Ванадия пятиокись, ос. ч.
Раствор ванадия с массовой концентрацией 0,0001 г/дм3: 1,7851 г пятиокиси ванадия помещают в стакан, приливают 50 см3 серной кислоты, нагревают до растворения навески, осторожно прибавляют 5 см3 азотной кислоты, выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, добавляют 200-250 см3 воды, перемешивают, фильтруют через фильтр средней плотности в мерную колбу вместимостью 1 дм3, фильтр промывают теплой водой, собирая промывную жидкость в ту же колбу. К раствору приливают 100 см3 серной кислоты (1:1). Раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.
Фенолфталеин по НТД, раствор в этиловом спирте с массовой концентрацией 10 г/дм3.
2.2.2. Проведение анализа
2.2.2.1. Навеску пробы массой в зависимости от массовой доли алюминия в стали или чугуне в соответствии с табл. 2 помещают в стакан вместимостью 200 см3, приливают 20-30 см3 соляной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После растворения навески прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания и 3-5 капель в избыток. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают досуха.
Таблица 2
┌─────────────────────────────┬─────────────────┬───────────────────────┐
│ Массовая доля алюминия, % │Масса навески, г │ Аликвотная часть │
│ │ │ раствора, см3 │
├─────────────────────────────┼─────────────────┼───────────────────────┤
│От 0,005 до 0,010 включ. │ 1,0 │ 20 │
│ │ │ │
│Св. 0,010 " 0,02 " │ 1,0 │ 10 │
│ │ │ │
│ " 0,02 " 0,06 " │ 0,5 │ 10 │
│ │ │ │
│ " 0,06 " 0,12 " │ 0,25 │ 10 │
└─────────────────────────────┴─────────────────┴───────────────────────┘
Обработку сухого остатка соляной кислотой повторяют.
После охлаждения прибавляют 10 см3 соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору прибавляют 30-40 см3 горячей воды и отфильтровывают нерастворимый осадок на фильтр средней плотности, содержащий немного фильтро-бумажной массы. Осадок промывают 2-3 раза горячей соляной кислотой (1:20) и 2-3 раза горячей водой. Фильтрат сохраняют.
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают и озоляют при 600°С. Осадок в тигле смачивают 2-3 каплями воды, прибавляют 2-3 капли серной кислоты (1:1), 3-5 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают до удаления паров серной кислоты. К сухому остатку в тигле прибавляют 1 г безводного углекислого натрия и сплавляют при температуре 1000°С в течение 10-15 мин.
Плав выщелачивают в 20-30 см3 соляной кислоты (1:20). Полученный раствор фильтруют и присоединяют к основному фильтрату. Объединенный раствор упаривают до 50-60 см3 и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Раствор доливают до метки водой и перемешивают.
Если в анализируемой пробе присутствует титан, то его отделяют гидроксидом натрия. Для этого объединенный раствор упаривают до объема 15-20 см3, прибавляют 5 см3 раствора хлористого цинка и 0,7 г борной кислоты. Содержимое стакана нагревают.
Горячий раствор осторожно, небольшими порциями при тщательном перемешивании вливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, содержащую горячий раствор гидроксида натрия с массовой концентрацией 200 г/дм3 в количестве 30-40 см3, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. После отстаивания раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой кварцевый или фторопластовый стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
2.2.2.2. В мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли алюминия в пробе в соответствии с табл. 1, приливают по 2-5 см3 раствора аскорбиновой кислоты или смеси аскорбиновой и тиогликолевой кислот, перемешивают и оставляют на 3-5 мин. Затем приливают 10 см3 буферного раствора, перемешивают, добавляют 8 см3 составного раствора алюминона, 3 см3 раствора желатина, доливают до метки буферным раствором и перемешивают.
В случае отделения алюминия от титана, аликвотную часть щелочного раствора в соответствии с табл. 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют 1-2 капли фенолфталеина, нейтрализуют 12-15 каплями соляной кислоты (1:1) до изменения окраски индикатора и добавляют в избыток 1 см3 соляной кислоты (1:6), прибавляют 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты или смеси аскорбиновой и тиогликолевой кислот перемешивают и оставляют на 3-5 мин. Затем приливают 10 см3 буферного раствора, перемешивают, добавляют 8 см3 составного раствора алюминона, 3 см3 раствора желатина, доливают до метки буферным раствором и перемешивают.
Оптическую плотность растворов измеряют через 30 мин на спектрофотометре при длине волны ламбда = 530 нм или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром, имеющим область пропускания 530-540 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта. Для приготовления раствора контрольного опыта в стакан помещают навеску карбонильного железа, соответствующую навеске пробы и далее ведут анализ как приведено в пп. 2.2.2.1 и 2.2.2.2.
Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и проведенным через все стадии анализа.
2.3. Определение алюминия с хромазуролом С
2.3.1. Аппаратура и реактивы
Аппаратура и реактивы по п. 2.2.1 с дополнениями:
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3, хранят в полиэтиленовой посуде.
Спирт поливиниловый по ГОСТ 10779-78, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.
Буферный раствор с рН (7,1+-0,1):274 г аммония уксуснокислого и 109 г натрия уксуснокислого 3-водного растворяют в 600 см3 воды, фильтруют, доливают водой до 1 дм3 и перемешивают.
Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Мочевина по ГОСТ 6691-77, раствор с массовой концентрацией 15 г/дм3; готовят перед применением.
Хромазурол С, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3: 1 г хромазурола помещают в стакан, смачивают водой и растворяют в 6 см3 азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, содержащую 500 см3 этилового спирта и 200 см3 воды, добавляют 50 см3 раствора мочевины и доливают водой до метки. Раствор годен к применению в течение двух недель.
2.3.2. Проведение анализа
2.3.2.1. Растворение пробы и подготовку раствора к анализу выполняют как приведено в п. 2.2.2.1.
2.3.2.2. Аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1 помещают в стакан вместимостью 100 см3, содержащий 3-6 см3 соляной кислоты (1:1) и 10 см3 воды. рН раствора должно быть не более 1,0 (контроль по рН-метру). Затем прибавляют 2-5 см3 раствора аскорбиновой кислоты и устанавливают рН (1,5+-0,1), прибавляя небольшими порциями при перемешивании раствор гидроксида натрия с массовой концентрацией 50 г/дм3. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют при перемешивании 10 см3 раствора хромазурола С, 5 см3 раствора поливинилового спирта и 20 см3 буферного раствора. Разбавляют водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность растворов измеряют через 30 мин на спектрофотометре при длине волны 620 нм или на фотоэлектроколориметре с сине-зеленым светофильтром, имеющим область пропускания 590-625 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.
Для приготовления раствора контрольного опыта в стакан помещают навеску карбонильного железа, соответствующую навеске пробы и далее анализ выполняют, как указано выше по пп. 2.2.2.1 и 2.3.2.2.
Результаты анализа вычисляют по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом, близким по составу к анализируемой пробе и приведенным через все стадии анализа.
2.4. Построение градуировочного графика
В восемь стаканов вместимостью 200 см3 помещают навески карбонильного железа, соответствующие навеске анализируемой пробы в соответствии с табл. 2. В семь из них добавляют последовательно 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 см3 стандартного раствора хлористого алюминия, что соответствует 0,00005; 0,00010; 0,00015; 0,00020; 0,00025; 0,00030; 0,00035 г алюминия.
В случае присутствия в анализируемой пробе ванадия в стаканы добавляют раствор ванадия в количестве, соответствующем содержанию его в навеске анализируемой пробы.
Восьмой стакан служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканы приливают по 20-30 см3 соляной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. Далее анализ выполняют как указано в п. 2.2.2 при применении алюминона или в п. 2.3.2 при выполнении анализа с хромазуролом С.
По найденным величинам оптической плотности и соответствующим значениям массы алюминия строят градуировочный график. Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая доля алюминия.
2.5. Обработка результатов
2.5.1. Массовую долю алюминия (X_1) в процентах вычисляют по формуле
m х 100
1
X = ──────── ,
1 m
где m - масса алюминия, найденная по градуировочному графику, г;
1
m - масса навески пробы, г.
2.5.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли алюминия приведены в табл. 1.
3. Фотометрический метод определения алюминия кислоторастворимого
3.1. Сущность метода
Метод основан на разложении навески стали в разбавленной серной кислоте при слабом нагревании для наиболее полного разделения кислоторастворимого алюминия и алюминия, входящего в состав включений, растворимость которых зависит от концентрации кислоты и температуры растворения.