ГОСТ 3594.13-93

ГЛИНЫ ФОРМОВОЧНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГЛИНЫ ФОРМОВОЧНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ

Метод определения оксида алюминия

Moulding refractory clays.

Дата введения 1995-01-01

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на комовые и порошкообразные огнеупорные глины каолинитового и каолинитогидрослюдистого состава (далее - глины), применяемые в литейном производстве в качестве минеральных связующих в составах формовочных и стержневых смесей, и устанавливает комплексонометрический метод определения массовой доли оксида алюминия.

Метод основан на разложении алюмосиликатных и глиноземистых формовочных огнеупорных глин сплавлением со смесью, состоящей из углекислого натрия, тетраборнокислого натрия и последующем переведением алюминия в алюминат и комплексонометрическом титровании его в среде ацетатного буферного раствора при рН 4,8-5,0 с использованием раствора сернокислой меди в качестве второго титранта и индикатора ПАН.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3759-75 Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный Технические условия

ГОСТ 3772-74 Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N', N' - тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 22867-77 Аммоний азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 3594.0-93 Глины формовочные огнеупорные. Общие требования к методам испытаний

3 АППАРАТУРА И РЕАКТИВЫ

3.1 Печи муфельные с терморегулятором, обеспечивающие температуру нагрева до 950 - 1000 и 1000 - 1100 °С.

3.2 Тигли платиновые № 100-7 по ГОСТ 6563.

3.3 Натрий углекислый по ГОСТ 83.

3.4 Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре при (400 ± 20) °С.

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

3.6. Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:3.

3.7 Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1:1.

3.8 Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, х. ч., раствор 300 г/дм³, хранят в полиэтиленовом сосуде.

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

3.10 Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор 0,05 моль/дм³: 12,5 г сульфата меди растворяют в воде, приливают 2 см³ серной кислоты, доводят водой до 1000 см³, перемешивают.

3.11 Медь (II) сернокислая 5-водная (сульфат меди) по ГОСТ 4165, раствор 0,025 моль/дм³: 6,25 сульфата меди растворяют в воде, приливают 2 см³ серной кислоты, доводят водой до 1000 см³, перемешивают.

3.12 Кислота серная по ГОСТ 4204.

3.13 Индикатор 1,2-(пиридал-азо)-2 нафтол (ПАН), спиртовой раствор 2 г/дм³.

3.14 Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

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

3.16 Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199.

3.17 Раствор ацетатный буферный с рН 4,8-5,0: 1 дм³ раствора уксусной кислоты 2 моль/дм³ смешивают с 1 дм³ раствора, содержащего 540 г уксуснокислого натрия 3-водного.

3.18 Индикаторная бумага конго.

3.19 Алюминий марки А 9995 по ГОСТ 11069, стружка.

3.20 Стандартный раствор оксида алюминия: точную навеску массой 0,65 - 0,66 г металлического алюминия растворяют в 150 см³ соляной кислоты (1:1), переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки водой и перемешивают (для приготовления этого стандартного раствора могут быть использованы также соли алюминия квалификации ос. ч. или х. ч.).

3.21 Концентрацию стандартного раствора оксида алюминия С в г/см³ оксида алюминия вычисляют по формуле

                                                           (1)

где m - масса навески металлического алюминия, г;

1,8895 - коэффициент пересчета алюминия на оксид алюминия.

3.22 Алюминий хлористый 6-водный по ГОСТ 3759, х. ч. или ос. ч. марки 12-2.

3.23. Аммоний хлористый по ГОСТ 3772.

3.24 Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор 20 г/дм³, к которому добавляют несколько капель аммиака до изменения цвета по индикатору метиловому красному.

3.25 Индикатор метиловый красный, спиртовой раствор 1 г/дм³.

3.26 Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 10 г/дм³.

3.27 Стандартный раствор оксида алюминия: навеску хлористого алюминия массой 5,7 - 6,0 г растворяют в 100 см³ раствора соляной кислоты (1:3) в стакане вместимостью 200 см³. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой, перемешивают.

Стандартный раствор оксида алюминия 0,0012 г/см³. Точную массовую концентрацию раствора оксида алюминия устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в стакан вместимостью 250 - 300 см³ отбирают 50 см³ стандартного раствора, добавляют воды 20 - 25 см³, 2 г хлористого аммония, нагревают до кипения и осаждают раствором аммиака гидроксид алюминия, добавляя его до слабого запаха. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтр диаметром 11 см «красная лента». Осадок промывают горячим раствором азотнокислого аммония до отрицательной реакции на ион хлора (реакция в 3 см³ фильтрата с 2 - 3 каплями раствора азотнокислого серебра).

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают до постоянной массы в муфельной печи при температуре (1100 ± 50) °С.

Концентрацию стандартного раствора (C₁) в г/см³ оксида алюминия вычисляют по формуле

                                                               (2)

где m - масса осадка оксида алюминия, г;

50 - объем стандартного раствора оксида алюминия, см³, взятый для анализа.

3.28 Устанавливают соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди (К): 10 см³ раствора трилона Б помещают в коническую колбу вместимостью 300 см³, приливают примерно 100 см³ воды, нагревают до кипения, приливают 15 - 20 см³ ацетатного буферного раствора, 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 результатов.

Соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди К вычисляют по формуле

                                                                 (3)

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

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

3.29 Установка концентрации раствора трилона Б по оксиду алюминия.

В коническую колбу вместимостью 300 см³ помещают 10 см³ стандартного раствора оксида алюминия, приливают 2 - 3 см³ соляной кислоты, 70 - 100 см³ воды и 25 см³ раствора трилона Б. Содержимое колбы нагревают до кипения, остывший до температуры 70 - 80 °С раствор нейтрализуют раствором аммиака до переходного цвета индикаторной бумаги конго, приливают 15 - 20 см³ буферного раствора с рН 4,8-6,0 5-7 капель раствора индикатора ПАН и оттитровывают избыток раствора трилона Б раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Проводят три параллельных титрования.

Массовую концентрацию раствора трилона Б (С₂) в г/см³ оксида алюминия вычисляют по формуле

                                                          (4)

где 10 - объем стандартного раствора оксида алюминия, взятый для титрования, см³:

С - концентрация стандартного раствора оксида алюминия, г/см³;

V - объем прилитого раствора трилона Б, см³;

К - соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди;

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

4 ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1 Общие требования к методу испытания - по ГОСТ 3594.0

5 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1 Навеску пробы массой 0,1 - 0,25 г смешивают в платиновом тигле с 3 - 5 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре (1000 ± 50) °С в течение 10 - 30 мин. Тигель со сплавом помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см³, добавляют 50 см³ раствора соляной кислоты (1:3), накрывают часовым стеклом и нагревают до полного растворения сплава.

Обмывают тигель небольшим количеством воды. Раствор выпаривают до объема 40 - 50 см³, охлаждают до температуры 40 – 50 °С, вводят нагретый до температуры 70 – 80 °С раствор гидроксида натрия до красного цвета бумаги конго и приливают в избыток 30 см³, нагретого до температуры 70 - 80 °С.

Раствор с осадком накрывают часовым стеклом, кипятят 3 - 5 мин, быстро охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 200 - 250 см³, доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют через сухой складчатый фильтр, отбрасывая две первые порции фильтрата.

Аликвоту раствора 100 см³ переносят в коническую колбу вместимостью 250 - 300 см³; нейтрализуют соляной кислотой до синего цвета бумаги конго и вводят 2 - 3 см³ в избыток, раствор кипятят 2 - 3 мин.

Приливают 15 - 50 см³ раствора трилона Б, нагревают до кипения, дают остыть до температуры 70 - 80 °С, нейтрализуют раствором аммиака до переходного цвета бумаги конго, приливают 15 - 20 см³ ацетатного буферного раствора, 5 - 7 капель раствора индикатора ПАП и титруют избыточное количество трилона Б раствором сернокислой меди до перехода желто-зеленой окраски в сине-фиолетовую.

При использовании навески массой 0,1 г, а также для анализа материалов с массовой долей оксида алюминия до 35 % применяют раствор сернокислой меди 0,025 моль/дм³.

5.2 Для подготовки исходного раствора глин допускается использование серебряных тиглей и обезвоженного гидроксида натрия в качестве плавня.

6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1 Массовую долю оксида алюминия Х в процентах вычисляют по формуле

                                            (5)

где V - объем прилитого раствора трилона Б, см³;

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

К - соотношение растворов трилона Б и сернокислой меди;

250 - объем исходного раствора, см³;

С₂ - концентрация раствора трилона Б, г/см³ оксида алюминия;

m - масса навески, г;

V₂ - объем аликвоты раствора, взятый для титрования, см³.

Результаты анализа рассчитывают до третьего и округляют до второго десятичного знака.

7 ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

7.1 Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1