Межгосударственный стандарт ГОСТ 20300.2-90 "Изделия огнеупорные бадделеито-корундовые. Методы определения диоксида кремния" (утв. постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 15 марта 1990 г. N 434)

Baddeleyite-corundum refractories. Methods for determination of silicon dioxide

Дата введения 1 января 1991 г.

Взамен ГОСТ 20300.2-74

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический и фотоколориметрический методы определения диоксида кремния (при массовой доле диоксида кремния не более 16%) в огнеупорных бадделеито-корундовых изделиях.

1. Общие требования

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20300.1.

2. Гравиметрический метод определения диоксида кремния

2.1. Сущность метода

Метод основан на разложении пробы спеканием с безводным углекислым натрием и обезвоживании кремниевой кислоты в сернокислой среде.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Тигель платиновый N 100-8 по ГОСТ 6563.

Крышка платиновая N 101-8 по ГОСТ 6563.

Печь муфельная, обеспечивающая температуру (1200+-50)°С.

Электроплитка бытовая с закрытой спиралью.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Кислота фтористоводородная (плавиковая кислота) марки ос. ч. по нормативно-технической документации.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 5:95.

2.3. Проведение анализа

Навеску огнеупора массой 0,2000 г помещают в прокаленный и взвешенный платиновый тигель, перемешивают с 0,7 г безводного углекислого натрия и спекают в муфельной печи при температуре (1100+-50)°С.

Выдерживают тигель с расплавом при этой температуре 1,5-2 ч. Охлажденный спек переносят в фарфоровую чашку и обрабатывают 15-20 см3 горячей воды. Платиновый тигель и крышку обрабатывают 3-5 см3 соляной кислоты, добавляя ее осторожно к содержимому чашки, покрытой часовым стеклом. Затем к содержимому чашки приливают 5 см3 серной кислоты и выпаривают раствор на водяной бане до сиропообразного состояния. Чашку закрывают часовым стеклом, ставят на электроплитку и нагревают до начала выделения паров серной кислоты. В слегка охлажденный раствор осторожно, по каплям, через носик чашки приливают 15-20 см3 холодной воды, нагревают раствор до кипения, затем, обмывая часовое стекло и края чашки, доводят объем в чашке до 50-70 см3. Перемешивают содержимое чашки стеклянной палочкой, дают отстояться основной массе осадка и фильтруют раствор через фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 250 см3. Промывают осадок в чашке декантацией 1-2 раза теплым раствором соляной кислоты, разбавленной 5:95, а затем переносят количественно осадок на фильтр и промывают этим же раствором 6-8 раз. Фильтр с осадком переносят в платиновый тигель и прокаливают в муфельной печи при температуре (1100+-50)°С до постоянной массы. Осадок с тиглем взвешивают. Затем осадок в тигле увлажняют несколькими каплями воды, приливают 1-2 капли серной кислоты и 5-7 см3 фтористоводородной кислоты. Содержание тигля выпаривают до прекращения выделения паров серной кислоты.

Осадок в тигле прокаливают в муфельной печи при температуре (1100+-50)°С до постоянной массы. После охлаждения в эксикаторе тигель с осадком взвешивают, а затем сплавляют с 1-2 г пиросульфата калия при температуре 700-800°С. Сплав после охлаждения растворяют в горячей воде, подкисленной серной кислотой. Полученный раствор присоединяют к фильтрату в мерной колбе вместимостью 250 см3. Фильтрат в мерной колбе вместимостью 250 см3 доводят водой до метки и используют для определения диоксида циркония, оксида титана и оксида железа.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю диоксида кремния (X) в процентах вычисляют по формуле

                               (m  - m ) x 100

                                 1    2

                           X = ----------------,

                                       m

где m  - масса   прокаленного  тигля   с   осадком  диоксида  кремния  до

     1   обработки фтористоводородной кислотой, г;

    m  - масса  тигля   с  остатком  после  обработки  фтористоводородной

     2   кислотой, г;

     m - масса пробы, г.

2.4.2. Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,20%. Оценка границ случайной составляющей погрешности результата анализа составляет +-0,3%.

Метод применяют при разногласиях в оценке качества.

3. Фотоколориметрический метод определения диоксида кремния

3.1. Сущность метода

Метод основан на разложении пробы сплавлением со смесью карбоната и тетрабората натрия, растворении сплава в растворе серной кислоты и определении диоксида кремния фотоколориметрически по синей окраске восстановленного кремнемолибденового комплекса.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Тигель платиновый N 100-8 по ГОСТ 6563.

Крышка платиновая N 101-8 по ГОСТ 6563.

Печь муфельная, обеспечивающая температуру (1200+-50)°С.

Колориметр фотоэлектрический типа КФК-2 по НТД.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый по ГОСТ 4199.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, концентрированная и 0,5 М раствор.

Кислота серная по ГОСТ 4204, концентрированная и раствор с массовой долей 5%.

Диоксид кремния по ГОСТ 25543.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор с массовой долей 5%.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой долей 5%.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208, раствор с массовой долей 4%.

Бумага конго красная.

3.3. Подготовка к анализу

Смесь восстановителей приготавливают, смешивая равные объемы раствора соли Мора и раствора аскорбиновой кислоты. Смесь хранят в темном месте не более 7-10 сут.

Приготовление стандартного раствора, содержащего в 1 см3 раствора 0,25 мг диоксида кремния: навеску 0,0625 г тонко растертого диоксида кремния сплавляют в платиновом тигле с восьмикратным количеством безводного углекислого натрия. Расплав выщелачивают водой, полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают. После перемешивания раствор переносят в полиэтиленовую посуду.

3.4. Проведение анализа

Навеску тонкорастертого огнеупора массой 0,1-0,15 г помешают в платиновый тигель, смешивают с 1 г безводного карбоната натрия и 1 г тетрабората натрия и сплавляют в муфельной печи при температуре 1000-1100°С в течение 20-25 мин. Остывший сплав выщелачивают в стакан вместимостью 300-400 см3 раствором серной кислоты при нагревании на плитке. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают и доводят раствором серной кислоты до метки.

Аликвотную часть раствора 10 см3 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 25-30 см3 воды, опускают в нее бумагу конго и прибавляют по каплям 0,5 М раствор гидроксида натрия до покраснения бумаги конго, сразу же приливают 5 см3 0,5 М раствора соляной кислоты и перемешивают. Затем в колбу приливают 4 см3 раствора молибденовокислого аммония. Через 10 мин добавляют 20 см3 соляной кислоты 1:1 и 2 см3 раствора смеси восстановителей (аскорбиновой кислоты и соли Мора), тщательно перемешивают и доводят объем раствора водой до метки. Раствор контрольного опыта, не содержащий диоксид кремния, готовят одновременно с испытуемым. Растворы выдерживают 20 мин.

Величину оптической плотности анализируемого раствора измеряют на фотоэлектроколориметре по отношению к раствору сравнения, пользуясь красным светофильтром (ламбда = 670 нм), в кюветах с толщиной слоя 5 мм. Массовую долю диоксида кремния определяют по градуировочному графику.

3.4.1. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см3 отмеряют бюреткой стандартный раствор с содержанием 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1.25 мг.

Одновременно готовят раствор сравнения, не содержащий диоксид кремния. В каждый раствор прибавляют 10 см3 воды, 5 см3 0,5 М раствора соляной кислоты, 4 см3 раствора молибденовокислого аммония, через 10 мин добавляют 20 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и 2 см3 раствора смеси восстановителей. Доводят объем раствора до метки водой и тщательно перемешивают. Растворы выдерживают 20 мин. Оптическую плотность измеряют, как указано в п. 3.4. По полученным данным строят градуировочный график.

3.5. Обработка результатов

Массовую долю диоксида кремния (X) в процентах вычисляют по формуле

                                  m  x V x 100

                                   1

                             X = --------------,

                                  m x V  x 1000

                                       1

где m  - количество   диоксида   кремния,  найденное  по  градуировочному

     1   графику, мг;

    V  - общий объем раствора, см3;

    m  - масса навески огнеупора, г;

    V  - объем      аликвотной     части     раствора,     взятый     для

     1   фотоколориметрирования, см3.

Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,50%. Оценка границ случайной составляющей погрешности результата анализа составляет +-0,3%.

Допускается определять массовую долю диоксида кремния дифференциально-фотометрическим методом по ГОСТ 26318.2.