ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ

Методы испытаний

Часть 2

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ
ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ

Методы определения окиси иттрия

ГОСТ 13997.10-84

Москва

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

2004

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

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

В стандарты внесены изменения, принятые до указанного срока.

Текущая информация о вновь утвержденных и пересмотренных стандартах, а также о принятых к ним изменениях публикуется в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты»

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ Методы определения окиси иттрия Zirconium containing refractory materials and products. Methods for determination of yttrium oxide

ГОСТ 13997.10-84

Дата введения 01.07.85

Настоящий стандарт устанавливает методы определения окиси иттрия в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: фотометрический (при массовой доле окиси иттрия от 5 до 25 %) и комплексонометрический (при массовой доле окиси иттрия от 6 до 25 %).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ИТТРИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 13997.0.

1.2. Сущность метода

Метод основан на измерении интенсивности окраски комплексного соединения с арсеназо-1. Влияние ионов циркония, присутствующих в растворе, устраняют введением в анализируемый раствор сульфосалициловой кислоты, которая с ионами циркония образует бесцветный комплекс.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Печь муфельная с нагревом 900 - 1000 °С.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563, № 100-7 или 100-9.

pH-метр со стеклянным и каломельным электродами.

Фотоэлектроколориметр типа КФК-2 или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Окись иттрия спектральной чистоты.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и раствор молярной концентрации эквивалента кислоты 1 моль/дм³.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 25 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 % и разбавленный 1:1 и 1:10.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор с массовой долей 25 %.

Арсеназо-1 (уранон), ч., раствор с массовой долей 0,2 %.

Метиловый красный (индикатор), водно-спиртовой раствор с массовой долей 0,1 %: 0,1 г метилового красного растворяют в 60 см³ этилового спирта и разбавляют водой до 100 см³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Кислота борная по ГОСТ 9656, х.ч., раствор молярной концентрации 0,2 моль/дм³ (12,4 г борной кислоты растворяют в 1000 см³ воды).

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, х.ч., раствор молярной концентрации натрия тетраборнокислого 0,05 моль/дм³ (19,1 г тетраборнокислого натрия растворяют в 1000 см³ воды).

Раствор боратный буферный с pH 7,7 - 7,8: 175 см³ раствора тетраборнокислого натрия молярной концентрации 0,05 моль/дм³ доводят до 1000 см³ раствором борной кислоты, молярной концентрации 0,2 моль/дм³, перемешивают.

Стандартный раствор соли иттрия: 0,1 г окиси иттрия спектральной чистоты, предварительно прокаленной при 1000 °С, сплавляют в платиновом тигле с 2 - 3 г пиросернокислого калия при 800 - 850 °С. Сплав переносят в стакан вместимостью 200 - 300 см³, в который предварительно налито 100 см³ раствора соляной кислоты (1:1), тигель тщательно обмывают горячей водой. Содержимое стакана нагревают до полного растворения сплава. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор соли иттрия с массовой концентрацией окиси иттрия 0,0002 г/см³ (раствор А).

Градуировочный стандартный раствор, используемый для построения градуировочного графика: 10 см³ раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 200 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/дм³, перемешивают (раствор Б).

Градуировочный стандартный раствор Б с массовой концентрацией окиси иттрия 0,000010 г/см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску материала массой 0,25 г сплавляют в платиновом тигле с 2 - 3 г пиросернокислого калия в муфельной печи при 800 - 850 °С. Сплав переносят в стакан вместимостью 200 - 300 см³, в который предварительно налито 40 см³ раствора соляной кислоты (1:1), тигель тщательно обмывают горячей водой. Содержимое стакана нагревают до полного растворения сплава, охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают (раствор 1).

25 см³ раствора 1 отбирают пипеткой в мерную колбу вместимостью 250 см³, приливают 40 см³ соляной кислоты (1:1), доводят до метки водой и перемешивают (раствор 2).

5 см³ раствора 2 переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 см³, добавляют 15 см³ раствора сульфосалициловой кислоты, перемешивают, через 5 - 10 мин нейтрализуют по метиловому красному до желтого цвета раствора сначала раствором аммиака (1:1), а в конце нейтрализации раствором (1:10). Приливают 2 см³ раствора арсеназо-1 с массовой долей 0,2 %, доводят до метки боратным буферным раствором с pH 7,7 - 7,9 и перемешивают. Оптическую плотность измеряют на фотоэлектроколориметре при длине волны (580 ± 10) нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм при массовой доле окиси иттрия от 5 до 10 %; 10 мм - при массовой доле окиси иттрия от 10 до 25 %. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, содержащий все используемые по ходу анализа реактивы в таких же концентрациях, кроме раствора окиси иттрия.

Массу окиси иттрия в граммах находят по градуировочному графику.

3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см³ отбирают аликвотные части градуировочного стандартного раствора Б окиси иттрия; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 13,0 см³, добавляют по 15 см³ раствора сульфосалициловой кислоты и далее поступают, как описано выше. По найденным средним значениям оптической плотности из трех серий измерений и соответствующим им массам окиси иттрия в граммах строят градуировочный график.

3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю окиси иттрия (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса окиси иттрия, найденная по градуировочному графику, г;

250 - объем исходного раствора анализируемого материала, см³;

10 - коэффициент разбавления аликвотной части раствора;

V - аликвотная часть раствора, см³;

m - масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси иттрия приведены в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ ИТТРИЯ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ИТТРИЯ В ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ НА ОСНОВЕ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЯ И ОКИСИ ИТТРИЯ

5.1. Сущность метода

Метод основан на разложении навески в серной кислоте в присутствии аммония сернокислого и последовательном комплексонометрическом выделении окиси циркония и окиси иттрия. Окись иттрия определяют путем обратного титрования избытка трилона Б раствором сернокислой меди в присутствии индикатора ПАН при pH 5.

5.2. Реактивы и растворы

Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и раствор 0,5 моль/дм³ и 1 моль/дм³.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор с массовой долей 20 %.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, 1:10.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор 2 моль/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, 1:1.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Уротропин фармакопейный, раствор с массовой долей 20 %.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм³.

Индикатор 1,2-(пиридил-азо)-2 нафтол, ПАН спиртовой раствор с массовой долей 0,1 %.

Индикатор ксиленоловый, раствор с массовой долей 0,5 %.

Окись иттрия спектральной чистоты.

Стандартный раствор соли иттрия:

0,5 г окиси иттрия спектральной чистоты предварительно прокаленного при температуре 1000 °С растворяют при нагревании в 70 см³ соляной кислоты (1:1). Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, добавляют 80 см³ соляной кислоты (1:1), доводят до метки водой и перемешивают. 1 см³ стандартного раствора содержит 0,001 г окиси иттрия.

Ацетатный буферный раствор с pH 4,8 - 5,0:

1 дм³ раствора 2 моль/дм³ уксусной кислоты смешивают с 1 дм³ раствора, содержащего 540 г натрия уксуснокислого.

5.3. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси иттрия

К 10 см³ стандартного раствора соли иттрия приливают 15 см³ раствора трилона Б, 1 - 2 капли индикатора ксиленолового оранжевого и аммиаком нейтрализуют до малиновой окраски.

Раствором серной кислоты 1 моль/дм³ возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 - 15 см³ ацетатного буферного раствора и титруют раствором сернокислой меди в присутствии 1 - 2 капель спиртового раствора индикатора ПАН до перехода желтой окраски в красно-фиолетовую.

Массовую концентрацию (C) трилона Б, выраженную в г/см³ окиси иттрия, вычисляют по формуле

где m - масса окиси иттрия в 1 см³ стандартного раствора, г;

V_а - аликвотная часть стандартного раствора соли иттрия, см³;

V - объем раствора трилона Б, см³;

K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди;

V₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см³.

5.4. Соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди устанавливают:

К 10 - 15 см³ раствора трилона Б прибавляют 1 - 2 капли индикатора ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор аммиаком до малиновой окраски. Раствором серной кислоты 1 моль/дм³ возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 - 15 см³ ацетатного буферного раствора, 3 - 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски из желтой в красно-фиолетовую.

Соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди (K) рассчитывают по формуле

где V₂ - объем раствора трилона Б, взятый для установления соотношения, см³;

V₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см³.

5.5. Проведение анализа

К оттитрованному раствору, полученному после определения окиси циркония по ГОСТ 13997.4, п. 6.3 (раствор А), прибавляют избыток (15 - 20 см³) раствора трилона Б и нейтрализуют аммиаком до малиновой окраски. Раствором серной кислоты 1 моль/дм³ возвращают устойчивую желтую окраску, добавляют 10 - 15 см³ ацетатного буферного раствора, 3 - 5 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода желтой окраски в красно-фиолетовую.

5.6. Обработка результатов

Массовую долю окиси иттрия (X₁) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем трилона Б, см³;

K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди;

V₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см³;

T - массовая концентрация трилона Б, выраженная в г/см³ окиси иттрия;

m - масса навески образца, г.

Разд. 5. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ИТТРИЯ В СЫРЫХ СМЕСЯХ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЯ И ОКИСИ ИТТРИЯ

6.1. Сущность метода

Метод основан на растворении окиси иттрия в разбавленной соляной кислоте с последующим прямым комплексонометрическим титрованием окиси иттрия трилоном Б при pH 5,5 - 6 в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого.

6.2. Реактивы и растворы - по п. 3.1.2.

6.3. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси иттрия

В коническую колбу вместимостью 250 - 300 см³ отмеряют пипеткой 20 см³ стандартного раствора окиси иттрия, добавляют 5 см³ сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют по бумаге «конго» аммиаком (1:1) до переходного цвета бумаги конго, затем приливают 10 см³ уротропина и быстро титруют в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого до исчезновения малиновой окраски.

Массовую концентрацию (С₁) трилона Б, выраженную в г/см³ окиси иттрия, вычисляют по формуле

где 20 - объем стандартного раствора окиси иттрия, см³;

m - масса окиси иттрия в 1 см³ стандартного раствора;

V - объем трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

6.4. Проведение анализа

Навеску массой 0,25 г помещают в стакан емкостью 150 см³, прибавляют 50 см³ раствора соляной кислоты (1:10), нагревают на плите и кипятят 10 - 15 мин.

После охлаждения раствор отфильтровывают через фильтр «синяя лента» в коническую колбу на 250 см³, промывают холодной дистиллированной водой 5 - 6 раз. Затем к фильтрату прибавляют 5 см³ сульфосалициловой кислоты и нейтрализуют аммиаком (1:1) до переходного цвета бумаги конго, приливают 10 см³ уротропина и титруют в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого до исчезнования малиновой окраски.

6.5. Обработка результатов

Массовую долю окиси иттрия (X) в процентах вычисляют по формуле

где C₁ - массовая концентрация трилона Б, выраженная в г/см³ окиси иттрия;

V - объем трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

m - масса навески, г.

6.6. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси иттрия приведены в п. 4.2.

Разд. 6. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

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

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.09.84 № 3244

3. ВЗАМЕН ГОСТ 13997.8-78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

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

СОДЕРЖАНИЕ