ГОСТ 19863.2-91

Группа В59

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТИТАНОВЫЕ

Методы определения ванадия

Titanium alloys.
Methods for the determination of vanadium

     

ОКСТУ 1709

Дата введения 1992-07-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

     
     1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
     
     РАЗРАБОТЧИКИ
     
     В.Г.Давыдов, д-р техн. наук; В.А.Мошкин, канд. техн. наук; Г.И.Фридман канд. техн. наук; Л.А.Тенякова; М.Н.Горлова, канд. хим. наук; А.И.Королева; О.Л.Скорская, канд. хим. наук
     
     2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.05.91 N 625
     
     3. ВЗАМЕН ГОСТ 19863.2-80
     
     4. Периодичность проверки - 5 лет
     
     5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
     

     
     
     Настоящий стандарт устанавливает титриметрический (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,1 до 6,0%) методы определения ванадия.
     
     

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

     
     1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
     
     1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
     
     

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

     
     2.1. Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в смеси серной и борофтористоводородной кислот, окислении ванадия до пятивалентного марганцовокислым калием и титровании его раствором двойной сернокислой соли закиси железа и аммония (соли Мора) с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора.
     
     2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Шкаф сушильный с терморегулятором.
     
     Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см, растворы 1:1 и 1:5.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см, раствор 1:1.
     
     Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
     
     Кислота борная по ГОСТ 9656.
     
     Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Кислота щавелевая по ГОСТ 22180, раствор 10 г/дм.
     
     Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 0,1 моль/дм.
     
     Натрий углекислый по ГОСТ 83.
     
     Кислота N-фенилантраниловая по ТУ 6-09-3501, раствор 2 г/дм: 0,2 г углекислого натрия помещают в стакан вместимостью 100 см, растворяют при нагревании в 50 см воды, добавляют 0,2 г фенилантраниловой кислоты, перемешивают, охлаждают до комнатной температуры и доливают водой до 100 см.
     
     Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм: 29,42 или 5,88 г перекристаллизованного двухромовокислого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, растворяют в 500 см воды, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Для перекристаллизации 100 г двухромовокислого калия помещают в стакан вместимостью 400 см, приливают 150 см воды и растворяют при нагревании. Раствор при энергичном перемешивании выливают тонкой струей в фарфоровую чашку, которая охлаждается ледяной водой. Выпавшие кристаллы отфильтровывают отсасыванием на воронке с пористой стеклянной пластинкой, высушивают 2-3 ч при температуре (102±2) °C, измельчают и окончательно высушивают при температуре (200±5) °C в течение 10-12 ч.
     
     Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм: 39,5 или 7,9 г соли Мора помещают в стакан вместимостью 800 см и растворяют в 500 см воды, приливают 100 см раствора серной кислоты 1:1, охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Массовую концентрацию раствора соли Мора (практическую),  выраженную в г/см ванадия (), вычисляют по формуле
     

,                                                          (1)

     
где 0,005095 - массовая концентрация раствора соли Мора (теоретическая), выраженная в г/см ванадия;
                          
      - соотношение между растворами двухромовокислого калия и соли Мора.
     
     Устанавливают соотношение  между растворами двухромовокислого калия и соли Мора: в три конические колбы вместимостью по 250 см переносят по 10 см раствора двухромовокислого калия 0,1 или 0,02 моль/дм, разбавляют до 100 см водой, приливают по 20 см раствора серной кислоты 1:5, перемешивают, добавляют 5-6 капель фенилантраниловой кислоты и титруют соответствующим раствором соли Мора до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.
     

Соотношение ,                                                               (2)

где  - объем раствора двухромовокислого калия, используемый для титрования, см;
                  
      - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.
     
     Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают перед его применением.
     
     2.3. Проведение анализа
     
     2.3.1. Навеску пробы массой в соответствии с табл.1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 60 см раствора серной кислоты 1:5, 2 см борофтористоводородной кислоты и нагревают до полного растворения.
     
     

Таблица 1

     
     
     В раствор добавляют по каплям раствор азотной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски, 2-3 капли в избыток и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают до комнатной температуры, приливают 100 см воды и по каплям раствор марганцовокислого калия до появления устойчивой бледно-розовой окраски. Затем медленно, по каплям добавляют раствор щавелевой кислоты до обесцвечивания.
     
     Раствор титруют раствором соли Мора 0,02 моль/дм при массовой доле ванадия менее 0,5% или раствором 0,1 моль/дм при массовой доле ванадия более 0,5% с 5-6 каплями индикатора - фенилантраниловой кислоты до изменения окраски раствора из сине-фиолетовой в зеленую.
     
     2.4. Обработка результатов
     
     2.4.1. Массовую долю ванадия () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                                      (3)

     
где  - установленная массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см ванадия;
                  
      - объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см;
                 
      - масса пробы, г.
     
     2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в табл.2.
     
     

Таблица 2

     
     
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

     
     3.1. Сущность метода
     
     Метод основан на растворении пробы в соляной и борофтористоводородной кислотах и измерении атомной абсорбции ванадия при длине волны 318,5 нм в пламени ацетилен - закись азота.
     
     3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для ванадия.
     
     Ацетилен по ГОСТ 5457.
     
     Закись азота медицинская.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 2:1 и 1:1.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.
     
     Кислота борная по ГОСТ 9656.
     
     Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
     
     Кислота борофтористоводородная: к 280 см фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °C добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Реактив готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Титан губчатый по ГОСТ 17746* марки ТГ-100.
_______________
     * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 17746-96. - Примечание изготовителя базы данных.
          
     Растворы титана
     
     Раствор А, 20 г/дм: 4 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, добавляют 160 см раствора соляной кислоты 2:1, 8 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют 2 см азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Раствор Б, 10 г/дм: 1 г губчатого титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, добавляют 80 см раствора соляной кислоты 2:1, 4 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения навески добавляют шестнадцать капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336.
     
     Стандартный раствор ванадия: 2,2962 г ванадиевокислого аммония помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, добавляют 50 см воды, 100 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     1 см стандартного раствора содержит 0,001 г ванадия.
     
     3.3. Проведение анализа
     
     3.3.1. Навеску пробы массой согласно табл.3 помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см раствора соляной кислоты 2:1, 1 см борофтористоводородной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. После растворения пробы добавляют десять капель азотной кислоты и кипятят раствор в течение 1 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 2 см раствора соляной кислоты 1:1, 10 см борофтористоводородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     

Таблица 3

     
     
     3.3.2. Раствор контрольного опыта готовят по п.3.3.1.
     
     3.3.3. Построение градуировочного графика
     
     3.3.3.1. При массовой доле ванадия от 0,1 до 0,5%
     
     В шесть мерных колб вместимостью по 100 см помещают по 25 см раствора титана А, в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см стандартного раствора, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г ванадия.
     
     3.3.3.2. При массовой доле ванадия от 0,5 до 2,0%.
     
     В пять мерных колб вместимостью по 100 см помещают по 25 см раствора титана А, в четыре из них отмеряют 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного раствора, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01 г ванадия.
     
     3.3.3.3. При массовой доле ванадия свыше 2,0 до 6,0%.
     
     В пять мерных колб вместимостью по 100 см помещают по 20 см раствора титана Б, в четыре из них отмеряют 3,0; 6,0; 9,0; 12,0 см стандартного раствора, что соответствует 0,003; 0,006; 0,009; 0,012 г ванадия.
     
     3.3.3.4. К растворам в колбах, приготовленным по пп.3.3.3.1, 3.3.3.2, 3.3.3.3, добавляют по 5 см раствора соляной кислоты 1:1, по 10 см борофтористоводородной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     3.3.4. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-закись азота (восстановительное) и измеряют атомную абсорбцию ванадия при длине волны 318,5 нм.
     
     По полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массовым концентрациям ванадия строят градуировочный график в координатах "Значение атомного поглощения - Массовая концентрация ванадия, г/см".
     
     Массовую концентрацию ванадия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
     
     3.4. Обработка результатов
     
     3.4.1. Массовую долю ванадия () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                              (4)

     
где  - массовая концентрация ванадия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
               
      - массовая концентрация ванадия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
                
      - объем раствора пробы, см;
               
      - масса навески пробы, г.
     
     3.4.2. Расхождение результатов не должны превышать значений, указанных в табл.4.
     
     

Таблица 4