1. Разработан Техническим комитетом Российской Федерации ТК 8 "Ферросплавы".

Внесен Техническим секретариатом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации.

2. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации.

3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28.11.1994 N 292 Межгосударственный стандарт ГОСТ 16698.13-93 "Марганец металлический и марганец азотированный. Метод определения азота" введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 01.07.1995.

4. Взамен ГОСТ 16698.13-84.

Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод определения азота при массовой доле его в азотированном марганце от 1 до 8%.

Метод основан на растворении навески в неокисляющих кислотах, в результате чего в растворе образуются аммонийные соли. Азот отгоняют в виде аммиака дистилляцией из щелочного раствора, поглощая аммиак раствором серной кислоты в присутствии смеси индикаторов.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4145-74. Калий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4199-76. Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4232-74. Калий йодистый. Технические условия

ГОСТ 4328-77. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 5962-67. Спирт этиловый ректификованный. Технические условия

ГОСТ 6552-80. Кислота ортофосфорная. Технические условия

ГОСТ 9656-75. Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 14261-77. Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 14262-78. Кислота серная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 18300-87. Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 18704-78. Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 20490-75. Калий марганцовокислый. Технические условия

ГОСТ 24363-80. Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 26999-86. Марганец металлический и марганец азотированный. Методы отбора и подготовки проб для химического и физико-химического анализов

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

3.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 28473.

3.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,16 мм по ГОСТ 26999.

Установка для дистилляции аммиака с воздушной аспирацией (чертеж 1).

Вода бидистиллированная или деионизированная, используемая в ходе анализа и для приготовления растворов. Для перегонки воды применяют установку, представленную на чертеже 2 или другого типа. При вторичной перегонке к 5 дм3 дистиллированной воды добавляют 10 см3 раствора серной кислоты (1:4) и несколько кристаллов марганцовокислого калия до получения устойчивой окраски раствора в течение всего времени перегонки.

Очищенную воду проверяют на присутствие в ней ионов аммония реактивом Несслера: к 100 см3 полученной воды приливают 0,5 см3 раствора гидроксида калия и 1 см3 реактива Несслера. Если вода не окрасилась в желтый цвет, она может быть использована для анализа. Воду хранят в стеклянной бутылке с притертой пробкой.

Кислота соляная по ГОСТ 14261 и раствор 1:1.

Кислота борная по ГОСТ 9656 или по ГОСТ 18704, раствор 20 г/дм3.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552.

Кислота серная по ГОСТ 14262, раствор 1:4 и раствор = 0,02 моль/дм3, приготовленный из фиксанала.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты устанавливают по тетраборнокислому натрию или углекислому натрию.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты по тетраборнокислому натрию устанавливают следующим образом: 0,1000 г реактива растворяют в 150 см3 воды, прибавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты по углекислому натрию устанавливают следующим образом: 0,1000 г реактива растворяют в 100 см3 воды, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают аликвотную часть, равную 50,0 см3, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 100 см3 воды, добавляют несколько капель смеси индикаторов и титруют до перехода окраски из зеленой в фиолетовую.

Массовую концентрацию раствора серной кислоты , г/см3 азота, вычисляют по формуле

где - масса титруемой навески тетраборнокислого или углекислого натрия;

28 - молекулярная масса азота;

V - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование, см3;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;

М - молекулярная масса тетраборнокислого натрия или углекислого натрия.

Смесь кислот: к 300 см3 воды приливают 600 см3 ортофосфорной кислоты, перемешивают и приливают 150 см3 серной кислоты.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 400 г/дм3: в колбу вместимостью 5 дм3 помещают 1 кг гидроксида натрия, 10 - 20 г цинка, 2 - 3 г медной проволоки и приливают 2,7 дм3 воды. Раствор кипятят до достижения объема 2,5 дм3. Раствор хранят в закрытом полиэтиленовом сосуде.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363, раствор 150 г/дм3. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, высушенный в течение 1 ч при температуре 270 - 300 °С.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, перекристаллизованный: 150 г реактива растворяют при температуре не выше 60 °С в 300 см3 воды, полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом или водой до 5 °С. Непрерывно помешивая фильтрат стеклянной палочкой, получают препарат в виде тонкой кристаллической массы.

Кристаллы отсасывают на воронку Бюхнера, промывают небольшим количеством холодной воды, затем высушивают на воздухе 2 - 3 дня. Хранят в закрытой посуде.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962 или по ГОСТ 18300.

Метиленовый голубой.

Метиловый красный.

Смесь индикаторов: 0,125 г метилового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта.

Цинк металлический гранулированный.

Медь металлическая в виде проволоки.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145.

Калий йодистый по ГОСТ 4232.

Ртуть йодная.

Реактив Несслера готовят следующим образом: 12,5 г йодистого калия растворяют в 15 см3 воды. К раствору прибавляют 17,5 г йодной ртути и перемешивают до полного растворения красного осадка. К полученному раствору приливают 445 см3 раствора гидроксида калия, перемешивают и дают отстояться осадку в течение 3 суток. Прозрачный раствор декантируют и хранят в склянке из темного стекла.

Приготовление, хранение растворов и реактивов, а также проведение анализа следует осуществлять в помещениях, атмосфера которых свободна от аммонийных солей и оксидов азота.

Собирают установку (чертеж 1) для дистилляции аммиака, соединяют все детали шлифами или резиновыми трубками, обеспечивающими герметичность. Подготавливают прибор следующим образом: в реакционную колбу (4) заливают 100 см3 воды и 150 см3 раствора гидроксида натрия, в сосуд для поглощения аммиака (9) - 20 - 30 см3 раствора борной кислоты, включают водоструйный насос и проверяют герметичность системы. Затем включают электроплитку (2) и проводят отгонку аммиака в течение 40 мин. Установку считают готовой к работе, если на нейтрализацию 100 см3 дистиллята расходуется не более 0,1 см3 раствора серной кислоты.

Навеску пробы массой 0,25 г при массовой доле азота до 4% или 0,1 г при массовой доле азота свыше 4% помещают в коническую колбу (чертеж 2), приливают 30 см3 раствора соляной кислоты и закрывают пробкой с гидравлическим затвором, в резервуар которого предварительно наливают 2 см3 раствора серной кислоты 1:4. Содержимое колбы умеренно нагревают до полного растворения навески. Колбу с раствором охлаждают, раствор из гидравлического затвора присоединяют к основному раствору, приливают 20 см3 смеси кислот и нагревают до появления слабых паров серной кислоты, затем осторожно добавляют 1 г сернокислого калия и нагревание продолжают до появления густых белых паров.

Колбу охлаждают, приливают 100 см3 бидистиллированной воды и нагревают до растворения солей. Подготовленный и охлажденный раствор анализируемой пробы осторожно переносят через капельную воронку установки (5) в реакционную колбу (4) с предварительно налитым в нее 150 см3 раствора гидроксида натрия, а в сосуд для поглощения аммиака (9) - 80 см3 раствора борной кислоты. Колбу и капельную воронку ополаскивают небольшими порциями воды, не давая ей стекать до конца. Закрывают кран воронки, включают насос, электроплитку, обеспечивающую температуру нагрева 200 - 250 °С. Отгонку аммиака продолжают в течение 40 мин.

Затем нагревание прекращают, отсоединяют колбу приемника от системы, обмывают барботер, добавляют несколько капель раствора смеси индикаторов и титруют раствором серной кислоты до перехода цвета индикатора.

7.1. Массовую долю азота, Х, %, вычисляют по формуле

где - объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование пробы, см3;

- объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование контрольного опыта, см3;

с - массовая концентрация раствора серной кислоты, выраженная в г/см3 азота;

m - масса навески пробы, г.

7.2. Нормы точности и нормативы точности приведены в таблице 1.