ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПОРОШОК ЖЕЛЕЗНЫЙ
Методы определения марганца
ГОСТ 16412.4-91
КОМИТЕТ
СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПОРОШОК ЖЕЛЕЗНЫЙ
Методы
определения марганца
Iron powder.
Methods for the determination of manganese
|
ГОСТ
16412.4-91
|
Дата введения 01.07.92
Настоящий
стандарт устанавливает титриметрический персульфатный (при массовой
доле марганца от 0,1 % и выше) и фотометрический (при массовой доле марганца от
0,02 до 0,8 %) методы определения марганца в железном порошке.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования
к методам анализа - по ГОСТ
28473.
2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА
2.1. Сущность метода
Метод основан на
окислении двухвалентного марганца надсернокислым аммонием в
присутствии катализатора азотнокислого серебра до марганцевой кислоты с
последующим титрованием семивалентного марганца раствором арсенит-нитрита
натрия. В качестве титрованного раствора
допускается также использование раствора тиосульфата натрия.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота серная
по ГОСТ 4204
и разбавленная 2:3.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461.
Кислота
ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Смесь кислот: к
500 см3 воды осторожно, при непрерывном перемешивании, приливают 125
см3 серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см3
ортофосфорной кислоты и 275 см3 азотной кислоты и перемешивают.
Аммоний
надсернокислый (персульфат) по ГОСТ 20478,
свежеприготовленный раствор с массовой долей 15 %.
Серебро
азотнокислое по ГОСТ 1277,
раствор с массовой долей 0,1 %.
Натрий
углекислый кислый по ГОСТ 4201.
Натрия гидроксид
по ГОСТ 4328,
раствор с массовой долей 15 %.
Натрий
азотистокислый по ГОСТ 4197.
Натрий мышьяковистокислый,
содержащий азотистокислый натрий (арсенит-нитрит
натрия), титрованный раствор: 0,2 г
мышьяковистого ангидрида помещают в стакан вместимостью 600 см3,
растворяют в 25 см3 раствора гидроксида натрия с массовой долей 15 %
при умеренном нагревании и непрерывном размешивании. Раствор разбавляют водой
до 200 см3, охлаждают, приливают разбавленную серную кислоту до
кислой реакции по лакмусу и добавляют избыток ее 2 - 3 см3.
Избыток серной кислоты нейтрализуют углекислым кислым натрием по лакмусу. К
полученному раствору прибавляют 0,85 г азотистокислого натрия и перемешивают до
растворения соли. Содержимое стакана переливают в мерную колбу вместимостью 1
дм3, доливают водой до метки, тщательно перемешивают.
Раствор арсенит-нитрита натрия можно
также приготовить из мышьяковистокислого
натрия: 0,4 г мышьяковистого натрия растворяют в 200 см3 воды,
прибавляют 0,75 г азотистокислого натрия, перемешивают до полного растворения,
разбавляют водой до дм3 и тщательно перемешивают.
Натрия
тиосульфат кристаллический (серноватистокислый) по ГОСТ
244, титрованный раствор: 0,65 г тиосульфата натрия растворяют на холоду в
1 дм3 свежепрокипяченной и охлажденной воды. К полученному раствору
для его стабилизации добавляют 0,2 г углекислого натрия, тщательно перемешивают
и дают отстояться 10 сут. Раствор тиосульфата натрия хранят в темных склянках,
защищенных от действия окислителей и углекислого газа воздуха.
Устанавливают
массовую концентрацию раствора мышьяковистокислого натрия и серноватистокислого
натрия по стандартному образцу стали, близкому по химическому составу и
массовой доле марганца к анализируемому железному порошку.
Массовую
концентрацию раствора арсенита-нитрита натрия или тиосульфата натрия (Т),
выраженную в граммах марганца на 1 см3 раствора, вычисляют по
формуле
где Сст - массовая доля марганца в стандартном
образце, %;
m - масса
стандартного образца, г;
V - объем раствора арсенита-нитрита натрия или тиосульфата
натрия, израсходованный на титрование, см3.
2.3. Проведение испытания
При определении
массовой доли марганца берут навеску железного порошка массой 1 г (при
массовой доле марганца от 0,1 до 0,2 %); 0,2 г (при массовой доле марганца от 0,2 % и выше) и помещают в коническую колбу вместимостью 500
см3, приливают 30 см3 смеси кислот и содержимое колбы
умеренно нагревают до растворения всей навески. Раствор кипятят 5 мин для
удаления окислов азота. К раствору прибавляют 100 см3 воды, 5 см3
раствора азотнокислого серебра, 20 см3 свежеприготовленного раствора
надсернокислого аммония, доводят до кипения и кипятят содержимое колбы не более
1 мин. Колбу с раствором снимают с плиты,
выдерживают в теплом месте 5 мин (до прекращения выделения пузырьков
кислорода). Затем охлаждают в проточной воде до комнатной температуры и
немедленно титруют марганцовую кислоту раствором арсенита-нитрита натрия (или
тиосульфата натрия). Титрованный раствор приливают со скоростью 5 - 6 см3/мин до перехода окраски титруемого раствора в
бледно-розовую, последующие порции раствора прибавляют по каплям до полного
исчезновения розовой окраски.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую
долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
где V - объем раствора
арсенита-нитрита натрия или тиосульфата
натрия, израсходованный на титрование раствора пробы, см3;
V1 - объем раствора
арсенита-нитрита натрия или тиосульфата натрия, израсходованный на титрование раствора
контрольного опыта, см3;
Т -
массовая концентрация раствора
арсенита-нитрита натрия или тиосульфата натрия, выраженная в г/см3
марганца;
m - масса навески
железного порошка, г.
2.4.2.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не
должны превышать значений, указанных в таблице.
Массовая доля марганца, %
|
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
|
От 0,02 до 0,05 включ.
|
0,005
|
Св. 0,05 » 0,20 »
|
0,01
|
» 0,20 » 0,40 »
|
0,02
|
» 0,40 » 0,80 »
|
0,03
|
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА
3.1. Сущность метода
Метод основан на
окислении ионов двухвалентного марганца до семивалентного периодатом калия в
сернокислом растворе. Определению мешают ионы трехвалентного железа. Для их
маскировки, а также с целью предотвращения образования нерастворимых
соединений периодата марганца применяют фосфорную кислоту.
3.2. Аппаратура, реактивы и
растворы
Фотоэлектроколориметр
или спектрофотометр.
Кислота серная
по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461.
Кислота
ортофосфорная по ГОСТ 6552.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760.
Смесь кислот для
растворения: к 500 см3 воды осторожно при непрерывном помешивании
приливают 90 см3 серной кислоты, охлаждают и приливают 275 см3
азотной кислоты.
Смесь серной и
фосфорной кислот: к 700 см3 воды осторожно при непрерывном
перемешивании приливают 150 см3 серной кислоты, охлаждают, приливают
150 см3 фосфорной кислоты, перемешивают и охлаждают.
Калий
йоднокислый (периодат) по нормативно-технической документации.
Водорода
перекись по ГОСТ 10929,
раствор с массовой долей 3 %.
Карбонильное
железо, ос.ч.
Калий
марганцовокислый по ГОСТ 20490.
Вода, свободная
от восстанавливающих веществ: в колбу вместимостью 2 дм3 наливают 1
дм3 воды, приливают по каплям серную кислоту до рН
3 по универсальной индикаторной бумаге и нагревают до кипения, затем колбу
снимают с плиты; прибавляют несколько кристаллов периодата калия, кипятят 5 мин
и охлаждают.
Стандартные
растворы марганца.
Раствор А:
0,2877 г марганцовокислого калия помещают в стакан вместимостью 250 см3
и растворяют в 100 см3 воды, добавляют 20 см3
разбавленной серной кислоты, нагревают, добавляют по каплям раствор перекиси
водорода до обесцвечивания и выпаривают раствор до выделения паров серной
кислоты. Раствор охлаждают, прибавляют 50 см3 воды, переносят в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят водой до метки и
перемешивают.
1 см3
стандартного раствора А содержит 0,0001 г марганца.
Раствор Б: 200
см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1
дм3, доводят водой до метки и перемешивают, готовят перед применением.
1 см3
стандартного раствора Б содержит 0,00002 г марганца.
3.3. Проведение анализа
Для определения
марганца берут следующие навески железного порошка массой: 1 г (при массовой
доле марганца от 0,02 до 0,20 %), 0,5 г (при массовой доле марганца от 0,20 до 0,40 %),
0,25 г (при
массовой доле марганца от 0,40 до 0,80 %) и помещают
в стакан вместимостью 250 см3, приливают 50 см3 смеси
кислот и растворяют при умеренном нагревании. После растворения железного
порошка раствор кипятят 3 - 5 мин до удаления окислов
азота. Содержимое стакана охлаждают, добавляют 20 см3 воды,
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до
метки и перемешивают. Аликвотную часть раствора 10 см3 помещают в
коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3 воды, 15 см3 смеси серной и фосфорной кислот, 0,5 г
йоднокислого калия. Содержимое колбы нагревают до кипения, кипятят 3 мин и
выдерживают в теплом месте 10 мин. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную
колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Оптическую
плотность анализируемого раствора измеряют на спектрофотометре при λ = 525 нм или
фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания при λ
= 525 - 530
нм.
Раствором
сравнения служит навеска карбонильного железа, проведенная через все стадии
анализа.
Результаты
анализа вычисляют по градуировочному графику.
3.3.1. Построение градуировочного графика
В семь
конических колб вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г карбонильного
железа и в шесть из них последовательно добавляют 1, 3, 5, 7, 9, 11 см3
стандартного раствора Б марганца, что соответствует 2 · 10-5; 6 · 10-5; 1 · 10-4; 1,4 · 10-4; 1,8 · 10-4; 2,2 · 10-4 г
марганца. В седьмой колбе проводят контрольный опыт на содержание марганца в реактиве.
Затем приливают по 20 см3 смеси кислот для растворения. Раствор
кипятят до удаления окислов азота, прибавляют по 25 см3 воды, 0,5 г
йоднокислого калия, кипятят в течение 3 мин и оставляют в теплом месте на 10
мин. Растворы охлаждают, переливают в мерные колбы вместимостью 100 см3,
доливают до метки водой и перемешивают.
Значение
оптической плотности окрашенных растворов измеряют на спектрофотометре при
длине волны 525 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим
область пропускания при λ =
525 - 530 нм.
Раствором
сравнения служит раствор контрольного опыта.
По найденным
значениям оптической плотности и соответствующим им массам марганца строят
градуировочный график.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую
долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
где m1 -
масса марганца, найденная по градуировочному графику, г;
m - масса навески
пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г.
3.4.2. Абсолютные
допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны
превышать значений, указанных в таблице.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И
ВНЕСЕН Академией наук УССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Н. Клименко, канд. техн.
наук; А.Е. Кущевский, канд. хим. наук; В.А. Дубок, канд.
хим. наук (руководитель темы); В.И. Корнилова, канд. хим. наук; В.В.
Гарбуз, канд. хим. наук; Л.Д. Бернацкая
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению
качеством продукции и стандартам от 16.05.91 № 692
3. ВЗАМЕН ГОСТ 16412.4-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2.
Титриметрический метод определения марганца. 1
3. Фотометрический метод определения марганца. 3
|