ГОСТ 25699.3-90 Технический углерод. Определение йодного числа

Назначение стандарта по определению йодного числа

ГОСТ 25699.3-90 распространяется на технический углерод для резиновой промышленности и устанавливает титриметрический метод определения йодного числа. Этот показатель характеризует поверхность технического углерода и обычно соответствует поверхности по адсорбции азота.

При этом стандарт отдельно указывает, что йодное число не следует рассматривать как величину удельной поверхности, поскольку оно заметно снижается при высоком содержании летучих веществ или веществ, экстрагируемых растворителями.

Документ соответствует ИСО 1304-85 и СТ СЭВ 2129-89 в части раздела 2, а также заменяет ГОСТ 25699.3-83.

В чём заключается метод испытания

Сущность метода состоит в том, что образец технического углерода:

1. предварительно высушивают;
2. взвешивают с высокой точностью;
3. смешивают с отмеренным объёмом стандартного раствора йода;
4. полученную смесь центрифугируют;
5. чистый раствор йода после контакта с техническим углеродом титруют раствором тиосульфата натрия;
6. по объёму титрования и массе навески вычисляют йодное число.

Метод предназначен для лабораторного контроля свойств технического углерода и оценки его поверхности по способности адсорбировать йод.

Требования к реактивам и воде

Для испытаний используют реактивы квалификации ч. д. а. и дистиллированную воду с pH от 6,5 до 7,2, предпочтительно около 6,9.

Стандарт рекомендует применять дистиллированную воду, подвергнутую непосредственно перед испытанием повторной дистилляции, затем пропущенную через смешанный слой ионообменных материалов и мембранный фильтр с размером пор от 0,2 до 0,4 мкм.

Воду необходимо защищать от атмосферных загрязнений и продуктов коррозии. Ёмкости и трубки для работы с водой рекомендуется изготавливать из материалов, не поддающихся химическому воздействию:

• политетрафторэтилена;
• олова;
• кварца;
• нержавеющей стали марки 18–8;
• полиэтилена;
• других химически стойких материалов.

Растворы, применяемые при испытании

Крахмальный индикатор

Для приготовления индикатора смешивают 2,5 г порошкообразного водорастворимого крахмала и 2 мг йодида ртути (II) с 25 см³ воды. Суспензию добавляют в 1 дм³ кипящей воды и кипятят не менее 10 мин до получения однородного раствора. После охлаждения светлую часть раствора декантируют в стеклянные бутыли с пробками.

Стандартный раствор йодат/йодида калия

Раствор имеет концентрацию 0,03941 моль/дм³. Для его приготовления используют 45 г йодида калия и 1,4058 г свежевысушенного йодата калия, высушенного при температуре (125 ± 1) °C в течение 1 ч.

Раствор тиосульфата натрия

Раствор тиосульфата натрия также готовят с концентрацией 0,03941 моль/дм³. Для приготовления растворяют 9,79 г пятигидрата тиосульфата натрия приблизительно в 500 см³ воды, добавляют 5 см³ метанола или пентанола и доводят объём до 1000 см³.

Через 24 ч концентрацию раствора устанавливают по раствору йодат/йодида калия.

Стандартный титрованный раствор йода

Раствор йода готовят с концентрацией 0,04728 моль/дм³ при соотношении 9,5 части йодида калия на 1 часть йода. Для его приготовления используют 57,00 г йодида калия и 6,01 г йода, после чего доводят объём до 1000 см³.

Через 24 ч концентрацию раствора йода устанавливают по заранее оттитрованному раствору тиосульфата натрия. Требуемая точность — в пределах 0,04723–0,04733 моль/дм³.

Растворы йода и тиосульфата натрия хранят в тёмном месте в бутылях из тёмного или жёлтого стекла с пробками.

Лабораторное оборудование по ГОСТ 25699.3-90

Для выполнения испытания применяется обычная лабораторная аппаратура, а также специализированные средства измерения и подготовки образца.

Стандарт запрещает использовать корковые, резиновые или алюминиевые пробки для пробирок центрифугирования.

Подготовка пробы технического углерода

Перед испытанием необходимое количество технического углерода высушивают в течение 1 ч при температуре (105 ± 2) °C или (125 ± 1) °C в соответствии с ГОСТ 25699.7-90. После этого образец охлаждают в эксикаторе до температуры окружающей среды и хранят в эксикаторе до начала анализа.

При подготовке образца не следует разрушать гранулы технического углерода. Если материал негранулированный, перед сушкой его допускается уплотнить.

Условия проведения анализа йодного числа

Испытание предпочтительно проводить при одной из двух нормируемых схем условий:

Реактивы и аппаратуру рекомендуется выдерживать в помещении испытаний не менее нескольких часов для выравнивания температуры. В воздухе лаборатории не должно быть дымов и паров, способных загрязнить реактивы или изменить результат анализа.

Выбор массы навески по ожидаемому йодному числу

Масса испытуемой пробы зависит от предполагаемого уровня йодного числа.

Если йодное число ожидается близким к границам 135 или 500, массу пробы допускается выбирать по принятой классификации ламповой марки. В этом случае используемую классификацию следует указать в протоколе испытаний.

Порядок проведения титриметрического испытания

1. Высушенную пробу быстро взвешивают с точностью до 0,1 мг в пробирке для центрифугирования.
2. Добавляют точно 25 см³ стандартного раствора йода и сразу закрывают пробирку.
3. Пробирку устанавливают в механический встряхиватель и встряхивают смесь в течение 1 мин с частотой около 240 колебаний в минуту.
4. Сразу после встряхивания смесь центрифугируют при частоте более 1000 мин⁻¹.
5. Для гранулированного технического углерода время центрифугирования составляет 1 мин, для негранулированного — 3 мин.
6. Раствор йода полностью декантируют в химический стакан, оставляя пробу технического углерода на дне пробирки.
7. Из полученного раствора отбирают точно 20 см³ и переносят в коническую колбу вместимостью 250 см³.
8. Раствор титруют раствором тиосульфата натрия до бледно-жёлтого цвета.
9. Добавляют около 5 см³ раствора крахмального индикатора и продолжают титрование до полного исчезновения синей окраски.

Параллельно проводят контрольный опыт с 25 см³ раствора йода без технического углерода, с тем же встряхиванием, центрифугированием и последующим титрованием.

Стандарт допускает отбирать 20 см³ раствора йода непосредственно из пробирки для центрифугирования, если при этом не происходит взмучивания технического углерода.

Расчёт и интерпретация результата

Йодное число вычисляют по разности объёмов раствора тиосульфата натрия, израсходованных на титрование в контрольном опыте и в опыте с пробой технического углерода, с учётом:

• концентрации раствора тиосульфата натрия;
• массы испытуемой пробы;
• объёма раствора, отобранного на титрование.

В основной части стандарта результат выражают в миллиграммах йода на 1 г технического углерода с точностью до 0,1 мг/г.

Йодное число используют как характеристику поверхности технического углерода, но интерпретировать его необходимо с учётом содержания летучих и экстрагируемых веществ.

Что должно быть указано в протоколе испытания

Дополнения, действующие в народном хозяйстве

Приложение к стандарту содержит ряд дополнений и изменений, допускаемых к применению в народном хозяйстве.

• допускается использовать свежеприготовленный крахмальный индикатор без йодида ртути;
• допускается определять концентрацию тиосульфата натрия по раствору бихромата калия;
• растворы йода и тиосульфата натрия допускается хранить при 20–25 °C не более 10 суток;
• допускается использовать раствор йода свыше 10 суток, если его концентрация остаётся в пределах 0,04723–0,04733 моль/дм³;
• для испытания по приложению обычно берут пробу 0,4900–0,5100 г, встряхивают смесь в течение 3 мин и центрифугируют в течение 3 мин;
• допускается фильтровать суспензию через бумажный фильтр и отбирать для титрования 10 см³ фильтрата.

По приложению результат испытания может выражаться в граммах на килограмм. За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

Точность и воспроизводимость результатов по приложению

Правильность выполнения испытания контролируют по отраслевым стандартным образцам в соответствии с инструкцией по применению.

Ссылочные нормативные документы