m - масса тигля с остатком, полученным в контрольном
4 опыте, после обработки фтористоводородной кислотой, г;
m - масса навески пробы, г;
0,4674 - коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли кремния (см. табл. 3) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 10-15 см3 серной кислоты (1:8), и нагревают на водяной бане, не допуская кипения раствора.
Таблица 3
┌─────────────────────────┬─────────────────────┬───────────────────────┐
│Массовая доля кремния, % │ Навеска стали или │ Аликвотная часть │
│ │ чугуна, г │ │
├─────────────────────────┼─────────────────────┼───────────────────────┤
│От 0,01 до 0,05 включ. │ 0,5 │ 10 │
│ │ │ │
│Св. 0,05 " 0,10 " │ 0,3 │ 10 │
│ │ │ │
│ " 0,10 " 0,5 " │ 0,2 │ 5 │
│ │ │ │
│ " 0,5 " 1,0 " │ 0,1 │ 5 │
└─────────────────────────┴─────────────────────┴───────────────────────┘
После растворения навески прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и в избыток 1-2 капли. Стенки колбы обмывают небольшим количеством воды и раствор продолжают нагревать 3-5 мин, не допуская кипения, до удаления оксидов азота. Раствор фильтруют через фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3 и промывают осадок на фильтре 3-4 раза небольшими порциями горячей воды, доливают до метки водой и перемешивают.
Две аликвотные части раствора (см. табл. 3) помещают в мерные колбы вместимостью 50 см3 (при массовой доле кремния от 0,01 до 0,05% или 100 см3 (при массовой доле кремния более 0,05%), в одну из них приливают 10 см3 раствора молибденово-кислого аммония, перемешивают и выдерживают 15 мин для образования желтой молибденовокремниевой гетерополикислоты. Затем в колбы приливают строго в указанном порядке, перемешивая после добавления каждого реактива: 10 см3 серной кислоты (1:3), 5 см3 раствора щавелевой кислоты, 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют величину оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 810 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале длин волн 600-650 нм. В качестве раствора сравнения применяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которую добавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.
Для восстановления желтой формы молибденовокремниевой гетерополикислоты можно использовать тиомочевину в присутствии сернокислой меди. В этом случае после выдержки раствора в течение 15 мин в колбы приливают 10 см3 раствора сернокислой меди, перемешивают, приливают 5 см3 раствора тиомочевины, доливают до метки водой и перемешивают. Через 3-5 мин измеряют величину оптической плотности как приведено выше. В качестве раствора сравнения применяют вторую аликвотную часть раствора анализируемой пробы, в которую добавлены все реактивы за исключением молибденовокислого аммония.
Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Из значения оптической плотности анализируемого раствора вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта.
Массу кремния находят по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.
3.3.2. Построение градуировочного графика
При массовой доле кремния от 0,01 до 0,05%
В семь конических колб вместимостью 100 см3 помещают 0,5 г карбонильного железа. В шесть из них добавляют последовательно 2; 4; 6; 9; 12; 15 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000040; 0,000080; 0,000120; 0,000180; 0,000240; 0,000300 г кремния. Седьмая колба служит для проведения контрольного опыта.
В колбы приливают 10-15 см3 раствора серной кислоты (1:8), и далее проводят анализ по п. 3.3.1.
При массовой доле кремния от 0,05 до 1%
В семь конических колб вместимостью 100 см3 помещают 0,1-0,3 г карбонильного железа в зависимости от навески анализируемой пробы. В шесть из них добавляют последовательно 1; 3; 5; 7; 10; 12 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,00010; 0,00030; 0,00050; 0,00070; 0,00100; 0,00120 г кремния. Седьмая колба служит для проведения контрольного опыта.
В колбы приливают 10-15 см3 раствора серной кислоты (1:8) и далее проводят анализ по п. 3.3.1.
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы кремния строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля кремния.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
m х 100
1
X = ──────── ,
m
где m - масса кремния в анализируемой пробе, найденная по
1 градуировочному графику, г;
m - масса навески, г.
3.4.2. Нормы и нормативы контроля точности определения массовой доли кремния приведены в табл. 1.
4. Фотометрический метод определения кремния в виде кремнемолибденового комплекса (при массовой доле кремния 0,005-0,1%)
4.1. Сущность метода
Метод основан на образовании кремнемолибденового комплекса и восстановлении его до молибденовой сини железом (II), образовавшимся при растворении навески пробы в слабокислой среде и измерении оптической плотности окрашенного раствора при длине волны 810 нм.
4.2. Аппаратура и реактивы
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:20.
Остальные реактивы - по пп. 2.2 и 3.2.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Навеску стали или чугуна в зависимости от массовой доли кремния (см. табл. 4) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, накрывают часовым стеклом и растворяют в 15-20 см3 серной кислоты (1:20) при умеренном нагревании на водяной бане.
Таблица 4
┌──────────────────────────┬─────────────────────┬──────────────────────┐
│ Массовая доля кремния, % │ Навеска стали или │Аликвотная часть, см3 │
│ │ чугуна, г │ │
├──────────────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤
│От 0,005 до 0,03 включ. │ 0,50 │ 20 │
│ │ │ │
│Св. 0,03 " 0,10 " │ 0,25 │ 10 │
└──────────────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┘
Во избежании возможного окисления железа до трехвалентного при растворении пробы не следует допускать контакта с окисляющими веществами. После полного растворения навески раствор быстро фильтруют через фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть 10-20 см3 (см. табл. 4) помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, медленно приливают 10 см3 раствора молибденовокислого аммония и перемешивают. Через 3-5 мин осторожно по стенке колбы приливают 10 см3 серной кислоты (1:4), сразу же доливают до метки водой и перемешивают.
Через 15-20 мин измеряют величину оптической плотности раствора на спектрофотометре при длине волны 810 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале 600-650 нм. В качестве раствора сравнения применяют воду. Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Из значения оптической плотности анализируемого раствора вычитают значение оптической плотности раствора контрольного опыта.
Массу кремния находят по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.
4.3.2. Построение градуировочного графика
В семь конических колб вместимостью 100 см3 помещают по 0,25-0,5 г карбонильного железа в зависимости от навески анализируемой пробы. В шесть из них приливают последовательно 1; 3; 6; 9; 12; 15 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,000020; 0,000060; 0,000120; 0,000180; 0,000240; 0,000300 г кремния. В колбы приливают по 15-20 см3 серной кислоты (1:20) и далее ведут анализ как приведено в п. 4.3.1. Седьмая колба служит для приготовления раствора контрольного опыта.
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы кремния строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах оптическая плотность - массовая доля кремния.
4.4. Обработка результатов