Часть 1    |    Часть 2    |    Часть 3

ГОСТ 8269.1-97 от 1998-07-01. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строитель

ГОСТ 8269.1-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ПЛОТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД И ОТХОДОВ

ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Методы химического анализа

Mauntainous rock road-metal and gravel, industrial waste products

 for construction works. Methods chemical analysis

ОКСТУ 5709

Дата введения 1998-07-01

Предисловие

1  РАЗРАБОТАН Институтом ВНИПИстромсырье с участием Института НИИЖБ Российской Федерации

ВНЕСЕН  Госстроем России

2  ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 10 декабря 1997 г.

За  принятие проголосовали

3  ВЗАМЕН ГОСТ 5578-94, ГОСТ 25592-91, ГОСТ 25818-91 в части методов химического анализа

4  ВВЕДЕН в действие с 1 июля 1998 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 6 января 1998 г. № 18-2         

1 Область применения

Настоящий  стандарт распространяется на щебень и гравий из плотных горных пород (в том числе попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий) и отходов промышленного производства (в том числе из топливных шлаков, шлаков черной и цветной металлургии, золошлаковых смесей и зол-уноса тепловых электростанций), применяемых в качестве заполнителей и компонентов тяжелых, легких и ячеистых бетонов, а также для дорожных и других видов строительных работ, и устанавливает методы определения массовой доли химических элементов и порядок выполнения химического анализа при оценке пригодности в строительстве отходов горных предприятий и промышленного производства.

2 Нормативные ссылки

Используемые  в настоящем стандарте ссылки на нормативные документы приведены в приложении А.

3 Термины и определения

В  настоящем стандарте применены следующие термины и определения.

Проба  - определенное количество материала, отобранное для испытаний от партии горной породы, щебня (гравия) и отходов промышленного производства.

Аналитическая  проба - проба материала, приготовленная из поступившей на испытание пробы и предназначенная для определения влаги и проведения полного химического анализа. Из аналитической пробы отбирают отдельные навески в соответствии с методикой испытаний. Допускается использование одной навески для проведения нескольких видов испытаний в соответствии с установленными методиками.

Навеска  - проба материала, приготовленная из аналитической пробы и предназначенная для определения массовой доли элемента или нескольких элементов.

"Глухой"  опыт - проведение испытания при отсутствии исследуемого материала с применением тех же реактивов и соблюдением всех условий анализа. На основании "глухого" опыта в результаты анализов вносят необходимые поправки.

4 Методы химического анализа

4.1 Общие положения

4.1.1  При проведении полного химического анализа щебня (гравия) определяют содержание кремния, алюминия, железа (трех- и двухвалентного), марганца, кальция, магния, калия, натрия, серы (сульфатной и сульфидной), хлоридов и потери массы при прокаливании (далее - п.п.п.).

В  отдельных случаях (факультативно) определяют содержание титана, хрома, фосфора.

Анализируемую  пробу переводят в раствор путем разложения, сплавлением или кислотами. Способ разложения пробы указан в конкретных методах настоящего стандарта.

Содержание  кремния, алюминия, трехвалентного железа, кальция, магния определяют для одной навески после разложения ее сплавлением с карбонатом натрия или со смесью карбонатов натрия и калия.

Содержание  марганца, хрома, титана и фосфора определяют фотоколориметрическим методом для другой навески после разложения ее сплавлением со смесью карбоната натрия и тетрабората натрия (буры).

Для  отдельных навесок определяют п.п.п., калий и натрий пламенно-фотометрическим методом, двухвалентное железо, соединения серы, хлориды.

Содержание  (массовую долю) всех компонентов, кроме хлоридов и сульфидов, представляют в виде соответствующих оксидов. Содержание сульфида представляют в пересчете на триоксид серы или серы S. Результаты анализа записывают в следующем порядке: п.п.п., SiO, TiO, AlO, FeO, FeO, CrO, MnO, CaO, MgO, KO, NaO, PO, SO, S, Cl.

В  случае, если элемент определяли, но он не был обнаружен, пишут "нет"; если какой-либо элемент не определяли, ставят прочерк.

Кроме  выполнения полного химического анализа щебня (гравия), определяют сумму оксида и гидроксида кальция, называемую свободным оксидом кальция или свободной известью

 (СаО).

4.1.2  При проведении химического анализа щебня и гравия аналитическую пробу щебня и гравия из плотных горных пород отбирают в соответствии с разделом 4.2 ГОСТ 8269.0, отбор проб отходов промышленного производства осуществляют в соответствии с действующей нормативной или технической документацией на эти материалы.

Отобранную  пробу сокращают до 100 г, измельчают до размера частиц, проходящих через сито № 016, и последовательным квартованием уменьшают до 50 г. Твердые зернистые материалы предварительно измельчают в металлической ступке до полного прохождения через сито № 05 по ГОСТ 6613, после чего магнитом удаляют попавшие в пробу металлические частицы.

Не  допускается применение магнита для материалов, содержащих магнитные минералы. Дальнейшим квартованием отбирают для анализа среднюю аналитическую пробу массой свыше 10 до 25 г, которую растирают в агатовой, яшмовой или корундовой ступке до состояния пудры (при контрольном просеивании проба должна полностью проходить через сито № 008 по ГОСТ 6613).

Подготовленную  пробу хранят в стеклянном бюксе с притертой крышкой для защиты от воздействия окружающей среды.

Перед  взятием навески пробу высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре (105±5) °С. Масса считается постоянной, если разность массы при двух последовательных взвешиваниях после сушки не превышает 0,0004 г.

В  отдельных случаях, указанных в конкретных методиках настоящего стандарта, анализ проводят с навеской, находящейся в воздушно-сухом состоянии, с последующим пересчетом на сухое состояние. Массу навески , г, находящейся в сухом состоянии, вычисляют по формуле

,                                                                                  (1)

где  - масса навески материала в воздушно-сухом состоянии, г;

Х  - массовая доля влаги в материале, определенная по 4.2.

4.1.3  Для взвешивания навесок в зависимости от допускаемой погрешности взвешивания применяют аналитические лабораторные весы общего назначения 2-го класса точности (типа ВЛР-200 или аналогичные) или 4-го класса точности (типа ВЛТК-500 или аналогичные) по ГОСТ 24104.

Массу  навесок анализируемых проб, осадков в весовых методах, исходных веществ для приготовления стандартных растворов определяют с погрешностью не более 0,0002 г, массу навесок реактивов для приготовления титрованных растворов, индикаторов для приготовления растворов и индикаторных смесей - с погрешностью не более 0,001 г, массу навесок вспомогательных растворов - с погрешностью не более 0,01 г, массу плавней - с погрешностью не более 0,1 г.

4.1.4  Для проведения анализа применяют мерную лабораторную посуду не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 29228, ГОСТ 29230 и ГОСТ 29252 (бюретки, пипетки) и ГОСТ 1770 (цилиндры, мензурки, колбы), а также стеклянную посуду (стаканы, колбы конические, воронки конические, эксикаторы и др.) по ГОСТ 25336, фарфоровую посуду и оборудование (тигли, лодочки, вставки для эксикаторов и др.) по ГОСТ 9147, тигли и чашки из платины по ГОСТ 6563, беззольные фильтры по соответствующей нормативной и технической документации.

Допускается  применение аналогичной импортной посуды и материалов.

4.1.5  Для приготовления растворов и проведения анализов применяют реактивы не ниже класса ч.д.а., если не указана иная классификация, и дистиллированную воду, которая должна соответствовать ГОСТ 6709.

Горячая  вода или горячий раствор, применяемые при химическом анализе, должны иметь температуру 60-80 °С, теплая вода или теплый раствор - 40-50 °С.

4.1.6  Для прокаливания и сплавления навесок анализируемых проб с плавнями применяют муфельные лабораторные электропечи или печи аналогичного типа с температурой нагрева (100050) °С.

Для  сушки материалов используют сушильные шкафы с терморегулятором.

Для  проведения анализов используют электрические плитки с закрытой спиралью, песчаные и водяные бани, термометры, магнитные мешалки, титраторы, фотоэлeктpoтитpимeтpы, ионометры, рН-метры, пламенные фотометры, концентрационные фотоэлектроколориметры, спектрофотометры.

Применяемые  средства анализа должны соответствовать требованиям нормативной и технической документации на них.

4.1.7  Применяемые стандартизированные средства измерения должны быть поверены и аттестованы по ГОСТ 8.326, ГОСТ 8.513, ГОСТ 24555.

4.1.8  Концентрацию растворов выражают:

-  в процентах по массе, численно равной массе растворенного вещества в граммах в 100 г раствора;

-  массой растворенного вещества в граммах в 1 л раствора, г/л;

-  массой растворенного вещества (или эквивалентного ему количества определяемого вещества) в граммах в 1 мл раствора, г/мл;

-  в молях растворенного вещества в 1 л раствора (молярная концентрация М);

-  в грамм-эквивалентах растворенного вещества в 1 л раствора (нормальная концентрация Н);

-  соотношением объемных частей, например, 1:2, где первое число означает объемные части концентрированной кислоты или иного реактива, а второе - объемные части воды (если не указан другой растворитель).

Если  в методике проведения анализа не указана концентрация или разбавление кислоты или водного раствора аммиака, то это концентрированная кислота или концентрированный раствор водного аммиака.

4.1.9  Массовую концентрацию стандартных растворов, а также титр титранта по определяемому веществу в г/мл и соотношение объемов растворов (в титриметрических методах) рассчитывают как среднеарифметическое по результатам не менее трех параллельных определений. Расчет проводят до четвертого знака после запятой.

4.1.10  Допускается последовательное определение нескольких элементов из одной навески, переведенной в раствор.

4.1.11  Для контроля погрешности результатов анализа используют изготовленные и аттестованные в соответствии с ГОСТ 8.315 и ГОСТ 8.532 стандартные образцы состава веществ и материалов: государственные и отраслевые стандартные образцы (ГСО и ОСО), стандартные образцы предприятия (СОП). При этом результат анализа стандартного образца считают удовлетворительным, если среднеарифметическое двух параллельных определений отличается от аттестованного значения массовой доли определяемого элемента не более чем на 0,7 ошибки повторяемости, установленной в стандарте для соответствующего элемента.

При  отсутствии стандартных образцов контроль осуществляют по стандартным растворам.

4.1.12  Массовую долю элементов в анализируемой пробе определяют параллельно в двух навесках. За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений. При этом максимальное абсолютное расхождение между крайними результатами анализа не должно превышать абсолютных допустимых расхождений, установленных для конкретного метода.

4.1.13  В качестве норм точности (метрологических характеристик) определения содержания элемента используют расхождение между параллельными определениями.

Максимальные  абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать величину абсолютного допустимого расхождения для доверительной вероятности = 0,95.

Средний  результат анализа стандартного образца не должен отличаться от массовой доли определяемого элемента более чем на половину величины абсолютного допустимого расхождения для соответствующего интервала концентраций.

В  случае, если соответствующими нормативными документами установлено предельное значение для определяемого элемента, а полученный результат анализа отличается от этого предельного значения более чем на величину допустимой ошибки повторяемости, следует произвести повторный анализ не менее трех навесок.

За  окончательный результат принимают среднеарифметическое значение этих определений.

Если  предельное значение установлено для суммы элементов (оксидов), то отличие полученного результата определения этой суммы от предельного значения оценивают по сумме допустимых ошибок повторяемости, установленных для элементов, умноженных на соответствующую долю элементов в полученной сумме.

4.1.14  Расхождение результатов определений в двух лабораториях не должно превышать допустимого расхождения между результатами двух параллельных определений.

Если  расхождения между результатами параллельных испытаний пробы или стандартного образца, проводимых в лаборатории, превышают допускаемые величины, проводят повторные испытания.

Если  при повторных испытаниях хотя бы одно из указанных расхождений превысит допустимую величину, результаты анализа признают неверными, испытания прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших нарушения нормального хода анализа.

4.1.15  При применении физико-химических методов анализа, например фотоэлектроколориметрического, требующих построения градуировочных графиков, графики строят в прямоугольных координатах На оси абсцисс откладывают величину массы определяемого элемента, г, мг, или массовую долю, %, на оси ординат - соответствующий аналитический сигнал (величину оптической плотности, силу тока и др.).

Для  построения графиков используют ГСО, ОСО, состав которых близок к составу исследуемого материала, или реактивы, из которых готовят градуировочные растворы.

Условия  построения графиков указаны в соответствующих методиках настоящего стандарта.

График  строят не менее чем по пяти точкам, которые равномерно распределяют по диапазону измерений.

Минимальную  и максимальную навески рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить весь необходимый диапазон измерений. Каждую точку находят как среднеарифметическое значение не менее трех параллельных определений. Не допускается строить градуировочный график методом экстраполяции.

При  использовании аликвотных частей массовую долю элемента (оксида) , %, определяют по формуле

,                                                                                   (2)

где  - масса элемента (оксида) в аликвотной части раствора, определенная по градуировочному графику, мг;

 - общий объем исходного раствора, мл;

 - масса навески, мг;

 - аликвотная часть исходного раствора, мл.

4.1.16  При выполнении анализа навеску анализируемой пробы, разведение и аликвотные части необходимо принимать такими же, как при изготовлении основного градуировочного раствора.

В  случае необходимости изменения навески, разведения или аликвотной части по сравнению с условиями приготовления основного градуировочного раствора вводят поправки, учитывающие эти изменения.

4.1.17  При фотоколориметрическом анализе вводят поправку на изменение условий фотометрирования по сравнению с условиями градуировки. Для этого одновременно с анализируемым образцом измеряют оптическую плотность вновь приготовленного окрашенного градуировочного раствора.

Измерение  оптической плотности раствора выполняют с погрешностью не более ±0,002. Поправку вносят с обратным знаком: если оптическая плотность градуировочного раствора увеличилась на несколько единиц, то это значение отнимают от величины оптической плотности анализируемого раствора, и наоборот. После введения поправки находят по графику искомую массовую долю элемента.

4.1.18  Проверка градуировочных графиков должна проводиться периодически по стандартным образцам по соответствующим методикам настоящего стандарта не реже одного раза в полугодие, а также после каждого ремонта используемых приборов.

4.1.19  В фотоколориметрических методах содержание определяемого оксида допускается находить методом сравнения оптической плотности исследуемого раствора (или его аликвотной части) с оптической плотностью стандартного раствора близкой концентрации.

Концентрация  колориметрируемого раствора не должна отличаться от концентрации стандартного более чем в 1,2 раза.

В  случае нарушения этого условия меняют навеску, разведение или аликвотную часть анализируемой пробы или стандартного образца раствора.

Массовую  долю оксида , %, определяют по формуле

,                                                                                              (3)

где  - объем окрашенной фотометрируемой части исследуемого раствора, мл;

 - общий объем исследуемого раствора, мл;

 - масса навески, г;

 - объем аликвотной части исследуемого раствора, взятого для приготовления окрашенного раствора при фотометрировании, мл;

 - концентрация окрашенной фотометрируемой части исследуемого раствора, мг/мл, определяемая по формуле

,                                                                                                    (4)

где - концентрация стандартного раствора, мг/мл;

 и - оптические плотности соответственно исследуемого и стандартного растворов.

4.1.20  При выполнении анализов рекомендуется параллельно проводить "глухой" опыт для учета загрязнений реактивов, дистиллированной воды и др.

4.1.21  Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны, лаборатории, образующихся в ходе анализа, не должно превышать предельно допустимых концентраций, указанных в ГОСТ 12.1.005.

4.1.22  Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны лаборатории проводят по ГОСТ 12.1.005 и ГОСТ 12.1.007.

4.1.23  При работе с горючими и взрывоопасными веществами должны соблюдаться требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.010.

4.1.24  Все используемые электрические приборы должны соответствовать правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Эксплуатацию  электрических приборов проводят в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также правилами электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.

4.1.25  Пожарная безопасность лабораторных помещений должна обеспечиваться в соответствии с ГОСТ 12.1.004, безопасность труда - в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

4.1.26  При использовании в качестве реактивов опасных (едких, токсичных) веществ следует руководствоваться требованиями безопасности, изложенными в нормативных или технических документах на эти реактивы, применять индивидуальные средства защиты (респираторы) по ГОСТ 12.4.011 или ГОСТ 12.4.028, резиновые перчатки по ГОСТ 12.4.103, одежду по ГОСТ 27654 и ГОСТ 29058.

4.2 Определение влаги

Содержание  влаги определяют весовым методом по разности между массой бюксы с навеской до и после высушивания.

4.2.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы  аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью измерения ± 0,0002 г.

Эксикатор  по ГОСТ 25336.

Шкаф  сушильный.

Бюксы  по ГОСТ 23932.

Кальций  хлористый (хлорид кальция) по ГОСТ 450, прокаленный при температуре 700-800 °С, для заполнения эксикатора.

4.2.2 Порядок проведения испытания

Навеску  массой 1 г помещают в предварительно высушенную до постоянной массы бюксу, ставят в сушильный шкаф, нагретый до температуры (105±5) °С, сушат 1,5-2 ч, после чего охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Перед  взвешиванием крышку бюксы приоткрывают и быстро закрывают. Высушивание и охлаждение повторяют до тех пор, пока разность массы между двумя последующими взвешиваниями будет не более 0,0004 г.

Если  при повторном высушивании масса навески увеличится, для расчета применяют массу, предшествующую ее увеличению.

4.2.3 Обработка результатов испытания

Массовую  долю влаги , %, определяют по формуле

,                                                                                                        (5)

где  - масса бюксы с навеской до сушки, г;

 - масса бюксы с навеской после сушки, г;

 - масса навески, г.

Абсолютное  допустимое расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать, %:

-  0,10 при содержании влаги до 1,0 % по массе;

-  0,20   "            "            "       св. 1,0   "      "     "

4.3 Определение потери массы при прокаливании

Потерю  массы при прокаливании определяют весовым методом по разности массы тигля с навеской исследуемой пробы щебня (гравия) до и после прокаливания.

4.3.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы  аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,0002 г.

Печь  муфельная с номинальной температурой (1000±50) °С.

Эксикатор  по ГОСТ 25336.

Фарфоровый  тигель по ГОСТ 9147.

4.3.2 Порядок проведения испытания

Пробу  подготавливают в соответствии с 4.1.2. Из подготовленной пробы, находящейся в сухом состоянии, отбирают навеску массой 1 г, которую помещают в предварительно прокаленный до постоянной массы фарфоровый тигель и взвешивают. Затем навеску помещают в муфельную печь и прокаливают в течение 2 ч при температуре (1000±50) °С.

После  прокаливания тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют до достижения постоянной массы. Если при повторном прокаливании масса навески увеличивается, для расчета принимают величину массы до ее увеличения.

4.3.3 Обработка результатов анализа

Потерю  массы при прокаливании (п.п.п.), %, определяют по формуле

,                                                                       (6)

где  - масса исходной навески в сухом состоянии, вычисленная по разности масс тигля с пробой и без нее до прокаливания, г;

 - масса прокаленного остатка, вычисленная по разности масс тигля с пробой и без нее по окончании прокаливания, г.

Абсолютное  допустимое расхождение результатов параллельных определений не должно превышать значений, указанных в таблице 1.

Т  а б л и ц а 1                                                                                       В процентах

В  случае, когда масса навески увеличивается после первого прокаливания, что возможно при наличии двухвалентного железа, марганца и других элементов низких степеней окисления, потери при прокаливании определяют по разности между 100% (принята масса навески) и суммой всех определенных элементов.

4.4 Определение диоксида кремния

Метод  основан на разложении анализируемой пробы сплавлением и определении диоксида кремния весовым методом с обязательным последующим удалением его в виде фторида кремния.

4.4.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы  аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,0002 г.

Печь  муфельная.

Тигли  платиновые по ГОСТ 6563.

Эксикатор  по ГОСТ 25336.

Стаканы  вместимостью 150-200 мл по ГОСТ 25336.

Воронки  по ГОСТ 25336.

Натрий  углекислый (карбонат натрия) безводный по ГОСТ 83.

Калий  углекислый (карбонат калия) по ГОСТ 4221.

Кислота  соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19, раствор 5:95.

Кислота  серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84.

Кислота  фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484, 40%-ная.

Желатин  пищевой, 1%-ный раствор.

Серебро  азотнокислое (нитрат серебра) по ГОСТ 1277, 1%-ный раствор, подкисленный 2-3 каплями азотной концентрированной кислоты на 100 мл раствора.

Кислота  азотная концентрированная по ГОСТ 4461.

Аммоний  углекислый (карбонат аммония) по ГОСТ 3762.

Фильтры  "белая лента".

Плавень  - натрий углекислый (карбонат натрия) или смесь равных количеств по массе карбонатов натрия и калия.

4.4.2 Порядок проведения анализа

Навеску  массой 0,3 г помещают в платиновый тигель, перемешивают с плавнем, взятым в шестикратном (по массе) количестве, накрывают крышкой и ставят в муфельную печь.

При  применении в качестве плавня углекислого натрия навеску сплавляют при температуре 1000 °С, смеси щелочных карбонатов - при 800 °С.

При  высоком содержании в пробе двухвалентного железа для обеспечения полного перехода его в трехвалентную форму в плавень можно добавить нитрат аммония в количестве 1% массы плавня. Плав выдерживают в муфельной печи 15 мин. После этого тигель опускают в холодную воду так, чтобы в него не попала вода.

Охлажденный  плав извлекают из тигля следующим образом. В тигель наливают около 7-10 мл горячей воды, накрывают крышкой и выдерживают. Если в плаве образуется королек, его переносят в стакан вместимостью 150-200 мл. Если королек не образовался, плав извлекают постепенно, добавляя в тигель маленькими порциями (по несколько капель) соляную кислоту, помешивая палочкой.

Чтобы  кислота не разбрызгивалась, тигель следует прикрывать крышкой. На все извлечение плава расходуется 25-30 мл соляной кислоты.

После  того, как весь плав будет перенесен, тигель обмывают кислотой и обтирают кусочками фильтра. В стакан приливают 5 мл раствора желатина и в течение 5 мин хорошо перемешивают.

Тигель  с крышкой, стекло и стенки стакана обмывают горячей водой (30-50 мл). Стакан накрывают стеклом и ставят в теплое место на 25-30 мин для коагуляции осадка.

Когда  раствор над осадком станет прозрачным, его отфильтровывают через неплотный фильтр. Осадок промывают 2-3 раза горячим раствором соляной кислоты (5:95) декантацией, а затем на фильтре горячей водой до исчезновения реакции на ион хлора.

Несколько  капель фильтрата помещают на часовое стекло. Если при добавлении капли раствора азотнокислого серебра (нитрата серебра) образуется взвесь, то проба не отмыта.

Как  только реакция на ион хлора станет отрицательной, фильтрат выпаривают для вторичного осаждения диоксида кремния. Фильтрат выпаривают досуха, затем приливают 20 мл соляной кислоты, добавляют 5 мл раствора желатина и перемешивают в течение 5 мин. После этого стенки стакана обмывают горячей водой и ставят его на 30 мин в теплое место для коагуляции осадка.

Затем  осадок отфильтровывают через неплотный фильтр, как при первом осаждении. Осадки от первого и второго осаждения соединяют и помещают во взвешенный платиновый тигель. Осторожно озоляют и прокаливают в муфельной печи при температуре 1000-1100 °С в течение 45-60 мин до получения постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Прокаленный  осадок смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 1-2 мл серной и 5-7 мл плавиковой кислоты и выпаривают на плитке несильного накала (чтобы кислота не разбрызгивалась) до прекращения выделения паров серной кислоты. После этого тигель прокаливают при температуре 1000-1100 °С в течение 15 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Если  масса осадка более 0,01 мг, его сплавляют и присоединяют к фильтрату, который переносят в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят водой до метки и в дальнейшем используют для определения оксидов железа, алюминия, кальция и магния.

4.4.3 Обработка результатов анализа

Массовую  долю диоксида кремния SiO, %, определяют по формуле

,                                                                                           (7)

где    - масса осадка до отгонки плавиковой кислоты, г;

 - масса осадка после отгонки плавиковой кислоты, г;

 - масса сухой навески, г.

Абсолютное  допустимое расхождение результатов параллельных определений не должно превышать значений, указанных в таблице 2.

       Таблица 2                                                                      В процентах

4.5 Определение оксидов железа и алюминия

Метод  основан на комплексометрическом определении оксидов железа и алюминия после предварительного отделения диоксида кремния по 4.5.1 или непосредственно из отдельной навески по 4.5.2.

Сущность  метода заключается в способности комплексона III (динатриевой соли этилендиамин - N, N, N, N- тетрауксусной кислоты - трилона Б) образовывать комплексы с ионами Fe и Аl. Комплексонат железа (III) возникает при рН = 1-1,5.

В  качестве индикатора применяют сульфосалициловую кислоту, которая в сильнокислой среде дает с ионами трехвалентного железа растворимый сульфосалицилат железа, окрашенный в фиолетовый цвет.

В  точке эквивалентности окраска сульфосалицилата железа исчезает.

Содержание  оксида алюминия находят в той же пробе обратным титрованием. Для этого после определения железа в раствор приливают трилон Б в количестве, большем, чем надо для связывания алюминия в комплекс, а избыток трилона Б оттитровывают хлоридом железа (III).

4.5.1 Определение оксидов железа и алюминия

после предварительного отделения диоксида кремния

4.5.1.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы  аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,0002 г.

Печь  муфельная.

Колбы  мерные вместимостью 1 л по ГОСТ 1770.

Бюретки  по ГОСТ 29251 и ГОСТ 29252.

Пипетки  по ГОСТ 29227 или ГОСТ 29228.

Колбы  конические вместимостью 250 мл по ГОСТ 25336.

Стаканы  вместимостью 150 мл по ГОСТ 25336.

Воронки  по ГОСТ 25336.

Электроплитка.

Бутыль  полиэтиленовая вместимостью 10 л.

Тигли  фарфоровые по ГОСТ 9147.

Кислота  соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19, раствор 1:3.

Аммиак  водный по ГОСТ 3760, 10- и 25 %-ные водные растворы.

Железо  (III) хлорид 6-водный по ГОСТ 4147.

Кислота  сульфосалициловая 2-водная по ГОСТ 4478.

Алюминий  марки А995 по ГОСТ 11069, стружка.

Кислота  уксусная по ГОСТ 18270.

Натрий  уксуснокислый 3-водный (ацетат натрия) по ГОСТ 199.

Соль  динатриевая этилендиамин - N, N, N, N - тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,025 М.

Индикаторная  бумага Конго.

Аммоний  азотнокислый (нитрат аммония) по ГОСТ 22867, 2%-ный раствор.

Индикатор  метиловый красный, 2%-ный спиртовой раствор.

Титрованный  раствор соли трехвалентного железа:

6,76  г хлорида железа (III) FeCl·6HO растворяют в 300 мл воды. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 л, добавляют 15 мл соляной кислоты плотностью 1,19 и доливают водой до метки.

Титр  раствора хлорида железа (III) устанавливают весовым методом. Для этого отбирают пипеткой 50 мл раствора хлорида железа (III), переносят его в стакан, добавляют 2-3 капли индикатора метилового красного, ставят его на плитку и нагревают до кипения. Затем, сняв стакан с плитки, осаждают гидроксид железа раствором аммиака.

Раствор  аммиака добавляют в таком количестве, которое обеспечит изменение окраски раствора из розовой в желтую и появление слабого запаха аммиака. Стакан выдерживают в теплом месте для коагуляции осадка 10 мин, после чего отфильтровывают осадок через неплотный фильтр "красная лента". Осадок на фильтре промывают 8-10 раз горячим раствором азотнокислого аммония (нитратом аммония). Затем осадок вместе с фильтром переносят в тигель, подсушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре 1000 °С в течение 20-25 мин до постоянной массы.

Титр  раствора хлорида железа (III) по , г/мл, определяют по формуле

,                                                                                           (8)

где  - масса прокаленного осадка, г.

Сульфосалициловая  кислота, 20%-ный раствор:

20  г кислоты растворяют в 50 мл воды, нейтрализуют 25%-ным раствором аммиака до изменения окраски индикаторной бумаги Конго из синего в фиолетовый цвет и разбавляют водой до 100 мл.

Точный  раствор соли алюминия:

0,6745  г чистого металлического алюминия растворяют в 11,2 мл 25%-ного раствора соляной кислоты и доводят водой до 1 л. Титр полученного раствора по AlO равен 0,0012745 г/мл.

Буферный  раствор:

270  г уксуснокислого натрия (ацетата натрия) растворяют в 300 мл воды, фильтруют, разбавляют водой до 500 мл, добавляют 500 мл раствора уксусной кислоты, содержащего 70 мл концентрированной или 90 мл 30%-ной уксусной кислоты, и тщательно перемешивают.

Титрованный  0,025 М раствор трилона Б:

95  г трилона Б растворяют в 1 л воды, фильтруют в полиэтиленовую бутыль, разбавляют водой до 10 л и тщательно перемешивают.

Титр  раствора трилона Б по устанавливают следующим образом: из бюретки наливают 20 мл раствора хлорида железа (III) в коническую колбу вместимостью 250 мл, разбавляют его водой до 100 мл, нагревают до 50-70 °С, добавляют 7-8 капель сульфосалицилового индикатора и титруют раствором трилона Б до исчезновения фиолетового цвета сульфосалицилата железа.

Титр  раствора трилона Б по , г/мл, определяют по формуле

,                                                                                 (9)

где  - титр раствора хлорида железа (III), г/мл;

 - объем раствора трилона Б, идущего на титрование, мл.

Перед  определением титра раствора трилона Б по оксиду алюминия находят соотношение между концентрациями раствора трилона Б и хлорида железа (III). Для этого в три конические колбы вместимостью 250 мл наливают из бюретки по 10 мл раствора трилона Б, разбавляют его водой до 100 мл, добавляют 10 мл буферного раствора, 7-8 капель сульфосалициловой кислоты и титруют раствором хлорида железа (III) до появления золотисто-оранжевого цвета, не исчезающего в течение 1 мин.

По  среднему результату трех титрований вычисляют коэффициент соотношения К между концентрациями растворов хлорида железа (III) и трилона Б:

,                                                                                                       (10)

где  - объем раствора хлорида железа (III), идущего на титрование 10 мл раствора трилона Б, мл.

Далее  определяют титр раствора трилона Б по AlO.

В  три конические колбы вместимостью 250 мл наливают из бюретки по 25 мл точного раствора соли алюминия, разбавляют его водой до 100 мл, нейтрализуют 10%-ным раствором аммиака до перехода окраски бумаги Конго в красный цвет. Затем добавляют по капле соляную кислоту (1:3), пока не изменится окраска бумаги Конго в синий цвет, после чего добавляют 8-10 капель соляной кислоты.

К  полученному раствору доливают 30 мл раствора трилона Б, нагревают до кипения, прибавляют 10 мл буферного раствора, 7-8 капель сульфосалициловой кислоты. Затем охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором хлорида железа (III) до появления золотисто-оранжевого цвета, не исчезающего в течение 1 мин.

Титр  раствора трилона Б по AlO, г/мл, определяют по формуле

,                                                                                       (11)

где  Т - титр раствора соли алюминия по AlO, г/мл;

 - коэффициент соотношения между концентрациями растворов трилона Б и хлорида железа;

 - объем раствора хлорида железа (III), идущего на титрование, мл.

4.5.1.2 Порядок проведения анализа

Для  определения железа и алюминия отбирают пипеткой точно 50-100 мл фильтрата от диоксида кремния (4.4.2) и помещают его в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 2-3 капли азотной кислоты, нагревают до температуры 50-60 °С, опускают в него кусочек индикаторной бумаги Конго и нейтрализуют раствором аммиака до изменения окраски бумаги из синего цвета в красный. Затем добавляют по капле раствор соляной кислоты (1:3), пока не изменится окраска бумаги Конго из красного в фиолетовый цвет, добавляют еще 15 капель соляной кислоты, 4-6 капель раствора сульфосалициловой кислоты и титруют раствором трилона Б до обесцвечивания раствора. В эквивалентной точке раствор становится или бесцветным, или светло-желтым, при этом раствор не должен иметь розового оттенка.

Оттитровав  железо, добавляют из бюретки трилон Б в таком количестве, чтобы избыток его после образования комплекса с алюминием был 10 мл или немного больше.

Раствор  нагревают до кипения, а затем охлаждают до 60 °С, нейтрализуют буферным раствором до изменения синей окраски бумаги Конго в красный цвет и еще вводят 10 мл буферного раствора. Раствор охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором хлорида железа (III) до появления устойчивой бурой окраски, не исчезающей в течение 1-1,5 мин.

4.5.1.3 Обработка результатов анализа

Массовую  долю оксида железа (III) FeO, %, когда в анализируемой пробе отсутствует оксид железа (II), определяют по формуле

,                                                                                                 (12)

где  - объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, мл;

 - титр раствора трилона Б по FeO, г/мл;

 - масса навески, г.

При  анализе материалов, содержащих двух- и трехвалентное железо, массовую долю оксида трехвалентного железа FeO (III), %, определяют по формуле

,                                                                                    (13)

где  FeO- содержание общего железа в пересчете на оксид железа (III), определенное по формуле (12), %;

FeO  - содержание оксида железа (II), определяемое по формуле (28) %;

1,1114  - коэффициент пересчета содержания оксида железа (II) на оксид железа (III).

Массовую  долю оксида алюминия AlO, %, определяют по формуле

,                                                                                      (14)

где  - объем раствора трилона Б, добавленного после определения оксида железа, мл;

 - объем раствора хлорида железа (III), идущего на обратное титрование, мл;

 - коэффициент соотношения между концентрациями растворов трилона Б и хлорида железа (III);

 - титр раствора трилона Б по AlO, г/мл.

Абсолютное  допустимое расхождение результатов параллельных определений содержания оксида железа и оксида алюминия не должно превышать значений, указанных в таблице 3.

Таблица  3                                                                      В процентах

Часть 1    |    Часть 2    |    Часть 3