ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ

Методы определения оксида магния

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным Техническим комитетом по стандартизации МТК 9; Украинским Государственным научно-исследовательским институтом огнеупоров (УкрНИИО)

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 23 апреля 1997 г.)

За принятие проголосовали:

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 15 декабря 1999 г. № 513-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2642.8-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4. ВЗАМЕН ГОСТ 2642.8-86

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ 2642.8-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОГНЕУПОРЫ И ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ Методы определения оксида магния Refractories and refractory raw materials. Methods for determination of magnesium oxide

Дата введения 2000-07-01

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на огнеупорное сырье, материалы и изделия кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, высокомагнезиальные, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-силикатные, известковопериклазовые и карбидкремниевые и устанавливает методы определения оксида магния:

- комплексонометрические - при массовой доле оксида магния от 0,5 до 99 %;

- атомно-абсорбционный - при массовой доле оксида магния от 0,1 до 10 % для кремнеземистых, алюмосиликатных и глиноземистых огнеупоров.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2642.0-86 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 2642.3-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кремния (IV)

ГОСТ 2642.4-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида алюминия

ГОСТ 2642.7-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кальция

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Аммоний хлористый. Технические условия

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

ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4236-77 Свинец (II) азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 4523-77 Магний сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 4526-75 Магний оксид. Технические условия

ГОСТ 5456-79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

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

ГОСТ 24363-80 Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 24523.4-80 Периклаз электротехнический. Методы определения окиси кальция

ГОСТ 24523.5-80 Периклаз электротехнический. Методы определения окиси магния

3. Общие требования

Общие требования к методам анализа и безопасности труда - по ГОСТ 2642.0.

4. Комплексонометрический метод определения оксида магния в огнеупорных материалах и изделиях (при массовой доле от 0,5 до 99 %)

4.1. Сущность метода

Метод основан на:

- обратном комплексонометрическом титровании суммы оксидов кальция и магния с индикатором 1,2-(пиридил-азо)-2-нафтолом при рН 10 в растворе после осаждения аммиаком или уротропином суммы полуторных оксидов вместе с кремниевой кислотой. Массовую долю оксида магния вычисляют по разности суммарной массовой доли оксидов кальция, магния и оксида кальция;

- прямом комплексонометрическом титровании суммы оксидов кальция и магния раствором трилона Б с индикатором эриохромом черным или метиловым голубым.

4.2. Реактивы и растворы.

Магний сернокислый по ГОСТ 4523, х. ч.

Оксид магния марки 11-2 по ГОСТ 4526, х. ч. или ос. ч.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Триэтаноламин, разбавленный 1 : 1, способ очистки по ГОСТ 24523.4.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор массовой долей 0,2 %.

Стандартный раствор оксида магния молярной концентрации 0,05 моль/дм³: 12,3245 г сернокислого магния растворяют в воде и переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³.

Стандартный раствор с массовой концентрацией оксида магния 0,002016 г/см³ (С₂).

Для приготовления стандартного раствора допускается применять оксид магния, предварительно прокаленный при температуре (950 ± 50) °С до постоянной массы.

Раствор аммиачный буферный с рН 10: 67,5 г хлористого аммония растворяют в воде, приливают 570 см³ раствора аммиака и доводят водой до 1000 см³.

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

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

Индикаторная смесь метилтимолового синего: 0,1 г индикатора тщательно растирают с 100 г хлористого калия или натрия.

Индикатор эриохром черный Т.

Индикаторная смесь: 0,1 г эриохрома черного растирают в ступке с 10 г хлористого натрия.

Остальные реактивы и растворы - по ГОСТ 2642.7.

Устанавливают соотношение объемов растворов трилона Б и сернокислой меди: отмеряют бюреткой 10 см³ раствора трилона Б в коническую колбу вместимостью 300 см³, прибавляют примерно 100 см³ воды, 15 - 20 см³ аммиачного буферного раствора с рН 10, 5 - 7 капель индикатора ПАН и титруют раствором сернокислой меди до перехода окраски из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Для определения отношения между объемами растворов проводят не менее трех титрований и берут среднее арифметическое значение объемов раствора сернокислой меди, израсходованного на титрование.

Отношение объемов растворов трилона Б и сернокислой меди К вычисляют по формуле

                                                                 (1)

где V - объем раствора трилона Б, взятого для установления отношения, см³;

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

4.2.1. Массовая концентрация раствора трилона Б по оксиду магния устанавливается следующим образом. В коническую колбу вместимостью 300 см³ отбирают пипеткой 10 см³ стандартного раствора оксида магния, приливают примерно 100 см³ воды, 35 см³ раствора трилона Б, 10 - 15 см³ аммиачного буферного раствора с рН 10 и 5 - 7 капель раствора индикатора ПАН. Избыток раствора трилона Б оттитровывают раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую. Для установления массовой концентрации раствора трилона Б по оксиду магния проводят не менее трех титрований.

Массовую концентрацию раствора трилона Б С, г/см³ оксида магния, вычисляют по формуле

                                                           (2)

где C₂ - массовая концентрация стандартного раствора, г/см³ оксида магния;

10 - объем аликвотной части стандартного раствора оксида магния, см³;

V₂ - объем раствора трилона Б, см³;

К - отношение между объемами растворов трилона Б и сернокислой меди;

V₃ - объем раствора сернокислой меди, израсходованного на титрование избытка раствора трилона Б, см³.

4.3. Проведение анализа

Аликвотную часть раствора, полученного по ГОСТ 2642.7, равную 50 или 100 см³ в зависимости от массовой доли оксида магния, или соответствующую аликвотную часть раствора, полученного по ГОСТ 2642.4, раздел 5, помещают в коническую колбу вместимостью 300 см³, прибавляют 25 - 60 см³ раствора трилона Б (в зависимости от суммарной массовой доли оксидов кальция и магния), приливают 10 - 15 см³ аммиачного буферного раствора, 5 - 7 капель раствора индикатора ПАН и оттитровывают избыточное количество раствора трилона Б раствором сернокислой меди до перехода окраски раствора из желто-зеленой в сине-фиолетовую.

Допускается определять массовую долю суммы оксидов магния и кальция методом прямого комплексонометрического титрования с индикатором эриохромом черным Т. Для этого к аликвотной части раствора, нагретого до температуры 50 - 60 °С, приливают 10 см³ раствора аммиака, добавляют 0,2 г индикаторной смеси и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора из малиновой в синюю.

Для определения суммы оксидов кальция и магния могут быть использованы аликвотные части растворов, полученных по ГОСТ 2642.3, разделы 4, 7, 9. Для этого раствор подкисляют 1 см³ соляной кислоты, при перемешивании приливают 20 см³ триэтаноламина, 25 см³ аммиака, 5 см³ гидроксиламина солянокислого, разбавляют водой до 150 см³, добавляют 0,1 г индикаторной смеси метилтимолового синего и титруют раствором трилона Б до исчезновения голубой окраски раствора.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю оксида магния Х₁, %, вычисляют по формуле

                                           (3)

где V₃ - объем раствора трилона Б, добавленного с избытком для связывания кальция и магния, см³;

К - отношение объемов растворов трилона Б и сернокислой меди;

V₄ - объем раствора сернокислой меди, израсходованного на титрование избытка раствора трилона Б, см³;

т - масса навески пробы, взятой для титрования, в аликвотной части, г;

Х - массовая доля оксида кальция, % (определяют по ГОСТ 2642.7);

С₁ - массовая концентрация раствора трилона Б, г/см³ оксида кальция;

С - массовая концентрация раствора трилона Б, г/см³ оксида магния.

4.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида магния приведены в таблице 1.

Таблица 1

В процентах

5. Ускоренный метод прямого комплексонометрического определения оксида магния в высокомагнезиальных и магнезиально-известковых огнеупорных материалах и изделиях (при массовой доле от 10 до 98 %)

5.1. Сущность метода

Метод основан на определении оксида магния комплексонометрическим титрованием с эриохромом черным Т в качестве индикатора.

5.2. Реактивы и растворы

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

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор массовой долей 10 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, разбавленный 1 : 4.

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

Натрий хлористый по ГОСТ 4233.

Индикатор эриохром сине-черный Р.

Индикатор эриохром черный Т.

Индикаторная смесь: 0,1 г индикатора эриохрома сине-черного Р растирают в фарфоровой ступке с 30 г хлористого натрия.

Индикаторная смесь: 0,1 г индикатора эриохрома черного Т растирают в фарфоровой ступке с 10 г хлористого натрия.

Свинец азотнокислый по ГОСТ 4236.

Индикатор ксиленоловый оранжевый.

Индикаторная смесь: 0,1 г индикатора ксиленолового оранжевого растирают в фарфоровой ступке с 10 г хлористого натрия.

Аммиачный буферный раствор с рН 10: 54 г хлористого аммония растворяют в воде, добавляют 350 см³ раствора аммиака и доводят водой до 1000 см³.

Индикаторная бумага Конго.

Триэтаноламин, разбавленный 1 : 1.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией 0,05 и 0,0125 моль/дм³.

Магний сернокислый по ГОСТ 4523, х. ч. или оксид магния по ГОСТ 4526, х. ч.

Стандартный раствор оксида магния молярной концентрации 0,05 моль/дм³, готовят по 4.2.

Массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду магния устанавливают по стандартному раствору оксида магния.

Аликвотную часть стандартного раствора оксида магния помещают в коническую колбу вместимостью 300 см³, приливают 20 см³ буферного раствора и разбавляют водой до 100 см³. Добавляют 0,15 - 0,20 г индикаторной смеси эриохрома черного Т и титруют раствором трилона Б до перехода малиновой окраски в синюю. Для улучшения контрастности изменения цвета добавляют 2 - 3 см³ раствора триэтаноламина (1 : 1).

Для определения массовой концентрации раствора трилона Б по оксиду магния проводят не менее трех титрований.

Массовую концентрацию раствора трилона Б С, г/см³ по оксиду магния, вычисляют по формуле

                                                                 (4)

где V - объем аликвотной части стандартного раствора оксида магния, см³;

С₂ - массовая концентрация стандартного раствора, г/см³ оксида магния;

V₁ - объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см³.

Массовую концентрацию раствора трилона Б по оксиду магния допускается устанавливать по азотнокислому свинцу.

В коническую колбу вместимостью 300 см³ помещают навеску массой 0,2 - 0,3 г свинца азотнокислого, добавляют 100 см³ воды, нагретой до температуры 50 - 60 °С, 10 см³ буферного раствора с рН 4,8 - 5,0, 0,2 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из малиновой в желтую. Проводят не менее трех титрований.

Массовую концентрацию раствора трилона Б С;, г/см³ оксида магния, вычисляют по формуле

                                                            (5)

где т - масса навески азотнокислого свинца, г;

40,305 - молекулярная масса оксида магния, г;

V₂ - объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см³;

331,21 - молекулярная масса азотнокислого свинца, г.

5.3. Проведение анализа

Навеску материала массой 0,1 г, взятую в стакан вместимостью 100 см³, растворяют в 15 см³ раствора соляной кислоты (1:1), выпаривают до объема 1,5 - 2 см³ на электроплитке закрытого типа.

Добавляют в стакан 30 см³ горячей воды, 2 - 3 см³ раствора хлористого аммония, раствор кипятят и осторожно, по каплям, добавляют раствор аммиака, осаждают гидроксиды железа и алюминия. Полноту осаждения контролируют по бумаге Конго. Затем раствор снова кипятят и отфильтровывают осадок на фильтр «красная лента». Небольшим количеством горячей воды обмывают стакан 3 - 4 раза, осадок на фильтре промывают 5 - 6 раз.

Полученный фильтрат объемом около 100 см³ подогревают до кипения, добавляют 10 см³ раствора гидроксида калия, 0,2 г индикаторной смеси эриохрома сине-черного и титруют кальций раствором 0,0125 моль/дм³ трилона Б до перехода окраски из малиновой в голубую.

В оттитрованный раствор добавляют раствор соляной кислоты (1:1) до полного растворения гидроксида магния (изменение цвета бумаги Конго до синего). Добавляют 10 см³ аммиачного буферного раствора, 0,2 г индикаторной смеси эриохрома черного и титруют магний раствором 0,05 моль/дм³ трилона Б до перехода окраски из малиновой в синюю. Для усиления контрастности изменения цвета добавляют 2-3 см³ раствора триэтаноламина (1:1).

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю оксида магния Х₂, %, вычисляют по формуле

                                                          (6)

где V₂ - объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование магния, см³;

С - массовая концентрация раствора трилона Б, г/см³ оксида магния;

т - масса навески, г.

5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида магния приведены в таблице 1.

6. Комплексонометрический метод определения оксида магния в высокомагнезиальных и магнезиально-известковых огнеупорных материалах и изделиях (при массовой доле от 50 до 99 %)

6.1. Определение массовой доли оксида магния проводят по ГОСТ 24523.5.

6.2. Допускается применять аликвотную часть раствора, полученного по ГОСТ 2642.3, раздел 5.

6.3. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида магния приведены в таблице 1.

7. Атомно-абсорбционный метод определения оксида магния в огнеупорном сырье, кремнеземистых, алюмосиликатных и глиноземистых огнеупорных материалах и изделиях (при массовой доле от 0,1 до 10 %)

7.1. Сущность метода

Метод основан на разложении пробы смесью фтористоводородной и серной кислот и измерении атомной абсорбции магния в пламени воздух-ацетилен при длине волны 285,2 нм.

7.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с источником излучения для магния.

Магния оксид по ГОСТ 4526.

Стандартный раствор оксида магния массовой концентрации оксида магния 0,001 г/см³: 1 г оксида магния, прокаленного при температуре (950 ± 50) °С до постоянной массы, растворяют в 40 см³ соляной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки, перемешивают (раствор А).

Стандартный раствор оксида магния массовой концентрации оксида магния 0,000025 г/см³: 5 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см³, доливают водой до метки, перемешивают (раствор Б).

Серию градуировочных стандартных растворов оксида магния готовят следующим образом. В мерные колбы вместимостью 100 см³ помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0 см³ стандартного раствора Б оксида магния, что соответствует 0,000025; 0,000050; 0,000075; 0,000100; 0,000150; 0,000200; 0,000250; 0,000300; 0,000350 и 0,000400 г оксида магния. К растворам добавляют 5 см³ лантана, доливают до метки водой, перемешивают.

7.3. Проведение анализа

7.3.1. Подготовку исходного раствора проводят по ГОСТ 2642.7, раздел 7.

7.3.2. Аликвотная часть фильтрата в зависимости от предполагаемой массовой доли оксида магния указана в таблице 2.

Таблица 2

Аликвотную часть фильтрата помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 5 см³ раствора лантана, доливают до метки водой, перемешивают.

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

7.4. Обработка результатов.

7.4.1. Обработку результатов проводят по ГОСТ 2642.7, раздел 7.

7.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определений массовой доли оксида магния приведены в таблице 1.