ГОСТ 12351-2003 | Стройсоветы

Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

Заменяет
Страница 1

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

ГОСТ 12351-2003

(ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

МИНСК

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией, Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 145 «Методы контроля металлопродукции»

2 ВНЕСЕН Госстандартом России

ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 14 от 30 декабря 2003 г.)

Зарегистрирован Бюро по стандартам МГС № 4786

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	Азстандарт
Армения	Армстандарт
Республика Беларусь	Госстандарт Республики Беларусь
Грузия	Грузстандарт
Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызская Республика	Кыргызстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикстандарт
Туркменистан	Главгосслужба «Туркменстандартлары»
Узбекистан	Узстандарт
Украина	Госпотребстандарт Украины

3 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международным стандартам ИСО 4942:1988 «Сталь и чугун. Определение содержания ванадия. Спектрофотометрический метод с N-БФГА» (приложение А) и ИСО 9647:1989 «Сталь и чугун. Определение содержания ванадия. Метод пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии» (приложение Б)

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 9 марта 2004 г. № 148-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12351-2003 (ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989) введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2005 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 12351-81

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 2

3 Общие требования. 3

4 Определение ванадия методом амперометрического титрования (при массовой доле от 0,01 % до 0,2 %) 3

5 Определение ванадия методом кулонометрического титрования (при массовой доле от 0,005 % до 0,25 %) 6

6 Определение ванадия методами амперометрического, потенциометрического или визуального титрования (при массовой доле от 0,05 % до 10,0 %) 7

7 Обработка результатов. 9

Приложение А Сталь и чугун. Определение содержания ванадия. Спектрофотометрический метод с N-БФГА (ИСО 4942:1988) 10

Приложение Б Сталь и чугун. Определение содержания ванадия. Метод пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (ИСО 9647:1989) 14

Приложение В Методики для определения инструментальных критериев прибора. 19

ГОСТ 12351-2003

(ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения ванадия

Alloyed and highalloyed steels.
Methods for determination of vanadium

Дата введения 2005-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает титриметрические методы определения ванадия в легированных и высоколегированных сталях (при массовых долях ванадия от 0,005 % до 10,0 %).

Допускается определение ванадия спектрофотометрическим методом (приложение А) и методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (приложение Б).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4148-78 Железо (II) сернокислое 7-водное. Технические условия

ГОСТ 4197-74 Натрий азотистокислый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4208-72 Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора). Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5905-79 Хром металлический. Технические условия

ГОСТ 6552-80 Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 6691-77 Карбамид. Технические условия

ГОСТ 7172-76 Калий пиросернокислый

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 14262-78 Кислота серная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 20490-75 Калий марганцовокислый. Технические условия

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

3 Общие требования

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473.

4 Определение ванадия методом амперометрического титрования (при массовой доле от 0,01 % до 0,2 %)

4.1 Сущность метода

Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в сернокислой среде и амперометрическом титровании ванадия (V) раствором сернокислого аммония-железа (II). Влияние хрома, мешающего определению ванадия, устраняют связыванием хрома (III) в комплекс с уксуснокислым натрием с осаждением ванадия на гидроксиде железа (III) после окисления хрома (III) до хромата в аммиачной среде, отгонкой хрома в виде хлористого хромила.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Любые установки, пригодные для амперометрического титрования ванадия, обеспечивающие заданные метрологические характеристики точности определения.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и ГОСТ 11125.

Кислота хлорная 57 %-ная.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Железо (II) сернокислое 7-водное по ГОСТ 4148, свежеприготовленный раствор: 2 г сернокислого железа (II) растворяют в воде, прибавляют 5 см³ серной кислоты и разбавляют раствор водой до объема 100 см³.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, растворы массовой концентрации 25 г/дм³ и с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм³.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, свежеприготовленные растворы массовых концентраций 20 и 2 г/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204, ГОСТ 14262 и разбавленная 1 : 4, 1 : 9 и 1 : 20.

Мочевина по ГОСТ 6691, свежеприготовленный раствор массовой концентрации 100 г/дм³.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой концентрации 200 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199, раствор массовой концентрации 500 г/дм³.

Ванадия пятиокись, особо чистая.

Стандартные растворы ванадия.

Раствор А: 1,7852 г пятиокиси ванадия растворяют в 60 см³ серной кислоты (1 : 9), прибавляют 5 см³ азотной кислоты; раствор кипятят до удаления окислов азота и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и снова выпаривают до выделения паров серной кислоты. После охлаждения прибавляют 100 см³ воды и растворяют соли при нагревании. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки серной кислотой (1 : 9) и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора А содержит 0,001 г ванадия.

Раствор Б: 100 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки серной кислотой (1 : 9) и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора Б содержит 0,0001 г ванадия.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³: 4 г соли Мора растворяют в 400 см³ воды, прибавляют 50 см³серной кислоты и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Хром по ГОСТ 5905, раствор: 1 г металлического хрома помещают в стакан или колбу вместимостью 250 — 300 см³, растворяют при нагревании в 30 см³ соляной кислоты и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,01 г хрома.

Массовую концентрацию раствора соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³ устанавливают по стандартному раствору ванадия: 2 — 5 см³ стандартного раствора ванадия А помещают в стакан вместимостью 250 см³, добавляют 50 см³ серной кислоты (1 : 4), 10 см³раствора сернокислого железа, разбавляют водой до объема 150 см³ и охлаждают до температуры не выше 15 °С. К раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (25 г/дм³) до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 — 2 мин, затем раствор азотистокислого натрия (20 г/дм³) до исчезновения розовой окраски и немедленно 10 см³ раствора мочевины.

Полученный раствор через 3 мин титруют раствором соли Мора, устанавливая конечную точку титрования амперометрическим или потенциометрическим методом в присутствии 10 см³ фосфорной кислоты или визуально с добавлением 5 — 6 капель фенилантраниловой кислоты, как указано в разделе 6.

Массовую концентрацию раствора соли Мора Т, г/см³ ванадия, вычисляют по формуле

(1)

где m — масса ванадия, соответствующая аликвотной части стандартного раствора ванадия, взятой для титрования, г;

V — объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см³.

Допускается определение массовой концентрации раствора соли Мора по двухромовокислому калию.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм³: 200 см³ раствора соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³ помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки серной кислотой (1 : 20) и перемешивают.

Массовую концентрацию раствора соли Мора молярной концентрации 0,002 моль/дм³ устанавливают по стандартному раствору ванадия. Для этого 5 — 10 см³ стандартного раствора ванадия Б помещают в стакан вместимостью 250 см³, добавляют 50 см³ серной кислоты (1 : 4), 10 см³ раствора сернокислого железа (II), воды до 100 см³ и охлаждают до температуры не выше 15 °С. К раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия молярной концентрации 0,05 моль/дм³ до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 — 2 мин, раствор азотистокислого натрия (2 г/дм³) до исчезновения розовой окраски и немедленно 10 см³раствора мочевины. Полученный раствор через 3 мин титруют раствором соли Мора молярной концентрации 0,002 моль/дм³, устанавливая конечную точку титрования амперометрическим методом. Если сталь с массовой долей хрома более 3 % и по ходу анализа требуется его удаление в виде хлористого хромила, массовые концентрации растворов соли Мора молярных концентраций 0,01 и 0,002 моль/дм³ устанавливают следующим образом: в стакан вместимостью 250 см³ помещают необходимое количество стандартного раствора ванадия и добавляют раствор трехвалентного хрома в количествах, соответствующих содержанию хрома в анализируемых пробах, добавляют 20 — 30 см³соляной кислоты и 40 — 50 см³ хлорной кислоты и проводят через весь ход анализа, как указано в 4.3.1.

4.3 Проведение анализа

Навеску стали 1 г при массовой доле ванадия до 0,01 % до 0,1 % или 0,5 г при массовой доле ванадия свыше 0,1 % до 0,2 % помещают в стакан вместимостью 400 см³ и растворяют одним из указанных ниже способов в зависимости от химического состава стати.

При массовой доле хрома менее 3 % и отсутствии вольфрама навеску стали растворяют в 20 — 30 см³ соляной кислоты и 10 — 15 см³ азотной кислоты при нагревании. Затем приливают 50 см³серной кислоты (1 : 4), раствор нагревают до выделения паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и раствор снова нагревают до выделения паров серной кислоты, охлаждают, прибавляют 40 — 50 см³ воды и растворяют соли при нагревании.

Раствор переносят в стакан вместимостью 250 см³, разбавляют водой до объема 100 см³, добавляют 2 — 5 см³ раствора сернокислого железа (II) и охлаждают.

При массовой доле хрома более 3 % и отсутствии вольфрама навеску растворяют в 20 — 30 см³соляной кислоты при нагревании, затем приливают 10 — 15 см³ азотной кислоты и нагревают до полного растворения навески.

При наличии в стали вольфрама навеску растворяют в присутствии 5 см³ ортофосфорной кислоты, как указано выше, в зависимости от массовой доли хрома.

При массовой доле хрома менее 7 % анализ продолжают по 4.3.3.

При массовой доле хрома более 7 % хром отделяют по 4.3.1 или 4.3.2 и продолжают анализ по 4.3.3.

4.3.1 Отделение хрома отгонкой в виде хлористого хромила

В раствор приливают 40 — 50 см³ хлорной кислоты и нагревают до окисления хрома. Продолжая нагревать раствор, периодически добавляют в него соляную кислоту по 3 — 5 капель до прекращения выделения бурых паров хлористого хромила.

После отгонки хлористого хромила раствор нагревают до выделения густых паров хлорной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и снова раствор нагревают до выделения густых паров хлорной кислоты, которым дают выделяться 2 — 3 мин. Раствор охлаждают, приливают 50 см³ серной кислоты (1 : 4), растворяют соли при нагревании и раствор охлаждают. Затем добавляют 10 — 15 см³ раствора сернокислого железа (II) и переносят содержимое в стакан вместимостью 250 см³, разбавляя водой до объема 100 см³, охлаждают.

4.3.2 Соосаждение ванадия на гидроксиде железа после окисления хрома (III) до хромата в аммиачной среде

К раствору, полученному одним из способов, указанных в 4.3, добавляют 40 — 50 см³ раствора надсернокислого аммония, приливают аммиак до выпадения осадка гидроксидов железа и 15 — 20 см³в избыток. Нагревают раствор с осадком до кипения и оставляют в теплом месте плиты до коагуляции осадка.

Горячий раствор фильтруют через фильтр средней плотности, фильтрат отбрасывают. Промывают осадок на фильтре 5 — 6 раз горячей водой с добавлением 3 — 5 см³ раствора аммиака на каждый кубический дециметр воды до тех пор, пока фильтрат не станет бесцветным.

Осадок с фильтра смывают горячей водой в стакан, в котором проводили осаждение, фильтр промывают 2 — 3 раза порциями по 10 — 15 см³ горячей соляной кислотой (1 : 1) и 2 — 3 раза горячей водой. К полученному раствору добавляют 50 см³ серной кислоты (1 : 4), упаривают раствор до паров серной кислоты. Охлаждают, добавляют воды до растворения солей и вновь упаривают до паров серной кислоты. Полученные соли охлаждают и растворяют в 50 — 70 см³ воды. Прибавляют 1 — 2 см³раствора сернокислого железа (II).

4.3.3 При массовой доле хрома в стали более 3 % к раствору, полученному любым из вышеописанных способов, прибавляют 10 см³ раствора уксуснокислого натрия. Раствор охлаждают до 10 °С — 15 °С и выдерживают в течение 1 ч.

К раствору, имеющему температуру не выше 15 °С, прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм³ до появления розовой окраски и через 1 мин раствор азотистокислого натрия (2 г/дм³) до исчезновения розовой окраски и немедленно 10 см³ раствора мочевины.

Через 3 мин в раствор погружают выбранную пару электродов, устанавливают необходимое напряжение, включают микроамперметр, магнитную мешалку и титруют амперометрически раствором соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм³, прибавляя его небольшими порциями из микробюретки и отмечая показания прибора после каждого добавления титранта. По полученным данным строят кривую титрования в координатах: сила тока — объем титранта и находят конечную точку титрования по месту пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.

Массовую долю ванадия рассчитывают по 7.1.

5 Определение ванадия методом кулонометрического титрования (при массовой доле от 0,005 % до 0,25 %)

5.1 Сущность метода

Метод кулонометрического титрования ванадия основан на взаимодействии ванадия (V) с электрохимически генерированными ионами железа (II). Конечную точку титрования устанавливают амперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами. Влияние вольфрама и хрома устраняют связыванием их в комплексе с фосфорной кислотой и уксуснокислым натрием соответственно или отделением от ванадия.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Потенциостат, работающий в режиме заданного тока.

Установка для амперометрического титрования с двумя поляризованными индикаторными электродами.

Рабочий генераторный вольфрамовый электрод площадью видимой поверхности 1,0 — 2,0 см²; вспомогательный платиновый электрод площадью 0,5 — 1,0 см².

Допускается использовать в качестве рабочего генераторного электрода стеклоуглеродистый электрод площадью поверхности 1,0 — 2,0 см².

Индикаторная система: два одинаковых платиновых электрода площадью 1 см² с источником напряжения, обеспечивающим подачу напряжения на электроды не менее 100 мВ.

Секундомер.

Вольфрам металлический для генераторного электрода (чистота не менее 99 %).

Квасцы железоаммонийные, раствор молярной концентрации 0,5 моль/дм³: 240 г железоаммонийных квасцов растворяют в 500 см³ воды, осторожно приливают 100 см³ серной кислоты и нагревают до полного растворения солей. Раствор охлаждают, доливают водой до 1 дм³, тщательно перемешивают и фильтруют через фильтр средней плотности.

Аммоний-железо (II) сернокислый (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор концентрации 12 г/дм³: 12 г соли Мора растворяют в 400 — 500 см³ воды, осторожно приливают 50 см³ серной кислоты, охлаждают, доливают водой до 1 дм³, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр средней плотности.

Кислота серная по ГОСТ 4204 или ГОСТ 14262, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³.

Остальные реактивы и растворы по 4.2 и 6.2.

5.3 Проведение анализа

Навеску стали согласно таблице 1 растворяют по 4.3 в зависимости от химического состава стали.

Таблица 1

Массовая доля ванадия, %	Масса навески стали, г	Сила генераторного тока, мА
От 0,005 до 0,02 включ.	1 — 0,5	0,5 — 1
Св. 0,02 » 0,05 »	0,5 — 0,25	1 — 2,5
» 0,05 » 0,25 »	0,25 — 0,1	2,5 — 5

При массовой доле хрома в стали свыше 5 % его отделяют по 4.3.1 или 4.3.2.

К раствору, полученному способами, указанными в 4.3, приливают 1 — 2 см³ раствора соли Мора.

Для сталей, легированных хромом, к полученному раствору приливают 10 см³ раствора уксуснокислого натрия и выдерживают в течение 1 ч.

Стакан с анализируемым раствором устанавливают на мешалку, включают перемешивание, прибавляют 10 см³ железоаммонийных квасцов, по каплям приливают раствор марганцовокислого калия (25 г/дм³) до устойчивой в течение 1 мин розовой окраски раствора. Через 1 — 2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм³) до полного исчезновения розовой окраски и немедленно 1 — 2 г мочевины.

В стакан опускают генераторный и индикаторные электроды, устанавливают на индикаторные электроды напряжение поляризации 50 — 100 мВ. В другой стакан, заполненный серной кислотой с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³, опускают вспомогательный платиновый электрод и замыкают цепь солевым мостиком, заполненным серной кислотой той же концентрации.

Отмечают начальное положение индикатора измерительного прибора, включенного в систему индикации конечной точки титрования. Одновременно включают генераторный ток и секундомер. Электролиз ведут до тех пор, пока индикатор измерительного прибора не начнет отклоняться от первоначального положения. Выключают генераторный ток, одновременно останавливая секундомер, записывают показания индикаторного тока и времени, включают генераторный ток и секундомер 4 — 5 раз на 3 — 10 с, каждый раз записывая показания.

Строят график зависимости индикаторного тока от времени и находят время, соответствующее конечной точке титрования, по месту пересечения прямолинейных участков обеих ветвей кривой.

Массовую долю ванадия рассчитывают по 7.1.

6 Определение ванадия методами амперометрического, потенциометрического или визуального титрования (при массовой доле от 0,05 % до 10,0 %)

6.1 Сущность метода

Метод основан на окислении ванадия (IV) марганцовокислым калием в кислой среде и титровании ванадия (V) раствором сернокислого аммония-железа (II). Конечную точку титрования определяют амперометрически, потенциометрически или визуально.

6.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Любые установки, пригодные для потенциометрического или амперометрического титрования ванадия, обеспечивающие заданные метрологические характеристики точности определения ванадия.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 2 г/дм³.

Кислота фенилантраниловая, раствор массовой концентрации 2 г/дм³: 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 100 см³ горячего раствора углекислого натрия.

Остальные реактивы и растворы по 4.2.

6.3 Проведение анализа

Навеску стали, в зависимости от массовой доли ванадия (таблица 2), помещают в стакан вместимостью 400 см³ и растворяют одним из нижеуказанных способов в зависимости от химического состава стали.

Таблица 2

Массовая доля ванадия, %	Масса навески стали, г
От 0,05 до 0,5 включ.	1
Св. 0,5 » 1,0 »	0,5
» 1,0 » 2,0 »	0,25
» 2,0 » 10,0 »	0,1

При массовой доле хрома менее 3,0 % и отсутствии вольфрама к навеске приливают 50 см³раствора серной кислоты (1 : 4) и нагревают до растворения. К раствору температурой 50 °С прибавляют надсернокислый аммоний приблизительно 3 г на 1 г навески до получения прозрачного раствора. Раствор медленно нагревают до кипения и кипятят не менее 10 мин для разрушения остатка надсернокислого аммония, приливают 5 — 10 см³ раствора сернокислого железа (II), затем добавляют воду до объема 100 см³ и охлаждают. При массовой доле хрома менее 3 % и отсутствии вольфрама пробы, нерастворимые в серной кислоте, растворяют в 20 см³ соляной кислоты и 20 см³азотной кислоты. Затем добавляют 15 см³ серной кислоты и раствор выпаривают до выделения паров серной кислоты. Если при этом остается карбидный остаток, то к горячему раствору прибавляют осторожно по каплям азотную кислоту и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты, охлаждают, добавляют воды до растворения солей и раствор вновь выпаривают до выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в воде, добавляют воду до объема 100 см³. При анализе сталей, содержащих большое количество карбидов, нерастворимый остаток фильтруют на фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество фильтробумажной массы, собирая фильтрат в стакан вместимостью 400 см³. Осадок на фильтре промывают 5 — 6 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при 750 °С — 800 °С и охлаждают. Осадок в тигле смачивают 2 — 3 каплями воды, прибавляют 2 — 3 капли серной кислоты и 3 — 4 см³ фтористоводородной кислоты. Содержимое тигля осторожно выпаривают досуха и прокаливают при 550 °С — 600 °С. Остаток в тигле сплавляют с 1 — 2 г пиросернокислого калия. Тигель охлаждают и сплав выщелачивают при нагревании в 30 — 40 см³ воды. Полученный раствор присоединяют к основному фильтру. К охлажденному раствору добавляют 5 — 10 см³ раствора сернокислого железа (II). При анализе сталей, содержащих более 3 % хрома и не содержащих вольфрама, к навеске приливают 20 — 30 см³ соляной кислоты, раствор нагревают, прибавляют 10 — 15 см³ азотной кислоты и продолжают нагревать до растворения навески.

При массовой доле вольфрама более 3 % пробы растворяют соответствующим способом в зависимости от содержания хрома с добавлением 10 см³ фосфорной кислоты при потенциометрическом и визуальном титровании и 5 см³ при амперометрическом титровании.

Допускаются другие способы растворения навесок, обеспечивающие полное разложение пробы и не требующие внесения изменений в дальнейшие стадии анализа.

При массовой доле хрома более 7 % отделяют хром от ванадия, как указано в 4.3.1 или 4.3.2.

Раствор, полученный одним из вышеуказанных способов, переносят в стакан для титрования, прибавляют воду до 150 см³ и охлаждают до температуры не выше 15 °С.

При массовой доле хрома в стали более 3 % через 2 мин прибавляют 10 см³ раствора уксуснокислого натрия и выдерживают 1 ч.

К раствору при постоянном перемешивании прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (25 г/дм³) до появления легкой розовой окраски, устойчивой в течение 2 — 3 мин. Через 1 — 2 мин прибавляют по каплям раствор азотистокислого натрия (20 г/дм³) при интенсивном перемешивании раствора до полного исчезновения розовой окраски и немедленно прибавляют 10 см³мочевины. Раствор перемешивают и через 3 мин титруют раствором соли Мора с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/дм³, устанавливая конечную точку титрования потенциометрическим (в присутствии 10 см³ фосфорной кислоты) или амперометрическим методом на соответствующей установке.

При визуальном определении конечной точки титрования к раствору, подготовленному для титрования, прибавляют 5 — 6 капель раствора фенилантраниловой кислоты и титруют его раствором соли Мора до перехода вишневой окраски раствора в желто-зеленую.

Массовую долю ванадия рассчитывают по 7.1.

7 Обработка результатов

7.1 Массовую долю ванадия X, %, вычисляют по формулам:

— при объемном амперометрическом, потенциометрическом или визуальном титровании

(2)

где V — объем раствора соли Мора, соответствующий конечной точке титрования, см³;

Т — массовая концентрация соли Мора, г/см³ ванадия;

т — масса навески стали, г;

— при кулонометрическом титровании

(3)

где ;

F — число Фарадея (F = 96500 Кл);

А — атомная масса ванадия (А = 50,95 г);

п — число электронов, участвующих в восстановлении ванадия (п = 1);

I — сила генераторного тока, А;

t — время, соответствующее конечной точке титрования, с;

m — масса навески пробы, г.

7.2 Нормы погрешности и нормативы контроля погрешности результатов измерения массовой доли ванадия приведены в таблице 3.

Таблица 3

В процентах

Массовая доля ванадия	Предельная погрешность результатов анализа D	Норматив оперативного контроля сходимости d₁	Норматив оперативного контроля сходимости d₂	Норматив оперативного контроля воспроизводимости d_в	Норматив оперативного контроля точности d
От 0,005 до 0,01 включ.	0,0024	0,0025	0,0031	0,0030	0,0016
Св. 0,01 » 0,02 »	0,004	0,004	0,004	0,004	0,002
» 0,02 » 0,05 »	0,006	0,006	0,007	0,007	0,004
» 0,05 » 0,1 »	0,010	0,010	0,012	0,012	0,006
» 0,1 » 0,2 »	0,017	0,018	0,021	0,021	0,011
» 0,2 » 0,5 »	0,026	0,028	0,034	0,033	0,017
» 0,5 » 1,0 »	0,04	0,04	0,05	0,05	0,02
» 1,0 » 2,0 »	0,05	0,06	0,07	0,07	0,03
» 2,0 » 5 »	0,08	0,09	0,11	0,10	0,05
» 5 » 10 »	0,12	0,12	0,15	0,15	0,08

Нормативы оперативного контроля сходимости, воспроизводимости и точности рассчитаны при доверительной вероятности Р = 0,95.

Алгоритмы оперативного контроля погрешности измерений и периодичность его проведения — по ГОСТ 28473.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное) Сталь и чугун. Определение содержания ванадия. Спектрофотометрический метод с N-БФГА (ИСО 4942:1988)

А.1 Назначение и область применения

Настоящий стандарт устанавливает спектрофотометрический метод определения ванадия с N-БФГА (N-бензоилфенилгидроксиламином [C₆H₅CON(OH)C₆H₅]) в стали и чугуне.

Метод применяют для определения содержания ванадия в интервале массовых долей от 0,005 % до 0,5 %.

А.2 Нормативные ссылки

В настоящем приложении использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

А.3 Сущность метода

Метод основан на растворении навески в кислотах. Влияние железа устраняют добавлением ортофосфорной кислоты к аликвотной части раствора. Добавлением перманганата калия окисляют ванадий до пятивалентного состояния.

Селективно восстанавливают избыток перманганата калия нитритом натрия в присутствии карбамида, добавляют N-БФГА и хлористоводородную кислоту для образования комплекса, далее экстрагируют комплекс в трихлорметан.

Спектрометрическое измерение абсорбции проводят при длине волны l = 535 нм.

А.4 Реактивы и растворы

В ходе анализа, если нет других указаний, используют реактивы установленной аналитической степени чистоты, дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

А.4.1 Кислота хлористоводородная, r » 1,19 г/см³.

А.4.2 Кислота хлористоводородная, r » 1,19 г/см³, разбавленная 4 : 1.

А.4.3 Кислота азотная, r » 1,40 г/см³.

А.4.4 Кислота хлорная, r » 1,67 г/см³.

А.4.5 Кислота ортофосфорная, r » 1,71 г/см³.

А.4.6 Кислота ортофосфорная, r » 1,71 г/см³, разбавленная 1 : 1.

А.4.7 Смесь хлористоводородной и азотной кислот.

Смешивают три объема хлористоводородной кислоты (А.4.1) с одним объемом азотной кислоты (А.4.3). Готовят свежую смесь по мере необходимости.

А.4.8 Пероксид водорода, раствор 300 г/дм³.

А.4.9 Натрия нитрит, раствор 3 г/дм³.

А.4.10 Карбамид, раствор 250 г/дм³.

А.4.11 Натрия триполифосфат (Na₅P₃O₁₀), раствор 100 г/дм³.

А.4.12 Калия перманганат, раствор 3 г/дм³.

А.4.13 Трихлорметан (хлороформ).

А.4.14 N-БФГА, раствор в трихлорметане 2,5 г/дм³.

Растворяют 0,25 г N-бензоилфенилгидроксиламина [С₆Н₅СОN(ОН)С₆Н₅] в 100 см³ трихлорметана (А.4.13). Используют свежеприготовленный раствор или готовый раствор хранят в посуде из темного стекла.

А.4.15 Железо, раствор 10 г/дм³.

Взвешивают с точностью до 1 мг 5,0 г чистого железа, свободного от ванадия или с известным по возможности наиболее низким содержанием ванадия. Помещают в стакан вместимостью 500 см³, накрывают его часовым стеклом и добавляют 100 см³ смеси кислот (А.4.7). После бурного выделения паров осторожно нагревают до полного растворения железа.

Добавляют 100 см³ хлорной кислоты (А.4.4) и увеличивают температуру нагревания до тех пор, пока не начнется флуктуация белых паров хлорной кислоты в стакане. Продолжают выпаривание еще около 3 мин.

Затем содержимое стакана охлаждают, добавляют 100 см³ горячей воды и встряхивают до растворения солей. Добавляют несколько капель пероксида водорода (А.4.8), нагревают постепенно до кипения и продолжают кипятить около 2 мин. Охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

А.4.16 Стандартные растворы ванадия.

А.4.16.1 Ванадий, основной раствор 1,0 г/дм³: высушивают несколько граммов метаванадата аммония (NH₄VO₃) в сушильном шкафу при 100 °С — 105 °С (см. примечание) не менее 1 ч и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе. Взвешивают с точностью до 1 мг 2,296 г высушенного продукта, помещают в стакан вместимостью 600 см³, добавляют 400 см³ горячей воды и осторожно кипятят до полного растворения. Охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают. 1 см³этого раствора содержит 1 мг ванадия.

Примечание — При температуре высушивания свыше 110 °С возможно разложение метаванадата аммония. В связи с этим следует поддержи