1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.А. Коробка, Г.И. Дмитренко, Л.А. Павлова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.09.84 N 3243

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.4-78

4. Стандарт соответствует СТ СЭВ 4429-83

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)

Настоящий стандарт устанавливает методы определения двуокиси титана в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: фотометрические методы - с диантипирилметаном (при массовой доле двуокиси титана от 0,05 до 0,20%), с перекисью водорода (при массовой доле двуокиси титана от 0,20 до 2,0%); фотометрические методы - с диантипирилметаном (при массовой доле двуокиси титана от 0,02 до 0,20%), в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих с массовой долей двуокиси циркония до 99% и с перекисью водорода (при массовой доле двуокиси титана от 0,20 до 3%), в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих с массовой долей двуокиси циркония до 65% (кроме бадделеитовых).

Стандарт соответствует СТ СЭВ 4429-83 в части определения двуокиси титана в материалах и изделиях огнеупорных с массовой долей двуокиси циркония до 65% (кроме бадделеитовых).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13997.0.

2.1. Сущность метода

Метод основан на измерении интенсивности окраски комплексного соединения титана с диантипирилметаном в кислой среде, окрашенного в желтый цвет.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр типа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Печь муфельная с нагревом 900 - 1000 °C.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563, N 100-7, 100-10.

Диантипирилметан, раствор с массовой долей 5%, приготовленный на растворе соляной кислоты молярной концентрации эквивалента соляной кислоты 2 моль/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор молярной концентрации эквивалента соляной кислоты 2 моль/дм³ и разбавленная 1:1.

Индикаторная бумага конго.

Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы с массовой долей 5 и 10%.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Гидроксиламин гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой долей 20%.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, трехводный; раствор молярной концентрации эквивалента натрия уксуснокислого 3 моль/дм³.

Титана двуокись, ос.ч.

Стандартный раствор титана сернокислого: навеску двуокиси титана массой 0,2 г, предварительно прокаленную при 1000 °C, сплавляют в кварцевом или в платиновом тигле с 6 г пиросернокислого калия при температуре 800 °C до получения прозрачного расплава. Остывший расплав растворяют в 150 см³ раствора серной кислоты с массовой долей 10% при нагревании на электроплитке с закрытой спиралью. Охлажденный прозрачный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки раствором серной кислоты с массовой долей 5%, перемешивают.

Стандартный раствор титана с массовой концентрацией двуокиси титана 0,0002 г/см³ (раствор А).

Градуировочный стандартный раствор: 25 см³ стандартного раствора А разбавляют в мерной колбе вместимостью 500 см³; применяют раствор в день приготовления.

Градуировочный стандартный раствор титана с массовой концентрацией двуокиси титана 0,00001 г/см³ (раствор Б).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Аликвотную часть раствора 1 по ГОСТ 13997.3, разд. 2 после гравиметрического определения двуокиси кремния, равную 25 или 50 см³, или раствора 1 по ГОСТ 13997.4 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ солянокислого гидроксиламина, выдерживают в течение 5 мин для восстановления железа из трехвалентного в двухвалентное состояние. Затем проводят нейтрализацию раствором уксуснокислого натрия 3 моль/дм³ до переходного цвета бумаги конго, прибавляют 10 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и 5 см³ раствора диантипирилметана, перемешивают, доводят водой до метки и снова перемешивают. Через 40 - 50 мин измеряют оптическую плотность раствора, применяя в качестве раствора сравнения 25 или 50 см³ анализируемого раствора, подготовленного так же, но без добавки раствора диантипирилметана.

Оптическую плотность измеряют на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 380 - 400 нм) в кювете с толщиной слоя 50 мм.

Массу двуокиси титана в граммах определяют по градуировочному графику.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см³ отмеряют бюреткой аликвотные части градуировочного раствора Б двуокиси титана: 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 см³, что соответствует 0,000025; 0,000050; 0,000075; 0,000100; 0,000125; 0,000150 г двуокиси титана. В каждую мерную колбу добавляют 10 см³ раствора соляной кислоты (1:1), 5 см³ раствора диантипирилметана с массовой долей 20%, перемешивают, доливают водой до метки и снова перемешивают. Через 30 - 40 мин измеряют оптическую плотность растворов на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 380 - 400 нм) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащий все применяемые по ходу анализа реактивы.

По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий опытов и соответствующим им массам двуокиси титана в граммах строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4. Обработка результатов

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

где m - масса двуокиси титана, найденная по градуировочному графику, г;

V - объем исходного раствора, см³;

V₁ - аликвотная часть раствора, см³;

m₁ - масса навески, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доля двуокиси титана приведены в табл. 1.

--------------------------------

<*> Табл. 2 (Исключена, Изм. N 1).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании комплексного соединения титана с перекисью водорода, окрашенного в желтый цвет, измерении интенсивности его окраски в сернокислой среде.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый безводный: натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199 нагревают в платиновой чашке на электрической плитке при температуре 360 - 380 °C до удаления кристаллизационной воды.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления, состоящая из безводных углекислого натрия, тетраборнокислого натрия и углекислого калия в соотношении 1:1:1.

Перекись водорода по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 3%.

Титана двуокись, ч.д.а. или ос.ч.

Стандартный раствор сернокислого титана с массовой концентрацией двуокиси титана 0,0002 г/см³ готовят по п. 2.2.

Остальные применяемые реактивы, растворы и аппаратура по п. 2.2.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску материала массой 0,2 г (при массовой доле двуокиси циркония до 65%) помещают в платиновый тигель N 100-7, смешивают с 2 - 3 г смеси для сплавления, сплавляют в муфельной печи при 900 - 1000 °C в течение 15 - 20 мин.

Навеску материала массой 0,2 г (при массовой доле двуокиси циркония свыше 70%) помещают в платиновый тигель N 100-9 или 100-10, смешивают с 3 - 4 г пиросернокислого калия, осторожно сплавляют в муфельной печи при 800 - 850 °C в течение 20 - 25 мин до получения прозрачного расплава. Для ускорения процесса сплавления расплав перемешивают 2 - 3 раза вращением тигля при помощи щипцов.

Сплав растворяют в растворе серной кислоты с массовой долей 5%, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 3 см³ раствора перекиси водорода с массовой долей 3%, доливают до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность растворов на фотоколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 400 - 450 нм) в кювете с толщиной слоя 20 мм. В качестве раствора сравнения используют параллельно приготовленный раствор пробы анализируемого материала по ходу анализа, содержащий все реактивы, кроме раствора перекиси водорода.

Массу двуокиси титана в граммах определяют по градуировочному графику.

Для определения массовой доли двуокиси титана можно использовать аликвотную часть раствора 1 по ГОСТ 13997.3 после гравиметрического определения двуокиси кремния.

3.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см³ отмеривают бюреткой аликвотные части стандартного раствора А двуокиси титана: 0,5; 1,0; 4,0; 8,0; 12,0; 16,0; 20,0 см³, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0008; 0,0016; 0,0024; 0,0032; 0,0040 г двуокиси титана.

В каждую мерную колбу приливают по 3 см³ раствора перекиси водорода с массовой долей 3%, доливают до метки тем же раствором серной кислоты и перемешивают.

Далее определение проводят по п. 3.3.1. В качестве раствора сравнения используют раствор серной кислоты с массовой долей 5%.

По найденным средним арифметическим значениям оптической плотности из трех серий опытов и соответствующим им массам двуокиси титана в граммах строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю двуокиси титана (X₁) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса двуокиси титана, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ - масса навески, г.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения при массовой доле двуокиси титана приведены в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.1. Метод определения двуокиси титана - по ГОСТ 2642.6, разд. 4.

5.1. Сущность метода

Метод основан на сплавлении пробы со смесью тетраборнокислого натрия и углекислого натрия и измерении оптической плотности комплекса титана с перекисью водорода в сернокислой среде при длине волны 410 нм или при использовании синего светофильтра.

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр типа СФ-46 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Фотоэлектроколориметр типа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:10, 1:20.

Перекись водорода по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей 3%.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоживают по п. 3.2.

Смесь для сплавления: натрий углекислый и натрий тетраборнокислый безводный смешивают в соотношении 1:1.

Титана двуокись чистотой не менее 99,99.

Стандартный раствор титана: 0,2000 г двуокиси титана, предварительно прокаленной при 1000 °C до постоянной массы, сплавляют в платиновом тигле с 4 г смеси для сплавления. Сплав охлаждают и растворяют в 150 см³ серной кислоты (1:1). Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки раствором серной кислоты (1:20) и перемешивают.

Стандартный раствор титана с массовой концентрацией двуокиси титана 0,0002 г/см³.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.3. Проведение анализа

5.3.1. Навеску материала, содержащего двуокись циркония до 65%, массой 0,5 г помещают в платиновый тигель, смешивают с 5 - 6 г смеси для сплавления и сплавляют при (1100 +/- 20) °C до получения прозрачного расплава.

Сплав охлаждают, растворяют в 50 см³ раствора серной кислоты (1:10), переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 3 см³ раствора перекиси водорода с массовой долей 3%, доводят до метки раствором серной кислоты (1:20) и перемешивают.

Оптическую плотность полученного раствора измеряют при длине волны 410 нм или при применении синего светофильтра с областью светопропускания 400 - 450 нм, используют кювету с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта: параллельно подготовленная навеска анализируемого материала со всеми применяемыми по ходу анализа реактивами в соответствующих количествах, кроме раствора перекиси водорода.

Для определения массовой доли двуокиси титана используют также аликвотную часть раствора 1 по ГОСТ 13997.3, после выделения двуокиси кремния.

Массу двуокиси титана в граммах определяют по градуировочному графику.

5.3.2. Для построения градуировочного графика в девять из десяти мерных колб вместимостью по 100 см³ отмеривают бюреткой 1,0; 3,0; 5,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 и 30,0 см³ стандартного раствора титана. В каждую колбу прибавляют по 3 см³ раствора перекиси водорода с массовой долей 3%, доводят до метки раствором серной кислоты (1:20) и перемешивают. Оптическую плотность растворов измеряют при длине волны 410 нм или на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром (область светопропускания 400 - 450 нм) в кювете с толщиной слоя 20 мм.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам двуокиси титана в граммах строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю двуокиси титана (X₂) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса двуокиси титана, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, г.

5.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3