ГОСТ 14338.4-82
ГОСТ 14338.4−82 Молибден. Методы определения азота, кислорода и водорода
ГОСТ 14338.4−82
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МОЛИБДЕН
Методы определения азота, кислорода и водорода
Molybdenum. Methods for determination of nitrogen, oxygen and hydrogen
Дата введения 1984−01−01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 сентября 1982 г. N 3870 срок введения установлен с 01.01.84
Постановлением Госстандарта СССР
________________
* Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР
ВЗАМЕН
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 1988 г.
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения азота (при массовой доле азота от 0,0001 до 0,1%) и метод реакционной газовой хроматографии (восстановительное плавление в атмосфере инертного газа-носителя аргона или гелия) для определения азота (при массовой доле азота 0,001−0,1%), кислорода (при массовой доле кислорода 0,001−0,1%) и водорода (при массовой доле водорода 0,0001−0,1%) в металлическом молибдене (порошок, штабик, пруток, проволока, лента, фольга).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа по
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Фотометрический метод определения азота основан на отгонке образовавшегося аммиака из щелочного раствора в кварцевом аппарате (по принципу Кьельдаля) с последующим поглощением аммиака серной кислотой и определением азота.
2.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Кварцевый перегонный аппарат для получения бидистиллированной воды.
Кварцевый перегонный аппарат для дистилляции аммиака.
Микробюретка вместимостью 5 сми бюретка вместимостью 50 см
по
Микровесы типа МВ-1 или любого другого типа, обеспечивающие взвешивание с погрешностью не более 0,00001 г.
Фотоэлектроколориметр типов ФЭК-56М, ФЭК-60.
Установка для определения содержания азота (черт.1) состоит из дистилляционной колбы 1с пришлифованной пробкой, в которую впаяна воронка 2 для вливания исследуемого раствора; каплеуловителя 3; холодильника 4, пришлифованного к каплеуловителю и приемнику; приемника 5 с пришлифованной пробкой 6.
Черт.1
Реактив Несслера.
Спирт этиловый ректификованный по
________________
* На территории Российской Федерации действует
Кислота серная по
Кислота соляная по
Аммоний сернокислый по . Доливают раствор бидистиллированной водой до метки и перемешивают.
1 смраствора содержит 0,0000025 г азота.
Калия гидроокись раствор: 500 г гидроокиси калия растворяют в колбе вместимостью 2000 см, приливают бидистиллированную воду до объема более 1000 см
, раствор выпаривают до объема 1000 см
и охлаждают до комнатной температуры, закрывают колбу пробкой, соединенной через отверстие со склянкой для промывания газов, содержащей концентрированную серную кислоту.
Раствор сравнения: в мерную колбу вместимостью 50 смвводят 5 см
0,02 н. раствора серной кислоты, 0,5 см
реактива Несслера, доливают до метки бидистиллированной водой и перемешиваю
т.
2.2. Подготовка к анализу
Образцы металлического молибдена измельчают, очищают от загрязнений и окислов, промывая их сначала соляной кислотой (1:10), затем бидистиллированной водой и этиловым спиртом. После промывания образцы высушивают на воздухе.
2.3. Проведение анализа
В зависимости от массовой доли азота в образце берут навеску в соответствии с табл.1.
Таблица 1
| Массовая доля азота, % |
Масса навески, г |
| От 0,0001 до 0,0005 | 1 |
| Св. 0,0005 «0,001 | 0,5 |
| » 0,001 «0,01 | 0,25 |
| » 0,01 «0,1 | 0,1 |
Навеску помещают в колбу с гидравлическим затвором, добавляют 10 смсерной кислоты (1:1) и нагревают на открытой электроплитке до полного растворения. После охлаждения раствор разбавляют бидистиллированной водой до 50−60 см
и переливают в дистилляционную колбу.
Дистилляционную колбу с раствором присоединяют к установке. В приемник вводят 5 см0,02 н. раствора серной кислоты и при слабом отсасывании пропускают небольшой ток пара. Затем медленно, небольшими порциями, вливают в дистилляционную колбу через воронку 80 см
раствора гидроокиси калия для нейтрализации кислоты и получения щелочной среды. После того, как вся щелочь будет введена в колбу, усиливают ток паровоздушной смеси и отсасывание.
После появления первых капель конденсата перегонку ведут еще 15 мин. Выделяющийся аммиак, увлекаемый паром, поглощается в приемнике 0,02 н. раствором серной кислоты. Обычно собирается конденсата вместе с кислотой 30−40 см.
По истечении указанного времени отключают вакуум, быстро открывают кран воронки, выпускают воздух в дистилляционную колбу и затем выключают пар.
Отсоединяют холодильник и переносят полученный конденсат в мерную колбу вместимостью 50 см. Холодильник и приемник обмывают бидистиллированной водой, применяя минимальное количество воды. Промывную жидкость собирают в мерную колбу с конденсатом, добавляют в колбу 0,5 см
реактива Несслера, доливают раствор до метки бидистиллированной водой и перемешивают. Раствор оставляют на 30 мин для образования комплексного соединения аммиака с реактивом Несслера. Затем измеряют оптическую плотность анализируемых растворов и растворов сравнения на фотоколориметре с синим светофильтром N 4 (длина волны 440 нм) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
Одновременно с пробой проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов, проводят его через все стадии анализа, используя те же реактивы и в таких же количествах, что при анализе испытуемого образца
.
2.4. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью по 50 смвводят 5 см
0,02 н. раствора серной кислоты, затем от 0,4 до 5,0 см
(с интервалом 0,2 см
и от 5,0 до 40 см
с интервалом 5 см
) стандартного раствора сернокислого аммония и 0,5 см
реактива Несслера.
Растворы доливают до метки бидистиллированной водой и перемешивают. Растворы выдерживают 30 мин, после чего измеряют оптические плотности окрашенных растворов и раствора сравнения на фотоколориметре с синим светофильтром N 4 (длина волны 440 нм) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
В качестве раствора сравнения при измерении оптической плотности используют раствор, содержащий все применяемые реактивы.
По найденным значениям оптических плотностей и соответствующим им концентрациям азота строят градуировочные графики
.
2.5. Обработка результатов
2.5.1. Массовую долю азота () в процентах вычислят по формуле
где — количество азота в образце, найденное по градуировочному графику, г;
— количество азота в растворе контрольного опыта, найденное по градуировочному графику, г;
— масса навески образца, г.
2.5.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать величин, указанных в табл.2.
Таблица 2
| Массовая доля азота, % | Абсолютные допускаемые расхождения, % |
| От 0,0001 до 0,0003 | 0,00008 |
| Св. 0,0003 «0,0005 | 0,0001 |
| » 0,0005 «0,0015 | 0,0002 |
| » 0,0015 «0,005 | 0,0002 |
| » 0,005 «0,01 | 0,0002 |
| » 0,01 «0,03 | 0,002 |
| » 0,03 «0,1 | 0,008 |
3. МЕТОД РЕАКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Метод реакционной газовой хроматографии основан на выделении водорода, азота и кислорода (независимо от формы их нахождения) и газовую фазу в виде молекулярных водорода и азота, и окиси углерода, соответственно, в условиях кратковременного (импульсного) нагрева до ~3500 °С в графитовой капсуле с последующим транспортированием аргоном и гелием газовой смеси в колонку газового хроматографа.
3.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Установка (черт.2) состоит из баллона с аргоном или гелием 1; газового хроматографа типа ЛХМ-8МД (модель 1), ЛХМ-72 или любого другого, не уступающего по своим параметрам, указанным выше, 2; самопишущего потенциометра типа КСП-4 (комплектуется с газовым хроматографом) 3; пневматической импульсной печи сопротивления (для анализа) 4; баллона с аргоном или гелием 5, 6; пневматической импульсной печи сопротивления (для предварительной дегазации капсул) 7; схемы питания импульсных печей 8 (черт.3).
Черт.2
Черт.3
Схема питания импульсных печей состоит из автоматического пускателя типа АП 50−3М 1; автотрансформатора типа АОМН 40−250−75-У4 2; вольтметра типа Э-378, 0250 3; магнитного пускателя типа ПМЕ-222 4; трансформатора типа ОСУ-20/05 или любого другого аналогичного типа до 5 кВт 5; амперметра типа Э-378, 1000/5 6; трансформатора токового типа ТШ-40, 1000/5 7; импульсной печи 8; реле времени 9 типа ВЛ 27У4 (обеспечивающее выдержку от 0 до 10 с), реле промежуточного типа ПЭ-21 (для включения реле времени); кнопки пусковой типа КМЗ-2 10.
Примечание. Для схемы питания импульсной печи допускается использование другого электрооборудования, обеспечивающего ток нагрузки (нагрузкой является графитовая капсула) 500−600 А при безопасном напряжении 10−12 В, в импульсном режиме 4−5 с, с интервалом 2−2,5 мин.
Цеолит синтетический 5 А (СаА), зернистостью 0,25−0,5 мм.
Эфир этиловый по
Спирт этиловый ректификованный по
Ацетон по
Бензин авиационный по
Углерод четыреххлористый по
Бязь хлопчатобумажная.
Колонки хроматографические из нержавеющей стали (4х0,5; 6х1,0; 8х1,0 длиной 1,53,0 м).
Манометр типа МТ-60, 0,16−0,25 МПа (1,6−2,5 атм).
Дроссель игольчатый для тонкой регулировки типа УХ-6.
Микровесы МВ-1 или любого другого типа, позволяющие взвешивать с погрешностью не более 0,00001 г.
Регулятор давления РДФ-31 или любой другой аналогичного типа, способный обеспечить установку стабильным давлением в подъемнике пневматической печи в пределах 0,15−0,25 МПа (1,5−2,5 атм.).
Секундомер по
Скоба с отсчетным устройством типа СРО-25 по
Капсула графитовая марки С-2 или С-3 (черт.4).
Примечания:
1. Крышка должна плотно прилегать к корпусу, не образуя трещин.
2. Торцевые поверхности собранной капсулы должны быть строго параллельны.
3. Длина капсулы с крышкой (20,65±0,05) мм
Черт.4
Кассета из оргстекла для капсул.
Крючок из нержавеющей стали для чистки внутренней камеры печи.
Ротаметр общепромышленный РМ по
Аргон газообразный высокой чистоты баллонный по
Гелий газообразный высокой чистоты.
Стандартные образцы: сталь СГ-1 (N 81−71 по Госреестру), сталь СГ-3 (N 577−74 по Госреестру), сталь СГ-2 (N 416−73 по Госреестру). Допускается использовать стандартные образцы категории ОСО, СОП, в которых аттестованное содержание компонента не отличается от анализируемого более чем в два раза.
3.2. Подготовка к анализу
Образцы металлического молибдена предварительно зачищают от окисной пленки, промывают в бензине или четыреххлористом углероде и высушивают ацетоном. Порошок металлического молибдена используют для анализа без предварительной подготовки.
Для навесок берут кусочки диаметром от 2,0 до 2,8 мм,
Подбирают капсулы по длине с допуском 0,05 мм (по рычажной скобе) и дегазируют их при температуре ~3500 °С. Для анализа проб отбирают капсулы без трещин, капсулы с небольшой трещиной можно использовать для контрольных опытов.
3.3. Проведение анализа
Включают хроматограф и устанавливают оптимальный режим хроматографирования.
Устанавливают графитовую капсулу с анализируемым образцом.
В зависимости от массовой доли азота, водорода, кислорода в образце берут навеску образца в соответствии с табл.3.
Таблица 3
| Наименование образца | Вид образца | Массовая доля азота, % |
Массовая доля кислорода, % | Массовая доля водорода, % | Масса навески, г |
| Молибден металлический | Компактный | 0,001−0,01 | 0,001−0,01 | 0,0001−0,001 | 0,1−0,3 |
| 0,001−0,01 |
|||||
| Порошок | 0,01−0,1 | 0,01−0,1 | 0,01−0,1 |
0,05−0,1 | |
| 0,03−0,05 | 0,03−0,05 | 0,03−0,05 |
0,1−1,0 |
Вдвигают ручку крана-дозатора до упора и одновременно включают секундомер и пусковую кнопку питания печи.
Через 30 с ручку крана-дозатора возвращают в прежнее положение и после выхода водородного пика на самописце переключают ручку «выход ДТП» на необходимый диапазон для определяемого элемента.
Через 2 мин заменяют отработанную капсулу на новую.
По окончании работы, во избежание попадания воздуха в хроматограф, его следует «законсервировать» — закрыть регулятор на баллоне с аргоном для хроматографа. Когда давление аргона в обеих колонках приблизится к нулю, устанавливают очень слабый поток газа-носителя в приборе по пенному расходомеру и выключают кнопку питания хроматографа.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю азота, водорода, кислорода () в процентах рассчитывают по формуле
где — градуировочный коэффициент, который вычисляют для каждого определяемого элемента при градуировке прибора по стандартным образцам;
— высота пика определяемого элемента за вычетом пика, полученного в контрольном опыте, мм;
— масса навески, г.
Градуировочный коэффициент следует проверять и корректировать, особенно после ремонта, различных регулировок: смены баллонов, питающих хроматограф и печь для анализа и после длительного бездействия установки.
3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать величин, указанных в табл.4.
Таблица 4
| Массовая доля анализируемых элементов, % | Абсолютные допускаемые расхождения, % |
Назначение |
| От 0,0001 до 0,0003 |
0,00005 | Для водорода |
| Св. 0,0003 «0,001 |
0,00008 | |
| » 0,001 «0,003 |
0,0001 | |
| » 0,003 «0,01 | 0,0005 | Для водорода, кислорода, азота |
| » 0,01 «0,03 |
0,003 | |
| » 0,03 «0,1 |
0,005 |
3.4.3. Метод применяют при разногласии в оценке качества молибдена.
