ГОСТ 28743-93
(ИСО 333-96)

(Измененная редакция. Изм.№ 1 )

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

ПРЕДИСЛОВИЕ

1РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЁНТехническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации,метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом постандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:

(Измененнаяредакция. Изм.№ 1)

3 Раздел «Определениеазота полумикрометодом Кьельдаля» подготовлен путем прямого применениямеждународного стандарта ИСО 333-83 «Угли, Определение азота полумикрометодомКьельдаля» с дополнительными требованиями, отражающими потребности народногохозяйства

4 ПостановлениемКомитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от02.06.94 № 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 28743-93 введен в действиенепосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с01.01.95

5 ВЗАМЕН ГОСТ2408.2-75 и ГОСТ28743-90

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.95

Настоящийстандарт распространяется на бурые и каменные угли, антрациты, лигниты, горючиесланцы и торф (далее - топливо) и устанавливает два метода определений азота поКьельдалю: полумикро- и макрометоды.

Дополненияи изменения, отражающие потребности народного хозяйства, выделены курсивом.

СОДЕРЖАНИЕ

1 МЕТОДОТБОРА ПРОБ

Отбор и подготовка проб -по ГОСТ10742 и ГОСТ11303.

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА ПОЛУМИКРОМЕТОДОМ КЬЕЛЬДАЛЯ

2.1. Назначение и область применения

Настоящийстандарт устанавливает метод определения азота в бурых и каменных углях,антрацитах, лигнитах, горючих сланцах иторфе полумикрометодом Кьельдаля.

2.2. Ссылки

ГОСТ27313*. Топливотвердое. Обозначение аналитических показателей и формулы пересчета результатованализа для различных состояний топлива.

_____________

* Допускается применение до введения ИСО 1170 вкачестве государственного стандарта.

2.3. Сущность метода

Пробу известной, массы нагревают с сернойкислотой в присутствии смешанного катализатора для превращения азота в сульфатаммония. Из раствора сульфата после подщелачивания аммиак отгоняют с паром,поглощают его борной кислотой и определяют титрованием серной кислотой.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

2.4. Реактивы

Всереактивы должны быть квалификации ч. д. а. Для анализа применяютдистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

2.4.1. Смешанный катализатор, содержащий (по массе):

90частей безводного сульфата калия;

2части селена (порошок);

5частей пентоксида ванадия.

Реактивы измельчают в ступе и тщательноперемешивают.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

2.4.2. Сахароза

2.4.3. Серная кислота поГОСТ 4204, плотностью около 1,84 г/см³,98%-ная.

2.4.4. Борная кислота,насыщенный раствор: 60 г борной кислоты растворяют в 1000 см³горячей воды, охлаждают и дают отстояться 3 дня, затем осветленную жидкостьдекантируют.

2.4.5. Гидроксид натрияпо ГОСТ 4328,раствор 400г/дм³

Растворяют 400 г гидроксида натрия в воде,разбавляют до 1 дм³ и тщательно перемешивают.

(Измененная редакция. Изм.№ 1)

2.4.6. Серная кислота, стандартныйраствор для титрования с (¹/₂H₂SO₄) = 0,005 моль/дм³

(Измененная редакция. Изм.№1)

2.4.7. Смешанныйиндикатор, растворы:

Раствор А. 0,125 г. метилового красного(4-диметиламиноазобензол-2-карбоксикислота) растворяют в 60 см³этанола или технического спирта и разбавляют водой до 100 см³.

Раствор Б. 0,083 г метиленового голубого(3,7-бисдиметиламинофеназотионий хлористый) растворяют в 100 см³ этанолаили технического спирта. Хранят в склянке из тёмного стекла.

Смешивают равные объемы растворов А и Б.Через неделю смешанный раствор выбрасывают.

2.5. Аппаратура

2.5.1. Градуированная стеклянная посуда по ГОСТ1770, ГОСТ25336.

2.5.2. Колба для разложения из борсиликатного стекла,вместимостью шаровой части 50 см³ с полой легкой пробкой изборсиликатного стекла, свободно закрывающей горловину колбы для предотвращенияпотерь кислоты.

2.5.3. Аппарат длядистилляции: подходящий аппарат для дистилляции с водяным паром из борсиликатногостекла, снабженный каплеотбойником для предотвращения потерь гидроксида натрияиз дистилляционной колбы (черт. 1).

Аппаратдля дистилляции

1 - сливной кран; 2 - аппарат для дистилляции; 3 - вход пара; 4 -каплеотбойник; 5 - выход из холодильника; 6 - вход в холодильник; 7 -коническая колба на 100 см³

Черт.1

2.5.4. Приемник: широкогорлая, плоскодонная коническаяколба вместимостью 100 см³.

2.5.5.Бюретка вместимостью 25 см³.

2.5.6.Приспособление, пригодное для, нагрева двух или более колб, наклоненных подуглом 35° от вертикали (черт. 2).

Электронагреватель для разложения по полумикрометоду Кьельдаля

Установкасостоит из негорючей панели толщиной 10-12 мм (³/₈-¹/₂)дюйма), смонтированной на стальной раме. Пространство междуэлектронагревателями заполнено набивкой из негорючего материала.

_______________

¹ Эти размеры могут быть округлены.

1 - негорючая набивка; 2 - электронагреватели на 100 Вт; 3 - гнездо дляштепселя; 4 - регулятор мощности; 5 - сигнальная лампа

Черт.2

2.5.7. Аналитические весы с погрешностью взвешиванияне более 0,1 мг. Допускается применятьаналитические весы, с погрешностью взвешивания не более 0,2 мг.

2.6. Подготовка проб

Дляопределения содержания азота используют аналитическую пробу топлива,измельченного до 212 мкм.

Аналитическую пробу топлива приготавливают в зависимости отвида топлива по ГОСТ10742 или ГОСТ11303.

Пробувыдерживают в тонком слое минимально необходимое время для достиженияприблизительного равновесия между влагой пробы и влажностью лабораторногопомещения (это особенно важно для бурых углей и линнитов).

Перед выполнением определениявоздушно-сухую пробу перемешивают не менее 1 мин, предпочтительно механическимспособом.

2.7. Проведение анализа

2.7.1.Разложение

Взвешиваютоколо 0,10 г пробы с погрешностью не более 0,1 мг и тщательно переносят в колбудля разложения (п. 2.5.2). Добавляют2,0 г смешанного катализатора (п. 2.4.1)и встряхивают для перемешивания. Добавляют 4 см³ серной кислоты (п. 2.4.3) и снова перемешивают.

Помещаютколбу на нагреватель, включают его на половинную мощность на 20 мин, а затем наполную нагрузку на 10 мин. Если применяют газовый обогрев, колбу для разложенияпомещают в окислительное пламя микрогорелки и пламя поддерживают таким, чтобыраствор осветлел за 7-10 мин, например при высоте пламени 50 мм дно колбыпомещают на высоте 40 мм над горелкой. После того как растворстанет прозрачным, продолжают кипячение в течение 20 мин для полногопревращения азотистых соединений в сульфат аммония.

Примечание. Если за указанный период раствор неуспевает осветлиться, время разложения должно быть увеличено. Изменениеметодики следует отметить в протоколе испытания. Увеличение времени разложенияможет повлиять на точность результатов.

(Измененная редакция. Изм.№1)

2.7.2.Дистилляция

В товремя пока идет разложение, пропаривают аппарат для дистилляции (п. 2.5.3) (см. примечание), закрывают соединение сколбой для дистилляции, удаляя таким образом остатки от предыдущей дистилляции.Через воронку в колбу для дистилляции вливают 20 см³ растворагидроксида натрия (п. 2.4.5) и воронкуобмывают водой. В приемник (п. 2.5.4)наливают 2 см³ раствора борной кислоты (п. 2.4.4) и прибавляют 4 капли раствора смешанногоиндикатора (п. 2.4.7). Подставку подприемник регулируют так, чтобы конец трубки холодильника был погружен вжидкость.

Продуктыразложения охлаждают 5 мин, затем добавляют 10 см³ воды, вначале покаплям, перемешивая, пока реакция не станет менее бурной. Разбавленные продуктыразложения переносят через воронку с краном в колбу для дистилляции, колбу дляразложения обмывают водой и промывные воды сливают через воронку, затем воронкуобмывают водой. Общий объем жидкости в дистилляционной колбе не долженпревышать половину ее объема, иначе возможны вспенивание и выброс.

Колбудля дистилляции нагревают на слабом огне и пускают через аппарат пар.Дистилляцию ведут в течение 5 мин от начала поступления пара в холодильник соскоростью 4 см³ дистиллята в 1 мин. Опускают приемник так, чтобыконец трубки холодильника находился на расстоянии 25 мм от поверхностижидкости, и продолжают дистилляцию еще 1 мин. Содержимое приемника должнооставаться холодным.

Конецтрубки холодильника обмывают водой.

Кдистилляту прибавляют несколько капель смешанного индикатора (п. 2.4.7) и титруют аммиак раствором серной кислоты (п. 2.4.6) до перехода травянисто-зеленогоцвета в серо-стальной; при дальнейшем добавлении капель цвет растворастановится пурпурным (кислая среда).

Примечание. Перед выполнением серии определений аппаратдля дистилляции должен быть пропарен в течение 30 мин. Этого не следует делатьмежду отдельными дистилляциями в серии. Чтобы предотвратить потериаммиака при дистилляции, в воронке следует оставить небольшое количество воды

(Измененная редакция. Изм.№1)

2.7.3.Контрольный опыт

Контрольныйопыт проводят точно так же, но вместо пробы применяют 0,1 г сахарозы (п. 2.4.2).

Примечание. Если каплеотбойник отсекает гидроксид натрияполностью, результаты контрольного опыта не должны превышать 0,1 см³0,005 моль/дм³раствора серной кислоты (п. 2.4.6). Парвымывает щелочные соединения из некоторых стекол и если найдены более высокиезначения контрольного опыта, то центральную трубку холодильника следуетзаменить трубкой из плавленого кварца или борсиликатного стекла.

(Измененная редакция. Изм.№1)

2.8. Обработка результатов

2.8.1.Массовую долю азота в аналитической пробе (N^a)в процентах вычисляют по формуле

где с - концентрация раствора серной кислоты (п. 2.4.6), моль/дм³;

V₁ -объем раствора серной кислоты (п. 2.4.6),израсходованный на определение, см³;

V₂ -объем раствора серной кислоты (п. 2.4.6),израсходованный на контрольный опыт, см³;

m - масса навески, г.

Примечание. Расчет коэффициента,используемого в формуле, приведен в приложении А.

(Измененная редакция. Изм.№ 1)

2.8.2. Результаты (предпочтительно параллельныхопределений) округляют до 0,01 %.

2.8.3. Пересчет результатов анализа на другиесостояния топлива по ГОСТ27313.

2.9. Точностьметода

2.9.1. Сходимость

Расхождение результатов двух параллельныхопределений, выполненных в разное время в одной и той же лаборатории одним лаборантомс применением одной и той же аппаратуры на представительных, навесках, взятыхиз одной и той же аналитической пробы, не должны превышать значений, указанныхв таблице.

2.9.2.Воспроизводимость

Расхождение результатов параллельныхопределений, выполненных в двух разных лабораториях на навесках, взятых изодной и той же пробы после последней стадии ее подготовки, не должны превышатьзначений, указанных в таблице.

2.9.3. Если расхождение между результатами двухопределений превышает значения, приведенные в таблице, то проводят третьеопределение. За результат принимают среднее арифметическое двух наиболееблизких результатов в пределах допускаемых расхождений.

Если результат третьего определения находится в пределах допускаемыхрасхождений по отношению к каждому из двух предыдущих результатов, за результатанализа принимают среднее арифметическое результатов трех определений.

2.10. Протоколанализа

Протоколанализа должен включать следующие данные:

1)характеристику испытуемого продукта;

2)ссылку на используемый метод;

3)результаты и способ их выражения;

4)необычные факты, замеченные при проведении анализа;

5)операции, не входящие в настоящий стандарт, или необязательные;

датуиспытания.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА МАКРОМЕТОДОМ КЬЕЛЬДАЛЯ

3.1. Сущность метода

Методоснован на кипячении навески топлива в концентрированной серной кислоте вприсутствии катализаторов для превращения азота в сульфат аммония, разложенииобразовавшегося сульфата аммония щелочью и отгонке выделяющегося при этомаммиака в раствор серной кислоты. Избыток серной кислоты титруют растворомгидроксида натрия или калия. Азот в топливе рассчитывают, исходя из количествасерной кислоты, вошедшей в реакцию с аммиаком.

Вкачестве катализатора применяют сульфат меди, а для трудно разлагаемых углей иантрацитов - смесь селена с сульфатом меди. Для увеличения температурыразложения навески топлива к серной кислоте добавляют сульфат калия.

3.2. Реактивы

Всереактивы должны быть квалификации ч. д. а.

3.2.1. Калий сернокислый по ГОСТ4145.

3.2.2. Медь сернокислая по ГОСТ 4165.

3.2.3. Селен технический по ГОСТ10298,тонкоизмельченный в яшмовой или агатовой ступке.

3.2.4. Серная кислота по п. 2.4.3.

3.2.5. Серная кислота, стандартный раствор для титрования,с (¹/₂H₂SO₄)=0,l моль/дм³.

3.2.6. Натрия гидроксид по ГОСТ 4328 или калия гидроксид по ГОСТ 24363, 40 %-ный раствор и приблизительно 0,1моль/дм³ раствор.

Устанавливаютконцентрацию приблизительно. 0,1 моль/дм³ раствора щелочи по точно0,1 моль/дм³ раствору серной кислоты (п. 4.2.5) в присутствиииндикатора метилового красного.

3.2.7. Индикатор, метиловый красный 0,2 %-ный растворв 60 %-ном этиловом спирте.

3.3. Аппаратура

3.3.1.Стеклянная посуда по п. 2.5.1.

3.3.2Колба Кьельдаля для разложения грушевидная с пробкой из термостойкого стекла,вместимостью 250-300 см³.

3.3.3. Устройство длявзятия навески (черт. 3).

Устройство для взятия навески

1 - ручка; 2 - проволочный зажим; 3 -пробирка для,навески

Черт. 3

3.3.4.Прибор для отгонки аммиака (черт. 4), состоящий из круглой плоскодонной колбы дляотгонки вместимостью 1 дм³, капельной воронки вместимостью 100 см³,каплеуловителя (насадки Кьельдаля), холодильника с прямой трубкой, стекляннойтрубки с шариковым расширением, конической колбы-приемника вместимостью 250 см³.

Прибордля отгонки аммиака

1 - круглая плоскодонная колба вместимостью 1 дм³; 2 -капельная воронка вместимостью 100 см³; 3 - каплеуловитель (насадкаКьельдаля); 4 - холодильник с прямой трубкой; 5 -стеклянная трубка длиной 200мм с шариковым расширением; 6 - колба-приемник вместимостью 250 см³

Черт.4

3.3.5. Аналитические весы по п. 2.5.7.

3.3.6.Бюретка с ценой деления 0,02 см³.

3.3.7. Устройство длянагрева колб Кьельдаля: электрические плитки или колбонагреватели, или песчаныебани, или газовые горелки.

3.4. Подготовка пробы

Подготовкапроб - по п. 2.5.

3.5. Проведение анализа

3.5.1.Из аналитической пробы топлива отбирают навеску массой около 0,5 г в пробиркудля взятия навески (п. 3.3.3). Пробиркус навеской помещают в устройство для взятия навески (черт. 1). Навеску топлива переносят в колбу Кьельдаля так,чтобы топливо попало на дно, а не на горло колбы. Точную массу навескиопределяют по разности масс пробирки с навеской и пустой пробирки послеперенесения навески в колбу Кьельдаля.

3.5.2.Разложение.

Вколбу Кьельдаля вносят 5 г сульфата калия (п.3.2.1), 0,1 г сульфата меди (п. 3.2.2),а при анализе трудноразлагаемых углей и антрацитов, кроме того, 0,05 г селена (п. 3.2.3) и добавляют 10 см³серной кислоты (п. 3.2.4).

Колбуприкрывают стеклянной пробкой и помещают в вытяжном шкафу на нагревательномустройстве (п. 3.3.7) в наклонномположении (30-35° от вертикали).

Для предупреждения потерь серной кислотыпри выбросе из колбы медленно нагревают, смесь до прекращения пенообразования.Затем усиливают нагрев, доводят содержимое колбы до кипения и продолжаюткипячение до тех пор, пока раствор не станет прозрачным (бесцветным илиокрашенным в зеленоватый цвет), после чего кипятят еще 1 ч.

Втечение разложения колбу периодически снимают с нагревающего устройства иперемешивают содержимое, вращая колбу.

Послеразложения на дне колбы Кьельдаля, не должно оставаться темных(неразложившихся) крупинок топлива.

3.5.3.Перегонка

Собираютприбор для отгонки аммиака (черт. 4).

Содержимоеколбы Кьельдаля количественно переносят в колбу для отгонки аммиака с помощью300 см³ дистиллированной воды. Пробку колбы Кьельдаля тщательно обмываюттакже дистиллированной водой, собирая промывные воды в колбу для отгонки. Дляравномерного кипения в колбу для отгонки помещают кусочки пемзы или стеклянныекапилляры.

Вколбу-приемник наливают 10-20 см³ раствора серной кислоты (п. 3.2.5), 2-3 капли индикатора метиловогокрасного (п. 3.2.7) и разбавляют водойдо 20-30 см³. Конец трубки с шариковым расширением должен быть на 1см опущен в поглотительный раствор серной кислоты.

Дляразложения сернокислого аммония в колбу для отгонки наливают через капельнуюворонку 50 см³ 40 %-ного раствора щелочи (п. 3.2.6).

Содержимоеколбы для отгонки нагревают до кипения и перегоняют 100 - 150 см³жидкости в приемник. Во время отгонки следят за тем, чтобы жидкость изприемника не поднималась в трубку с шариковым расширением и в холодильник.

Поокончании отгонки аммиака, не прекращая обогрева колбы, опускают приемник так,чтобы конец трубки с шариковым расширением не касался поглотительного раствора,при этом продолжают собирать в приемник конденсат (3-5 см³),промывая тем самым прибор для отгонки.

Прекращаютобогрев колбы для отгонки; после охлаждения отсоединяют холодильник откаплеуловителя и промывают дистиллированной водой из промывалки внутреннюютрубку холодильника и трубку с шариковым расширением, собирая промывные воды вприемник. Общий объем жидкости в приемнике не должен превышать 200 см³.

3.5.4. Избыток серной кислоты в приёмникеоттитровывают раствором щелочи (п. 3.2.6) в присутствиииндикатора метилового красного до перехода красного цвета в желтый.

3.5.5.Контрольный опыт

Контрольныйопыт, проводят точно так же (пп. 4.5.2.-4.5.4), но без навески топлива.

Количествораствора серной кислоты в поглотительной, колбе при отгонке аммиака вконтрольном опыте и при проведении определения должно быть одинаковым.

Прииспользовании новой партии одного из применяемых реактивов контрольный опытповторяют.

3.6. Обработка результатов

3.6.1. Массовую долю азота в аналитической пробетоплива (N^а) в процентах вычисляют по формуле

где с₁ - концентрация растворащелочи, моль/дм³;

V₃ - объем раствора щелочи,израсходованный на титрование при проведении контрольного опыта, см³;

V₄ - объем раствора щелочи,израсходованный на титрование при проведении определения, см³;

m - масса навески, г.

Примечание.Расчет коэффициента, используемого в формуле, приведен в приложении А

(Измененная редакция. Изм.№ 1)

3.6.2. Подсчет результатов анализа - по п. 2.8.2.

3.6.3.Пересчет результатов анализа на другие состояния - по п. 2.8.3.

3.7.Точность метода - по п. 2.9.

3.8. Протоколопределения - по п. 2.10.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Расчеткоэффициентов, используемых в формулах

А.1. При определении азота полумикрометодомКьельдаля массовую долю азота в аналитической пробе N^a, в процентах,вычисляют по формуле

где V₁ - объем раствора сернойкислоты (2.4.6), израсходованной натитрование при проведении определения, см³;

V₂ -объем раствора серной кислоты (2.4.6),израсходованной на титрование при проведении контрольного опыта, см³;

14,006 - относительная атомная масса азота;

с - концентрация растворасерной кислоты, моль/дм³;

m - масса навескипробы, г.

1 см³ серной кислоты соответствует  г азота.

А.2. При определении азота макрометодом Кьельдаля(см. 3.6.1) массовую долю азота ваналитической пробе N^a, в процентах,вычисляют по формуле

где V₃ - объем раствора щелочи,израсходованный на титрование при проведении контрольного опыта, см³;

V₄ - объем раствора щелочи,израсходованный на титрование при проведении определения, см³;

14,006 - относительная атомная масса азота;

с₁ - концентрацияраствора щелочи, моль/дм³;

m - масса навескипробы, г».

Приложение А.(Введено дополнительно. Изм.№ 1)

ИНФОРМАЦИОННЫЕДАННЫЕ

ССЫЛОЧНЫЕНОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ