ICS77.100 H11 中华人民共和国国家标准 GB/T5687.4—2016 代替GB/T5687.4—1985 氮化铬铁和高氮铬铁 氮含量的测定 蒸馏-中和滴定法 Nitrogen-bearingferrochromiumandnitrideferrochromewithhigh nitrogencontent—Determinationofnitrogencontent— Thedistillation-neutralizationtitrationmethod 2016-06-14发布 2017-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T5687分为以下若干部分: ———GB/T5687.2 铬铁、硅铬合金和氮化铬铁 硅含量的测定 高氯酸脱水重量法; ———GB/T5687.4 氮化铬铁和高氮铬铁 氮含量的测定 蒸馏-中和滴定法; ———GB/T5687.10 铬铁 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法; …… 本部分为GB/T5687的第4部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T5687.4—1985《铬铁化学分析方法 中和滴定法测定氮量》。本部分与GB/T5687.4— 1985比较,除编辑性修改外,主要技术变化如下: ———方法适用范围中增加了高氮铬铁中氮含量的测定; ———测定范围由≤1.00%~10.00%调整为氮化铬铁:2.00%~7.00%,高氮铬铁:>7.00%~ 12.00%; ———调整了氨基磺酸标准滴定溶液的配制方法; ———增加了氨基磺酸标准滴定溶液的标定; ———试样粒度由“试样应通过0.088mm筛孔”调整为“易破碎的试样应全部通过0.088mm筛孔, 不易破碎的试样(钻取)应全部通过1.60mm筛孔,并取0.154mm筛上样品”; ———试料称样量调整为“含氮量在2.00%~4.00%之间,称取0.50g,精确至0.0001g;含氮量在 4.00%~12.00%之间,称取0.20g,精确至0.0001g; ———修改了难溶试料的分解方法; ———蒸馏装置中增加了废液瓶; ———调整了氢氧化钠溶液的加入量,易溶试料蒸馏时加入50mL氢氧化钠溶液,难溶试料蒸馏时 加入80mL氢氧化钠溶液。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国生铁及铁合金标准化技术委员会(SAC/TC318)归口。 本部分起草单位:吉林铁合金股份有限公司。 本部分主要起草人:张宇帅、刘冰、郑海东、吴丽玉。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T5687.4—1985。 ⅠGB/T5687.4—2016 氮化铬铁和高氮铬铁 氮含量的测定 蒸馏-中和滴定法 警告———使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 GB/T5687的本部分规定了蒸馏–中和滴定法测定氮化铬铁和高氮铬铁中的氮含量。 本部分适用于氮化铬铁和高氮铬铁中氮含量的测定。氮化铬铁测定范围(质量分数):2.00%~ 7.00%;高氮铬铁测定范围(质量分数):>7.00%~12.00%。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T4010 铁合金化学分析用试样的采取和制备 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 3 原理 易溶试料用盐酸分解,难溶试料用盐酸、硫酸、磷酸分解,其中氮转化成氨盐,在过量碱的作用下,水 蒸气蒸馏分离氨,以硼酸溶液吸收馏出液,以甲基红-次甲基蓝为指示剂,用氨基磺酸标准滴定溶液 滴定。 4 试剂 分析中除另有说明外,仅使用确认的分析纯试剂和符合GB/T6682规格的三级以上蒸馏水或与其 纯度相当的水。 4.1 盐酸,ρ=1.19g/mL。 4.2 磷酸,ρ=1.70g/mL。 4.3 硫酸,ρ=1.84g/mL。 4.4 盐酸,1+1。 4.5 高锰酸钾溶液,25g/L。 4.6 硼酸溶液,25g/L。 4.7 氢氧化钠溶液,500g/L。 4.8 氨基磺酸标准滴定溶液,约0.10mol/L: a) 配制 称取19.4g氨基磺酸,置于500mL烧杯中,加水溶解,移入2000mL容量瓶中,以水稀释至刻度, 混匀。 1GB/T5687.4—2016 b) 标定 称取5.2994g预先于270℃灼烧至恒重并在干燥器中冷却至室温的基准无水碳酸钠,置于 100mL烧杯中,加水溶解后,移入1000mL容量瓶中,稀释至刻度,混匀。此溶液(1/2Na2CO3)浓度 为0.1000mol/L。 分取20.00mL该溶液3份分别于250mL锥形瓶中,加水约40mL。滴加4滴甲基红-次甲基蓝混 合指示剂溶液(见4.9),用氨基磺酸标准滴定溶液滴定至接近终点时剧烈摇动,继续滴定至溶液由绿色 刚好变为玫瑰红色为终点。3份被滴定溶液所消耗氨基磺酸钠标准滴定溶液体积的极差不大于 0.05mL时,取其平均值,否则,应重新标定。 按式(1)计算氨基磺酸标准滴定溶液的浓度: c1=c2·V2 V1………………………………(1) 式中: c1———氨基磺酸标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L); c2———碳酸钠溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L); V2———分取碳酸钠溶液的体积,单位为毫升(mL); V1———滴定时消耗的氨基磺酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL)。 4.9 甲基红-次甲基蓝混合指示剂溶液:称取0.125g甲基红和0.083g次甲基蓝,溶于100mL乙醇中, 贮于棕色瓶内,混匀。 5 仪器及设备 蒸馏装置示意图见图1。 说明: 1———调节器; 2———加热装置; 3———橡皮塞; 4———水蒸气发生器; 5———废液瓶(500mL); 6———蒸馏瓶(500mL); 7———漏斗; 8———磨口罩; 9———双球分馏器; 10———冷凝管; 11———吸收瓶(250mL); 12———弹簧夹。 图1 蒸馏装置示意图 2GB/T5687.4—2016 6 取制样 按照GB/T4010的规定进行取制样,易破碎的试样应全部通过0.088mm筛孔,不易破碎的试样 (钻取)应全部通过1.60mm筛孔,并取0.154mm筛上样品。 7 分析步骤 7.1 试料量 按表1称取试料,精确至0.0001g。 表1 试料量 氮含量/% 试料量/g 2.00~4.00 0.50 >4.00~12.00 0.20 7.2 测定次数 对同一试样,应至少独立测定2次。 7.3 空白试验 随同试料做空白试验。 7.4 试料的分解 7.4.1 易溶氮化铬铁 将试料(见7.1)置于250mL锥形瓶中,加入30mL盐酸(见4.4),低温加热溶解,待试料完全溶解 后,取下冷却。加入约50mL水,加热煮沸,取下冷却至室温,备蒸馏。 7.4.2 难溶氮化铬铁及高氮铬铁 将试料(见7.1)置于250mL锥形瓶中,加入10mL盐酸(见4.1)、10mL硫酸(见4.3),低温加热至 冒少许白烟,取下冷却,加入15mL磷酸(见4.2),加热至冒白烟,取下冷却,滴加4滴~5滴高锰酸钾溶 液(见4.5),继续加热至瓶口冒烟,取下冷却。加入约50mL水,加热煮沸,取下冷却至室温,备蒸馏。 7.5 蒸馏 7.5.1 蒸馏仪的准备:蒸馏试液前,必须用水蒸气充分清洗仪器并检查仪器是否漏气,以免造成氨的损 失。在蒸馏仪中加入50mL氢氧化钠溶液(见4.7)及30mL水进行蒸馏,至馏出液达80mL左右,滴 定空白值,消耗氨基磺酸标准滴定溶液(见4.8)的体积不应超过0.50mL,仪器方可使用。 7.5.2 于250mL吸收瓶(见图1中11)中加入20mL硼酸溶液(见4.6),将吸收瓶置于冷凝管(见图1 中10)下端,使冷凝管下端置于吸收液中。 7.5.3 将试液(7.4.1或7.4.2)经漏斗(见图1中7)缓慢倒入蒸馏瓶(见图1中6)中,用水冲洗锥形瓶 3次~5次,然后经漏斗缓慢加入氢氧化钠溶液(见4.7)于蒸馏瓶中(易溶氮化铬铁试液加入50mL氢 氧化钠溶液,难溶氮化铬铁及高氮铬铁试液加入80mL氢氧化钠溶液),并用水冲洗漏斗。 3GB/T5687.4—2016 7.5.4 立即加盖磨口罩(见图1中8),夹紧弹簧夹(见图1中12),加热蒸馏,调节温度,控制适宜的蒸馏 速度(以产生的蒸汽不会把磨口罩吹起为宜),待馏出液达110mL左右,降低吸收瓶,使溶液离开冷凝 管口,再继续蒸馏30s,使冷凝管中残留的液体自动流出,用少量水冲洗冷凝管口,取下吸收瓶。 7.5.5 断电,停止蒸馏。此时,蒸馏瓶中废液自动回吸到废液瓶中(见图1中5),打开磨口罩(见图1中 8)和弹簧夹(见图1中12),放出废液。 7.6 滴定 向吸收瓶中滴加4滴甲基红-次甲基蓝混合指示剂溶液(见4.9),用氨基磺酸标准滴定溶液(见4.8) 滴定,溶液由绿色刚好变为玫瑰红色,即为终点。 8 结果计算 按式(2)计算氮的含量(质量分数)w,数值以%表示。 w=c3×(V3-V0)×14.00 m×1000×100%……………………………(2) 式中: c3 ———氨基磺酸标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L); V3———滴定试料溶液消耗氨基磺酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL); V0———滴定空白溶液消耗氨基磺酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升