【机械行业标准(JB)】 碳化硅脱氧剂化学分析方法

中华人民共和国机械行业标准
JB5204—91
碳化硅脱氧剂
1991-06-22发布
化学分析方法
1992-07-01实施
中华人民共和国机械电子工业部发布
主题内容与适用范围
一般规定
试样制备
氯化钠的分析
碳的分析
碳化硅的分析
二氧化硅的分析
硅的分析
三氧化二铁的分析
氧化钙的分析…
氧化镁的分析
三氧化二铝的分析：二甲酚橙比色法三氧化二铝的分析·络合滴定法硫的分析
磷的分析：钼蓝法.
磷的分析：钒钼黄法·
中华人民共和国机械行业标准
碳化硅脱氧剂、化学分析方法
1主题内容与适用范围
JB5204--91
本标准规定了碳化硅脱氧剂中氯化钠、碳、碳化硅、二氧化硅、金属硅、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、硫及磷的分析方法。本标准适用于由石油焦（或煤焦）、石英砂、食盐、木屑等经高温冶炼得到的碳化硅脱氧剂化学成分的分析，不适用于碳化硅与工业硅或其他物质混配而成的脱氧剂。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，分析结果的误差在允许范围内时，取其算术平均值为最终分析结果。
2.2分析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或高纯试剂。2.3方法中所载溶液，除已指明溶液外，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（相对密度1.19），氨水（相对密度0.9），未注明的固体试剂均指原试剂。
2.5溶液的百分浓度为质量体积百分浓度，系指100mL溶液中含溶质的克数，而（1十1），（1十2)，.…..，(m十n)等系指溶质体积与水体积之比。2.6配制试剂及分析用水，除特殊说明外，均为蒸馏水或去离子水。2.7所用分析天平、码及容量器皿均需进行校正。2.8方法中所有操作，除特殊注明外,均在玻璃量器中进行。2.9方法中所载“灼烧至恒重”系指经过两次灼烧并于干燥器中冷却至室温后称量之差不超过0.4mg。
2.10方法中所载“干过滤”，系指将溶液用干滤纸、干漏斗过滤于干的容器中。干过滤应弃去最初的滤液。
3试样制备
3.1试样经小型鄂式破碎机及刚玉研钵粉碎至全部通过100号筛，充分混匀，备用。3.2将试样按四分法取20g于方瓷血中，室温下完全风干，装入磨口瓶中备用，此试样用于测定硫、磷含量。测定磷用试样应继续研细至通过200号筛。3.3将试样按四分法取40g左右于110～115℃下烘干2h，置于干燥器中冷却至室温。此试样用于测定氮化钠、碳、碳化硅、二氧化硅、硅、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁及三氧化二铝含量。4氟化钠的分析bzxZ.net
4.1方法提要
在近中性溶液中，氯化钠中的氯离子与硝酸银中的银离子进行定量反应，用硝酸银标准溶液滴定氯离子。
机械电子工业部1991-06-22批准1992-07-01实施
4.2试剂
JB5204-91
4.2.1铬酸钾：5%。称取5g铬酸钾溶于水，用水稀释至100mL。4.2.2硝酸银标准溶液：0.1mol/L。称取硝酸银（分析纯）17g于250mL烧杯中，加水100mL，搅拌使其完全溶解，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，贮于棕色瓶中备用。标定：准确称取经110～115℃烘干2h的氯化钠(基准试剂)0.1000～0.1400g共三份，分别放入三个250mL的锥形瓶中，加入50mL水，溶解后，加入铬酸钾（5%)指示剂3～4滴，用制备的硝酸银标准溶液滴定至红棕色为终点。
按式(1)计算硝酸银标准溶液的浓度：m
式中：C-硝酸银标准溶液的浓度，mol/L;m—称取的氯化钠量，g;
V——滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积,mL。4.3分析步骤
准确称取3.3条制备的试样1g，放入250mL烧杯中，加水100mL，并加入少量纸浆，在不断搅拌下加热煮沸5～10min，取下，用慢速定量滤纸过滤，以热水洗至无氯离子为止（以硝酸酸化过的1%硝酸银检查），漏斗中不溶物留作测定碳用，滤液收集于250.mL锥形瓶中，加入铬酸钾（5%）指示剂3～4滴，以0.1.mol/L硝酸银标准溶液滴定至红棕色为终点，同法作空白试验。按式(2)计算氯化钠的百分含量：Nacl = (V-V)C × 0. 05845 × 100%m
式中：C-—硝酸银标准溶液的浓度，mol/L；V滴定时消耗硝酸银标准溶液的体积，mL；Vi——滴定空白时消耗硝酸银标准溶液的体积，mL；m—试样量，g。
4.4允许误差
允许误差按表1规定。
含量范围
0.001~1.00
碳的分析
5.1方法提要
允许误差
（2）
水洗除去氯化钠的试样在铂皿中灰化后，放入700750℃炉中加热，使碳燃烧生成二氧化碳逸出，根据燃烧前后重量之差并减去氯化钠的百分含量来计算碳的含量。5.2分析步骤
将4.3条中测定氯化钠时的不溶残渣连同滤纸移入已灼烧至恒重的铂皿中，先充分灰化滤纸，然后在700～750℃高温炉中灼烧50min，置于干燥器中冷却，称重，反复灼烧至恒重为止。按式(3)计算碳的百分含量：
ml = m2 × 100% - Nac1%
式中：m-原试样加铂血量，g;
灼烧后残渣加铂血量，g；
（3）
m-试样量，8。
5.3允许误差
允许误差按表2规定。
含量范围
2.51~10.00
10.01~20.00
20.01~30.00
JB5204—91
允许误差
注：如试样不含氯化钠，则直接称取3.3条制备样1g左右，在700～750℃灼烧至恒重：6碳化硅的分析
6.1方法提要
水洗除去氯化钠的试样经氢氟酸一硝酸一硫酸处理使硅及二氧化硅生成挥发性的四氟化硅逸出。用盐酸浸取使杂质溶解，测定残留物量即为碳化硅的含量。6.2试剂
6.2.1硫酸：(1+1)。
6.2.2硝酸。
6.2.3氢氟酸：不少于40%。
6.2.4盐酸：(1+1)，(5+95)。
6.3分析步骤
准确称取3.3条试样1g于250mL烧杯中，加水80mL，加热煮沸5~10min，取下，用慢速滤纸过滤，以热水洗至无氯离子为止（用硝酸酸化过的1%硝酸银检查），将漏斗中的不溶物连同滤纸移入铂血中，先低温灰化滤纸，然后在700～750℃灼烧30min，取出，冷却。用少量水润湿，加入氢氟酸10～15mL，于砂浴上蒸干，重复处理2～3遍，在最后一遍处理时，加入硝酸10滴，硫酸（1十1)10滴，蒸发至冒浓烟，取下，充分冷却，水洗内壁，滴加硫酸(1十1)1mL，蒸发至冒浓烟2～3min，取下，冷却。在250mL烧杯中加入盐酸（1+1）50mL及适量水，置于电炉上加热至微沸，将铂皿连同酸处理后的残留物放入，加热抽取约3～5min，水洗出空铂皿，烧杯及不溶物置于砂浴上继续加热10～15min，中速定量滤纸过滤，用热盐酸（5+95）洗涤残渣7~8次，热水洗5~6次，滤液及洗液收集于250mL容量瓶中，冷却，稀释至刻度，留作测定三氧化二铁、氧化钙、氧化镁含量。将残渣及滤纸放入已灼烧至恒重的铂中，灰化滤纸后，于700～750℃范围内灼烧至恒重。按式（4)计算碳化硅的百分含量：sic = m 二 m2 × 100%
式中：m
称取试样量，g；
空铂血量，g；
m3残渣及铂血量，g。
6.4允许误差
允许误差按表3规定。
·（(4)
含量范围
20.00~50.00
50.01~80.00
JB5204—91
允许误差
注：如果不含氯化钠，则直接称取3.3条制备样1g左右于铂皿中，在700～750℃灼烧30min，以下操作同6.3条。7二氧化硅的分析
7.1方法提要
二氧化硅在氢氟酸一氟化钾和盐酸溶液中加热溶解，生成硅氟酸钾沉淀，沸水水解，以氢氧化钠标准溶液滴定生成的氢氟酸。
7.2试剂
7.2.1盐酸：(1+1)。
7.2.2氢氟酸。
7.2.3氯化钾。
7.2.4氯化钾：10%。称取10g氯化钾溶解于水中，稀释至100mL。7.2.5氯化钾乙醇溶液：5%。称取氯化钾5g溶于50mL水中，加入95%乙醇50mL，混匀。7.2.6酚酞指示剂：1%。称取1g酚溶于60mL、95%乙醇中，再用水稀释至100mL，用0.1mol /L氢氧化钠标准溶液中和至刚呈红色。7.2.7苯二甲酸氢钾：基准试剂。7.2.8氢氧化钠标准溶液：0.15mol/L，称取氢氧化钠6g溶于新煮沸冷却后的水中，加入少许氟化钡，稀释至1L，放置，吸取澄清液贮于塑料瓶中备用。标定：准确称取经105110℃烘干1h的苯二甲酸氢钾0.6g左右共三份，分别放入三个250mL锥形瓶中，加入新煮沸冷却后的蒸馏水100mL，摇动，使其溶解。加入酚酞指示剂2～3滴，用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为终点。按式(5)计算氢氧化钠标准溶液的浓度：C= 0.2040V
式中：C—氢氧化钠标准溶液的浓度,mol/L；m—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。（5）
7.3分析步骤
准确称取3.3条制备的试样0.15~0.5g于250mL塑料烧杯中，加入氢氟酸10mL，盐酸（1十1)10mL，置于95士5℃恒温水浴上加热50min，取下，搅拌，冷却。加入固体氯化钾至饱和后过量0.5～1g，放置3~5min，塑料漏斗过滤，用氯化钾（10%）溶液洗涤2~3次，取下沉淀物放入原塑料杯中，沿杯壁加入氯化钾乙醇（5%）溶液10mL，酚酞指示剂10滴，用氢氧化钠滴定至微红色（此时不计体积），迅速加入刚煮沸的蒸馏水约200mL，指示剂10滴，用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色不消失为终点。按式（6)计算二氧化硅的百分含量：SsiO: = CV× 0. 01503 × 100%(6)
式中：C-氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；\-滴定时消耗的氢氧化钠标准溶液的体积,mL；m--—试样量，g。
7.4允许误差
允许误差按表4规定。
8硅的分析
10.01~30.00
JB5204-91
8.1方法提要
试样中的金属硅被硝酸氧化为二氧化硅，试样中原有二氧化硅与新生成的二氧化硅一起在氢氟酸-盐酸一氟化钾溶液中溶解，生成硅氟酸钾沉淀，用沸水水解，氢氧化钠标准溶液滴定生成的氢氟酸，从二氧化硅总量中减去试样中原有二氧化硅量，经换算可得金属硅量。8.2试剂
8.2.1硝酸。
8.2.2其余试剂同7.2条。
8.3分析步骤
准确称取3.3条制备的试样0.15~0.50g于250mL塑料烧杯中，加入氢氟酸10mL，硝酸1mL，盐酸（1+1)10mL，其余操作同7.3条。按式(7)计算硅的百分含量：
CVX0.01503
×100%-Si02%）×0.4674
氢氢化钠标准溶液的浓度，mol/L：式中.C
-8.3条中滴定总二氧化硅消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；-8.3条中试样量，8；
8.4允许误差
二氧化硅换算为硅的系数。
允许误差按表5规定。
0.51~3.00
三氧化二铁的分析
9.1方法提要
在氨性溶液中(pH8～11.5),三价铁离子与磺基水扬酸反应生成黄色的磺基水扬酸铁络盐，用比色法测定其含量。
9.2试剂
9.2.1磺基水扬酸：15%。称取磺基水扬酸15g溶于水后，稀释至100mL。9.2.2氨水：(1+1)。
9.2.3三氧化二铁标准溶液：含三氧化二铁0.1mg/mL。5
JB5204—91
准确称取已烘干的三氧化二铁（光谱纯）0.1000g于250mL烧杯中。加入盐酸（1十1)40mL，加热溶解，冷却后，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，备用。9.3工作曲线的绘制
吸取盐酸（5+95）5mL共六份，分别放入六个100mL的容量瓶中，用微量滴定管依次加入三氧化二铁标准溶液0.00，0.50，1.25，2.50，5.00,7.50mL，按试样操作方法显色，以水作参比溶液，测定其消光值，然后减去试剂空白的消光值，绘制工作曲线。9.4分析步骤
吸取第6.3条试液25mL于100mL容量瓶中，加入磺基水扬酸（15%）10m，边摇边加入氨水至溶液呈稳定黄色，过量！mL，冷却，水稀释至刻度，摇匀。以水作参比溶液，用1cm比色于波长420nm处比色测定其消光值，同法做空白。按式（8)计算三氧化二铁的百分含量：Fe2Oa
×100%
mV×1000
式中：mt-一从工作曲线上查得的三氧化二铁量，mg；m试样量，g;
V,分取试液体积，mL;
y--试液总体积,mL。
9.5允许误差
允许误差按表6规定。
含量范
0.51~2.00
10氧化钙的分析
10.1方法提要
（8）
在pH813的溶液中，钙离子能与EDTA定量络合成无色络合物：Ca2++H,Y2-→CaY2-+2H+，同时在pH13时，钙离子与钙试剂羧酸钠盐反应生成红色络合物：Ca2++HInd2-→Calnd-+H+，其中钙离子能被EDTA所夺取，而游离出指示剂呈纯蓝色，以此指示终点，可以测定钙含量。CaInd-+H22-→Cay2- +HInd2-+H+紫红色
10.2试剂
10.2.1盐酸：(1+1)。
甲基红指示剂：0.1%。
10.2.3六次甲基四胺：15%。
氨水。
氢氧化钠：20%。
纯蓝色
钙试剂羧酸钠盐：0.5g钙试剂与50g氯化钠充分研细，混匀。铜试剂。
EDTA标准溶液：0.01mol/L。
称取EDTA3.75g于400mL烧杯中，加水200mL，低温加热溶解，冷却后过滤于1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。
JB5204—91
标定：准确称取经110℃烘干2h的碳酸钙（基准试剂)1.7848g于250mL烧杯中，加水50mL，滴加盐酸（1十1)至完全溶解，并过量2～3滴，加热煮沸逐去二氧化碳冷却后，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，即为氧化钙标准溶液（含氧化钙1mg/mL）。取氧化钙标准溶液10mL于300mL锥形瓶中，加水100mL，氢氧化钠（20%）10mL，加少量钙试剂，用制备的EDTA标准溶液滴定至蓝色为终点。并在同一条件下作空白试验。按式(9)计算EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度：Tcao
EDTA标准溶液对氧化镁的滴定度按式（10)计算：Tmgo = Tcao X 0. 7188
式中：m-
氧化钙量，8；
滴定时消耗EDTA标准溶液的体积（已减空白值），mL；V
Tcao-EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，g/mL；TMgo—-EDTA标准溶液对氧化镁的滴定度，g/mL；0.7188-CaO换算成MgO的系数。
10.3试液的制备
..(10)
吸取6.3条滤液50~100mL放入250mL容量瓶中，加水约100mL，甲基红指示剂（0.1%）2滴，滴加氨水至溶液变黄色，立即用盐酸（1+1）滴至红色，并过量4滴，加入六次甲基四胺（15%）5mL，冷却，加入适量铜试剂，以水稀释至刻度，干过滤于干烧杯中。10.4分析步骤
吸取10.3条试液100mL于300mL锥形瓶中，加入氢氧化钠（20%）10mL，摇匀，加少量钙指示剂，以0.01mol/LEDTA标准溶液缓慢滴定至纯蓝色为终点。并在同一条件下做空白试验。按式(11)计算氧化钙的百分含量：YTeo×100%
式中：V-—滴定时消耗EDTA标准溶液的体积（已减去空白值），mL；Tcao -
---EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，8/mL;n
试样量，8。
10.5允许误差
允许误差按表7规定。
含量范
0.51~3.00
11氧化镁的分析
11.1方法提要
在pH8～10的溶液中，钙镁离子能与EDTA定量生成无色络合物：Mg2++H2Y2--→MgY2-十2H+，在pH10的氨性缓冲溶液中，钙镁离子能与铬黑T指示剂生成紫红色络合物：Mg2++HInd2--MgHInd+H+，此两种络合物中的钙镁均能为EDTA所夺取，而游离出指示剂呈纯蓝色，以此指示终点，可测定氧化钙和氧化镁的含量。
Mglnd-+ H,y?- -→ MgY?- + HInd?- + H+紫红色
纯蓝色
11.2试剂
JB52C491
11.2.1氯化铵一氨水缓冲溶液：pH10。称取氯化铵67.5g溶于250mL水中，加氨水570mL，以水稀释至1000mL。
11.2.2铬黑T指示剂：1：100。称取0.5g铬黑T与50g氯化钠研细，混匀。11.2.3EDTA标准溶液：0.01mol/L，见10.2.8条。11.3分析步骤
吸取10.3条试液100mL于300mL锥形瓶中，加入氯化铵--氨水缓冲液10mL，加入适量铬黑T指示剂，摇匀，以0.01mol/LEDTA滴定至纯蓝色为终点，此为钙、镁含量，并在同一条件下做空白试验。按式（12)计算氧化镁的百分含量：MgO = i=V)Te × 100%
式中：V—-漓定钙时消耗EDTA标准溶液的体积（已减去空白值），mL；V,滴定钙镁含量时消耗EDTA标准溶液的体积（已减去空白值），mL；TMgo
EDTA标准溶液对氧化镁的滴定度，8/mL。11.4允许误差
允许误差按表8规定。
0.51~3.00
12三氧化二铝的分析：二甲酚橙比色法分析范围：Al20:<0.50%。
12.1方法提要
在pH3.5～5.0的溶液中，铝离子与二甲酚橙生成稳定的红色络合物，干扰离子铁用铜试剂除去，比色测定。
12.2试剂
12.2.1盐酸：(5+95)。
12.2.2氢氧化钠溶液：10%。称取氢氧化钠10g溶于水并稀释至100mL。12.2.3对硝基苯酚指示剂：0.1%。称取对硝基苯酚0.1g，用水溶解后，稀释至100mL。12.2.4二甲酚橙溶液：0.2%。准确称取二甲酚橙0.2g，用水溶解后，稀释至100mL。12.2.5铜试剂。
12.2.6醋酸一醋酸钠缓冲溶液，pH4.2~4.4.称取醋酸钠54.4g于烧杯中，加水200mL使其溶解，注入1000mL容量瓶中，加入冰醋酸46mL，用水稀释至刻度，摇匀，备用。12.2.7三氧化二铝标准溶液：含三氧化二铝0.05mg/mL。准确称取纯金属铝粉0.2646g于250mL烧杯中，加盐酸（1+1）30～40mL，加热溶液，冷却，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，吸取此液100mL用水稀释至1L，此液1mL等于0.05mgAl2Os。
12.3工作曲线的绘制
用移液管移取10mL醋酸一醋酸钠缓冲溶液分别放入八个100mL容量瓶中，然后用微量滴定管依次加入三氧化二铝标准溶液（含Al200.05mg/mL）0.00，0.25，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00mL，加水70mL，用刻度吸管加入二甲酚橙（0.2%）2mL，摇勾，于沸水浴上加热5min，冷却至室温，用水稀释至刻度，摇匀，以试剂空白作参比溶液，用2cm比色血于545nm波长处比色测定其消光值，绘制工作8
曲线。
12.4试液的制备
JB5204—91
准确称取3.3条制备样1.0000g于铂血中，加少量水润湿，加入氢氟酸15mL，硝酸10滴，硫酸（1+1)10滴，于砂浴上蒸发至冒白烟，重复处理一次，蒸发至白烟冒尽。水冲洗内壁，加硫酸（1十1）1mL，蒸发至白烟冒尽。取下冷却后，加入盐酸（1十1）15~20mL，加热15~20min，在加热过程中可用铂丝搅拌，取下，充分冷却，中速滤纸过滤，用热盐酸（5十95）洗涤7～8次，水洗5～6次，滤液及洗液收集于200mL容量瓶中，冷却，水稀释至刻度，摇匀。此液用于比色法及容量法分析三氧化二铝含量。吸取滤液100mL于200mL容量瓶中，加入对硝基苯酚（0.1%）指示剂1滴，用氢氧化钠（10%）中和至溶液呈黄色，再用稀盐酸（5+95）中和至黄色消失，用移液管加入醋酸一醋酸钠缓冲液10mL，铜试剂0.1～0.2g，摇匀，用水稀释至刻度，于过滤。12.5分析步骤
吸取上述滤液20mL于100mL容量瓶中，用移液管加入醋酸一醋酸钠缓冲液10mL，加水50mL，用刻度吸管加入二甲酚橙（0.2%）2mL，摇匀，于沸水浴上加热5min，冷却至室温，用水稀释至刻度，以试剂空白作参比，用2cm比色于545nm波长处测定其消光值，按式(13)计算三氧化二铝的百分含量：m
× 100%
mV×1000
式中：mi从工作曲线上查得的三氧化二铝量，mg;试样量，g;
V,-分取试液体积，mL;
V—试液总体积，mL。
12.6允许误差
允许误差按表9规定。
同一实验室
13三氧化二铝的分析：络合滴定法分析范围：Al203≥0.5%。
13.1方法提要
不同实验室
·(13)
在弱酸性溶液中，三价铝与EDTA反应生成中等强度的络合物：A13++H2Y?-→AIY\+2H+，此反应进行缓慢，不能直接用于滴定，须采用返滴定，即先加入过量的EDTA标准溶液，调整pH2.3～3.0左右，加热使三价铝离子与EDTA完全络合，调整pH5～6，以二甲酚橙为指示剂，用锌盐标准溶液滴定过量的EDTA，溶液由黄色变为红色为终点。三价铁离子在此条件下一起被测定，故计算时扣除。13.2试剂
13.2.1氨水：(1+1)。
13.2.2盐酸：(1+1)。
13.2.3甲基橙指示剂：0.05%水溶液。13.2.4二甲酚橙指示剂：0.5%。13.2.5六次甲基四胺：15%。
13.2.6EDTA标准溶液：0.02mol/L。9
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