ГОСТ 2604.4-87 Чугун легированный. Методы определения фосфора Alloy cast iron. Methods for determination of phosphorus
Информационная система МЕГАНОРМ
База постоянно обновляется
Скачать базу целиком

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЧУГУН ЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения фосфора

Alloy cast iron.
Methods for determination of phosphorus

ГОСТ
2604.4-87

Дата ввведения 01.01.88

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения фосфора в легированных чугунах: при массовой доле фосфора от 0,02 до 0,25 % с применением восстановителя - аскорбиновой кислоты; при массовой доле фосфора от 0,25 до 2,0 % с применением восстановителя - ионов двухвалентного железа.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОССТАНОВИТЕЛЯ -
АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ
(при массовой доле фосфора от 0,02 до 0,25 %)

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты и восстановлении ее до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, аскорбиновой кислотой в присутствии калия сурьмяновиннокислого (λ = 880 нм, оптимальная концентрация фосфора 3 - 40 мкг в 100 см3 фотометрируемого раствора). Влияние мышьяка устраняется восстановлением его до трехвалентного сернистокислым натрием.

2.2. Аппаратура и реактивы

Шкаф сушильный с температурой нагрева 105 - 110 °С.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Стеклоуглеродный тигель марки СУ-2000-1C № 4 или стеклоуглеродная чаша 550 СУ-2000-1C № 2.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, и раствор с молярной концентрацией 3 моль/дм3: 84 см3 серной кислоты осторожно вливают при непрерывном перемешивании в 916 см3 воды.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.

Натрий сернистокислый 7-водный, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3 или

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765 перекристаллизованный: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при нагревании 70 - 80 °С, фильтруют через фильтр «синяя лента», охлаждают до комнатной температуры, приливают при перемешивании 300 см3 этилового спирта, дают осадку отстояться в течение 1 ч и отфильтровывают его на фильтр «белая лента», помещенный в воронку Бюхнера, пользуясь водоструйным насосом. Осадок промывают 2 - 3 раза этиловым спиртом и высушивают на воздухе.

Серномолибдатный реактив: 7 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды, приливают 84 см3 серной кислоты, перемешивают, охлаждают, доливают водой до 1 дм3 и перемешивают.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентрацией 3 г/дм3.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198 дважды перекристаллизованный: 100 г реактива растворяют в 150 см3 воды при нагревании, выливают раствор тонкой струей в фарфоровую чашку, энергично перемешивая его стеклянной палочкой. Когда раствор охладится до комнатной температуры, чашку с кристаллами охлаждают в холодной проточной воде, изредка перемешивая его стеклянной палочкой. После охлаждения кристаллы отфильтровывают под вакуумом на пористую стеклянную пластину воронки и промывают два раза по 5 см3 ледяной водой. Осадок на фильтре растворяют в 4 - 6 приемов в 80 см3 горячей воды и кристаллизацию повторяют. Кристаллы фосфорнокислого калия однозамещенного высушивают при (110 ± 5) °С до постоянной массы.

Стандартные растворы фосфора

Раствор А с массовой концентрацией фосфора 0,001 г/см3: 4,393 г однозамещенного фосфорнокислого калия растворяют в воде и доводят объем раствора до 1 дм3.

Раствор Б с массовой концентрацией фосфора 0,00001 г/см3; готовят перед употреблением разбавлением 10 см3 раствора А до 1 дм3.

2.3. Проведение анализа

Навеску чугуна (табл. 1) помещают в стакан или плоскодонную колбу вместимостью 200 - 250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты (1:2) и нагревают до растворения.

Таблица 1

Массовая доля
фосфора, %

Масса навески
чугуна, г

Аликвотная часть
раствора, см3

От   0,02 до 0,05

0,5

10

Св.  0,05  »   0,10

0,3

10

  »   0,10   »   0,25

0,2

5

Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2 - 3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернистокислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.

Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, ее растворяют в 20 - 30 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1). После полного растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты. Соли растворяют при нагревании в 50 - 60 см3 воды. Прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца и кипятят 2 - 3 мин. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор сернистокислого натрия до полного просветления и кипятят до удаления окислов азота.

Если массовая доля кремния в анализируемом образце свыше 1,0 %, навеску чугуна помещают в стеклоуглеродный тигель 4 или стеклоуглеродную чашку 2 и растворяют при слабом нагревании в 20 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) и 5 см3 фтористоводородной кислоты. После полного растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают раствор до паров серной кислоты.

Соли растворяют при нагревании в 50 - 60 см3 воды. К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия (1 - 2 см3) до выпадения бурого осадка двуокиси марганца, который растворяют, прибавляя по каплям раствор сернистокислого натрия до исчезновения окраски. Раствор после разрушения двуокиси марганца переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150 - 200 см3, отбрасывая первые порции раствора, предварительно ополоснув ими колбу.

В зависимости от массовой доли фосфора отбирают две аликвотные части раствора (табл. 1) в мерные колбы вместимостью 100 см3, приливают по 25 см3 воды, по 3 см3 сернистокислого натрия и кипятят в течение 2 - 3 мин. Растворы охлаждают, затем в одну из колб прибавляют по каплям при непрерывном перемешивании 10 см3 серномолибдатного реактива, во вторую - 10 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 3 моль/дм3. Затем в обе колбы приливают 5 см3 аскорбиновой кислоты и 1 см3 раствора сурьмяновиннокислого калия, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют через 45 мин на фотоэлектроколориметре при длине волны (630 ± 20) нм (красный светофильтр) или на спектрофотометре при длине волны 880 нм относительно раствора, не содержащего молибдата аммония.

2.4. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см3 помещают 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 см3 стандартного раствора Б однозамещенного фосфорнокислого калия, что соответствует 0,00001; 0,000015; 0,00002; 0,000025 и 0,00003 г фосфора в 100 см3 фотометрируемого объема. Приливают воду до 25 см3, затем приливают при непрерывном перемешивании 10 см3 серномолибдатного реактива, 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты и 1 см3 раствора сурьмяновиннокислого калия, доливают до метки водой и далее поступают, как указано в п. 2.3.

Шестая мерная колба вместимостью 100 см3, в которую добавлены все реактивы, кроме стандартного раствора фосфора, служит для проведения контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса фосфора в аликвотной части, найденная по градуировочному графику, г;

m1 - масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.5.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля
фосфора, %

Абсолютные допускаемые
расхождения, %

 От   0,02   до  0,05

0,004

 Св.  0,05   »   0,10

0,006

  »     0,10   »    0,25

0,010

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОССТАНОВИТЕЛЯ -
ИОНОВ ДВУХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА
(при массовой доле фосфора от 0,25 до 2,0 %)

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты и восстановлении ее ионами двухвалентного железа в присутствии гидроксиламина до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет (λ = 600 - 900 нм, оптимальная концентрация фосфора 10 - 100 мкг в 100 см3 фотометрируемого раствора).

Мышьяк удаляют отгонкой в виде бромида, если массовая доля его превышает 0,005 %.

3.2. Аппаратура и реактивы

Шкаф сушильный с температурой нагрева 105 - 110 °С.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:6.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 8 моль/дм3.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.

Гидроксиламин сернокислый по ГОСТ 7298, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.

Квасцы железоаммонийные, раствор с массовой концентрацией 432,5 г/дм3: 432,5 г квасцов растворяют в присутствии 20 см3 серной кислоты в 1 дм3 воды.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765.

Серномолибдатный реактив: 55,2 г молибденовокислого аммония растворяют при нагревании в 250 - 300 см3 воды, отфильтровывают через плотный фильтр в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают и медленно при непрерывном перемешивании приливают 230 см3 серной кислоты, раствор охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.

Аммоний бромистый по ГОСТ 19275, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198, стандартные растворы А и Б.

Раствор А с массовой концентрацией фосфора 0,001 г/см3: 4,393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, высушенного при температуре (105 ± 5) °С до постоянной массы, растворяют в воде и доводят объем раствора до 1 дм3.

Раствор Б с массовой концентрацией фосфора 0,00001 г/см3: готовят перед употреблением разбавлением 10 см3 раствора А до 1 дм3.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску чугуна массой 0,2 г помещают в стакан или плоскодонную колбу вместимостью 200 - 250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения навески.

Если навеска чугуна не растворяется в азотной кислоте, приливают 5 см3 азотной кислоты и 15 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения. Раствор выпаривают до состояния влажных солей, затем приливают 20 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до состояния влажных солей, после чего приливают 5 - 10 см3 азотной кислоты, 15 - 20 см3 воды и нагревают до растворения солей.

Если массовая доля мышьяка в анализируемом чугуне свыше 0,005 %, его удаляют отгонкой. Для этого раствор после растворения навески выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см3 соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Эту операцию повторяют два раза. Сухой остаток растворяют при нагревании в 15 см3 соляной кислоты (1:1), приливают 10 см3 раствора бромистого аммония и выпаривают раствор досуха. После этого приливают 30 см3 азотной кислоты (1:6) и нагревают до растворения солей.

К кипящему раствору прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до выпадения бурого осадка двуокиси марганца. К горячему раствору по каплям прибавляют раствор гидроксиламина до обесцвечивания. Кипятят раствор 1 - 2 мин для удаления окислов азота, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую колбу вместимостью 150 - 200 см3, отбрасывая первые порции фильтрата, предварительно ополоснув ими колбу.

Отбирают две аликвотные части раствора по 5 см3 в конические колбы вместимостью 100 см3, приливают по 20 - 25 см3 воды и по 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов.

3.3.2. Растворы нейтрализуют аммиаком, прибавляя его по каплям до выпадения неисчезающей мути гидроокиси железа, затем прибавляют 5 см3 раствора гидроксиламина. Содержимое колб нагревают до исчезновения желтой окраски раствора.

Если растворы сохраняют желтую окраску, добавляют 1 - 2 капли раствора аммиака. При появлении мути ее растворяют добавлением 1 - 2 капель соляной кислоты (1:1). Растворы охлаждают и переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3. В одну из колб прибавляют при непрерывном перемешивании 8 см3 раствора серномолибдатного реактива, во вторую - 8 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 8 моль/дм3. Содержимое колб доливают до метки водой и перемешивают. Раствор во второй колбе служит в качестве раствора сравнения.

Величину оптической плотности раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 830 нм на фотоэлектроколориметре при длине волны (630 ± 20) нм (красный светофильтр) в кювете оптимального размера.

По найденному значению оптической плотности, за вычетом оптической плотности раствора контрольного опыта, находят массу фосфора в граммах по градуировочному графику.

При проведении контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах к аликвотной части прибавляют 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов.

3.4. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в восемь из девяти мерных колб вместимостью 100 см3 помещают 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 и 20 см3 стандартного раствора Б однозамещенного фосфорнокислого калия, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,000075; 0,0001; 0,000125; 0,00015; 0,000175 и 0,0002 г фосфора в 100 см3 фотометрируемого раствора.

Девятая мерная колба вместимостью 100 см3, в которую добавлены все реактивы, кроме стандартного раствора фосфора, служит для проведения контрольного опыта на содержание фосфора в реактивах, применяемых при построении градуировочного графика, и служит раствором сравнения.

В каждую колбу приливают по 20 - 25 см3 воды, по 2 см3 раствора железоаммонийных квасцов и далее анализ проводят, как указано в п. 3.3.2.

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса фосфора в аликвотной части, найденная по градуировочному графику, г;

m1 - масса навески чугуна, соответствующая аликвотной части раствора, г.

3.5.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

Массовая доля
фосфора, %

Абсолютные допускаемые
расхождения, %

  От   0,25 до 0,50

0,015

Св.  0,50  »  1,0

0,020

  »    1,0    »  2,0

0,030

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Л. Пилюшенко, Ю.Т. Худик, Т.Я. Каленченко, В.П. Корж, М.А. Дружинин, Т.Н. Полторацкая

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.02.87 № 281

3. ВЗАМЕН ГОСТ 2604.4-77

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения

ГОСТ 195-77

2.2

ГОСТ 3118-77

2.2, 3.2

ГОСТ 3760-79

3.2

ГОСТ 3765-78

2.2, 3.2

ГОСТ 4198-75

2.2, 3.2

ГОСТ 4204-77

2.2, 3.2

ГОСТ 4461-77

2.2, 3.2

ГОСТ 7298-79

3.2

ГОСТ 10484-78

2.2

ГОСТ 18300-87

2.2

ГОСТ 19275-73

3.2

ГОСТ 20490-75

2.2, 3.2

ГОСТ 28473-90

1.1

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ

 

 


Большая сборка документов
 
 
       

meganorm.ru

2015-2020