Межгосударственный стандарт ГОСТ 20300.5-90 "Изделия огнеупорные бадделеито-корундовые. Методы определения оксида железа" (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 ferric oxide

Дата введения 1 января 1991 г.

Взамен ГОСТ 20300.5-74

Настоящий стандарт устанавливает фотоколориметрические методы определения оксида железа (при массовой доле оксида железа от 0,01 до 1%) в огнеупорных бадделеито-корундовых изделиях.

1. Общие требования

Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 20300.1.

2. Сульфосалициловый метод

2.1. Сущность метода

Метод основан на фотоколориметрировании сульфосалицилата железа, окрашенного в желтый цвет.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Колориметр фотоэлектрический типа КФК-2 по НТД.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, 1 М раствор.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 20%. Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор с массовой долей 10%.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, растворы с массовыми долями 10 и 25%.

Квасцы железоаммонийные по ТУ 6-09-5359, х.ч.

Метиловый красный (метилрот) по ТУ 6-09-5169, спиртовой раствор с массовой долей 0,2%.

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 6,0397 г железоаммонийных квасцов растворяют в 100 см3 воды, подкисленной 30 см3 раствора соляной кислоты, и разбавляют раствор водой до 1 дм3.

1 см3 раствора А содержит 1 мг оксида железа.

Раствор Б: 100 см3 раствора А разбавляют водой до 1 дм3.

1 см3 раствора Б содержит 0,1 мг оксида железа.

Раствор В готовят разбавлением раствора Б в 10 раз.

1 см3 раствора В содержит 0,01 мг оксида железа.

Точную концентрацию раствора А устанавливают гравиметрическим методом: в три стакана вместимостью по 300 см3 отбирают соответственно 10, 20, 30 см3 стандартного раствора А, разбавляют дистиллированной водой до 100-150 см3 и осаждают гидроокись железа аммиаком в присутствии метилрота.

Полученный осадок фильтруют через фильтр с белой лентой, промывают горячим раствором азотнокислого аммония, в который добавлено несколько капель аммиака до отрицательной реакции на ион хлора (проба с раствором азотнокислого серебра). Фильтр с осадком помещают в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый тигель, озоляют и прокаливают до постоянной массы при температуре 800-850°С. Охлажденный в эксикаторе тигель с прокаленным осадком взвешивают и вычисляют концентрацию раствора А в миллиграммах оксида железа на кубический сантиметр.

Для приготовления стандартного раствора можно использовать также оксид железа ос. ч. или карбонильное железо ос. ч.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Отбирают пипеткой 25-50 см3 раствора, полученного, как указано в ГОСТ 20300.3, разд. 2, переносят его в мерную колбу вместимостью 100 см3.

В колбу с раствором для колориметрирования прибавляют 10 см3 1 М раствора хлористого аммония, 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и аммиака сначала до устойчивого желтого окрашивания и сверх того 3 см3, после чего разбавляют водой до метки. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, приготовленный так же, как испытуемый.

Величину оптической плотности анализируемого раствора измеряют на фотоколориметре по отношению к контрольному раствору, пользуясь синим светофильтром (ламбда = 450 нм), в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 30 мм. Массовую долю оксида железа (III) определяют по градуировочному графику.

2.3.2. Построение градуировочных графиков

Для определения оксида железа строят два градуировочных графика: первый - в интервале концентраций 0,1 - 1 мг оксида железа в 100 см3 раствора, второй - в интервале концентраций 0,01-0,1 мг оксида железа на 100 см3 раствора.

Построение первого градуировочного графика проводят следующим образом: в 10 колб вместимостью 100 см3 каждая последовательно отмеряют 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 см3 раствора Б. Затем добавляют в каждую колбу 10 см3 1 М раствора хлористого аммония, 15 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, раствор аммиака с массовой долей 25% до появления устойчивой желтой окраски раствора и избыток 3 см3 раствора аммиака. Контрольный раствор готовят, как указано в п. 2.3.1.

Каждый раствор разбавляют водой до метки, перемешивают и фотоколориметрируют.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям железа строят градуировочный график.

Построение второго градуировочного графика проводят аналогично построению первого, но для его построения берут раствор В.

3. 1,10-фенантролиновый метод

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании оранжево-красного комплексного соединения ионов Fe2+ с 1,10-фенантролином (ламбда = 508 нм). Ионы Fe3+ предварительно восстанавливаются до Fe2+ солянокислым гидроксиламином.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Колориметр фотоэлектрический типа КФК-2 по НТД.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, растворы с массовой долей 10 и 25%.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Гидроксиламин гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой долей 10%.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, раствор с массовой долей 40%.

1,10-фенантролин, спиртовой раствор с массовой долей 1%.

Ацетатный буферный раствор с рН 5,0: 38 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, добавляют 6,7 см3 уксусной кислоты и доливают водой до объема 1 дм3. рН буферного раствора проверяют на рН-метре и при необходимости добавляют уксусную кислоту или щелочь.

Квасцы железоаммонийные, х.ч.

Стандартные растворы железа готовят, как указано в п. 2.2.

Бумага индикаторная универсальная.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Отбирают пипеткой 25-50 см3 раствора, полученного, как указано в ГОСТ 20300.2, пп. 2.3, 3.4, переносят его в мерную колбу вместимостью 100 см3.

3.3.2. В мерную колбу добавляют 3 см3 раствора гидроксиламина и добавляют по каплям раствор уксуснокислого натрия до рН 3,0 (рН контролируют с помощью универсальной индикаторной бумаги). Затем прибавляют 10 см3 буферного раствора, 2 см3 раствора 1,10-фенантролина, доливают водой до метки и перемешивают. Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре, используя зеленый светофильтр с ламбда = 520 нм, в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 30 см3. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, приготовленный так же, как испытуемый раствор.

Массовую долю оксида железа (III) в испытуемом растворе в миллиграммах находят по градуировочному графику.

3.3.3. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью по 100 см3 приливают из бюретки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 см3 стандартного раствора В, содержащего 0,01 мг/см3 оксида железа. Одновременно готовят раствор сравнения. Далее поступают, как указано в п. 3.2. По полученным значениям оптических плотностей растворов и известным содержаниям оксида железа (II) строят градуировочный график.

4. Обработка результатов

4.1. Массовую долю оксида железа (X) в процентах вычисляют по формуле

                                  m  x V x 100

                                   1

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

                                     m x V

                                          1

где m  - количество оксида железа в аликвотной части раствора,  найденное

     1   по градуировочному графику, г;

     V - общий объем раствора, см3;

     m - масса пробы, г;

    V  - объем аликвотной части, см3.

     1

4.2. Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать 0,005% - при содержании оксида железа в пробе менее 0,1% и 0,010% - при содержании оксида железа в пробе более 0,1%. Оценка границ случайной составляющей погрешности результата анализа составляет +-0,01%.

При разногласиях в оценке качества применяют сульфосалициловый метод.