ГОСТ 13997.9-84 Материалы и изделия огнеупорные цирконийсодержащие. Методы определения окиси магния

НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ

ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ

Методы испытаний

Часть 2

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ОГНЕУПОРНЫЕ
ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ

Методы определения окиси магния

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 магния Zirconium containing refractory materials and products. Methods for determination of magnesium oxide

ГОСТ 13997.9-84

Дата введения 01.07.85

Настоящий стандарт устанавливает методы определения окиси магния в материалах и изделиях огнеупорных цирконийсодержащих: метод обратного комплексонометрического титрования с использованием индикатора ПАН (при массовой доле окиси магния от 0,2 до 10 %); атомно-абсорбционный метод определения окиси магния (при массовой доле окиси магния от 0,2 до 5 %); прямой комплексонометрический метод определения окиси магния (при массовой доле окиси магния до 1 %, свыше 2 %) в материалах и изделиях огнеупорных с массовой долей двуокиси циркония до 65 %, кроме бадделеитовых.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 4431-83 в части комплексонометрического метода определения окиси магния в огнеупорных материалах и изделиях, с массовой долей двуокиси циркония до 65 %, кроме бадделеитовых.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1 . ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

2 . КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ МАГНИЯ

2.1 . Сущность метода

Метод основан на обратном комплексонометрическом титровании суммы окисей кальция и магния с индикатором ПАН при pH 10 в растворе после отделения циркония (гафния), титана, алюминия и железа уротропином. Массовую долю окиси магния вычисляют по разности суммы массовых долей окислов кальция и магния и массовой доли окиси кальция.

2.2 . Реактивы и растворы

Соль динатриевая этилендиамин- N , N , N ', N '-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652; раствор молярной концентрации эквивалента трилона Б 0,025 моль/дм³.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165, раствор молярной концентрации эквивалента меди сернокислой 0,05 моль/дм³: 12,5 г сернокислой меди растворяют в воде, приливают 2 см³ серной кислоты плотностью 1,84 г/см³ и доводят водой до 1000 см³.

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

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

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

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

Раствор аммиачный буферный pH 10: 67,5 г хлористого аммония растворяют в воде, приливают 570 см³ раствора аммиака с массовой долей, равной 25 %, и доводят водой до 1000 см³.

Уротропин (гексаметилентетрамин), растворы с массовой долей 30 и 1 %.

Магний сернокислый по ГОСТ 4523, х.ч.

Стандартный раствор сернокислого магния с молярной концентрацией сернокислого магния 0,05 моль/дм³: 12,3235 г сернокислого магния растворяют в воде и переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³.

Стандартный раствор сернокислого магния с массовой концентрацией окиси магния ( C ) 0,002015 г/см³.

Устанавливают соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди: отмеряют бюреткой 10 см³ трилона Б в коническую колбу вместимостью 300 см³, прибавляют примерно 100 см³ воды, 15 - 20 см³ аммиачного буферного раствора с pH 10, 5 - 7 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски из желто-зеленой в сине-фиолетовую.

Для оценки соотношения растворов проводят не менее трех титрований и берут среднее арифметическое значение объемов раствора сернокислой меди, израсходованных на титрование.

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

где V - объем раствора трилона Б, взятый для установки соотношения, см³;

V ₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование, см³.

2.2.1 . Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси магния

В коническую колбу вместимостью 300 см³ отбирают пипеткой 10 см³ стандартного раствора сернокислого магния, приливают примерно 100 см³ воды, 35 см³ трилона Б, 10 - 15 см³ аммиачного буферного раствора с pH 10 и 5 - 7 капель спиртового раствора индикатора ПАН. Избыток раствора трилона Б оттитровывают 0,05 моль/дм³ раствором сернокислой меди до перехода окраски из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Для установки массовой концентрации раствора трилона Б по окиси магния проводят не менее трех титрований.

Массовую концентрацию раствора трилона Б ( C ₂ ), выраженную в г/см³ окиси магния, вычисляют по формуле

где C - массовая концентрация стандартного раствора сернокислого магния, выраженная в г/см³ окиси магния;

10 - объем стандартного раствора сернокислого магния, взятый для титрования, см³;

V - объем прилитого раствора трилона Б, см³;

V ₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см³;

K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди.

2.2 , 2.2.1. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3 . Проведение анализа

2.3.1 . Отбирают аликвотную часть, равную 50 см³ от раствора 1 по ГОСТ 13997.3 , разд. 2 (или сплавляют 0,2 г материала при массовой доле окиси магния менее 0,2 %), в стакан вместимостью 250 - 300 см³, приливают 2 г хлористого аммония, нейтрализуют раствором аммиака до сиреневого цвета бумаги конго, приливают 20 см³ раствора уротропина с массовой концентрацией 30 % и оставляют на 10 мин на закрытой электрической плитке (не выше 80 °С). Фильтрование проводят через фильтр диаметром 1 см «красная лента», собирая фильтрат в коническую колбу вместимостью 300 - 500 см³. Осадок промывают 5 - 7 раз подогретым до 50 °С раствором уротропина с массовой концентрацией 1 %. К полученному раствору (объем около 120 - 130 см³) прибавляют 15 см³ раствора трилона Б, 10 см³ аммиачного буферного раствора с pH 10, 5 капель спиртового раствора индикатора ПАН с массовой долей 0,2 % и титруют избыток трилона Б раствором сернокислой меди до перехода желто-зеленой окраски в сине-фиолетовую.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4 . Обработка результатов

2.4.1 . Массовую долю окиси магния ( X ₁ ) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем раствора трилона Б, добавленный с избытком для связывания в комплекс кальция и магния, см³;

V ₁ - объем раствора сернокислой меди, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см³;

m - масса навески пробы, взятая для титрования в аликвотной части раствора, г;

K - соотношение между растворами трилона Б и сернокислой меди;

X - массовая доля окиси кальция, определенная по ГОСТ 13997.8 ;

C ₁ - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см³ окиси кальция, установленная по ГОСТ 13997.8 ;

C ₂ - массовая концентрация раствора трилона Б, выраженная в г/см³ окиси магния.

2.4.2 . Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси магния приведены в табл. 1 .

Таблица 1

Массовая доля окиси магния, %	Δ, %	Допускаемое расхождение, %
		d к	d 2	δ
От 0,2 до 0,5 включ.	0,06	0,07	0,06	0,04
Св. 0,5 до 1 включ.	0,08	0,10	0,09	0,05
Св. 1 до 2 включ.	0,11	0,14	0,12	0,07
Св. 2 до 5 включ.	0,2	0,2	0,2	0,1
Св. 5 до 10 включ.	0,3	0,3	0,3	0,2

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3 . АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ МАГНИЯ

3.1 . Сущность метода

Метод основан на сплавлении пробы анализируемого материала с пиросернокислым калием или со смесью для сплавления и растворения сплава в соляной кислоте. Абсорбцию раствора измеряют в присутствии лантана в пламени воздух - ацетилен при длине волны 285,2 нм.

3.2 . Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр типа Сатурн или другие, обеспечивающие требуемую точность измерения.

Лампа с полым катодом для определения магния.

Баллон с ацетиленом.

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, типа CO -45А.

Печь муфельная с нагревом 900 - 1000 °С.

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

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

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 безводных натрия углекислого и натрия тетраборнокислого и углекислого калия в соотношении 1:1:1.

Смесь для сплавления, состоящая из безводных натрия углекислого и тетраборнокислого в соотношении 2:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:4 и раствор молярной концентрации эквивалента соляной кислоты 2 моль/дм³.

Лантана окись.

Окись магния, ос.ч., или магний металлический с массовой долей магния 99,99 %.

Циркония хлорокись, х.ч.

Стандартный раствор магния: 0,5 г окиси магния растворяют в 50 см³ соляной кислоты (1:4), охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор магния с массовой концентрацией магния 0,001 г/см³ (раствор А).

Градуировочный стандартный раствор магния готовят из раствора А: 10 см³ стандартного раствора А переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки водой и перемешивают. Градуировочный стандартный раствор магния с массовой концентрацией магния 0,00002 г/см³ (раствор Б).

Раствор лантана: 29,25 г окиси лантана смешивают с 30 см³ воды, добавляют соляную кислоту порциями по 25 см³ ( d 1,19 г/см³) два раза, после растворения навески раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Раствор хлористого лантана с массовой концентрацией лантана 0,1 г/см³.

Стандартный раствор двуокиси циркония: навеску хлорокиси циркония 13 - 14 г растворяют в 50 - 80 см³ раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм³ в стакане вместимостью 200 см³. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают этим же раствором соляной кислоты до метки и перемешивают.

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

Раствор фона 1: 2 - 3 г пиросернокислого калия растворяют в 50 см³ раствора соляной кислоты (1:4), раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Раствор фона 2 - по ГОСТ 13997.8, разд. 4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3 . Проведение анализа

3.3.1 . Для определения магния атомно-абсорбционным методом используют растворы, подготовленные по ГОСТ 13997.8 , разд. 4.

Аликвотные части раствора отбирают в зависимости от массовой доли окиси магния в соответствии с табл. 1а.

Таблица 1а^*

Массовая доля окиси магния, %	Аликвотная часть исходного раствора, см3
От 0,2 до 1,0 включ.	25
Св. 1,0 до 2,5 включ.	10 - 20
Св. 2,5 до 5,0 включ.	5

^* Табл. 2. (Исключена, Изм. № 1).

Атомную абсорбцию магния измеряют в пламени воздух - ацетилен при длине волны 285,2 нм.

Массовую долю магния в граммах определяют по градуировочному графику, построенному в условиях проведения анализа.

3.3.2 . Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см³ помещают по 10 см³ раствора двуокиси циркония и раствора лантана, по 25 см³ соответствующего раствора фона. Затем прибавляют соответственно 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 9,0; 11,0, 13,0 см³ градуировочного стандартного раствора (Б) магния. Колбы доводят до метки водой и перемешивают. Измеряют атомную абсорбцию магния в условиях проведения анализа. По найденным значениям абсорбции и соответствующим им массам магния в граммах строят градуировочный график.

Градуировочный график строят один раз в смену при проведении партии анализов, используя ранее приготовленные растворы магния.

3.3.1 , 3.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4 . Обработка результатов

3.4.1 . Массовую долю окиси магния ( X ₂ ) в процентах вычисляют по формуле

где m ₁ - масса магния, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески пробы, содержащаяся в 100 см³ конечного раствора, г.

3.4.2 . Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли окиси магния приведены в п. 2.4.2 .

3.4.1 , 3.4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4 . ПРЯМОЙ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСИ МАГНИЯ
(в материалах и изделиях огнеупорных, содержащих двуокись циркония до 65 %, кроме бадделеитовых)

4.1 . Сущность метода

Метод основан на сплавлении пробы со смесью углекислого натрия и тетраборнокислого натрия, выщелачивании сплава, осаждении гидроокисей циркония (гафния), алюминия, железа и титана раствором гексаметилентетрамина и прямом комплексонометрическом титровании суммы окислов кальция и магния при pH 10 в присутствии индикатора эриохрома черного Т или метилтимолового синего.

Массовую долю окиси магния вычисляют по разности суммарной массовой доли окислов кальция и магния и массовой доли окиси кальция.

4.2 . Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная с нагревом до 1000 - 1100 °С.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563, № 100-9 или 100-10.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

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

Смесь для сплавления: углекислый натрий и тетраборнокислый натрий безводные смешивают в соотношении 2:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:9.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 ( d 0,91 г/см³) и разбавленный 1:1.

Гексаметилентетрамин (уротропин) и раствор с массовой долей 30 %.

Калия гидроокись по ГОСТ 24363, раствор с массовой долей 20 %, хранят в полиэтиленовом сосуде.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Раствор буферный pH 10: 70 г хлористого аммония смешивают с 570 см³ водного аммиака и разбавляют водой до 1000 см³.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456.

Триэтаноламин, раствор с массовой долей 25 %.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233.

Индикатор эриохром черный Т (хромоген черный, специальный ЕТ-00), смесь с хлористым натрием в соотношении 1:100: 0,1 г индикатора и 10 г хлористого натрия растирают в агатовой ступке. Смесь хранят в герметически закрытой темной банке, пригодна для употребления в течение 10 - 12 мес.

Индикатор метилтимоловый синий, смесь с хлористым калием в соотношении 1:100: 0,1 г индикатора смешивают с 10 г хлористого калия.

Магний металлический 99,99.

Магний хлористый, стандартный раствор молярной концентрации эквивалента 0,025 моль/дм³: 0,6080 г металлического магния, предварительно обработанного раствором соляной кислоты (1:9) и высушенного, помещают в стакан вместимостью 400 см³ и растворяют при нагревании в 20 см³ раствора соляной кислоты (1:1). Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят водой до метки и перемешивают.

Стандартный раствор хлористого магния с массовой концентрацией окиси магния 0,001008 г/см³ ( C ). Коэффициент пересчета с металлического магния на окись магния равен 1,6575.

Соль динатриевая этилендиамин- N , N , N ', N '-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации эквивалента трилона Б 0,025 моль/дм³: 9,3057 г трилона Б растворяют в воде, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают; раствор хранят в сосуде из пластмассы.

4.2.1 . Установка массовой концентрации раствора трилона Б по окиси магния

В стакан вместимостью 600 см³ отбирают бюреткой 50 см³ стандартного раствора хлористого магния, нейтрализуют раствором аммиака, добавляют 0,3 г гидроксиламина солянокислого, 2 - 5 см³ раствора триэтаноламина, 20 см³ буферного раствора и разбавляют водой до 100 см³. После добавления около 0,1 г индикаторной смеси эриохрома черного Т с хлористым натрием виннокрасный раствор титруют раствором трилона Б до синей окраски.

В случае применения смеси метилтимолового синего с хлористым калием раствор титруют до изменения синей окраски в серую.

Массовую концентрацию трилона Б ( C ₁ ), выраженную в г/см³ окиси магния, вычисляют по формуле

где V - объем стандартного раствора хлористого магния, см³;

C - массовая концентрация стандартного раствора хлористого магния, выраженная в г/см³ окиси магния;

V ₁ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

Теоретическая массовая концентрация раствора трилона Б 0,025 моль/дм³, выраженная в г/см³ окиси магния, равна 0,001008.

4.3 . Проведение анализа

4.3.1 . Подготовку исходного раствора для определения окиси магния проводят по ГОСТ 13997.8 , разд. 6, используя навеску пробы массой 1,0 г или аликвотную часть фильтрата 1, полученного при проведении анализа по определению массовой доли окиси кальция по ГОСТ 13997.8 , разд. 6.

4.3.2 . Для определения суммарной массовой доли окислов кальция и магния 100 см³ фильтрата 1, полученного по ГОСТ 13997.8 , разд. 6, переносят в коническую колбу вместимостью 500 см³, добавляют 0,3 г гидроксиламина солянокислого, 2 - 3 см³ раствора триэтаноламина, 20 см³ буферного раствора и около 0,1 г смеси индикатора эриохрома черного Т с хлористым натрием. Виннокрасный раствор титруют раствором трилона Б до синей окраски. В случае применения смеси индикатора метилтимолового синего с хлористым калием раствор титруют до изменения синей окраски в серую.

4.3.3 . Для определения суммарной массовой доли окислов кальция и магния можно использовать аликвотную часть раствора после выделения двуокиси кремния по ГОСТ 13997.3 (раствор 1). Осаждение гидроокисей циркония (гафния), алюминия, железа, титана проводят по ГОСТ 13997.8 , разд. 6.

4.4 . Обработка результатов

4.4.1 . Массовую долю окиси магния ( X ₃ ) в процентах вычисляют по формуле

где V ₂ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование окиси кальция по ГОСТ 13997.8, разд. 6, см³;

V ₃ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование суммы окислов кальция и магния, см³;

C ₁ - массовая концентрация 0,025 моль/дм³ раствора трилона Б, выраженная в г/см³ окиси магния;

V ₄ - общий объем исходного раствора анализируемого материала, см³;

m - масса навески, г;

V ₅ - объем аликвотной части исходного раствора, см³.

4.4.2 . Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл. 3 .

Таблица 3

Массовая доля окиси магния, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
До 1,0 включ.	0,10
Св. 1,0	0,15

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 № 3243

3 . ВЗАМЕН ГОСТ 13997.7 -78

4 . Стандарт соответствует СТ СЭВ 4431-83 в части комплексонометрического метода

5 . ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта	Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 83-79	3.2 , 4.2	ГОСТ 5456-79	4.2
ГОСТ 3118-77	3.2 , 4.2	ГОСТ 6563-75	3.2 , 4.2
ГОСТ 3760-79	2.2 , 4.2	ГОСТ 7172-76	3.2
ГОСТ 3773-72	2.2 , 4.2	ГОСТ 10652-73	2.2 , 4.2
ГОСТ 4165-78	2.2	ГОСТ 13997.0-84	1.1
ГОСТ 4199-76	3.2 , 4.2	ГОСТ 13997.3-84	2.3.1 , 3.2 , 4.2 , 4.3.3
ГОСТ 4221-76	3.2	ГОСТ 13997.8-84	2.4.1 , 3.2 , 3.3.1 , 4.3.1 , 4.3.2 ,
ГОСТ 4233-77	4.2		4.3.3 , 4.4.1
ГОСТ 4234-77	4.2	ГОСТ 18300-87	2.2
ГОСТ 4523-77	2.2	ГОСТ 24363-80	4.2

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

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

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие требования . 1 2. Комплексонометрический метод определения окиси магния . 1 3. Атомно-абсорбционный метод определения окиси магния . 4 4. Прямой комплексонометрический метод определения окиси магния (в материалах и изделиях огнеупорных, содержащих двуокись циркония до 65 %, кроме бадделеитовых) 5