GOST 2604.4-87

GOST 2604.4-87 Alliage de fonte. Méthodes de détermination du phosphore

GOST 2604.4-87

Groupe B09

NORME INTER-ÉTATS

FONTE ALLIÉE

Méthodes de détermination du phosphore

Alliage de fonte. Méthodes de dosage du phosphore

MCC 77.080.10
OKSTU 0809

Date de lancement 1988-01-01

INFORMATIONS DONNÉES

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par le Ministère de la métallurgie ferreuse de l'URSS

DÉVELOPPEURS

V. L. Pilyushenko, Yu. T. Khudik , T. Ya. Kalenchenko , V. P. Korzh , M. A. Druzhinin

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 19 février 1987 N 281

3. REMPLACER GOST 2604 .4−77

4. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

5. La limitation de la période de validité a été supprimée conformément au protocole N 2-92 du Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (IUS 2-93)

6. RÉÉDITION


Cette norme établit des méthodes photométriques pour la détermination du phosphore dans les fontes alliées : avec une fraction massique de phosphore de 0,02 à 0,25 % en utilisant un agent réducteur - l'acide ascorbique ; avec une fraction massique de phosphore de 0,25 à 2,0% en utilisant un agent réducteur - ions ferreux.

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. Exigences générales pour les méthodes d'analyse - selon GOST 28473 .

2. MÉTHODE PHOTOMÉTRIQUE UTILISANT LE RÉDUCTEUR ACIDE ASCORBIQUE (lorsque la fraction massique de phosphore est de 0,02 à 0,25%)

2.1 Essence de la méthode

La méthode est basée sur la formation d'hétéropolyacide phosphomolybdique et sa réduction en un composé complexe de couleur bleue avec de l'acide ascorbique en présence d'antimonate de potassium ( \u003d 880 nm, la concentration optimale de phosphore est de 3−40 μg et 100 cm solution photométrique). L'influence de l'arsenic est éliminée en le réduisant en sulfite de sodium trivalent.

2.2. Matériel et réactifs

Armoire de séchage avec température de chauffage 105−110 °С.

Spectrophotomètre ou colorimètre photoélectrique.

Marque de creuset en carbone vitreux SU-2000-1C N 4 ou bol en carbone vitreux 550 SU-2000-1C N 2.

Acide nitrique selon GOST 4461 et dilué 1:2.

Acide chlorhydrique selon GOST 3118 .

Acide sulfurique selon GOST 4204 , dilué 1:1, et une solution avec une concentration molaire de 3 mol / dm : 84cm l'acide sulfurique est soigneusement versé sous agitation continue dans 916 ml l'eau.

Permanganate de potassium selon GOST 20490 , solution avec une concentration massique de 40 g / dm .

Sulfate de sodium 7-eau, solution à une concentration massique de 200 g/dm ou

sulfite de sodium selon GOST 195 , solution avec une concentration massique de 100 g / dm .

Alcool éthylique technique rectifié conformément à GOST 18300 .

Molybdate d'ammonium selon GOST 3765 , recristallisé : 250 g de molybdate d'ammonium dissous dans 400 ml eau chauffée à 70-80 ° C, filtrée à travers un filtre "ruban bleu", refroidie à température ambiante, versée sous agitation 300 cm d'alcool éthylique, laisser reposer le précipité pendant 1 heure et le filtrer sur un filtre "bande blanche" placé dans un entonnoir Büchner à l'aide d'une pompe à jet d'eau. Le précipité est lavé deux ou trois fois avec de l'alcool éthylique et séché à l'air.

Réactif soufre-molybdate : 7 g de molybdate d'ammonium sont dissous dans 400 ml eau, verser 84 cm acide sulfurique, mélanger, refroidir, ajouter de l'eau à 1 dm et mélanger. Acide fluorhydrique selon GOST 10484 .

Acide ascorbique, solution à concentration massique de 40 g/dm .

Antimoniate de potassium, solution à une concentration massique de 3 g/dm .

Phosphate de potassium monosubstitué selon GOST 4198 , recristallisé deux fois :

100 g de réactif sont dissous dans 150 ml l'eau lorsqu'elle est chauffée, versez la solution en un mince filet dans une tasse en porcelaine, en l'agitant vigoureusement avec une tige de verre. Lorsque la solution est refroidie à température ambiante, refroidir la tasse avec des cristaux dans de l'eau courante froide, en la remuant de temps en temps avec une tige de verre. Après refroidissement, les cristaux sont filtrés sous vide sur une plaque entonnoir en verre poreux et lavés deux fois avec 5 cm l'eau glacée. Le précipité sur le filtre est dissous en quatre à cinq étapes dans 80 cm l'eau chaude et la cristallisation est répétée. Des cristaux de phosphate de potassium monosubstitué sont séchés à (110 ± 5)°C jusqu'à poids constant.

Solutions étalons de phosphore

Solution, A avec concentration massique de phosphore 0,001 g/cm : 4,393 g de phosphate de potassium monobasique sont dissous dans l'eau et le volume de la solution est ajusté à 1 dm .

Solution B avec concentration massique de phosphore 0,00001 g/cm ; préparé avant utilisation en diluant 10 ml la solution

ora, A jusqu'à 1 dm .

2.3. Réalisation d'une analyse

La fonte (tableau 1) est placée dans un ballon en verre ou à fond plat d'une capacité de 200−250 cm , verser 30 cm l'acide nitrique (1:2) et chauffé jusqu'à dissolution.

Tableau 1

Une solution de permanganate de potassium est ajoutée goutte à goutte jusqu'à ce qu'un précipité brun de dioxyde de manganèse se forme et porte à ébullition pendant 2-3 minutes. Une solution de sulfate de sodium est ajoutée goutte à goutte à la solution bouillante jusqu'à ce qu'elle soit limpide et bouillie jusqu'à ce que les oxydes d'azote soient éliminés.

Si un échantillon de fonte ne se dissout pas dans l'acide nitrique, il est dissous dans 20-30 cm mélanges d'acides chlorhydrique et nitrique (3:1). Après dissolution complète de l'échantillon, ajouter 10 cm sulfurique (1:1) et évaporer la solution en vapeur d'acide sulfurique. Les sels se dissolvent lorsqu'ils sont chauffés à 50-60 cm l'eau. Une solution de permanganate de potassium est ajoutée goutte à goutte jusqu'à ce qu'un précipité brun de dioxyde de manganèse se forme et porte à ébullition pendant 2-3 minutes. Une solution de sulfate de sodium est ajoutée goutte à goutte à la solution bouillante jusqu'à ce qu'elle soit limpide et bouillie jusqu'à ce que les oxydes d'azote soient éliminés.

Si la fraction massique de silicium dans l'échantillon analysé est supérieure à 1,0 %, une portion pesée de fonte est placée dans un creuset en carbone vitreux 4 ou une coupelle en carbone vitreux 2 et dissoute à feu doux dans 20 cm mélanges d'acides chlorhydrique et nitrique (3:1) et 5 cm acide hydrofluorique. Après dissolution complète de l'échantillon, ajouter 10 cm sulfurique (1:1) et évaporer la solution en vapeur d'acide sulfurique.

Les sels se dissolvent lorsqu'ils sont chauffés à 50-60 cm l'eau. A la solution bouillante est ajoutée goutte à goutte une solution de permanganate de potassium (1-2 cm ) jusqu'à ce qu'il se forme un précipité brun de dioxyde de manganèse que l'on dissout en ajoutant goutte à goutte une solution de sulfate de sodium jusqu'à disparition de la couleur. La solution après la destruction du dioxyde de manganèse est transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml. , refroidir, diluer au volume avec de l'eau, mélanger et filtrer à travers un filtre ruban blanc sec dans une fiole conique de 150–200 cm3 , en jetant les premières portions de la solution, après avoir rincé le ballon avec elles.

En fonction de la fraction massique de phosphore, deux aliquotes de la solution (tableau 1) sont prélevées dans des fioles jaugées d'une capacité de 100 cm , verser 25 cm eau, 3cm sulfite de sodium et faire bouillir pendant 2-3 minutes. Les solutions sont refroidies, puis 10 cm3 sont ajoutés goutte à goutte dans l'un des flacons sous agitation continue. réactif soufre-molybdate, dans la seconde - 10 cm solution d'acide sulfurique de concentration molaire équivalente à 3 mol/dm . Puis 5 cm sont versés dans les deux flacons. acide ascorbique et 1 cm solution d'antimonate de potassium, diluer au volume avec de l'eau et mélanger.

La densité optique de la solution est mesurée après 45 minutes sur un photoélectrocolorimètre à une longueur d'onde de (630 ± 20) nm (filtre lumière rouge) ou sur un spectrophotomètre à une longueur d'onde de 880 nm par rapport à une solution ne contenant pas de molybdum

un ammonium.

2.4. Construction d'un graphe d'étalonnage

Pour construire une courbe d'étalonnage dans cinq ou six fioles jaugées d'une capacité de 100 ml place 1; 1,5 ; 2 ; 2,5 et 3cm solution étalon B de phosphate de potassium monosubstitué, qui correspond à 0,00001 ; 0,000015 ; 0,00002 ; 0,000025 et 0,00003 g de phosphore dans 100 cm3 volume photométrique. Verser de l'eau jusqu'à 25 cm , puis coulé sous agitation continue 10 cm réactif soufre-modibdate, 5 cm solution d'acide ascorbique et 1 cm solution d'antimonate de potassium, compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau puis procéder comme indiqué au paragraphe 2.3.

Sixième fiole jaugée de 100 ml , à laquelle tous les réactifs sont ajoutés, à l'exception de la solution standard de phosphore, sert à réaliser une expérience de contrôle de la teneur en phosphore des réactifs utilisés dans la construction du graphique d'étalonnage, et sert de solution de référence

JE.

2.5. Traitement des résultats

2.5.1. Fraction massique de phosphore ( ) en pourcentage est calculé par la formule

,

où est la masse de phosphore dans la partie aliquote, trouvée à partir de la courbe d'étalonnage, g ;

est la masse d'échantillon de fonte correspondant à une partie aliquote de la solution, g.

2.5.2. Écarts absolus entre les résultats de trois déterminations parallèles à un niveau de confiance =0,95 ne doit pas dépasser les valeurs admissibles indiquées dans le tableau 2.

Tableau 2

3. MÉTHODE PHOTOMÉTRIQUE AVEC APPLICATION D'UN RÉDUCTEUR - IONS DE FER (avec une fraction massique de phosphore de 0,25 à 2,0%)

3.1 Essence de la méthode

La méthode est basée sur la formation d'hétéropolyacide phosphomolybdique et sa réduction avec des ions ferreux en présence d'hydroxylamine en un composé complexe de couleur bleue ( \u003d 600–900 nm, la concentration optimale de phosphore est de 10–100 μg par 100 cm solution photométrique).

L'arsenic est éliminé par distillation sous forme de bromure, si sa fraction massique dépasse 0,005 %.

3.2. Matériel et réactifs

Armoire de séchage avec température de chauffage 105−110 °С.

Spectrophotomètre ou colorimètre photoélectrique.

Acide nitrique selon GOST 4461 et dilué 1:6.

Acide sulfurique selon GOST 4204 et une solution avec une concentration molaire équivalente à 8 mol/dm .

Acide chlorhydrique selon GOST 3118 et dilué 1:1.

Permanganate de potassium selon GOST 20490 , solution avec une concentration massique de 40 g / dm .

Sulfate d'hydroxylamine selon GOST 7298 , solution avec une concentration massique de 200 g / dm .

Alun de ferroammonium, solution de concentration massique de 432,5 g/dm : 432,5 g d'alun sont dissous en présence de 20 ml acide sulfurique dans 1 dm l'eau.

Molybdate d'ammonium selon GOST 3765 .

Réactif soufre-molybdate : 55,2 g de molybdate d'ammonium sont dissous lorsqu'ils sont chauffés à 250-300 cm eau, filtrée sur filtre dense dans une fiole jaugée d'une capacité de 1 dm , refroidir et lentement, sous agitation continue, verser 230 ml l'acide sulfurique, refroidir la solution, diluer au volume avec de l'eau et mélanger.

Ammoniac à l'eau selon GOST 3760 , dilué 1:1.

Bromure d'ammonium selon GOST 19275 , solution avec une concentration massique de 100 g / dm .

Phosphate de potassium monosubstitué selon GOST 4198 , solutions standard, A et B.

Solution, A avec concentration massique de phosphore 0,001 g/cm : 4,393 g de phosphate de potassium monosubstitué, séché à une température de (105 ± 5)°C jusqu'à poids constant, dissous dans l'eau et le volume de la solution a été ajusté à 1 dm .

Solution B avec concentration massique de phosphore 0,00001 g/cm : préparé avant utilisation en diluant 10 ml une solution

jusqu'à 1 dm .

3.3. Réalisation d'une analyse

3.3.1. La fonte pesant 0,2 g est placée dans un ballon en verre ou à fond plat d'une capacité de 200 à 250 cm , verser 30 cm l'acide nitrique (1:6) et chauffé jusqu'à ce que l'échantillon soit dissous.

Si un échantillon de fonte ne se dissout pas dans l'acide nitrique, ajouter 5 cm acide nitrique et 15 cm acide chlorhydrique et chauffé jusqu'à dissolution. La solution est évaporée à l'état de sels humides, puis coulée 20 ml l'acide nitrique et évaporer à nouveau la solution à l'état de sels humides, après quoi 5 à 10 cm acide nitrique, 15-20 cm l'eau et chauffée pour dissoudre les sels

Si la fraction massique d'arsenic dans le fer analysé est supérieure à 0,005 %, il est éliminé par distillation. Pour ce faire, après dissolution de l'échantillon, la solution est évaporée à sec. Ajouter 10 cm au résidu sec l'acide chlorhydrique et de nouveau évaporé à sec. Cette opération est répétée deux fois. Le résidu sec est dissous par chauffage dans 15 cm acide chlorhydrique (1:1), verser 10 cm solution de bromure d'ammonium et évaporer la solution à sec. Après cela, versez 30 cm l'acide nitrique (1:6) et chauffé jusqu'à ce que les sels se dissolvent.

Une solution de permanganate de potassium est ajoutée goutte à goutte à la solution bouillante jusqu'à ce qu'un précipité brun de dioxyde de manganèse précipite. La solution d'hydroxylamine est ajoutée goutte à goutte à la solution chaude jusqu'à ce qu'elle devienne incolore. Faire bouillir la solution pendant 1 à 2 minutes pour éliminer les oxydes d'azote, refroidir et transférer dans une fiole jaugée de 100 ml , diluer au trait avec de l'eau et mélanger. La solution résultante est filtrée à travers un filtre sec "bande blanche" dans une fiole conique d'une capacité de 150 à 200 cm , en jetant les premières portions du filtrat, après en avoir rincé le ballon.

Prendre deux aliquotes de 5 ml de la solution. en fioles coniques de 100 ml , verser 20-25 cm eau et 2 cm solution de fer ammoniacal

e alun.

3.3.2. Les solutions sont neutralisées avec de l'ammoniaque en l'ajoutant goutte à goutte jusqu'à ce qu'un trouble non disparaissant d'hydroxyde de fer précipite, puis 5 cm3 sont ajoutés. solution d'hydroxylamine. Le contenu des flacons est chauffé jusqu'à ce que la couleur jaune de la solution disparaisse.

Si les solutions restent jaunes, ajoutez 1 à 2 gouttes de solution d'ammoniaque. Lorsque la turbidité apparaît, elle est dissoute en ajoutant 1 à 2 gouttes d'acide chlorhydrique (1: 1). Les solutions sont refroidies et transférées dans des fioles jaugées d'une capacité de 100 ml. . A l'un des flacons est ajouté sous agitation continue 8 ml solution de réactif soufre-molybdate, dans la seconde - 8 cm solution d'acide sulfurique de concentration molaire équivalente à 8 mol/dm . Le contenu des flacons a été rempli jusqu'au trait avec de l'eau et mélangé. La solution dans le deuxième flacon sert de solution de référence.

La valeur de la densité optique de la solution est mesurée sur un spectrophotomètre à une longueur d'onde de 830 nm sur un colorimètre photoélectrique à une longueur d'onde de (630 ± 20) nm (filtre lumière rouge) dans une cuvette de taille optimale.

Selon la valeur trouvée de la densité optique, moins la densité optique de la solution de l'expérience de contrôle, trouvez la masse de phosphore en grammes selon le graphique d'étalonnage.

Lors d'une expérience de contrôle de la teneur en phosphore dans les réactifs, 2 cm 3 sont ajoutés à la partie aliquote solution d'alun de fer et d'ammonium.

3.4. Construction d'un graphe d'étalonnage

Pour tracer une courbe d'étalonnage dans huit des neuf fioles jaugées de 100 ml mettre 2,5 ; 5 ; 7,5 ; Dix; 12,5 ; quinze; 17,5 et 20cm la solution étalon B de phosphate de potassium monosubstitué, qui correspond à 0,000025 ; 0,00005 ; 0,000075 ; 0,0001 ; 0,000125 ; 0,00015 ; 0,000175 et 0,0002 g de phosphore dans 100 cm3 solution photométrique.

Neuvième fiole jaugée de 100 ml , à laquelle sont ajoutés tous les réactifs, à l'exception de la solution standard de phosphore, sert à réaliser une expérience de contrôle sur la teneur en phosphore des réactifs utilisés dans la construction du graphique d'étalonnage, et sert de solution de référence.

20-25 cm sont versés dans chaque flacon eau, 2cm une solution d'alun fer ammoniacal puis l'analyse est effectuée comme indiqué au paragraphe 3.3.2.

3.5. Traitement des résultats

3.5.1. Fraction massique de phosphore ( ) en pourcentage est calculé par la formule

,

où est la masse de phosphore dans la partie aliquote, trouvée à partir de la courbe d'étalonnage, g ;

est la masse d'échantillon de fonte correspondant à une partie aliquote de la solution, g.

3.5.2. Écarts absolus entre les résultats de trois déterminations parallèles à un niveau de confiance =0,95 ne doit pas dépasser les valeurs admissibles spécifiées dans le tableau 3.

Tableau 3