Межгосударственный стандарт ГОСТ 13997.4-84"Материалы и изделия огнеупорные цирконийсодержащие. Методы определения двуокиси циркония"(утв. постановлением Госстандарта СССР от 18 сентября 1984 г. N 3242)

Zirconium containing refractory materials and products. Methods for determination of zirconium dioxide

Настоящий стандарт устанавливает методы определения двуокиси циркония в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: прямой комплексонометрический с использованием индикатора ксиленолового оранжевого и обратный методы - с использованием индикатора ПАН (при массовой доле двуокиси циркония от 7 до 99%); комплексонометрический метод с индикатором ксиленоловым оранжевым (при массовой доле двуокиси циркония от 5 до 65%); гравиметрический фосфатный метод (при массовой доле двуокиси циркония до 65%); прямой комплексонометрический метод с использованием индикатора ксиленолового оранжевого в сернокислой среде (при массовой доле двуокиси циркония от 60 до 94%).

Стандарт соответствует СТ СЭВ 4426-83 в части гравиметрического метода определения двуокиси циркония и СТ СЭВ 4427-83 в части прямого комплексонометрического метода с использованием индикатора ксиленолового оранжевого (при массовой доле двуокиси циркония от 5 до 65%).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. Общие требования

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

2. Комплексонометрический метод определения двуокиси циркония

2.1. Сущность метода

Метод основан на комплексонометрическом определении двуокиси циркония путем прямого титрования раствором трилона Б в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого в солянокислой среде.

2.2. Реактивы и растворы

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоживают по ГОСТ 13997.3.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Смесь для сплавления, состоящая из безводного углекислого натрия, безводного тетраборнокислого натрия и углекислого калия в соотношении 1:1:1.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Смесь для сплавления, состоящая из безводного углекислого натрия и безводного тетраборнокислого натрия в соотношении 2:1. (Рекомендуется для разложения проб наряду с тройной смесью для материалов с массовой долей двуокиси циркония до 65%).

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор молярной концентрации эквивалента соляной кислоты, равной 1,5 моль/дм3, и раствор 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор молярной концентрации эквивалента 0,5 моль/дм3.

Гидроксиламин гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой долей 20%.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Индикатор ксиленоловый оранжевый, водный раствор с массовой долей 0,5% или сухая смесь с хлористым калием; индикатор смешивают в фарфоровой ступке в соотношении 1:100. Полученную смесь хранят в стеклянном сосуде из темного стекла.

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

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25%.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор с массовой долей 2%, к которому добавляют несколько капель аммиака до изменения цвета по индикатору метиловому красному.

Индикатор метиловый красный, спиртовой раствор с массовой долей 0,1%.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой долей 1%.

Циркония хлорокись, х.ч.

Стандартный раствор циркония: навеску хлорокиси циркония 13-14 г растворяют в 50-80 см3 раствора соляной кислоты 1,5 моль/дм3 в стакане вместимостью 200 см3. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают этим же раствором до метки и перемешивают.

Стандартный раствор циркония с массовой концентрацией двуокиси циркония около 0,005 г/см3.

Точную массовую концентрацию двуокиси циркония устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в стакан вместимостью 250-300 см3 отбирают 20 см3 стандартного раствора, разбавляют водой до 100 см3, добавляют 2 г хлористого аммония, нагревают до 50-60°С и осаждают избытком аммиака гидроокись циркония. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтр диаметром 11 см "красная" или "белая лепта". Осадок промывают горячим раствором азотнокислого аммония с массовой долей 2% до отрицательной реакции на ион хлора (реакция с раствором азотнокислого серебра).

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают до постоянной массы в муфельной печи при 1200°С. Массовую концентрацию двуокиси циркония в 1 см3 (С) стандартного раствора находят делением массы осадка двуокиси циркония в граммах на 20.

Для приготовления стандартного раствора двуокиси циркония используют также двуокись циркония ос.ч. 7-2 или спектрально чистую, которые прокаливают перед взятием навески при 1200 °С в течение 2 ч.

2.2.1. Установка массовой концентрации раствора трилона Б по двуокиси циркония

В коническую колбу вместимостью 250-300 см3 отбирают 20 см3 стандартного раствора соли циркония, добавляют 30-40 см3 раствора соляной кислоты 1,5 моль/дм3, кипятят в течение 5 мин, прибавляют 2-3 капли индикатора ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода малиновой окраски раствора в желтую. Перед концом титрования необходимо снова нагреть раствор до кипения и прокипятить 3-5 мин. Если появилась малиновая окраска, титрование продолжают, раствор трилона Б прибавляют медленно, по каплям, до устойчивой желтой окраски. Проводят три параллельных титрования.

Массовую концентрацию раствора трилона Б (С_1), выраженную в граммах двуокиси циркония, вычисляют по формуле

20 x C

C = ────────,

1 V

где С - массовая концентрация стандартного раствора соли циркония,

выраженная в г/см3 двуокиси циркония;

20 - объем стандартного раствора циркония, взятый для титрования,

см3;

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

2.3. Проведение анализа

Навеску материала массой 0,1 г смешивают в платиновом тигле N 100-7 или 100-9 с 3-4 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при 950-1000°С в течение 10-15 мин. Остывший сплав опускают вместе с тиглем в стакан вместимостью 500-600 см3, в который предварительно наливают 180-200 см3 раствора соляной кислоты 1,5 моль/дм3, подогретой до 70-80°С. Растворение сплава заканчивают на закрытой электроплитке со слабым нагревом. Полученный прозрачный раствор охлаждают до 40-50°С, переводят в коническую колбу вместимостью 500-700 см3, обмывают тигель и стакан раствором соляной кислоты 1,5 моль/дм3, приливают 5-10 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, нагревают и умеренно кипятят 3-5 мин, добавляют 2-3 капли раствора индикатора ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода малиновой окраски раствора в желтую.