ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ

Методыиспытаний

Часть 2

МАТЕРИАЛЫИ ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ
ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ

Методыопределения окиси железа

ГОСТ 13997.5-84

Москва

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

2004

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

Сборник«Изделия огнеупорные. Методы испытаний. Часть 2» содержит стандарты,утвержденные до 1 августа 2004 г.

Встандарты внесены изменения, принятые до указанного срока.

Текущая информация о вновь утвержденных и пересмотренных стандартах, атакже о принятых к ним изменениях публикуется в ежемесячном информационномуказателе «Национальные стандарты»

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

Дата введения 01.07.85

Настоящийстандарт устанавливает методы определения окиси железа в материалах и изделияхогнеупорных цирконийсодержащих, а также металлического железа (в пересчете наокись железа): фотометрический метод с использованием комплексообразователя o-фенантролина определения окиси железа (при массовойдоле окиси железа от 0,01 до 0,6 %); фотометрический метод с сульфосалициловойкислотой для определения металлического железа в пересчете на окись железа (примассовой доле окиси железа от 0,01 до 0,6 %); фотометрический метод определенияокиси железа с сульфосалициловой кислотой (при массовой доле окиси железа от0,5 до 2,5 %); атомно-абсорбционный метод определения окиси железа в пересчетена окись железа (при массовой доле окиси железа от 0,01 до 2,5 %);фотометрический метод с o-фенантролиномопределения окиси железа (при массовой доле окиси железа от 0,01 до 2,5 %) вогнеупорных материалах и изделиях из них с массовой долей двуокиси циркония до65 % (кроме бадделеитовых).

Стандартсоответствует СТ СЭВ 4430-83 в части фотометрического метода с o-фенантролином определения окиси железа вогнеупорных материалах и изделиях из них с массовой долей двуокиси циркония до65 %, кроме бадделеитовых.

(Измененная редакция, Изм. №1).

1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13997.0 сдополнением: определение массовой доли металлического железа проводят извоздушно-сухой пробы материала.

2.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА С O-ФЕНАНТРОЛИНОМ

2.1. Сущность метода

Методоснован на измерении оптической плотности комплексного соединениядвухвалентного железа с o-фенантролином,окрашенного в оранжевый цвет. Для восстановления железа до двухвалентногосостояния применяется раствор солянокислого гидроксиламина или аскорбиновойкислоты при отсутствии в пробе двуокиси титана.

Реакцияпроходит при pH от 2 до9.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметртипа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Кислотасерная по ГОСТ4204, разбавленная 1:9.

Кислотасоляная по ГОСТ 3118,разбавленная 1:1.

Натрийуксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199,раствор с молярной концентрацией эквивалента 3 моль/дм³.

O-Фенантролин (1,10-фенантролин) - препарат фирмы«Хемапол» (ЧССР), раствор с массовой долей 0,25 %.

Перекисьводорода по ГОСТ 10929,раствор с массовой долей 3 %.

Гидроксиламинагидрохлорид по ГОСТ 5456, растворс массовой долей 20 %.

Кислотааскорбиновая, раствор с массовой долей 1 %.

Железаокись по ТУ 6-09-5346, х.ч., стандартный раствор: 0,1 г высушенной при 105 -110 °С в течение 1 ч окиси железа помещают в коническую колбу вместимостью 500см³, приливают 50 см³ соляной кислоты (1:1), закрываютколбу часовым стеклом или стеклянным шариком, нагревают на водяной бане до растворенияокиси железа. После охлаждения разбавляют раствор хлорного железа водой,переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до меткиводой и перемешивают.

Стандартныйраствор хлорного железа с массовой концентрацией окиси железа 0,0001 г/см³(раствор А).

Градуировочныйстандартный раствор железа: 10 см³ стандартного раствора А переносятпипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 1 см³серной кислоты (1:9), доводят до метки водой и перемешивают.

Градуировочныйстандартный раствор железа с массовой концентрацией окиси железа 0,000010 г/см³(раствор Б).

2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм.№ 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Для определения массовой доли окиси железаотбирают аликвотную часть, равную 25 см³ раствора (раствор 1 по ГОСТ 13997.3 илираствор 1, 2 по ГОСТ 13997.4 ), вмерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 1 см³раствора солянокислого гидроксиламина с массовой долей 20 % или 10 см³аскорбиновой кислоты, перемешивают и оставляют на 10 - 15 мин, затем приливают25 см³ раствора ацетата натрия 3 моль/дм³, перемешивают,приливают 5 см³ раствора o-фенантролина с массовой долей 0,25 %, доводят дометки водой, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность нафотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 480 -580 нм) в кювете с толщиной слоя 30 мм. В качестве раствора сравнения применяютраствор контрольного опыта.

Массуокиси железа в граммах находят по градуировочному графику.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В мерныеколбы вместимостью по 100 см³ отмеряют аликвотные частиградуировочного стандартного раствора Б: 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0;25,0 см³, что соответствует 0,000005; 0,000010; 0,000025; 0,000050;0,000075; 0,000100; 0,000200; 0,000250 г окиси железа.

В каждуюколбу приливают по 1 см³ раствора солянокислого гидроксиламина или10 см³ аскорбиновой кислоты, перемешивают и оставляют на 10 - 15мин, затем приливают 25 см³ раствора ацетата натрия 3 моль/дм³,перемешивают, приливают 5 см³ раствора o-фенантролина, перемешивают, доводят до метки водой,снова перемешивают и через 15 мин измеряют оптическую плотность нафотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в кювете с толщиной слоя 30 мм.В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта. Понайденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам окисижелеза строят градуировочный график.

2.3.1, 2.3.2. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю окиси железа (X) в процентах вычисляют по формуле

где т₁ - массаокиси железа, найденная по градуировочному графику, г;

250 - исходный объем раствора, см³;

V - аликвотная частьраствора, см³;

m - масса навески, г.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точностиизмерения массовой доли окиси железа приведены в табл. 1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. №1).

3.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА ССУЛЬФОСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТОЙ

3.1. Сущность метода

Методоснован на измерении интенсивности окраски трисульфосалицилатного комплексажелеза в аммиачной среде при использовании в качестве комплексообразователясульфосалициловой кислоты.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Аммиакводный по ГОСТ3760, раствор с массовой долей 25 %.

Кислотасульфосалициловая по ГОСТ 4478,раствор с массовой долей 30 %.

Аммонийвиннокислый по ТУ 6-09-08-2007, раствор с массовой долей 25 %.

Градуировочныйстандартный раствор железа: 20 см³ стандартного раствора А по п. 2.2переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют 1см³ серной кислоты (1:9), доводят до метки водой и перемешивают.

Градуировочныйстандартный раствор железа с массовой концентрацией окиси железа 0,000020 г/см³(раствор В).

Остальныереактивы, растворы и аппаратура - по п. 2.2.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Для получения исходного раствора навеску материаламассой 5 г помещают в коническую колбу вместимостью 300 см³,приливают 60 см³ раствора соляной кислоты (1:1), 1 - 2 см³ раствораперекиси водорода и кипятят с шариковым воздушным холодильником в течение 7мин.

Растворохлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³декантацией, доводят до метки водой и перемешивают.

Затемраствор фильтруют через сухой фильтр диаметром 11 см «синяя лента». Отбросивпервые две порции фильтрата, отбирают пипеткой аликвотную часть раствора 25 см³(при массовой доле металлического железа до 0,1 %) или 10 см³ (примассовой доле металлического железа до 0,25 %), 5 см³ (при массовойдоле металлического железа 0,25 %) в мерную колбу вместимостью 100 см³,прибавляют 2 см³ раствора виннокислого аммония, 5 см³раствора сульфосалициловой кислоты, раствор аммиака до появления устойчивойжелтой окраски и еще 5 см³ в избыток; раствор охлаждают, доводят дометки водой и перемешивают.

Оптическуюплотность раствора измеряют на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром(область пропускания 400 - 450 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 или50 мм.

Вкачестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, содержащийвсе применяемые реактивы.

Массуокиси железа в граммах находят по градуировочному графику.

3.3.2. Построение градуировочного графика

В мерныеколбы вместимостью 100 см³ отмеряют аликвотные части градуировочногораствора В: 1,0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0 см³, чтосоответствует 0,00002; 0,00005; 0,00010; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,0006г окиси железа. Добавляют соответственно 29,0; 27,5; 25,0; 20,0; 15,0; 10,0,5,0 см³ воды.

В каждуюколбу прибавляют по 2 см³ раствора виннокислого аммония, 5 см³раствора сульфосалициловой кислоты, раствор аммиака до перехода окраски растворав желтую и 5 см³ в избыток. Растворы в колбах доводят до метки водойи перемешивают. Измеряют оптическую плотность растворов на фотоколориметре ссиним светофильтром (область светопропускания 400 - 450 нм) в кювете с толщинойпоглощающего слоя 30 - 50 мм. В качестве раствора сравнения используют растворконтрольного опыта, содержащий в соответствующих ходу анализа количествах всеприменяемые растворы, кроме раствора железа.

Понайденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам строят градуировочныйграфик.

3.3.1, 3.3.2. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю металлического железа в пересчете наокись железа (X₁) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса окиси железа, найденная по градуировочномуграфику, г;

250 - исходный объем раствора, см³;

V - объем аликвотной частираствора, см³;

m₁ - массанавески, г.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точностиизмерений массовой доли окиси железа приведены в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. №1).

4.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА

Определениемассовой доли окиси железа от 0,5 до 2,5 % проводят по ГОСТ2642.5, разд. 2.

(Измененная редакция, Изм. №1).

5.АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА И МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА ВПЕРЕСЧЕТЕ НА ОКИСЬ ЖЕЛЕЗА
(ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА ОТ 0,01 ДО 2,5 %)

5.1. Сущность метода

Методоснован на сплавлении пробы анализируемого материала с калием пиросернокислым ирастворении сплава в соляной кислоте при определении окиси железа илирастворении металлического железа в соляной кислоте и окислении его перекисьюводорода. Заканчивают определение, измеряя абсорбцию растворов в пламени воздух- ацетилен при длине волны 243,3 нм.

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционныйспектрофотометр типа Сатурн или другие, обеспечивающие требуемую точностьизмерения.

Лампа сполым катодом для определения железа.

Баллон сацетиленом.

Компрессор,обеспечивающий подачу сжатого воздуха, типа CO-45А.

Кислотасоляная по ГОСТ 3118,разбавленная 1:4 и раствор с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм³.

Цирконияхлорокись, х.ч.

Стандартныйраствор двуокиси циркония: навеску хлорокиси циркония 13 - 14 г растворяют в 50- 60 см³ раствора соляной кислоты с молярной концентрациейэквивалента 2 моль/дм³ в стакане вместимостью 200 см³.Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливаютэтим же раствором соляной кислоты до метки и перемешивают.

Стандартныйраствор соли циркония с массовой концентрацией двуокиси циркония около 0,005г/см³.

Калийпиросернокислый по ГОСТ 7172.

Растворфона: 5 - 6 г пиросернокислого калия растворяют в 60 см³ растворасоляной кислоты (1:4), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³,доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартныйраствор хлорного железа (раствор А), градуировочный стандартный раствор железа(раствор В) и остальные реактивы и растворы по п. 2.2.

(Измененная редакция, Изм. №1).

5.3. Проведение анализа

5.3.1. При определении массовой доли окиси железа навескуматериала массой 0,5 г смешивают с 5 - 6 г пиросернокислого калия и сплавляют вмуфельной печи при 800 - 850 °С в течение 20 - 25 мин. Остывший сплаврастворяют в стакане вместимостью 300 - 400 см³ в 60 см³соляной кислоты(1:4) при нагревании, обмывают тигель горячей водой. После охлаждения растворпереводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до меткиводой и перемешивают (раствор 1).

Приопределении массовой доли металлического железа подготовку исходного растворапроводят по п. 3.3.1.

Дляопределения массовой доли окиси железа и металлического железа в пересчете наокись железа в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбираютсоответственно аликвотные части раствора 1 или раствора, полученного по п. 3.3.1: 50 см³ (примассовой доле окиси железа от 0,01 до 0,10 %), 25 см³ (при массовойдоле окиси железа от 0,1 до 0,6 %), 10 см³ (при массовой доле окисижелеза от 0,6 до 2,5 %) доводят до метки водой, перемешивают и измеряют атомнуюабсорбцию железа в пламени воздух - ацетилен при длине волны 243,3 нм.Допускается использование аликвотной части раствора 1 ГОСТ13997.3 или ГОСТ13997.4 при определении окиси железа.

Массуокиси железа и металлического железа в пересчете на окись железа в граммахопределяют по градуировочному графику.

5.3.2. Построение градуировочного графика

В мерныеколбы вместимостью 100 см³ помещают по 10 см³стандартного раствора циркония, 25 см³ раствора фона и затемприбавляют соответственно 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 17,5; 20,0; 22,5; 25,0 см³градуировочного стандартного раствора В окиси железа. Колбы доводят до меткиводой и перемешивают. Измеряют атомную абсорбцию полученных растворов железа впламени воздух - ацетилен при длине волны 243,3 нм.

Понайденным значениям абсорбции и соответствующим им массам окиси железа вграммах строят градуировочный график. Градуировочный график строят один раз всмену при проведении партии анализов, используя ранее приготовленныестандартные растворы окиси железа.

5.3.1, 5.3.2. (Измененнаяредакция, Изм. № 1).

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю окиси железа (X₂) впроцентах вычисляют по формуле

где m₁ - массаокиси железа, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, содержащаяся в 100 см³конечного раствора, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точностиизмерений массовой доли окиси железа приведены в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. №1).

6.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА
(в огнеупорных материалах и изделиях с массовой долей двуокиси циркония до 65%, кроме бадделеитовых)

6.1. Сущность метода

Методоснован на предварительном восстановлении общего железа гидроксиламиномгидрохлоридом. Двухвалентные ионы железа образуют с 1,10-фенантролиноморанжево-красный комплекс.

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметртипа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Кислотасоляная по ГОСТ 3118 иразбавленная 1:1.

Натрийуглекислый по ГОСТ83.

Натрийтетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199,обезвоживают по ГОСТ13997.3.

Смесь длясплавления, состоящая из безводных углекислого натрия и тетраборнокислогонатрия в соотношении 2:1.

Гидроксиламинагидрохлорид по ГОСТ 5456, растворс массовой долей 10 %.

Кислотауксусная по ГОСТ61 и разбавленная 1:1.

O-Фенантролин (1,10-фенантролин) - препарат фирмы«Хемапол» (ЧССР), 1,0 г o-фенантролинарастворяют в 100 см³ раствора уксусной кислоты (1:1).

Аммиакводный по ГОСТ3760, раствор с массовой долей 25 %.

Универсальнаяиндикаторная бумага.

Буферныйраствор pH 6: 140см³ уксусной кислоты разбавляют в 1700 см³ воды,приливают осторожно при постоянном перемешивании 140 см³ аммиака.Раствор охлаждают, приливают аммиак или уксусную кислоту до установления pH 6 по универсальной индикаторной бумаге.

Железометаллическое 99,99 или окись железа по ТУ 6-09-5346, х.ч.

Водородаперекись по ГОСТ177, раствор с массовой долей 30 %.

Стандартныйраствор железа: 0,6995 г железа (или 1,000 г окиси железа) помещают в колбувместимостью 250 см³ и растворяют в 100 см³ солянойкислоты (1:1). Добавляют несколько капель раствора перекиси водорода инагревают раствор до кипения. После охлаждения раствор переводят в мерную колбувместимостью 1000 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартныйраствор железа с массовой концентрацией окиси железа 0,001 г/см³(раствор А₁).

Разбавленныйстандартный раствор железа: отмеривают пипеткой 50 см³ стандартногораствора А₁ в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводятдо метки водой и перемешивают.

Стандартныйраствор железа, разбавленный с массовой концентрацией окиси железа 0,0001 г/см³(раствор Б₁).

Градуировочныйстандартный раствор железа: отмеривают пипеткой 50 см³ стандартногораствора Б₁ в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводятводой до метки и перемешивают.

Градуировочныйстандартный раствор железа с массовой концентрацией окиси железа 0,00001 г/см³(раствор B₁).

(Измененная редакция, Изм. №1).

6.3. Проведение анализа

Навескуматериала массой 1,0 г помещают в платиновый тигель, добавляют 10 - 12 г смесидля сплавления и сплавляют при (1000 ± 20) °С. Сплав растворяют в 50 см³раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор переводят в мерную колбувместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

В мернуюколбу вместимостью 100 см³ отмеривают пипеткой аликвотную частьраствора от 10 до 50 см³, в котором должно быть не менее 0,00001 гокиси железа.

Дляопределения массовой доли окиси железа может быть использована аликвотная частьраствора 1 после выделения двуокиси кремния по ГОСТ13997.3, разд. 2.

Каликвотной части раствора добавляют 2 см³ гидроксиламинасолянокислого для восстановления железа до двухвалентного и 5 см³раствора o-фенантролина.Прибавляют буферный раствор до pH 3,5 (поуниверсальной индикаторной бумаге). Оставляют стоять раствор 15 мин, затемдоводят водой до метки и перемешивают.

Измеряютоптическую плотность раствора при 510 нм или при использовании зеленогосветофильтра. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольногоопыта, содержащий все применяемые реактивы.

Массуокиси железа в граммах находят по градуировочному графику, который строят в техже условиях.

6.3.1. Построение градуировочного графика

В восемьиз девяти мерных колб вместимостью 100 см³ отмеряют 1,0; 2,0; 5,0;10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0 см³ градуировочного стандартногораствора B₁. Во всеколбы добавляют по 2 см³ раствора гидроксиламина гидрохлорида ипоступают далее, как указано в п. 6.3. По измеренным значениям оптической плотностии соответствующим им массам окиси железа в граммах строят градуировочныйграфик.

(Измененная редакция, Изм. №1).

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Массовую долю окиси железа (X₃) впроцентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса окиси железа, найденнаяпо градуировочному графику, г;

V - общий объем исходногораствора, см³;

m - масса навески, г;

V - объем аликвотной частираствора, см³.

6.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатовпараллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерствомчерной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.А. Коробка, Г.И. Дмитренко, Л.А. Павлова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН ВДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от18.09.84 № 3242

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.3 -78

4. Стандарт соответствует СТСЭВ 4430-83 в части фотометрического метода с O-фенантролином

5. ССЫЛОЧНЫЕНОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС11-95)

7. ИЗДАНИЕ с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1989 г. (ИУС 2-90)

СОДЕРЖАНИЕ