ГОСТ Р 50706.4-94 - Кислота азотная техническая. Определение содержания хлорид-ионов. Потенциометрический метод

ГОСТ Р 50706.4-94
(ИСО 3693-77)

Группа Л12

ОКСТУ 2109

Дата введения 1995-07-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Институтом ГИАП

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 11 октября 1994 г. N 243

3 Настоящий стандарт подготовлен на основе международных стандартов ИСО 1980-77 "Кислота азотная техническая. Определение общей кислотности. Титриметрический метод", ИСО 1981-77 "Кислота азотная техническая. Определение содержания соединений трехвалентного азота. Титриметрический метод", ИСО 1983-77 "Кислота азотная техническая. Определение сульфатного остатка. Гравиметрический метод", ИСО 3693-77 "Кислота азотная техническая. Определение содержания хлорид-ионов. Потенциометрический метод" с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает потенциометрический метод определения содержания хлорид-ионов в технической азотной кислоте. Метод применяют для веществ с массовой долей хлорид-ионов (Cl), равной или более 2·10%.

Дополнительные требования, отражающие потребности народного хозяйства, выделены курсивом.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1277-75 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 2603-79 Реактивы. Ацетон. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 4217-77 Реактивы. Калий азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 7328-82* Меры массы общего назначения и образцовые. Технические условия
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 7328-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 24104-88* Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24104-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ТУ 64-1-1411 Шкафы сушильные электрические круглые 2В-151

3 СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Метод основан на потенциометрическом титровании хлорид-ионов раствором нитрата серебра в среде азотная кислота-ацетон-вода с использованием серебряного измерительного электрода и каломельного электрода сравнения.

4 РЕАКТИВЫ

В ходе анализа следует применять реактивы химически чистые и чистые для анализа.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или вода эквивалентной чистоты.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, раствор с массовой долей 68% (=1,4 г/см).

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор молярной концентрации приблизительно (AgNO)=0,1 моль/дм (0,1 н.). Навеску азотнокислого серебра массой 8,5 г (результат взвешивания записывают с точностью до второго десятичного знака) помещают в мерную колбу вместимостью 500 см и растворяют в воде. Раствор перемешивают, разбавляют водой до метки и снова перемешивают - раствор А.

Раствор А хранят в склянке из коричневого стекла.

Серебро азотнокислое, раствор молярной концентрации приблизительно (AgNO)=0,01 моль/дм (0,01 н.).

50 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор Б.

Раствор Б готовят непосредственно перед использованием.

Серебро азотнокислое, раствор молярной концентрации приблизительно (AgNO)=0,004 моль/дм (0,004 н.).

20 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор В.

Раствор В готовят непосредственно перед использованием.

Серебро азотнокислое, раствор молярной концентрации приблизительно (AgNO)=0,001 моль/дм (0,001 н.).

5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор Г.

Раствор Г готовят непосредственно перед использованием.

Калий хлористый (хлорид калия) по ГОСТ 4234, раствор молярной концентрации (KСl)=0,1 моль/дм (0,1 н.).

3,7276 г хлористого калия, предварительно высушенного при температуре 130 °С в течение одного часа и охлажденного в эксикаторе, растворяют в небольшом объеме воды, раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор А.

Раствор А готовят непосредственно перед использованием.

Калий хлористый, раствор молярной концентрации (KСl)=0,01 моль/дм (0,01 н.).

50 см раствора помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор Б.

Используют свежеприготовленный раствор.

Калий хлористый, раствор молярной концентрации (KСl)=0,004 моль/дм (0,004 н.).

20 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор В.

Раствор готовят непосредственно перед использованием.

Калий хлористый, раствор молярной концентрации (KСl)=0,001 моль/дм (0,001 н.).

5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают - раствор Г.

Раствор готовят непосредственно перед использованием.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор молярной концентрации (НСl)=0,1 моль/дм (0,1 н.).

5 АППАРАТУРА

Весы лабораторные общего назначения типа ВЛКГ-500г-М по ГОСТ 24104 или весы аналогичного типа с пределом взвешивания 500 г, с ценой деления 1·10 г, 4-го класса точности и весы лабораторные общего назначения типа ВЛР-200 по ГОСТ 24104 или весы аналогичного типа с пределом взвешивания 200 г, с ценой наименьшего деления не более 1·10 г, не ниже 2-го класса точности.

Набор гирь Г-2-210 по ГОСТ 7328.

Установка для потенциометрического титрования, включающая:

- потенциометр с чувствительностью 2 мВ, работающий в диапазоне от минус 500 до плюс 500 мВ;

- каломельный электрод сравнения, снабженный защитной емкостью, наполненной насыщенным раствором хлористого калия;

- мост, содержащий насыщенный раствор нитрата калия, присоединенный к каломельному электроду и снабженный на концах пористыми мембранами.

Примечание - Мост не нужен, если используют серебряный электрод и электрод из сульфата ртути;

- серебряный электрод.

Примечание - Для определения массовой доли хлорид-ионов менее 0,001% используют серебряный электрод, покрытый слоем хлористого серебра (вместо обычного серебряного электрода);

- хлорсеребряный электрод изготовляют следующим образом: раствор соляной кислоты подвергают электролизу в течение 30 мин при плотности тока 0,4 мА/см, применяя серебряный электрод (анод), погруженный на глубину 5-6 см и платиновый электрод (катод). Тщательно промывают изготовленный электрод сначала водопроводной водой в течение не менее 24 ч, а затем дистиллированной водой.

Мешалка магнитная с размешивателем, покрытым политетрафторэтиленом (ПТФЭ).

Колба 2-500-2 по ГОСТ 1770.

Бюретки вместимостью 2 и 25 см.

Шкаф сушильный электрический 2В-151 по ТУ 64-1-1411 или шкаф другого типа с диапазоном регулирования температур от 40 до 200 °С.

Цилиндры 1(3)-10-2 и 1(3)-250-2 по ГОСТ 1770.

Мензурка 250 по ГОСТ 1770.

Стакан Н-2-250 ТС по ГОСТ 25336 для взвешивания пробы.

Примечание - Допускается применение других средств измерений с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже вышеуказанных.

6 ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

6.1 Выбор растворов реактивов и массы пробы в зависимости от ожидаемого содержания хлорид-ионов осуществляют в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

Ожидаемое содержание хлорид-ионов (Сl), %	Молярная концентрация раствора нитрата серебра, моль/дм	Молярная концентрация раствора хлорида калия, моль/дм	Масса пробы, г
От 0,0002 до 0,001 включительно	0,001	0,001	50, с точностью до 0,01
Свыше 0,001 до 0,01 включительно	0,004	0,004	10-20, с точностью до 0,01
Свыше 0,01 до 0,1 включительно	0,01	0,01	1-10, с точностью до 0,001
Свыше 0,1	0,1	0,1	1-3, с точностью до 0,001

6.2 Определение точной молярной концентрации раствора нитрата серебра

6.2.1 Используя бюретку вместимостью 25 см, 5,00 и 10,00 см раствора хлорида калия соответствующей концентрации помещают в две мензурки и титруют содержимое каждой из мензурок следующим образом: в мензурки добавляют по 5 см раствора азотной кислоты, 120 см ацетона и воды до объема 150 см; размешиватель мешалки помещают в мензурку, ставят мензурку на мешалку и приводят размешиватель в движение, перемешивая содержимое мензурки. Серебряный электрод и свободный конец моста погружают в раствор, подсоединяют к потенциометру электроды и после установки потенциометра на нуль отмечают значение начального потенциала.

Используя бюретку вместимостью 25 см, помещают в мензурки 4 и 9 см раствора нитрата серебра молярной концентрации, соответствующей молярной концентрации хлорида калия. Затем, используя бюретку вместимостью 2 см, титруют содержимое мензурок раствором нитрата серебра той же концентрации, добавляя по 0,2; 0,1 или 0,05 см раствора, в зависимости от молярной концентрации хлорида калия (0,001; 0,004 или 0,01 и 0,1 моль/дм соответственно).

Очередную порцию раствора добавляют после стабилизации потенциала.

Объемы раствора нитрата серебра (с учетом добавленной очередной порции раствора) и соответствующие им потенциалы записывают в первых двух графах таблицы, составленной в соответствии с таблицей А.1, приведенной в приложении А.

В третьей графе таблицы отмечают величину последовательного возрастания (прирост) потенциала (разность между каждым последующим значением потенциала и предыдущим) - .

В четвертой графе отмечают разность между величинами, характеризующими последовательный прирост потенциала (разность, положительную или отрицательную, между каждым последующим значением прироста потенциала и предыдущим) - .

Конец титрования соответствует добавлению 0,2; 0,1 или 0,05 см раствора нитрата серебра, при котором достигается максимальное значение .

Точный объем раствора нитрата серебра, соответствующий концу реакции в кубических сантиметрах вычисляют по формуле

, (1)

где - общий объем раствора нитрата серебра, предшествующий объему, при котором достигается максимальный прирост потенциала , см;

- объем порции добавляемого раствора нитрата серебра (0,2; 0,1 или 0,05), в зависимости от его молярной концентрации, см;

- последнее положительное значение ;

- сумма абсолютных значений последнего положительного значения и первого отрицательного значения .

Пример расчета приведен в приложен

ии А.

6.2.2 Расчет молярной концентрации раствора нитрата серебра

Молярную концентрацию раствора нитрата серебра в молях на кубический дециметр вычисляют по формуле

, (2)

где - молярная концентрация раствора хлорида калия, моль/дм;

- объем нитрата серебра (), израсходованный на титрование 10 см раствора хлорида калия, см;

- объем нитрата серебра (), израсходованный на титрование 5 см раствора хлорида калия, см;

5 - разность между двумя исходными объемами раствора хлорида калия,

см.

6.2.3 Расчет результатов холостого опыта

Объем раствора нитрата серебра в холостом опыте в кубических сантиметрах вычисляют по формуле

, (3)

где и - см. 6.2.2.

6.3 Проведение анализа

6.3.1 Отбор пробы

В невысоком стаканчике вместимостью 250 см взвешивают пробу, массу которой выбирают по таблице 1 раздела 6 в зависимости от ожидаемого содержания хлорид-ионов. По разности результатов взвешиваний стаканчика с пробой и пустого стаканчика вычисляют массу навески с точностью, указанной в таблице 1.

6.3.2 Титрование

В стакан с навеской добавляют 5 см раствора азотной кислоты, 120 см ацетона и разбавляют содержимое водой до объема около 150 см.

Примечание - Для пробы массой 50 г не следует добавлять воду, т.к. общий объем раствора равен приблизительно 160 см, при этом соотношении объемов ацетона и воды титрование проходит удовлетворительно.

Размешиватель магнитной мешалки помещают в стакан, ставят стакан на мешалку и приводят размешиватель в движение. Серебряный электрод и свободный конец моста погружают в раствор, присоединяют электроды к потенциометру и после установки его на нуль отмечают значение начального потенциала.

Содержимое стакана титруют раствором нитрата серебра молярной концентрации, соответствующей массе взятой пробы (таблица 1), добавляя из бюретки порции раствора нитрата серебра, как указано в 6.2.1.

Результаты титрования и соответствующие значения потенциалов и отмечают в таблице, составленной в соответствии с таблицей А.1.

Примечание - Если содержание хлорид-ионов является очень низким и объем раствора нитрата серебра, использованного для титрования, менее 1 см, необходимо добавить в титруемый раствор точно измеренный объем (например 5,00 см) раствора хлорида калия соответствующей концентрации, который необходимо учесть при обработке результатов.

7 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Массовую долю хлорид-ионов в процентах вычисляют по формуле

, (4)

где - молярная концентрация раствора нитрата серебра, использованного для титрования, моль/дм (по 6.2);

- объем раствора нитрата серебра, рассчитанный по результатам холостого опыта, см (по 6.2.3);

- общий объем раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование, см (по 6.3.2);

0,03545 - масса хлорид-ионов, соответствующая 1 см раствора нитрата серебра молярной концентрации точно (AgNO)=1 моль/дм (1 н.), г;

- масса навески азотной кислоты, г (по 6.3.1)

Приложение А (обязательное). ПРИМЕР РАСЧЕТА V(EQ) (см кв.)

Приложение А
(обязательное)

Таблица А.1

Объем раствора нитрата серебра , см	Потенциал, мВ
4,80	176
4,90	211	35
5,00	283	72	+37
5,10	306	23	-49
5,20	319	13	-10

. (А.1)

ГОСТ Р 50706.4-94 Кислота азотная техническая. Определение содержания хлорид-ионов. Потенциометрический метод