Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 5382-91 "Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа" (утв. постановлением Государственного строительного комитета СССР от 30 января 1991 г.n 3)


Cements and materials for cement production.
Chemical analysis methods


Взамен ГОСТ 5382-73, ГОСТ 9552-76


Дата введения 1 июля 1991 г.


Настоящий стандарт распространяется на цементы, клинкер, сырьевые смеси, минеральные добавки и сырье, применяемые в цементном производстве, и устанавливает нормы точности выполнения анализов химического состава, а также методы определения массовой доли влаги, потери при прокаливании, нерастворимого остатка, оксидов кремния, кальция (в том числе свободного), магния, железа, алюминия, титана, серы, калия, натрия, марганца, хрома, фосфора, бария, хлор-иона, фтор-иона (далее - элементов).

Допускается применение других методов анализа, метрологически аттестованных и соответствующих нормам точности настоящего стандарта. При этом ошибка воспроизводимости методов не должна превышать двух ошибок повторяемости, установленных в стандарте для соответствующих элементов.

Пояснения к терминам, применяемым в настоящем стандарте, приведены в приложении 1.


1. Общие требования


1.1. Отбор проб цемента - по СТ СЭВ 3477, отбор проб других материалов - в соответствии с нормативно-технической или технологической документацией на эти материалы.


1.2. Отобранную пробу материала сокращают несколькими последовательными квартованиями до 25 г и подсушивают. 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 обработка магнитом, если материал содержит магнитные минералы. Дальнейшим квартованием отбирают для анализа среднюю аналитическую пробу массой около 10 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 (110+-5)°С (за исключением случая, когда выполняют анализ по определению содержания влаги), охлаждают в эксикаторе и тщательно перемешивают. Масса считается постоянной, если разность двух последовательных взвешиваний после сушки не превышает 0,0004 г. Допускается производить анализ из воздушно-сухой навески с последующим пересчетом на сухую навеску. Массу сухой навески (m) в граммах вычисляют по формуле


                              m х (100 - X)

                               0

                         m = ---------------,                         (1)

                                   100


     где

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

      0

     X - массовая доля влаги в материале, определенная по разд.3, %.


1.3. Для взвешивания навесок в зависимости от допускаемой погрешности взвешивания применяют 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 гравиметрических методах, исходных веществ для приготовления стандартных растворов взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г, навесок индикаторов для приготовления растворов и индикаторных смесей - с погрешностью не более 0,001 г, навесок реактивов для приготовления титрованных и вспомогательных растворов - с погрешностью не более 0,01 г, а плавней - с погрешностью не более 0,1 г.

1.4. Для проведения анализа применяют мерную лабораторную посуду не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 20292 (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 нормативно-технической документации (НТД).

Допускается применение аналогичной импортной посуды и материалов.

1.5. Для приготовления растворов и проведения анализов применяют реактивы не ниже ч.д.а., если не указана иная классификация, и дистиллированную воду, которая должна соответствовать ГОСТ 6709 в части требований к массовой доле ионов хлора и кальция.

1.6. Для прокаливания и сплавления навесок анализируемых проб с плавнями применяют муфельные лабораторные электропечи или печи аналогичного типа с температурой нагрева до 1100°С.

Для сушки материалов в воздушной среде используют сушильные шкафы с терморегулятором.

Для проведения анализов используют электрические плитки, песчаные и водяные бани, термометры, магнитные мешалки, титраторы, фотоэлектротитриметры, иономеры, рН-метры, пламенные фотометры, концентрационные фотоэлектроколориметры.

1.7. Применяемые средства анализа должны соответствовать требованиям НТД на них.

1.8. Применяемые средства измерений должны быть поверены, а оборудование аттестовано по ГОСТ 8.326.

1.9. Концентрацию растворов выражают:

массовой долей в процентах, численно равной массе вещества в граммах в 100 г раствора;

массовой концентрацией в граммах на кубический дециметр или граммах на кубический сантиметр;

молярной концентрацией вещества в молях на кубический дециметр (М);

молярной концентрацией вещества-эквивалента в молях на кубический дециметр (Н);

соотношением объемных частей (например 1 : 2), где первые числа означают объемные части концентрированной кислоты или иного реактива, а вторые - объемные части воды (если не указан другой растворитель).

1.10. Допускается последовательное определение нескольких элементов из одной навески, переведенной в раствор, отбирая аликвотные части раствора. Схема систематического анализа цемента приведена в приложении 2.

1.11. Массовую концентрацию стандартных растворов, а также титранта по определяемому элементу (далее - титр) и соотношение объемов растворов (в титриметрических методах) рассчитывают как среднее арифметическое по результатам не менее трех параллельных определений. Расчет проводят до четвертого значащего знака.

1.12. Для контроля погрешности результатов анализа используют изготовленные в соответствии с ГОСТ 8.531 и ГОСТ 8.315 и аттестованные в соответствии с ГОСТ 8.316 и ГОСТ 8.532 стандартные образцы состава веществ и материалов: государственные и отраслевые стандартные образцы (ГСО и ОСО), стандартные образцы предприятий (СОП). При этом результат анализа стандартного образца считают удовлетворительным, если среднее арифметическое 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.

1.13. Массовую долю элементов в анализируемой пробе определяют параллельно в двух навесках. За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

1.14. В качестве норм точности (метрологических характеристик) определение содержания элемента используют:

ошибку повторяемости, характеризующую возможные расхождения между результатами анализа одного образца, полученными одним лаборантом при использовании одного метода, одной и той же аппаратуры и реактивов и за возможно более короткий срок;

ошибку воспроизводимости, характеризующую возможные расхождения между результатами анализа одного образца, полученными при использовании одного метода, но в разных лабораториях, разными лаборантами и с использованием разной аппаратуры и реактивов;

расхождение между параллельными определениями.

1.14.1. Для вычисления ошибки повторяемости используют результаты параллельных определений массовой доли элементов, выполненных в данной лаборатории за последнее время. Используют не менее 20 пар результатов параллельных определений.

Среднюю квадратическую (стандартную) ошибку повторяемости (S_п) вычисляют по формуле


                                      _

                             S = 0,886R,                              (2)

                              п


     где

     _

     R - средний размах по всем парам параллельных определений.


Средний размах R средн. вычисляют по формуле


                                n

                              Сумма R

                          _     i=1  i

                          R = --------,                               (3)

                                 n


     где

     R  - абсолютное    значение   разности   между результатами i-й пары

      i   параллельных определений (размах);

     n  - общее число пар анализов (n >= 20).


Размах (R_i) вычисляют по формуле


                           R = X  - X  ,                              (4)

                            i   1i   2i


     где

     X   и X   - соответственно результаты 1-го и 2-го определения в  i-й

      1i    2i   паре параллельных анализов.


1.14.2. Для вычисления ошибки воспроизводимости выполняют анализы одного тщательно усредненного образца в разных лабораториях или в одной, но разными лаборантами и с использованием разной аппаратуры и реактивов.

Ошибку воспроизводительности (S_в) вычисляют по формуле


                                     n         _ 2

                                   сумма (X  - X)

                                     i=1   i

                     S = кв.корень -----------------,                 (5)

                      в                  n - 1


     где

     _

     X  - результат i-го отдельного анализа;

      i

     X  - средний результат анализа по всем данным;

     n  - число анализов (n >= 20).


1.14.3. Для оценки правильности проведения единичного определения используют расхождение между двумя (n = 2) параллельными определениями (R_max) при доверительной вероятности 95%, которое вычисляют по формуле


                             2S

                               п

                   R    = ------------ = 1,4S                         (6)

                    max   кв.корень n        п


Значения S_п и R_max для соответствующего метода зависят от массовой доли определяемого элемента и устанавливаются дифференцированно для конкретного интервала его содержания.

При попадании результатов параллельных определений в смежные интервалы содержания определяемого элемента R_max для данного анализа принимают как среднее арифметическое значений величин расхождений, установленных для этих интервалов.

1.15. В случае, если соответствующей НТД установлено предельное значение для определяемого элемента, а полученный результат анализа отличается от этого предельного значения менее чем на величину ошибки повторяемости, следует произвести повторный анализ не менее чем из трех навесок. За окончательный результат принимают среднее арифметическое этих определений.

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

1.16. При текущем контроле материалов производства цемента допускается не выполнять параллельных определений для каждого анализа. В этом случае для контроля погрешности анализа параллельные определения (из двух навесок) следует выполнять не менее чем для 10% анализируемых проб.

1.17. При применении физико-химических методов анализа, например фотоэлектроколориметрического, спектрофотометрического, атомно-эмиссионного, атомно-абсорбционного др., требующих построения градуировочных графиков, графики строят в прямоугольных координатах. На оси абсцисс откладывают массу определяемого элемента (г, мг) или массовую долю (%), а на оси ординат - соответствующий аналитический сигнал (оптическую плотность, силу тока и др.).

Для построения графиков используют ГСО или ОСО состава веществ и материалов, из которых готовят градуировочные растворы. Способ и условия построения графиков указаны в соответствующих разделах стандарта.

График строят не менее чем по пяти точкам, полученным переведением в раствор различающихся по массе навесок стандартного образца. Точки равномерно распределяют по диапазону измерений. Минимальную и максимальную навески рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить весь необходимый диапазон измерений. Каждую точку находят как среднее арифметическое значение не менее чем трех параллельных определений. Не допускается строить градуировочный график методом экстраполяции.

При использовании аликвотных частей массовую долю элемента (Х_э) в процентах вычисляют по формуле


                              m  х V

                               1

                        X  = -------------- х 100,                    (7)

                         э   m х V  х 1000

                                  1


     где

     m  - масса навески образца, мг;

     m  - масса элемента в  аликвотной  части  раствора, определенная, по

      1   градуировочному графику, мг;

     V  - общий объем исходного раствора, см3;

     V  - аликвотная часть исходного раствора, см3.

      1


1.18. При выполнении анализа навеску анализируемой пробы, разведение и аликвотные части принимают 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 массовую долю элемента (X_э) в процентах вычисляют по формуле


                                    X

                            X  = -------------,                      (8)

                             э   K   х K  х K

                                  1     2    3


     где

     X  - массовая доля элемента, найденная по  градуировочному  графику,

          %;

     K  - отношение навески анализируемого образца  к  навеске  основного

      1   градуировочного раствора;

     K  - отношение   разведения   основного   градуировочного раствора к

      2   разведению анализируемого раствора;

     K  - отношение аликвотной части анализируемого раствора к аликвотной

      3   части основного градуировочного раствора.


При прямом 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, то есть, если оптическая плотность градуировочного раствора увеличилась на несколько единиц, то это значение отнимают от оптической плотности анализируемого раствора и наоборот. После введения поправки находят по графику искомую массовую долю элемента.

1.19. При массовой работе, если имеется линейная зависимость между искомой массовой долей элемента Х_э и соответствующим аналитическим сигналом (оптической плотностью раствора, интенсивностью излучения, силой тока и т.п.), рекомендуется составлять калибровочное уравнение


                          X = C + b(Y - Y),                           (9)

                           э         э


     где

     С и Y - соответственно   массовая   доля   определяемого  элемента в

             основном    градуировочном   растворе    (образце)   и   его

             аналитический сигнал;

     Y     - аналитический сигнал анализируемого элемента;

      э

     b     - угловой  коэффициент градуировочной прямой или калибровочный

             фактор, значение  которого, учитывая близость калибровочного

             уравнения к уравнению математической регрессии, вычисляют по

             формулам:


                                   n         _ 2

                                 сумма (X  - X)

                                  i=1    i

                   b = кв.корень ----------------,                   (10)

                                   n         _ 2

                                 сумма (Y  - Y)

                                  i=1    i


     где

     Х  и Y  - соответственно  массовая доля определяемого элемента в i-м

      i    i   градуировочном   растворе  (образце)  и его  аналитический

               сигнал;

     _   _

     X и Y   - соответственно  средние  арифметические  значения массовых

               долей определяемого элемента  в  n-м  ряду  градуировочных

               растворов (образцов) и их аналитических сигналов


или


                                  сигма

                                       x

                              b = -------,                           (11)

                                  сигма

                                       y


     где

     сигма  и сигма  - соответственно   средние квадратические отклонения

          x        y   массовых   долей   и   аналитических   сигналов  в

                       использованном   ряду   градуировочных   растворов

                       (образцов).


Правильность составления (линейность) калибровочного уравнения проверяют, подставляя в него измеренные аналитические сигналы, полученные на градуировочных растворах (образцах).

1.20. Для удобства расчетов по градуировочным графикам или на основании данных, полученных из калибровочных уравнений, составляют соответствующие таблицы.

1.21. При использовании фотоколориметрического метода анализа для определения высоких концентраций элемента с целью уменьшения погрешности анализа проводят дифференциальное фотоколориметрирование, основанное на измерении оптической плотности анализируемого раствора относительно оптической плотности раствора стандартного образца с известной концентрацией определяемого элемента.

Обязательным условием этого метода является использование равноценных кювет, что проверяют получением одинаковой оптической плотности при измерении одного и того же окрашенного раствора в обеих кюветах.

1.22. Массовая доля определяемого элемента не должна отличаться от массовой доли этого же элемента в основном растворе при прямом фотометрировании более чем в 1,5 раза, а при дифференциальном - более чем в 1,2 раза. При нарушении этого условия меняют навеску, разведение или аликвотную часть анализируемого или стандартного образца.

1.23. Проверку градуировочных графиков по стандартным образцам проводят периодически, не реже одного раза в полугодие, а также после каждого ремонта используемых приборов.

1.24. При выполнении анализа рекомендуется параллельно проводить холостой опыт для учета загрязнений реактивов, дистиллированной воды и др.

1.25. Для осуществления текущего контроля производства цемента допускается применение рентгеноспектрального метода определения элементов, приведенного в приложении 3. При этом ошибка повторяемости и расхождение между результатами параллельных определений не должны превышать значений, установленных в стандарте для соответствующих элементов. Аттестованные значения массовых долей элементов в СОП, используемых для построения градуировочного графика, рассчитывают на основании данных межлабораторной аттестации, выполненной лабораторией предприятия и головной (базовой) организацией по стандартизации.


2. Требования безопасности


2.1. Лабораторные помещения, в которых выполняют работы по определению химического состава цемента и материалов цементного производства, должны быть оборудованы вентиляционными системами по ГОСТ 12.4.021.

2.2. При эксплуатации электроустановок и электроприборов, используемых в процессе анализа, должны выполняться правила электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.

2.3. При работе с кислотами и щелочами должны быть соблюдены правила безопасности, действующие в химических лабораториях.

2.4. При эксплуатации установок с ионизирующими источниками излучения (рентгеноспектральная аппаратура) следует руководствоваться требованиями норм радиационной безопасности НРБ-76/87 и основными санитарными правилами ОСП-72/87.


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

2.6. При работе с газовыми установками руководствуются ГОСТ 12.2.008 и правилами безопасности в газовом хозяйстве, утвержденными Госгортехнадзором СССР.

2.7. При работе с вредными и ядовитыми веществами необходимо применять средства защиты по ГОСТ 12.4.004, 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).


3. Определение влаги


3.1. Ошибка повторяемости и расхождение между результатами параллельных определений не должны превышать соответственно +-0,07 и 0,10% при массовой доле влаги до 1,0%; +-0,10 и 0,15% при более высокой массовой доле влаги.

3.2. Гравиметрический метод

3.2.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Шкаф сушильный.

3.2.2. Проведение анализа

Навеску пробы массой 1 г помещают в предварительно высушенный до постоянной массы бюкс, ставят в сушильный шкаф, нагретый до температуры (110+-5)°С, сушат 1,5 - 2 ч. Вынимают из сушильного шкафа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Перед взвешиванием крышку бюкса приоткрывают и быстро закрывают. Высушивание, охлаждение и взвешивание повторяют до тех пор, пока разница между двумя последующими взвешиваниями будет не более 0,0004 г. Если при повторном высушивании масса навески увеличится, то для расчета применяют массу, предшествующую ее увеличению.

Пробу гипса и гипсоглиноземистого цемента сушат при температуре 50 - 60°С.

3.2.3. Обработка результатов

Массовую долю влаги (X) в процентах вычисляют по формуле


                              (m  - m ) x 100

                                1    2

                          X = ----------------,                      (12)

                                   m

                                    0


     где

     m  - масса навески с бюксом до сушки, г;

      1

     m  - масса навески с бюксом после сушки, г;

      2

     m  - масса навески пробы, г.

      0


4. Определение потери массы при прокаливании


4.1. Ошибка повторяемости и расхождение между результатами параллельных определений не должны превышать соответственно +-0,07 и 0,10% при потере массы при прокаливании до 1% (но не менее 0,5%); +-0,15 и 0,20% при более высокой потере массы при прокаливании (но не более 45%).

4.2. Гравиметрический метод

4.2.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Печь муфельная.

4.2.2. Проведение анализа

Навеску пробы массой 1 г, высушенную при температуре 105 - 115°С, помещают в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый или фарфоровый тигель и нагревают в муфельной печи, где выдерживают 30 мин при температуре 950 - 1000°С, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют при той же температуре до получения постоянной массы.

При определении потери массы при прокаливании шлакопортландцемента, шлака, золы навеску анализируемой пробы выдерживают в муфельной печи при температуре 950 - 1000°С в течение 1 - 2 мин и прокаливание повторяют до получения минимального значения массы.

В материалах, содержащих органические соединения, а также кристаллизационную воду, определение потери массы при прокаливании начинают при температуре 400 - 500°С прокаливая пробу до постоянной массы.

4.2.3. Обработка результатов

Потерю массы при прокаливании (Х_п.п.п) в процентах вычисляют по формуле


                               (m  - m ) x 100

                                 1    2

                      X      = ---------------- ,                    (13)

                       п.п.п           m


     где

     m  - масса навески с тиглем до прокаливания, г;

      1

     m  - масса навески с тиглем после прокаливания, г;

      2

     m  - масса навески пробы, г/


5. Определение нерастворимого остатка


5.1. Ошибка повторяемости и расхождение между результатами параллельных определений не должны превышать соответственно +-0,05 и 0,06%.

5.2. Гравиметрический метод

5.2.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Печь муфельная.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1 : 9.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрацией 50 г/дм3.

Гидроксид натрия по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрацией 10 г/дм3.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, раствор массовой концентрацией 20 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор массовой концентрацией 20 г/дм3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОCT 18300.

Индикатор метиловый красный, спиртовый раствор массовой концентрацией 2 г/дм3, готовят по ГОСТ 4919.2.

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

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

5.2.2. Проведение анализа

Навеску клинкера или цемента массой 1 г помещают в стакан вместимостью 150 см3, прибавляют при помешивании 25 см3 воды и 5 см3 соляной кислоты. Навеску тщательно растирают плоским концом стеклянной палочки и доводят объем раствора водой до 50 см3, накрывают стакан часовым стеклом, помещают на кипящую водяную баню и выдерживают на ней 15 мин. Затем жидкость фильтруют через фильтр "белая лента" и промывают остаток горячей водой температурой 60 - 70°С до исчезновения реакций на ион хлора (проба раствором азотнокислого серебра, подкисленного азотной кислотой). Остаток вместе с фильтром переносят в стакан, в котором проводилось разложение навески, и приливают при помешивании 30 см3 раствора углекислого натрия, нагретого до температуры 80 - 90°С.

Стакан накрывают стеклом и нагревают на электрической плитке на асбестовой сетке 15 мин при температуре, близкой к кипению. Жидкость фильтруют через двойной фильтр "белая лента", остаток промывают 5 - 6 раз горячей водой температурой 60 - 70°C, затем смачивают 10 - 12 каплями раствора соляной кислоты и снова промывают до исчезновения реакции на ион хлора.

Остаток после отделения солянокислого фильтрата может быть обработан вместо углекислого натрия 100 см3 горячего раствора гидроксида натрия при температуре близкой к точке кипения в течение 15 мин. Затем раствор нейтрализуют соляной кислотой по индикатору метиловому красному и добавляют 4 - 5 капель той же кислоты. Фильтруют и промывают остаток 10 - 12 раз горячим раствором азотнокислого или хлористого аммония.

После этого остаток с фильтром помещают в платиновый или фарфоровый тигель и прокаливают в муфельной печи при температуре 950 - 1000°C до постоянной массы.


------------------------------

Примечания:

1. При массовой доле в цементе нерастворимого остатка выше 0,4%, a также при анализе барийсодержащего портландцемента необходимо проверить его на чистоту отгонкой с фтористоводородной кислотой по п.6.3.3. За значение нерастворимого остатка при этом берется массовая доля отогнанного оксида кремния. Если проверка на чистоту нерастворимого остатка не производилась, то полученное значение умножают на коэффициент 0,7.

2. Солянокислый фильтрат после отделения нерастворимого остатка может быть использован для определения в нем оксида серы (VI) по разд.11.


5.2.3. Обработка результатов

Массовую долю нерастворимого остатка (Х_н.о.) в процентам вычисляют по формуле


                              (m  - m) х 100

                                2    1

                        X    = ---------------,                      (14)

                         н.о          m


     где

     m  - масса пустого тигля, г;

      1

     m  - масса тигля с прокаленным осадком, г;

      2

     m  - масса навески пробы, г.


6. Определение оксида кремния


6.1. Ошибка повторяемости и расхождение между результатами параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.1.

6.2. Гравиметрический метод при массовой доле оксида кремния более 90%

Метод основан на разложении навески пробы фтористоводородной кислотой и гравиметрическом определении оксида кремния по разности масс навески пробы и остатка после удаления фторида кремния.

6.2.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.


Таблица 1


                                     %

--------------------------T-----------------------T---------------------¬

¦  Массовая доля оксида   ¦          S_п          ¦        R_max        ¦

¦         кремния         ¦                       ¦                     ¦

+-------------------------+-----------------------+---------------------+

¦До 1 включ.              ¦        +-0,02         ¦        0,03         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦Св.  1 до 5 "            ¦        +-0,10         ¦        0,15         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "   5 " 18 "            ¦        +-0,15         ¦        0,25         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "  18 " 25 "            ¦        +-0,20         ¦        0,30         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "  25 " 40 "            ¦        +-0,30         ¦        0,40         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "  40 " 70 "            ¦        +-0,35         ¦        0,50         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "  70 " 85 "            ¦        +-0,45         ¦        0,60         ¦

¦                         ¦                       ¦                     ¦

¦ "  85                   ¦        +-0,60         ¦        0,80         ¦

L-------------------------+-----------------------+----------------------


Печь муфельная.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Смесь для сплавления по п.6.4.1.

6.2.2. Проведение анализа

Навеску пробы массой 0,5 г помещают в платиновый тигель, доведенный до постоянной массы, смачивают водой, прибавляют 10 капель серной кислоты, 10 см3 фтористоводородной кислоты и помещают на песчаную баню или электроплитку со слабым нагревом. Выпаривают содержимое тигля до влажных солей, затем добавляют еще 5 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха до полного удаления паров серной кислоты. Затем остаток прокаливают в муфельной печи при температуре 900 - 1000°C в течение 10 - 15 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание и взвешивание повторяют до постоянной массы.

Остаток в тигле используют при систематическом анализе для определения оксидов кальция, магния, железа и алюминия. Для этого остаток сплавляют по п.6.4.2.1 со смесью для сплавления и растворяют в растворе соляной кислоты 1 : 3. При необходимости последующего определения оксида серы для разложения навески пробы вместо серной используют азотную кислоту.

6.2.3. Обработка результатов

Массовую долю оксида кремния (X_SiO2) в процентах вычисляют по формуле


                         (m  - m)

                           2    1

                  X     = -------- х 100 - X      ,                  (15)

                   SiO2       m             п.п.п.


     где

     m  - масса тигля с навеской пробы, г;

      1

     m  - масса тигля с прокаленным остатком, г;

      2

     m  - масса навески пробы, г.


6.3. Гравиметрический метод при массовой доле оксида кремния до 90%

Метод основан на коагуляции желатином кремнекислоты, выделившейся при разложении анализируемой пробы концентрированной соляной кислотой при нагревании, способствующем быстрому количественному переводу ее в нерастворимое состояние, последующем прокаливании выделенного осадка при температуре 1000°C и нахождении массовой доли оксида кремния по изменению массы выделенного осадка.

6.3.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Печь муфельная.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор массовой концентрацией 10 г/дм3:1 г желатина растворяют в 100 см3 воды, нагретой до 70°C, раствор должен быть свежеприготовленным.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

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

Смесь для сплавления по п.6.4.1.

6.3.2. Проведение анализа

Клинкер, портландцемент, шлакопортландцемент и другие материалы, поддающиеся разложению кислотами, переводят в раствор обработкой соляной кислотой. Для этого навеску пробы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 50 см3 и осторожно добавляют 10 см3 соляной кислоты так, чтобы она стекла по стенке стакана, и накрывают часовым стеклом.

Для сырьевой смеси, пуццолановых цементов, кислых шлаков, кремнийсодержащих материалов, не поддающихся разложению кислотами, навеску пробы массой 0,5 г тщательно перемешивают в платиновом тигле с двукратным количеством углекислого натрия и предварительно до обработки соляной кислотой спекают в муфельной печи при температуре 950 - 1000°C в течение 3 - 7 мин. После охлаждения тигля спек растворяют 10 - 15 см3 соляной кислоты, которую приливают в тигель небольшими порциями, количественно переносят раствор в стакан вместимостью 50 см3 и накрывают часовым стеклом.

Независимо от способа разложения навески стакан погружают в нагретую до температуры 60 - 70°C водяную баню и выдерживают 10 мин. Затем прибавляют 10 см3 желатина, энергично перемешивают в течение 1 мин, не вынимая стакан из водяной бани, и нагревают еще 10 мин. Раствор фильтруют в теплом виде через беззольный фильтр "белая лента", количественно перенося осадок на фильтр. Осадок промывают на фильтре 10 - 12 раз небольшими порциями горячей воды (температурой не выше 70°C), давая полностью стечь каждой порции и собирая фильтрат в стакан вместимостью 300 см3 или мерную колбу вместимостью 250 см3.

Полученный фильтрат используют для последующих определений массовой доли оксидов кальция, железа, алюминия и др.

Осадок с фильтром переносят во взвешенный платиновый тигель, озоляют без воспламенения, прокаливают в муфельной печи при температуре 1000°C до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Полученный осадок кремнекислоты проверяют на чистоту. Для этого его смачивают 2 - 3 каплями воды, приливают под вытяжным шкафом 3 - 5 капель серной кислоты, 8 - 10 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают на электрической плитке до прекращения выделения паров серной кислоты. Сухой остаток прокаливают в муфельной печи при температуре 900 - 1000°C в течение 3 - 5 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Затем остаток сплавляют по п.6.4.2.1 со смесью для сплавления и присоединяют к полученному выше фильтрату.

6.3.3. Обработка результатов

Массовую долю оксида кремния (X_SiO2) в процентах вычисляют по формуле


                                  (m  - m) х 100

                                    2    1

                           X     = --------------,                   (16)

                            SiO2         m


     где

     m  - масса тигля с осадком оксида кремния до обработки кислотами, г;

      1

     m  - масса тигля с остатком после обработки кислотами, г;

      2

     m  - масса навески пробы, г.


6.4. Прямой фотоколориметрический метод при массовой доле оксида кремния до 25%

Метод основан на разложении навески пробы щелочным плавнем, кислотном растворении плава и на образовании желтого комплекса кремнемолибденовой гетерополикислоты с последующим его восстановлением до синего.

6.4.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Печь муфельная.

Фотоэлектроколориметр концентрационный.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Калий углекислый по ГОСТ 4221.

Калий азотнокислый по ГОСТ 4217.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный при температуре (400+-20)°С, или бура по ГОСТ 8429.

Смесь для сплавления: натрий углекислый, натрий тетраборнокислый безводный смешивают в соотношении 2 : 1 или натрий углекислый, калий углекислый и безводный натрий тетраборнокислый смешивают в отношении 1 : 1 : 1. Для полноты окисления низковалентных форм железа, серы, марганца и т.п. в смесь для сплавления рекомендуется добавлять 0,5% по массе азотнокислого калия или 1% по массе азотнокислого аммония, обеспечивая равномерное распределение по всей массе плавня во избежание порчи платиновых тиглей.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1 : 3.

Кислота аскорбиновая пищевая.

Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор массовой концентрацией 50 г/дм3 или натрий молибденовокислый по ГОСТ 10931, раствор массовой концентрацией 50 г/дм3: 50 г молибденовокислого аммония или натрия растворяют в 500 - 600 см3 воды при нагревании, не доводя до кипения. Полученный раствор фильтруют и доводят водой до 1 дм3. Раствор годен в течение месяца.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195, безводный.

Метол (4-метиламинофенол сульфат) марки А по ГОСТ 25664.

Раствор восстановителя 1: в 50 см3 воды растворяют 1 г аскорбиновой кислоты и 5 г лимонной кислоты. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Срок хранения раствора 4 - 5 сут.

Раствор восстановителя 2: последовательно растворяют в 500 см3 воды, нагретой до температуры 40 - 50°C, 12 г сернисто-кислого натрия, 20 г метола и 12,5 г лимонной кислоты. Раствор фильтруют и доливают водой до 1 дм3. Срок хранения раствора в бутыли из темного стекла 2 - 3 недели.

6.4.2. Подготовка к анализу

6.4.2.1. Приготовление градуировочных растворов

В платиновые тигли помещают 5 навесок OCO сырьевой смеси массой 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 г; массовую долю оксида кремния в них рассчитывают относительно навески 0,15 г, которую принимают за основную.

К каждой навеске прибавляют до 1,5 г смеси для сплавления, тщательно перемешивают и сплавляют в течение 5 мин при температуре 900 - 950°C.

Вращательным движением вынутого из муфеля тигля распределяют жидкий плав равномерно по его стенкам. Охлажденный тигель с застывшим плавом помещают в стакан, содержащий 100 см3 холодного раствора соляной кислоты, и растворяют плав без нагревания при постоянном перемешивании вручную или на магнитной мешалке до полного его растворения. После растворения плавов тигли обмывают водой, а растворы количественно переносят в мерные колбы вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и тщательно перемешивают. Такие растворы можно использовать в течение 2 - 3 мес для построения и поверки градуировочных графиков или калибровочных уравнений.

6.4.2.2. Построение градуировочного графика

В пять мерных колб вместимостью 100 см3 отбирают соответственно по 5 см3 каждого градуировочного раствора, добавляют около 25 см3 воды, по 5 см3 раствора молибдата аммония или натрия, перемешивают и дают постоять 10 мин для полноты образования желтого кремнемолибденового комплекса. Затем добавляют по 5 см3 раствора восстановителя 1 либо по 20 см3 раствора восстановителя 2, разбавляют водой до метки, тщательно перемешивают и после 15 мин выстаивания и получения устойчивого синего комплекса полученные растворы фотометрируют относительно дистиллированной воды, используя светофильтры с максимумом светопропускания при длине волны 600 - 750 нм (красный) или 815 нм (инфракрасный) и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм.<

Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 51617-2000 "Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия" (принят постановлением Госстандарта РФ от 19 июня 2000 г. n 158-ст) (с изменениями от 22 июля 2003 г.)  »
ГОСТы и правила »
Читайте также