JBT 7993-1999 碳化硼 化学分析方法

ICS25.100.70J43JB/T7993－1999碳化硼化学分析方法1999-05-20发布2000-01-01实施国家机械工业局发布前言本标准是对JB/T7993—95（原GB9255—88）《碳化硼化学分析方法》的修订。本标准与JB/T7993—95的技术内容一致，仅按有关规定进行了重新编辑。本标准自实施之日起代替JB/T7993—95。本标准由全国磨料磨具标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：郑州磨料磨具磨削研究所。本标准主要起草人：葛素萍、陈文。JB/T7993－199911范围本标准规定了碳化硼磨料及结晶块中总硼，三氧化二铁，二氧化硅，三氧化二硼，游离硼，总碳，游离碳的测定方法。本标准适用于工业上一般碳化硼产品化学成分的测定。2一般规定2.1仲裁分析时，同一试样平行份数不得少于三份。分析结果的差值（绝对偏差）在允许范围内，取其算术平均值为昀终分析结果。2.2分析所用试剂除注明特殊规格外，均应不低于分析纯，作基准者应采用基准试剂。2.3方法中所载之溶液除已指明溶剂外，均系水溶液。2.4方法中未注明浓度的液体试剂，均指浓溶液。如盐酸（密度1.19），氨水（密度0.90）。未注明的固体试剂，如碳酸钠等，均指原试剂。2.5方法中所载溶液的浓度比例：（1+1），（15+85）等，系指溶质的体积与水的体积之比。例如（15+85）盐酸，系指15单位体积密度1.19的盐酸，与85同单位体积的水混合而成。2.6方法中所载溶液的百分浓度，系指在100mL溶液中含有溶质的克数。例如40%氢氧化钾溶液，是指40g氢氧化钾溶解于水并稀释至100mL。2.7配制试剂及分析用水，除特殊说明者外均为蒸馏水或去离子水。2.8方法中所用天平，除特殊说明者外，其感量应达到0.1mg。分析天平、砝码及容量器皿，应进行校准后使用。2.9方法中所有操作除特殊说明者外，均在玻璃器皿中进行。3试样的制备3.1块状磨料先用锤子于一钢板上打碎到直径约为30mm的小块，用四分法缩取50~60g，再用钢研钵粉碎至全部通过250µm筛。用吸力9.8~14.7N的磁铁吸出粉碎中带入的铁质。然后装入试样袋中，在105~110℃的烘箱中烘1h，取出，放入干燥器内冷却备用。3.2粒状磨料细于250µm的磨料不须粉碎，用四分法缩取50~60g装入试样袋中，在105~110℃的烘箱中烘1h，取出，放入干燥器内冷却备用。4总硼的测定4.1方法要点试样用无水碳酸钠和硝酸钾熔融，以冷的酸溶液抽取，使硼转变成硼酸盐。加入碳酸钙以中和游离国家机械工业局1999-05-20批准中华人民共和国机械行业标准碳化硼化学分析方法JB/T7993－1999代替JB/T7993—952000-01-01实施JB/T7993－19992酸，这时铁、铝等生成氢氧化物沉淀而分离。溶液中的硼酸在甘露醇的存在下，形成酸性较强的络合物，以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定，可计算出硼的含量，其反应为：H3BO3+2CH2OH（CHOH）4CH2OH　H[BO3（CH2）2（CHOH）8（CH2OH）2]+2H2OH[BO3（CH2）2（CHOH）8（CH2OH）2]+NaOH　Na[BO3（CH2）2（CHOH）8（CH2OH）2]+H2O4.2试剂4.2.1无水碳酸钠。4.2.2硝酸钾。4.2.3碳酸钙。4.2.4盐酸。4.2.5甘露醇。4.2.6甲基红指示剂：0.1%。称取0.1g甲基红溶于100mL水中。4.2.7酚酞指示剂：1%。称取1g酚酞溶于60mL95%的乙醇中，再用水稀释至100mL，用0.15N氢氧化钠标准溶液中和至刚显红色。4.2.8氢氧化钠标准溶液：0.15N称取氢氧化钠6.0g溶于新煮沸冷却后的水中，加入少许氯化钡，稀释至1000mL，放置沉淀，吸取澄清液贮存于塑料瓶中备用。标定：准确称取经105~110℃烘1h后的苯二甲酸氢钾（基准试剂）0.6g左右共三份，分别放入三个250mL的锥形瓶中，加入新煮沸冷却的蒸馏水100mL，摇动锥形瓶使其溶解，加酚酞指示剂2~3滴，用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为终点。按式（1）计算氢氧化钠标准溶液的当量浓度：N=VG2040.0…………………………………………（1）式中：N——氢氧化钠标准溶液的当量浓度；G——称取的苯二甲酸氢钾量，g；V——滴定时消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，mL；0.2040——苯二甲酸氢钾的毫克当量。4.3试液的制备准确称取试样0.2000g于铂坩埚中，加3g无水碳酸钠和0.1g硝酸钾，仔细搅拌均刀后再盖上无水碳酸钠1g，坩埚盖半开以使分解出来的气体逸出。将坩埚送入高温炉中于650℃处理2h，700℃处理1h，750℃处理1h，然后升温至900℃熔融30min，取出，旋转坩埚，使熔融物附于坩埚壁上，冷却后，以水洗净坩埚外壁，放入已盛有100mL（15+85）盐酸的250mL烧杯中，不断摇动烧杯以加速熔块溶解，待试样完全抽出后用水洗出坩埚和盖，移入250mL容量瓶中，冷却后，以水稀释至刻度，摇刀，备用。4.4操作方法取4.3制备的试液50mL于250mL烧杯中，用水稀释至70~80mL，加甲基红指示剂1滴，分次加入碳酸钙并不断搅拌至无二氧化碳气泡冒出为止，加热煮沸5~10min，用中速滤纸过滤，滤液收集JB/T7993－19993于500mL锥形瓶中，烧杯以热水洗涤3~4次，洗涤沉淀10~12次，浓缩体积约160mL，滴加（1+1）盐酸使溶液刚呈红色，继续煮沸5~10min，流水冷却至室温，用0.15N氢氧化钠标准溶液滴定至试液由红色刚呈黄色（不计读数），加酚酞指示剂10~15滴，加甘露醇2~3g，用0.15N氢氧化钠标准溶液滴至微红色，再加少量的甘露醇，若红色消失，再用0.15N氢氧化钠标准溶液滴至微红色，如此反复进行至加入甘露醇后微红色不退即为终点。并在相同条件下做一空白试验。按式（2）计算总硼的百分含量：B总=%10001081.0×GNV………………………………（2）式中：N——氢氧化钠标准溶液的当量浓度；V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积（已减去空白值），mL；G——试样重量，g；0.01081——硼的毫克当量。4.5允许误差按表1规定。表1%允许误差含量范围同一试验室不同试验室50.00~70.00±0.30±0.35＞70.00±0.40±0.455三氧化二铁的测定5.1方法要点在氨性溶液中（pH8~11.5）三价铁离子与磺基水杨酸反应生成黄色的磺基水杨酸铁络盐，用比色法测定其含量。5.2试剂5.2.1磺基水杨酸溶液（15%）：称取磺基水杨酸15g溶解于水并稀释至100mL。5.2.2氢氧化铵（密度0.90）。5.2.3空白溶液：取4g无水碳酸钠于铂坩埚中，在950℃的高温炉中，熔融20min，取出，冷却。洗净坩埚外壁，以100mL的（15+85）盐酸加热浸出。移入250mL容量瓶中，冷却后以水稀释至所规定的刻度，摇刀，供绘制标准曲线用。5.2.4三氧化二铁标准溶液准确称取经110℃烘2h后的三氧化二铁（基准试剂）0.1000g于250mL烧杯中，加（1+1）盐酸40mL，加盖表面皿，于低温砂浴上加热溶解，待完全溶解后，冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇刀，此溶液每毫升含三氧化二铁0.10mg。取此溶液50mL于250mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇刀，备用。此溶液每毫升含三氧化二铁0.02mg。JB/T7993－199945.3标准曲线的绘制吸取空白溶液25mL九份，分别放入九个50mL的容量瓶中，用微量滴定管依次加入三氧化二铁标准溶液0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，5.00，6.00，8.00，10.00mL（即三氧化二铁百分含量为0.00，0.05，0.10，0.20，0.40，0.50，0.60，0.80，1.00），加入15%磺基水杨酸5mL，边摇边加入氢氧化铵至呈稳定的黄色，再过量4~5滴，冷却，用水稀释至刻度，摇刀。用1cm的比色槽，在比色计上于420nm波长处以水作参比溶液比色测定其消光值，然后减去试剂空白的消光值，绘制出标准曲线。5.4操作方法吸取4.3制备的试液25mL于50mL容量瓶中，以下按5.3的操作测定其消光值，同时于相同条件下做一空白试验，减去空白的消光值后，于标准曲线上求出三氧化二铁的含量。5.5允许误差按表2规定。表2%允许误差含量范围同一试验室不同试验室≤0.25±0.02±0.03＞0.25~0.50±0.03±0.04＞0.50~1.00±0.04±0.05＞1.00~2.00±0.08±0.096二氧化硅的测定6.1方法要点在0.08~0.32N酸介质中，硅酸与钼酸生成黄色的硅钼酸络合物，再用还原剂将其还原成为硅钼蓝，用比色法测定，其反应为：H4SiO4+12H2MoO4　H8[Si（Mo2O7）6]+10H2OH8[Si（Mo2O7）6]+[还原剂]+H+　H5()57252OMoOMoSi+[氧化剂]+H2O6.2试剂6.2.1无水碳酸钠。6.2.2盐酸：（15+85）。6.2.3钼酸铵溶液：5%。溶解5g钼酸铵于水中，以水稀释至100mL，放置24h后过滤使用。若出现沉淀，即应停止使用。6.2.4酒石酸溶液：5%。6.2.51，2，4–酸还原剂溶液：溶解1，2，4–酸（1—氨基—2—萘酚—4—磺酸）0.15g、无水亚硫酸钠0.7g、亚硫酸氢钠9g于水中，以水稀释到100mL，贮存于塑料瓶中备用，使用期为14d。6.2.6二氧化硅标准溶液准确称取经980~1000℃灼烧过1h的二氧化硅（基准试剂）0.1000g于铂坩埚中，加无水碳酸钠（基JB/T7993－19995准试剂）2g，仔细混刀，在860~900℃的高温炉中熔融20min，取出，旋转坩埚，使熔融物附于坩埚内壁上，冷却，洗净外壁，在聚乙烯烧杯中，用热水浸出，冷却，并移入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇刀后立即移入干净并干燥过的塑料瓶中贮存。此溶液每毫升含二氧化硅0.1mg。吸取此溶液100mL于预先盛有12mL2N盐酸的250mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇刀，此溶液即为二氧化硅标准溶液（1mL含二氧化硅0.04mg）。6.2.7空白溶液取4g无水碳酸钠于铂坩埚中，在950℃的高温炉中熔融20min，取出，冷却，洗净坩埚外壁，以（15+85）盐酸100mL加热浸出，移入250mL容量瓶中，冷却后以水稀释至刻度，摇刀，备用。6.3标准曲线的绘制吸取空白溶液10mL八份，分别放入八个100mL的容量瓶中，用微量滴定管依次加入二氧化硅标准溶液0.00，0.20，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00mL（即二氧化硅百分含量为0.00，0.10，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00），加5%钼酸铵溶液5mL、水20mL摇刀，放置，使其显色完全（室温15℃以上放置15min，15℃以下应微加温调节溶液至15℃以上再放置显色）。加5%酒石酸溶液20mL，1，2，4–酸还原剂溶液3mL，摇刀，放置20min，以水稀释至刻度，摇刀。用1cm比色槽在比色计上于650~700nm波长处，以水作参比溶液比色测定其消光值，减去空白的消光值后，绘制标准曲线。6.4操作方法取4.3制备的试液10mL于100mL容量瓶中，加5%钼酸铵溶液5mL，以下按6.3的操作测定其消光值。同时做一空白试验，减去空白的消光值后，从标准曲线上求出二氧化硅含量。6.5允许误差按表3的规定。表3%允许误差含量范围同一试验室不同试验室≤0.50±0.04±0.06＞0.50~2.00±0.06±0.08＞2.00~4.00±0.08±0.10注1）硅钼磺在0.08~0.32N酸度下显色完全，酸度过小或过大，均显色不完全。2）硅钼磺的稳定性受温度的影响，在35℃时，仅可以稳定30min，故在加入钼酸铵放置显色完全后，即应加入1，2，4–酸还原成硅钼蓝。显色的条件必须严格控制。3）每次必须以同样条件做空白试验，以校正结果。7三氧化二硼的测定7.1方