

0,1 г » » » » от 10 до 20 %

помещают в стакан вместимостью 300 см3, приливают 40 - 50 см3 соляной кислоты и 5 - 10 см3 азотной кислоты. Стакан накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при умеренном нагревании, осторожно приливают 5 - 10 см3 азотной кислоты и выпаривают до объема 15 - 20 см3. Разбавляют горячей водой до 150 - 200 см3, нагревают до кипения и для полного выделения вольфрамовой кислоты выдерживают на теплой плите в течение 1,5 - 2 ч.

Осадок отфильтровывают на фильтр «синяя лента» с добавлением небольшого количества беззольной фильтробумажной массы и промывают 10 - 12 раз горячей азотной кислотой 1:100. Фильтр с осадком отбрасывают.

Раствор выпаривают почти досуха, прибавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают почти досуха.

К остатку в стакане приливают 20 см3 соляной кислоты 3:1 и растворяют соли при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры и переносят в ионообменную колонку со смолой, предварительно промытой 100 см3 соляной кислоты 3:1.

Раствор пропускают через колонку со скоростью примерно 1 мл/мин. Когда уровень раствора в колонке будет на 1 - 2 см выше слоя смолы, ополаскивают стакан 5 - 6 см3 соляной кислоты 3:1 и переносят промывную жидкость в колонку. Повторяют эту операцию еще трижды и смывают верхнюю часть колонки 2 - 3 раза 5 - 6 см3 соляной кислоты 3:1, каждый раз следя за тем, чтобы уровень раствора в колонке не опускался ниже 1 - 2 см над слоем смолы. Пропускают через колонку еще 120 - 150 см3 соляной кислоты 3:1 и полученный фильтрат отбрасывают.

Кобальт десорбируют 200 - 250 см3 соляной кислоты 1:2 со скоростью 1 - 1,5 мл/мин, собирая элюат в стакан вместимостью 400 см3. Для подготовки смолы к последующим определениям хроматографическую колонку промывают 100 см3 0,5 н. соляной кислоты и 250 - 300 см3 воды до нейтральной реакции по универсальному индикатору. Промывную жидкость отбрасывают. К элюату приливают 30 см3 азотной кислоты, 15 см3 серной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, осторожно приливают 40 см3 воды и снова охлаждают. Добавляют раствор аммиака до начала выделения осадка гидроокисей металлов, который растворяют, прибавляя по каплям соляную кислоту 1:1.

Раствор охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 10 г лимоннокислого аммония, 15 г хлористого аммония, 20 - 25 см3 раствора аммиака, перемешивают раствор мешалкой до полного растворения солей и тут же титруют раствором железосинеродистого калия. Вначале раствор железосинеродистого калия приливают быстро, а вблизи точки эквивалентности по каплям, записывая объем раствора в бюретке и показания прибора после прибавления каждой капли. Объем раствора в бюретке, соответствующий максимальному изменению показаний прибора, принимают за объем, пошедший на титрование.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю кобальта (X)в процентах вычисляют по формуле

где V - объем раствора железосинеродистого калия, пошедший на титрование кобальта, см3;

Т - массовая концентрация раствора железосинеродистого калия, выраженная в граммах кобальта;

m - масса навески, г.

5.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 5.

Таблица 5

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 2,00 до 5,00

0,10

Св. 5,00 » 10,0

0,15

» 10,0 » 20,0

0,20

6. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,005 - 25,0 %)

6.1. Сущность метода

Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами кобальта, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух-ацетилен или ацетилен-закись азота, при длине волны 240,7 нм или 252,1 нм.

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.

Лампа с полым катодом для определения кобальта.

Баллон с ацетиленом.

Баллон с закисью азота.

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, или баллон со сжатым воздухом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:40.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Смесь кислот: 150 см3 фосфорной кислоты и 300 см3 серной кислоты (1:1) смешивают, охлаждают и доливают водой до объема 1 дм3.

Железо электролитическое или карбонильное с содержанием кобальта менее 0,005 %.

Кобальт металлический, содержащий не менее 99,99 % Со, марки К0.

Стандартные растворы кобальта.

Раствор А: 1 г металлического кобальта растворяют в стакане вместимостью 200 см3 при нагревании в 20 см3 соляной кислоты с добавлением 2 см3 азотной кислоты. Раствор выпаривают досуха, остаток растворяют при нагревании в 20 см3 соляной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 2 мг кобальта.

Раствор Б: 50 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора Б содержит 1 мг кобальта.

Раствор В: 25 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора В содержит 0,5 мг кобальта.

Раствор Г: 25 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора Г содержит 0,1 мг кобальта.

Раствор Д: 50 см3 раствора Г переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают раствором соляной кислоты (1:40) до метки и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 0,05 мг кобальта.

6.3. Подготовка прибора

Подготовку прибора проводят в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 240,7 нм или 252,1 нм. После включения подачи газа и зажигания горелки распыляют воду и устанавливают нуль прибора.

6.4. Проведение анализа

6.4.1. Определение кобальта (0,25 - 5,00 %)

Навеску стали в зависимости от массовой доли кобальта (табл. 6) помещают в стакан или колбу вместимостью 200 - 300 см3 и растворяют при нагревании в 20 см3 соляной и 5 см3 азотной кислот. Раствор выпаривают досуха. Приливают 4 см3 соляной кислоты, 15 см3 воды и нагревают до растворения солей.

Таблица 6

Массовая доля кобальта, %

Масса навески, г

Разбавление, см3

От 0,25 до 1,5

0,2

100

Св. 1,5 » 3

0,1

100

» 3 » 5

0,1

Разбавляют так, чтобы массовая доля кобальта была 0,005 - 0,03 мг/см3

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Часть раствора фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу, сполоснув ее первыми порциями фильтрата.

Для приготовления нулевого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 4 см3 соляной кислоты, доливают до метки и перемешивают. Распыляют нулевой и испытуемые растворы в порядке увеличения абсорбции в пламени воздух-ацетилен при длине волны 252,1 нм до получения стабильных показаний для каждого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду для промывания системы и проверки нулевой точки.

6.4.1. Построение градуированного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают 1, 2, 3, 4, 5 и 6 см3 стандартного раствора В кобальта, что соответствует 0,5; 1; 1,5; 2,0; 2,5 и 3 мг кобальта, прибавляют по 4 см3 соляной кислоты, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Для приготовления нулевого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 4 см3 соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Растворы распыляют в порядке увеличения абсорбции, начиная с нулевого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду. Из среднего значения оптической плотности каждого раствора вычитают среднее значение оптической плотности нулевого раствора. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям кобальта строят градуировочный график.

6.4.2. Определение кобальта (0,005 - 25,0 %)

Массу навески пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл. 7.

Таблица 7

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем основного раствора, см3

Объем аликвотной части, см3

Объем разбавленного раствора, см3

От 0,005 до 0,025

1,0

50

Весь

Св. 0,025 » 0,05

0,5

50

Весь

-

» 0,05 » 0,5

0,25

250

Весь

-

» 0,5 » 5,0

0,25

250

10

100

» 5,0 » 10,0

0,25

250

5

100

» 10,0 » 25,0

0,25

250

5

250

Пробу помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 20 см3 смеси кислот. После растворения раствор окисляют несколькими каплями азотной кислоты. При анализе высоколегированных сталей пробу растворяют в 20 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и 3 см3 азотной кислоты, выпаривают до небольшого объема и добавляют 20 см3 смеси кислот. Полученный раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, при наличии нерастворившихся карбидов добавляют несколько капель азотной кислоты и снова выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения добавляют 20 см3 воды и нагревают до растворения солей. Раствор переносят в мерную колбу соответствующей вместимости (см. табл. 7), доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и в случае необходимости разбавляют согласно табл. 7. Атомную абсорбцию кобальта измеряют при длине волны 240,7 нм в пламени ацетилен-воздух или закись азота-ацетилен.

6.4.2.1. Построение градуировочного графика

При массовой доле кобальта от 0,005 до 0,025 % в шесть стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 1 г железа и в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3 и поступают далее так, как указано в п. 6.4.2.

При массовой доле кобальта от 0,025 до 0,05 % в пять стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,5 г железа и в четыре из них отмеряют 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3 и поступают далее так, как указано в п. 6.4.2.

При массовой доле кобальта свыше 0,05 до 0,5 % в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Г. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и поступают далее по п. 6.4.2 (растворы переносят в колбу вместимостью 100 см3). При массовой доле кобальта свыше 0,5 до 5,0 % в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Б.

В каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 10 см3 в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Далее поступают так, как указано в п. 6.4.2.

При массовой доле кобальта свыше 5,0 до 10,0 % в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора А. В каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют, выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 5 см3 в мерные колбы вместимостью 100 см3 и поступают далее так, как указано выше.

При массовой доле кобальта свыше 10,0 до 25,0 % в восемь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в семь из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 и 12,5 см3 стандартного раствора А. Добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Из полученных растворов отмеряют по 5 см3 в мерные колбы вместимостью 250 см3 и поступают далее так, как указано выше.

6.5. Обработка результатов

Определяют среднее значение оптической плотности нулевого раствора и вычитают это значение из среднего значения оптической плотности испытуемых растворов. По градуировочному графику находят содержание кобальта в испытуемом растворе.

6.5.1. Массовую долю кобальта (X)в процентах при выполнении определения по п. 6.4.1 вычисляют по формуле

где m1 - масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг;

т - масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, мг.

6.5.2. Массовую долю кобальта (X1) в процентах при выполнении определения по п. 6.4.2 вычисляют по формуле

где С - концентрация кобальта, найденная по градуировочному графику, г/см3;

V - объем конечного раствора пробы (см. табл. 7), см3;

m - масса навески пробы, соответствующая отобранной части раствора, г.

6.5.3. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними значениями результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 8.

Таблица 8

Массовая доля кобальта, %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,005 до 0,01

0,001

Св. 0,01 » 0,05

0,003

» 0,05 » 0,20

0,005

» 0,20 » 0,50

0,03

» 0,50 » 2,5

0,05

» 2,5 » 5,0

0,1

» 5,0 » 10,0

0,2

» 10,0 » 20,0

0,3

» 20,0 » 25,0

0,4

6.5.4. Метод применяют при разногласии в оценке качества сталей.

Разд. 6. (Измененная редакция, Изм. № 1).

7. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,50 - 25,0 %)

7.1. Сущность метода

Метод основан на растворении стали в соляной кислоте, отделении кобальта от остальных компонентов окисью цинка, осаждении его 1-нитрозо-2-нафталом, прокаливании осадка до закиси - окиси кобальта и переведении в сернокислый кобальт.

7.2. Реактивы и растворы

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:10, насыщенная сероводородом.

Кислота хлорная, 60 %-ный раствор.

Кислота уксусная, ледяная по ГОСТ 61-75.

Аммоний щавелевокислый, кристаллический по ГОСТ 5712-78.

Калий кислый сернокислый.

Перекись водорода 3 %-ный раствор, свежеприготовленный.

Окись цинка по ГОСТ 10262-73 в виде водной суспензии 1:5.

1-нитрозо-2-нафтол по ГОСТ 7756-73 свежеприготовленный, 2 %-ный раствор.

2 г 1-нитрозо-2-нафтола помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и смачивают 1 - 2 см3 уксусной кислоты. Содержимое колбы растворяют при перемешивании в 50 см3 уксусной кислоты, добавляют 50 см3 горячей воды, энергично взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют.

Железо сернокислое FeSO4 · 7H2O, 10 %-ный раствор.

Сероводород.

7.3. Проведение анализа

7.3.1. Массу навески пробы и объем раствора соляной кислоты (1:1) для растворения пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл. 9.

Таблица 9

Массовая доля кобальта, %

Масса навески пробы, г

Объем раствора соляной кислоты (1:1), см3

От 0,5 до 5,0

2

35

Св. 5,0 » 10,0

1

30

» 10,0 » 25,0

0,5

25

Навеску пробы помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют при умеренном нагревании в растворе соляной кислоты (1:1).

После растворения, не прерывая нагревания, окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора, выпаривают раствор пробы до объема 10 см3, прибавляют 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и вновь выпаривают до объема 10 см3. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, а стакан ополаскивают водой, которую присоединяют к раствору. Объем раствора в колбе не должен превышать 300 см3.

При анализе стали с массовой долей вольфрама 6 - 20 % пробу растворяют в растворе соляной кислоты объемом на 20 см3 больше указанного в табл. 10. После прибавления азотной кислоты раствор нагревают до кипения. При анализе стали с массовой долей хрома 10 - 25 % и углерода 1 - 2 % после неполного растворения пробы в растворе соляной и азотной кислот прибавляют 20 см3 раствора хлорной кислоты, выпаривают до появления ее паров, охлаждают, добавляют 5 см3 соляной кислоты и нагревают до восстановления хрома. Затем добавляют около 120 см3 воды, 15 см3 раствора сернокислого железа и кипятят до растворения солей. Избыток сернокислого железа окисляют несколькими каплями азотной кислоты.

При анализе стали с массовой долей меди, алюминия и молибдена свыше 2 % пробу растворяют в растворе азотной кислоты в количестве 10 см3 на 1 г навески пробы, добавляя 5 см3 соляной кислоты. После растворения пробы раствор выпаривают досуха, остаток растворяют в 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1), разбавляют водой до 200 см3, кипятят и фильтруют через плотный фильтр с фильтробумажной массой выделившуюся кремниевую кислоту. Фильтр нагревают до 80 °С и пропускают через него сероводород. Выделившиеся сульфиды меди и молибдена фильтруют на фильтр средней плотности, уплотненной фильтробумажной массой, и промывают раствором соляной кислоты (1:10), насыщенной сероводородом. К фильтрату прибавляют 10 см3 раствора перекиси водорода, выпаривают до объема 40 см3, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и разбавляют водой до объема 300 см3.

7.3.2. Раствор, полученный согласно п. 7.3.1, нагревают до температуры 70 - 80 °С и добавляют к нему небольшими порциями суспензию окиси цинка, каждый раз энергично взбалтывая раствор. Суспензию добавляют до тех пор, пока выпавший осадок избытка окиси цинка не соберется на дне колбы в виде слабозаметного белого осадка. Затем раствор разбавляют горячей водой до объема около 350 см3, энергично перемешивают и оставляют до оседания осадка.

Содержимое колбы охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и отбирают 250 см3 фильтрата в стакан вместимостью 800 см3. Раствор в стакане разбавляют водой до объема около 400 см3, добавляют 15 см3 соляной кислоты, нагревают до 70 °С и осаждают кобальт раствором 1-нитрозо-2-нафтала, прибавляя его в количестве 20 см3 на каждые 0,01 г кобальта.

Раствор 1-нитрозо-2-нафтола прибавляют медленно, непрерывно перемешивая. Раствор с осадком кипятят 5 мин и оставляют на 2 ч при температуре 60 °С. Осадок фильтруют на двойной беззольный фильтр, уплотненный фильтробумажной массой, и промывают его сначала от трех до шести раз холодным раствором соляной кислоты (1:4), а затем 3 раза водой.

Фильтр с осадком после удаления из него по возможности наибольшего количества влаги складывают таким образом, чтобы осадок был хорошо прикрыт бумагой, помещают его в предварительно прокаленный до постоянного веса и взвешенный фарфоровый тигель, покрывают сверху щавелевокислым аммонием и осторожно высушивают в сушильном шкафу. Затем тигель прикрывают крышкой, осторожно избегая воспламенения, озоляют фильтр, снимают крышку, тигель помещают в муфельную печь и прокаливают осадок 40 мин при 750 - 850 °С.

Если осадок был выделен из пробы с массовой долей свыше 10 % никеля, прокаленный осадок растворяют, умеренно нагревая, в соляной кислоте или сплавляют с кислым сернокислым калием и выщелачивают плав водой. Полученный раствор разбавляют водой до 250 - 300 см3, снова осаждают кобальт 1-нитрозо-2-нафтолом и до стадии прокаливания поступают так, как описано выше.

Прокаленный осадок закиси-окиси кобальта смачивают в тигле 5 см3 азотной кислоты, нагревают до удаления избытка кислоты, охлаждают, добавляют 0,5 - 1 см3 серной кислоты и осторожно нагревают до полного удаления кислоты.

Сухой остаток прокаливают в течение нескольких минут при 500 °С. Содержимое тигля охлаждают, смачивают 1 - 2 каплями воды, снова выпаривают, прокаливают, как описано выше, до постоянной массы и после охлаждения в эксикаторе взвешивают.

7.4. Обработка результатов

7.4.1. Массовую долю кобальта (X)в процентах вычисляют по формуле

где m1 - масса осадка сернокислого кобальта, г;

0,3804 - коэффициент пересчета сернокислого кобальта на кобальт;

т - масса навески пробы, соответствующая отобранной части раствора, г.

7.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 8.

Разд. 7. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие требования. 1

2. Фотометрический метод определения кобальта (0,0005 - 0,10 %) 1

3. Фотометрический метод определения кобальта (0,005 - 0,5 %) 3

4. Фотометрический метод определения кобальта (0,50 - 3,00 %) 6

5. Определение кобальта (2,00 - 20,0 %) методом потенциометрического титрования. 7

6. Атомно-абсорбционный метод определения кобальта (0,005 - 25,0 %) 9

7. Гравиметрический метод определения кобальта (0,50 - 25,0 %) 11




Реклама: ;


Самые популярные документы раздела



Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика