Сжигание навески стали в токе кислорода на основе разных методов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кулонометрический метод определения серы



1. Сущность кулонометрического метода

Метод основан на сжигании навески стали в токе кислорода в присутствии плавня при температуре 1300 - 1400°С, поглощении образовавшейся двуокиси серы поглотительным раствором с определенным начальным значением pH ~ 3,3 и последующем измерении на установке для кулонометрического титрования количества электричества, необходимого для восстановления исходного значения рН, которое пропорционально массовой долесеры в навеске анализируемой пробы.

Аппаратура

Кулонометрическая установка любого типа, в том числе в комплекте с корректором массы, обеспечивающая точность результатов анализа, предусмотренную настоящим стандартом.

Лодочки фарфоровые по ГОСТ9147, предварительно прокаленные в токе кислорода при рабочей температуре. При определении массовой доли серы менее 0,005 % лодочки прокаливают непосредственно перед проведением анализа.

Трубчатая печь сопротивления, обеспечивающая температурный нагрев до 1400 °С. Допускается применение индукционных печей.

Весы лабораторные или автоматические (корректор массы). При использовании автоматических весов погрешность измерения массы навески не должна превышать ± 0,001г.

Реактивы и растворы

Кислород чистотой не менее99,0 % по ГОСТ5583.

Поглотительный ивспомогательный растворы в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору, итипом применяемой кулонометрической установки.

Плавень: пятиокись ванадия.Допускается применение в качестве плавня карбонильного радиотехнического железапо ГОСТ 13610, а также вольфрама при использовании индукционных печей.

Эфир сернокислый(медицинский).

Допускается применениедругих летучих органических растворителей: ацетона по ГОСТ 2603, хлороформа.

Подготовка к анализу

Перед проведением анализаустановку приводят в р рабочее состояние согласно инструкции, прилагаемой кприбору.

Перед началом работы, атакже после замены трубок для насыщения системы сжигают две-три произвольныенавески стали с массовой долей серы 0,10 % - 0,20 %.

Градуировку прибора проводятпо стандартным образцам углеродистых сталей.

Проведение анализа

В лодочку помещают навескустали массой 0,25 - 0,50 г в зависимости от массовой доли серы в пробе. Покрываютнавеску стали равномерным слоем плавня.

В случае необходимостинавеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучиморганическим растворителем и высушивать на воздухе.

Лодочку с навеской металла иплавнем помещают в наиболее нагретую часть фарфоровой трубки, которую быстрозакрывают металлическим затвором, нажимают на клавишу «сброс» и сжигают навескуметалла при температуре 1300 - 1400 °С.

В процессе сжигания навескиметалла на цифровом табло осуществляется непрерывный отсчет показаний. Анализсчитают законченным, если цифровые показатели на табло не изменяются в течениеодной минуты или изменяются на величину холостого счета прибора, а стрелкаиндикатора pH установится в исходное положение.

Параллельно через все стадиианализа проводят анализ контрольного опыта. Для этого в прокаленную фарфоровуюлодочку помещают плавень - пятиокись ванадия массой 0,2 или 0,4 г (взависимости от химического состава анализируемой стали) и сжигают его прирабочей температуре в течение времени, затрачиваемого на сжигание навескианализируемого материала стали.

Обработка результатов

Массовую долю серы S,%, вычисляют по формуле

,

где m1 - масса навески, по которойотградуирован прибор, г;

а - показания прибора, полученныев результате сжигания навески анализируемого материала, %;

а1- среднееарифметическое значение показаний прибора, полученное в результате сжиганияплавня, при проведении контрольного опыта, %;

т - масса анализируемой навескиметалла, г.

При использовании корректорамассы формула приобретает вид

S= а - а1. (6)

6.6.2 Нормы точности инормативы контроля точности определения массовой доли серы приведены в таблице 2.

2. Инфракрасно-абсорбционный метод определения серы

Сущность метода

Метод основан на сжиганиинавески стали в токе кислорода при температуре 1700 °С и определенииколичества образовавшейся двуокиси серы путем измерения поглощенной еюинфракрасной радиации.

Аппаратура

Любой тип автоматическогоанализатора, основанный на принципе абсорбции инфракрасной радиации,обеспечивающий точность результатов анализа, предусмотренную настоящимстандартом.

Реактивы

Кислород чистотой не менее99,0 % по ГОСТ5583.

Эфир сернокислый(медицинский).

Допускается применениедругих летучих органических растворителей: ацетона по ГОСТ 2603, хлороформа.

Плавень применяют взависимости от типа используемого анализатора.

Подготовка к анализу

Перед проведением анализаустановку приводят в рабочее состояние в соответствии с инструкцией,прилагаемой к прибору.

Градуировку прибора проводятпо стандартным образцам сталей типа углеродистой.

Проведение анализа

Анализ проводят всоответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

В случае необходимостинавеску рекомендуется предварительно промывать эфиром или другим летучиморганическим растворителем и высушивать на воздухе.

Для внесения соответствующейпоправки в результат анализа пробы проводят контрольный опыт.

Обработка результатов

Массовую долю серы S,%,вычисляют по формуле

S = a - a1,

где a - показания прибора,полученные в результате сжигания навески анализируемого материала, %;

а1- показанияприбора, полученные в результате сжигания плавня, % (контрольного опыта).

Нормы точности и нормативыконтроля точности определения массовой доли серы приведены в таблице 2.

Сталь и чугун. Определение массовой доли серы титриметрическим методом после сжигания навескипробы (ИСО 671-82)

А.1 Область применения

Настоящий стандартустанавливает титриметрический метод определения массовых долей серы в стали ичугуне после сжигания испытуемой пробы в токе кислорода.

А.2 Нормативные ссылки

В настоящем стандартеиспользованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ5583-78 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский.Технические условия

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89)Чугун, сталь и сплавы. Методы отбора проб для химического состава

А.3 Сущность метода

Метод основан на сжиганиинавески пробы в токе кислорода при температуре 1450 °С в присутствии, принеобходимости, металлического плавня, поглощении образующегося сернистого газаокисляющим раствором, состоящим из сернокислого калия и пероксида водорода, иоттитровывании образующейся серной кислоты стандартным раствором тетраборнокислогонатрия.

А.4 Реактивы

При проведении анализа, еслинет других указаний, используют реактивы известной аналитической чистоты,дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

Примечание - С целью проверки содержания серы вреактивах проводят контрольный опыт и, при необходимости, вносятсоответствующие поправки в результаты анализа.

А.4.1 Кислород чистотой неменее 99,0 % по ГОСТ5583 без примесей серы.

А.4.2 Асбест натронный(аскарит), размер частиц около 2 мм.

А.4.3Магний хлорнокислый Mg(ClO4)2, размер частицоколо 2 мм.

А.4.4Чистое железо с известным содержанием серы.

А.4.5Плавни: железо, медь, олово с известным содержанием серы.

А.4.6Поглотительный раствор: 5 г сернокислого калия растворяют в 200 см3 кипяченой и охлажденной воды,добавляют 100 см3 пероксида водорода и доводят до 2500 см3кипяченой и охлажденной водой.

А.4.7Натрий тетраборнокислый, стандартный раствор, соответствующий 0,010 % серы для 1 г/см3 навески:2,3839 г тетраборнокислого натрия (Na2B4O7 . 10H2O)взвешивают с точностью до четвертого десятичного знака и растворяют в 2000 см3кипяченой и охлажденной воды.

А.4.8Раствор смеси индикаторов: 0,1 г метиленового синего и 0,3 г метилового красного растворяют вдистиллированной воде и разбавляют дистиллированной водой до 500 см3.

Примечание - Соотношения между величинами навесокиндикаторов допускается устанавливать в зависимости от чувствительности глазааналитика. Интенсивность окраски индикатора можно оценивать с помощьюоптического прибора.

А.5 Аппаратура

Установка для проведенияанализа приведена на рисунке А.1. Отдельные узлы установки связанымежду собой герметичными соединительными трубками.

Рисунок А.1 - Установка дляопределения массовой доли серы тетраборатным методом

А.5.1 Источник кислорода 7(баллон с кислородом или кислородопровод), снабженный редукционным вентилем иманометром для пуска и регулирования тока кислорода.

А.5.2 Очистительная иосушительная колонка 2, заполненная натронным асбестом и хлорнокислыммагнием (п. А.4.3).

А.5.3 Ротаметр 3 дляизмерения расхода кислорода от 0,2 до 3 дм3/мин.

А.5.4 Трубчатая электропечь 9,обеспечивающая внутри трубки постоянную температуру 1420 °С.

А.5.5 Огнеупорная трубка 6,предназначенная для сжигания пробы при 1450 °С, состоящая из широкой частивнутренним диаметром 27 мм и длиной 450 мм и узкой части внутренним диаметром 3мм и длиной 250 мм.

Примечания

1 Место сужения трубки должно приходиться нацентральную, самую горячую зону.

2 Соединение трубки 6 с газовымвыпускным краном 10 подвергается воздействию очень горячей газообразнойсмеси, покидающей электропечь, и поэтому должно охлаждаться, в особенности,если оно изготовлено из натурального или синтетического каучука. Охлаждениедолжно быть таким, чтобы температура на внутренней поверхности соединения,находящейся в соприкосновении с газообразной смесью, не превышала 40 °С.

А.5.6 Кран для пускакислорода 4.

А.5.7 Устройство 5 для пускакислорода с окошком, позволяющим визуально наблюдать за процессом сжигания (рисунок А.2).

1 - цветное стекло, установленное на эпоксидной смоле; 2 -уплотнительная резиновая прокладка; 3 - водяная камера; 4 - отводводы; 5 - трубка сжигания; 6 - уплотнительная резиноваяпрокладка; 7 - подача воды; 8 - подача кислорода; 9 -торсидальная прокладка; 10 - втулка с насечкой



Рисунок А.2 - Устройство для трубки сжигания сводяным охлаждением

А.5.8 Платина -платинородиевая термопара 7, высокотемпературный конец которойрасполагается у внешней поверхности трубки поблизости от лодочки и огнеупорнойкапсулы. Необходимо установить и периодически проверять зависимость междутемпературой внутри трубки 6 и показаниями прибора.

А.5.9 Лодочка 8,изготовленная из огнеупорного материала, с широким плоским дном длиной от 80 до100 мм, высотой 8 - 9 мм, шириной 15 - 16 мм, предназначенная для сжиганиянавески и выдерживающая двухкратный нагрев до 1420 °С (рисунок А.3).

Рисунок А.3

1 - лодочка; 2 - капсула

А.5.10 Огнеупорная капсула 15(рисунок A.1),изготовленная из материала, состоящего из диоксида алюминия и 12,0 % - 15,0 %оксида кремния, внутренним диаметром 14 мм, наружным диаметром 16 мм, длиной 50мм. Пористость капсулы обеспечивает постоянный равномерный поток газа через всюповерхность навески при заданном расходе газа от 4 до 5 дм3/мин идавлении 250 мм водного столба (рисунок А.3). Перед применением лодочку икапсулу прокаливают в потоке чистого кислорода при 1420 °С в течение 10 мин ихранят в эксикаторе.

А.5.11 Газовый впускной кран 10внутренним диаметром 2,5 мм, предназначенный для того, чтобы не допуститьподъема абсорбирующего раствора по барботажной трубке, когда печь открывают длятого, чтобы вставить в нее лодочку с огнеупорной капсулой, и во времяпредварительного нагрева, когда в результате окисления металла в печи создаетсявакуум.

А.5.12 Барботажная трубка 13(рисунок А.1)с отверстиями приведена на рисунке А.4.

Рисунок А.4 - Барботажнаятрубка с отверстиями

А.5.13 Поглотительный сосуд 14диаметром не менее 35 мм, высотой 140 мм.

А.5.14 Бюретка 12вместимостью 10 см3, заполненная стандартным раствором натрия (А.4.7).

А.5.15 Газовая трубка 11должна быть максимально короткой.

А.6 Отбор и подготовка проб

Отбор и подготовку проб дляанализа проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7565.

А.7 Методика проведенияанализа

В связи с опасностью взрывапри проведении анализа необходимо исключить все возможные контактыхлорнокислого магния с органическими веществами.

А.7.1 Подготовка к анализу

Для того, чтобы убедиться вгерметичности установки, полноте выгорания навески и отсутствии серы вогнеупорных материалах, необходимо перед выполнением анализа провестипредварительное определение серы в нескольких навесках стали или чугуна сизвестной массовой долей серы. Проверку герметичности аппаратуры можнопроводить, не вводя лодочку с капсулой в трубку для зажигания.

Примечание - Результаты, полученные при этихопределениях, а также разница между средним значением и известной массовойдолей серы в анализируемых пробах, не должны отличаться от соответствующихзначений, присущих всем методам определения серы.

А.7.2 Навеска

Масса навески анализируемойпробы в виде мелкой стружки размером в несколько десятых долей миллиметрадолжна составлять:

1,0 ± 0,001 г - при массовойдоле серы в образце менее 0,10 %;

0,5 ± 0,001 г - при массовойдоле серы в образце 0,10 % - 0,20 %;

при массовой доле серы более0,20 % величину навески анализируемой пробы необходимо рассчитать такимобразом, чтобы массовая доля серы в ней составляла не более 1000 мкг. Длясохранения одинаковых условий сжигания навеску пробы следует дополнить до 1 гчистым железом (А.4.4).

А.7.3 Проведение анализа

А.7.3.1 Сжиганиенежаропрочных сталей и чугунов

Электрическую печь 9нагревают так, чтобы внутри трубки температура составляла не менее 1420 °С.Открывают краны 4 и 10, пропускают кислород со скоростью1,2 дм3/мин через печь в сосуд с поглотительным раствором (А.4.6), при этом уровень раствора должен обязательноподняться на 80 мм выше отверстий барботажной трубки 13.

Добавляют в поглотительныйраствор 4 - 5 капель смеси индикаторов (А.4.8) и нейтрализуют его стандартным раствором тетраборнокислого натрия (А.4.7) до получения устойчивой светло-зеленой окраскираствора. Отмечают уровень стандартного раствора в бюретке V1в кубических сантиметрах.

Закрывают краны 4 и 10,прекратив подачу кислорода. Открывают заслонку входного устройства 5 ипомещают лодочку с капсулой и анализируемой пробой в широкую, наиболее нагретуючасть трубки сжигания 6. Закрывают заслонку входного устройства 5,открывают входной кран 4 для потока кислорода со скоростью 1,2 дм3/мин,а затем быстро открывают кран для вывода газа 10.

Навеску пробы сжигают втечение 3 мин в потоке кислорода. Образующийся при этом сернистый газ полностьюпереходит из трубки сжигания в поглотительный сосуд, где поглощаетсяпоглотительным раствором, который титруют в течение 4 мин стандартным растворомтетраборнокислого натрия (А.4.7) до полученияустойчивой светло-зеленой окраски. Отмечают уровень стандартного раствора вбюретке V2 в кубических сантиметрах.

Конец титрования можноустановить также потенциометрическим методом.

А.7.3.2 Сжигание жаростойкихсталей и чугунов

В связи с тем, что начальныйэтап сжигания этих сталей и чугунов затруднителен, к навеске пробы необходимодобавлять определенное количество плавня (А.4.5), нопри этом следует иметь в виду, что размеры лодочки и капсулы рассчитаны длясжигания навески массой не более 1,2 г.

Обработка результатов

А.8.1 Массовую долю серы S, %,вычисляют по формуле

,

где 0,00010 - массовая концентрация раствора тетраборнокислого натрия,г/см3 серы;

(V2 - V1) - объем растворатетраборнокислого натрия, израсходованный на титрование, см3;

т -масса навески анализируемой пробы, г.

Сталь и чугун.Определение массовой доли серы методом инфракрасной абсорбционной спектроскопиипосле сжигания навески пробы в индукционной печи (ИСО 4935-89)

Б.1 Область применения

Настоящий стандартустанавливает инфракрасно-абсорбционный метод определения массовой доли серы встали и чугуне после сжигания пробы в индукционной печи. кулонометрический абсорбционный сера навеска

Метод применяют приопределении массовой доли серы в диапазоне 0,002 % - 0,10 %.

Б.2 Нормативные ссылки

В настоящем стандартеиспользованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1770-74 Посуда мернаялабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие техническиеусловия

ГОСТ5583-78 (ИСО 2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский.Технические условия

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2-89)Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для химического состава

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77)Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84)Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

Б.3 Сущность метода

Метод основан на сжиганиинавески пробы в высокочастотной индукционной печи в потоке кислорода вприсутствии плавня и определении количества образовавшегося диоксида серы попоглощению в инфракрасной области.

Б.4 Реактивы и материалы

При проведении анализа, еслинет других указаний, используют реактивы известной аналитической чистоты,дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

Б.4.1 Кислород чистотой неменее 99,5 % по ГОСТ5583.

Для удаления органическихпримесей, содержащихся в кислороде, перед фильтром очистки устанавливают трубкус катализатором (диоксид меди или платина), нагретую до температуры выше 450°С.

Б.4.2Железо металлическое с массовой долей серы менее 0,0005 %.

Б.4.3Растворитель, пригодный для промывки жирной или грязной стружки, например ацетон.

Б.4.4 Магний хлорнокислый Mg(ClO4)2 размером частиц0,7 - 1,2 мм.

Б.4.5Плавень - вольфрам с массовой долей серы не более 0,0005 %. Размер частиц плавня зависит от типаиспользуемого прибора.

Б.4.6 Стандартные растворысеры.

Взвешивают с точностью до 0,1мг указанные в таблице Б.1 количества сернокислого калия,предварительно высушенного при 105 - 110 °С в течение 1 ч до постоянной массы иохлажденного в эксикаторе.

Переносят навески в семьмерных колб вместимостью 100 см3, растворяют в дистиллированнойводе, доводят до метки (дистиллированной водой) и перемешивают.

Таблица Б.1

Стандартный раствор серы	Масса навески сернокислого калия, г	Массовая концентрация стандартного раствора серы, мг/см3
1	0,2174	0,40
2	0,3804	0,70
3	0,5434	1,00
4	1,0869	2,00
5	1,9022	3,50
6	2,7172	5,00
7	4,3475	8,00



Б.4.7 Аскарит (асбест,пропитанный гидроксидом натрия) размером частиц от 0,7 до 1,2 мм.

Б.5 Аппаратура

При проведении анализа, еслинет других указаний, применяют только обычный лабораторный прибор.

Вся лабораторная стекляннаяпосуда должна соответствовать ГОСТ 29251, ГОСТ 29169 и ГОСТ 1770.

Характеристики выпускаемыхпромышленных приборов приведены в приложении В.

Б.5.1Микропипетки на 50 и 100 см3 с погрешностью измерения не более 1 см3.

Б.5.2Капсула оловянная диаметром около 6 мм, высотой 18 мм, объемом 0,4 см3,массой 0,3г.

Б.5.3Тигли керамические, способные выдержать нагрев в индукционной печи. Перед использованием тиглипрокаливают в электропечи в воздухе или струе кислорода в течение двух часовпри температуре 1100 °С и хранят в эксикаторе.

Примечание - При определении низких содержаний серырекомендуется прокаливать тигли при температуре 1350 °С в струе кислорода.

Б.6 Отбор и подготовка проб

Отбор и подготовку проб дляанализа проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7565.

Б.7 Методика проведенияанализа

Техника безопасности

Основная опасность связана свозможностью получения ожогов при предварительном прокаливании керамическихтиглей и работе с расплавом. Следует пользоваться специальными щипцами длятиглей и контейнерами для использованных тиглей. При использовании баллонов скислородом следует соблюдать обычные для этого случая меры предосторожности.После завершения сжигания пробы следует немедленно удалить кислород из печи,так как повышенное содержание кислорода в замкнутом пространстве может привестик воспламенению и взрыву.

Б.7.1 Подготовка к анализу

Для предварительной очисткикислород пропускают через трубку, заполненную аскаритом (асбестом, пропитаннымраствором гидроксида натрия), и трубку с хлорнокислым магнием. Для очисткикислорода от пыли используют фильтр из стекловаты или металлическую сетку изнержавеющей стали, которые следует чистить или заменять по мере необходимости.Камеру сгорания печи, подставку под тигли и фильтры необходимо периодическичистить для удаления осевших окислов.

Каждый блок оборудованияпосле его включения необходимо прогреть в течение времени, указанного винструкции к прибору.

После очистки камеры сгоранияпечи замены или очистки фильтров, а также после перерыва в работе прибора длястабилизации его работы необходимо провести сжигание нескольких проб, составкоторых аналогичен анализируемым.

Через установку пропускаюткислород и устанавливают контрольно-измерительные приборы на нуль. Если шкалаизмерительного прибора регистрирует массовую долю серы сразу в процентах,необходимо настроить прибор для каждой области калибровки. Для этого выбираютстандартный образец с массовой долей серы, близкой к максимальному вкалибровочном интервале. Анализ образца проводят, как указано в Б.7.4, и устанавливают аттестованное значение массовойдоли серы на измерительной шкале прибора.

Примечание - Настройку шкалы проводят перед калибровкойпо Б.7.4, она не заменяет и не корректирует самукалибровку.

Б.7.2Проба для анализа

Анализируемую пробуобезжиривают, промыв в соответствующем растворителе, высушивают для удаленияследов растворителя и взвешивают с точностью до 1 мг:

1 г - при массовой доле серыменее 0,04 %;

0,5 г - при массовой долесеры более 0,04 %.

Примечание - Масса навески может зависеть от типаиспользуемого анализатора.

Б.7.3 Контрольный опыт

Перед проведением анализанеобходимо дважды провести контрольный опыт.

Оловянную капсулу (Б.5.2) помещают в керамический тигель (Б.5.3) и слегка прижимают ее ко дну тигля. Добавляютчистое железо (Б.4.2) в количестве, соответствующемнавеске анализируемой пробы, и (1,5 ± 0,1) г плавня (Б.4.5).Помещают керамический тигель с его содержимым на подставку под тигли, поднимаютее до положения сжигания и закрывают камеру сгорания печи. В конце цикласжигания и измерения удаляют тигель из камеры сгорания и записывают показанияприбора.

Полученные результаты вмиллиграммах серы переводят с помощью калибровочного графика и рассчитываютзначение контрольного опыта, вычитая массу серы в чистом железе из найденногозначения (примечание 1).

Среднее значение контрольногоопыта определяют по двум параллельным результатам (примечание 2).

Примечания

1 Для определения содержания серы в чистомжелезе готовят два керамических тигля, в каждый из которых помещают оловяннуюкапсулу, слегка прижав ее ко дну тигля, добавляют 0,500 г чистого железа (Б.4.2) в один керамический тигель и 1,000 г - в другойтигель, покрыв каждую навеску плавнем (Б.4.5) вколичестве (1,5 ± 0,1) г;

выполняют с тиглями операции, указанные в Б.7.4;

полученные результаты в миллиграммах серыпереводят с помощью калибровочного графика (Б.7.5).

Массу серы (m2) в 0,500 г чистого железа (Б.4.2) вычисляютвычитанием m3, соответствующей 0,500 г чистого железа, из m4, соответствующей 1,000 г чистого железа. Масса (m5) серы в 1 г чистого железа вдвое больше массы (m2) серы в 0,500 г чистого железа

m5 = 2m2 = 2(т4 - т3). (Б.1)

2 Среднее значение контрольногоопыта не должно превышать 0,005 мг серы, а разность между значениями двухпараллельных измерений контрольного опыта не должна превышать 0,003 мг серы.Если эти значения превышают указанные значения, необходимо установить иустранить причину загрязнения.

Б.7.4Определение

Оловянную капсулу (Б.5.2) помещают в керамический тигель (Б.5.3), слегка прижимают ее ко дну, помещают в неенавеску анализируемой пробы (Б.7.2) и покрываютплавнем (Б.4.5) в количестве (1,5 ± 0,1) г. Тигель ссодержимым помещают на специальную подставку для тиглей, приводят прибор врежим сжигания и закрывают камеру сгорания. Согласно инструкции по эксплуатацииприбора включают печь. По окончании сжигания и измерения тигель удаляют изаписывают результаты анализа.

Б.7.5Подготовка к построению калибровочного графика

Б.7.5.1Образцы с массовой долей серы менее 0,005 %

Б.7.5.1.1 Подготовкакалибровочных растворов

С помощью микропипетки (Б.5.1) вводят по 50 см3 воды и каждого изстандартных растворов серы (таблица Б.2) в четыре оловянные капсулы. Затемрастворы медленно испаряют при температуре 90 °С до полного высыхания, капсулыохлаждают до комнатной температуры и помещают в эксикатор.

Таблица Б.2

Стандартный раствор серы	Масса серы, мг	Массовая доля серы в анализируемой пробе, %
Вода	0	0,0000
1	20	0,0020
2	35	0,0035
3	50	0,0050

Б.7.5.1.2Измерение

Оловянную капсулу помещают вкерамический тигель (Б.5.3), слегка прижимают ее кодну тигля, добавляют 1,000 г чистого железа (Б.4.2)и покрывают плавнем (Б.4.5) в количестве (1,5 ± 0,1)г. Далее действуют, как указано в Б.7.4.

Б.7.5.1.3Построение калибровочного графика

Из значений измерений,найденных для каждого калибровочного раствора, вычитают значения, полученныедля контрольного опыта. Калибровочный график строят по найденным таким образомистинным значениям показаний шкалы и соответствующим им значениям серы вмиллиграммах в каждом калибровочном растворе.

Б.7.5.2Образцы с массовой долей серы от 0,005 % до 0,04 %

Б.7.5.2.1Подготовка растворов калибровочной серии

С помощью микропипетки (Б.5.1) вводят по 50 см3 воды и каждого изстандартных растворов серы (таблица Б.3) в пять оловянных капсул (Б.5.2). Затем растворы медленно испаряют притемпературе 90 °С до полного высыхания, капсулы охлаждают до комнатнойтемпературы и помещают в эксикатор.

Таблица Б.3

Стандартный раствор серы	Масса серы, мг	Массовая доля серы в анализируемой пробе, %
Вода	0	0,0000
1	50	0,0050
2	100	0,0100
3	250	0,0250
4	400	0,0400

Б.7.5.2.2 Измерение

Измерение проводят по Б.7.5.1.2

Б.7.5.2.3 Построениекалибровочного графика - по Б.7.5.1.3.

Б.7.5.3 Образцы с массовойдолей серы от 0,04 % до 0,1 %

Б.7.5.3.1 Подготовкакалибровочных растворов

С помощью микропипетки (Б.5.1) вводят по 100 см3 воды и каждого изстандартных растворов серы (таблица Б.4) в пять оловянных капсул (Б.5.2). Затем растворы медленно испаряют притемпературе 90 °С до полного высыхания, капсулы охлаждают до комнатнойтемпературы и помещают в эксикатор.

Таблица Б.4

Стандартный раствор серы	Масса серы, мг	Массовая доля серы в анализируемой пробе, %
Вода	0	0,0000
1	100	0,0200
2	200	0,0400
3	350	0,0700
4	500	0,1000

Б.7.5.3.2 Измерения

Оловянную капсулу помещают вкерамический тигель (Б.5.3), слегка прижимают ее кодну тигля, добавляют 0,500 г чистого железа (Б.4.2)и покрывают плавнем (Б.4.5) в количестве (1,5 ± 0,1)г. Тигель и содержимое его необходимо обработать, как указано в Б.7.4.

Б.7.5.3.3 Построениекалибровочного графика - по Б.7.5.1.3

Б.8 Обработка результатов

Б.8.1 Расчет

Показания для анализируемыхпроб, полученные на шкале прибора, переводят с помощью калибровочного графика(п.Б.7.5.1) в соответствующие значения массовойдоли серы (m0) в миллиграммах.

Массовую долю серы Ws, %, вычисляют по формуле



где m0 - масса серы в анализируемойпробе, мг;

- масса серы в контрольномопыте, мг;

m- массанавески анализируемой пробы, г.

Б.8.2 Точность метода

Точность измерений в данномметоде характеризуется следующими метрологическими характеристиками:

повторяемостью (r),внутрилабораторной воспроизводимостью (R) и межлабораторнойвоспроизводимостью (Rw).

Между массовой долей серы и r, R и Rw, приведенными в таблице Б.5,существует логарифмическая зависимость.

Таблица Б.5

Массовая доля серы, %	Повторяемость r, %	Внутрилабораторная воспроизводимость R, %	Межлабораторная воспроизводимость Rw, %
0,002	0,00021	0,00059	0,00025
0,005	0,00037	0,00111	0,00048
0,010	0,00057	0,00179	0,00077
0,020	0,00088	0,00289	0,00126
0,050	0,00156	0,00543	0,00239
0,100	0,00241	0,00878	0,00389

Б.9 Протокол испытания

Протокол испытания долженсодержать следующие сведения:

- всю информацию о лабораториии дате анализа;

- использованный метод соссылкой на настоящий стандарт;

- результаты и форму, вкоторой выражены образцы;

- любые необычныеособенности, отмеченные в ходе проведения анализа;

- любые операции, неуказанные в настоящем стандарте, или любые операции, которые могли бы повлиятьна результаты анализа.

Техническиеособенности индукционных печей и инфракрасных анализаторов, изготовляемых дляопределения серы

B.1Источник кислорода (баллон или кислородопровод) должен быть снабженредукционным вентилем для регулирования давления кислорода, подаваемого в печь.При этом регулятор давления должен быть рассчитан на 28 кг/м2.

В.2 Устройство для очисткикислорода состоит из поглотительной трубки, наполненной асбестом, пропитаннымгидроксидом натрия, для поглощения диоксида углерода, и осушительной трубки схлорнокислым натрием.

В.3 Измеритель газовогопотока (реометр), рассчитанный на измерение в диапазоне 0 - 4 дм3/мин.

В.4 Высокочастотнаяиндукционная печь

В.4.1 Печь для сжиганиясостоит из индукционной катушки и высокочастотного генератора. Камера печипредставляет собой кремнеземистую трубку (наружный диаметр 30 - 40 мм,внутренний диаметр 26 - 36 мм, длина трубки 200 - 220 мм),которая вставлена внутрь индукционной катушки. На концах трубки находятсяметаллические пластины, укрепленные металлическими кольцами. В пластинахимеются входное и выходное отверстия для газа.

В.4.2 Высокочастотныйгенератор мощностью 1,5 - 2,5 кВт может иметь различную частоту в зависимостиот конкретного изготовителя.

Применяют частоты: 2 - 6 мГц,15 мГц или 20 мГц. Энергия от генератора подается на индукционную катушку, вкоторую помещена кремнеземистая трубка, охлаждаемая воздухом.

В.4.3 Тигель с образцом,флюсом и плавнем помещают на подставку, расположенную так, чтобы при ее подъемеметалл в тигле оказывался непосредственно внутри индукционной катушки, чтообеспечивает эффективную связь при подаче энергии.

В.4.4 Диаметр индукционнойкатушки, число витков, геометрические размеры камеры печи и мощность генератораопределяет фирма-изготовитель

В.4.5 Температура сжиганиязависит как от факторов, указанных в В.4.4, так и от свойств металла в тигле,формы и массы анализируемого образца.

В.5 Пылеуловитель,предназначенный для очистки тока кислорода, выходящего из печи, от пыли иокислов металлов.

В.6 Инфракрасный анализатор

В.6.1 Для большинстваприборов этого типа характерно, что газообразные продукты сжигания переносятсяв систему анализатора непрерывным потоком кислорода. Поток газа проходит черезячейку, где фотоэлемент регистрирует излучение, поглощенное диоксидом серы винфракрасной области спектра, излучение измеряется и суммируется за заданныйпериод времени. Сигнал преобразуется в процентное содержание серы и выводитсяна шкалу прибора.

В.6.2 В некоторыханализаторах продукты сжигания собираются в атмосфере кислорода приконтролируемом давлении в заданном объеме, и эту смесь анализируют насодержание диоксида серы.

В.6.3 Анализатор обычноснабжается электронными приспособлениями для установки шкалы прибора на нуль,компенсации холостого опыта, установки наклона калибровочной кривой и коррекциив случае ее нелинейного характера. Кроме того, анализатор имеет, как правило,возможность ввода массы навески стандартного образца и анализируемой пробы дляавтоматической коррекции считываемого результата. Приборы могут быть такжеснабжены автоматическими весами для взвешивания тиглей, навесок испытуемыхобразцов и передачи значений их масс в калькулятор.

Размещено на Allbest.ru

...