ГОСТ 25699.9-90 Углерод технический для производства резины. Метод определения общей серы

Для каких испытаний предназначен стандарт

ГОСТ 25699.9-90 устанавливает метод определения массовой доли общей серы в техническом углероде для производства резины. Метод применяют для лабораторного контроля содержания серы по результатам сжигания пробы и последующего титрования поглотительного раствора.

Отбор проб выполняют по ГОСТ 25699.1.

Принцип определения общей серы

Метод основан на сжигании пробы технического углерода в струе воздуха. Образующиеся при этом сернистый и серный ангидриды улавливают раствором перекиси водорода с серной кислотой.

Далее массовую долю общей серы определяют титрованием одним из двух способов:

• раствором гидроокиси натрия в присутствии смешанного индикатора;
• раствором азотнокислого или хлорнокислого бария в присутствии металлоиндикатора.

Основные режимы испытания

Оборудование, реактивы и материалы

Для выполнения испытания стандарт предусматривает использование лабораторной установки и набора реактивов установленного качества.

Основное оборудование

• весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности, с пределом взвешивания 200 г;
• милливольтметр Щ 4541 по ТУ 25-0432.057 в комплекте с термопарой ХА(К), с пределом измерения от 0 до 1100 °C;
• водоструйный насос по ГОСТ 25336;
• печь электрическая трубчатая горизонтальная по ОСТ 16.0.801.397, длиной не менее 130 мм и внутренним диаметром не менее 20 мм, обеспечивающая температуру 900–1000 °C;
• электрическая плитка с закрытой спиралью;
• ротаметр типа РМ по ГОСТ 13045 с верхним пределом измерения по воздуху 0,063 м³/ч и допускаемой основной погрешностью ±2,5 % верхнего предела;
• кварцевая трубка длиной не менее 470 мм с кварцевым коленом со шлифом;
• сушильный шкаф СЭШ-3М по ТУ 25.02.210718, отрегулированный на 105 ± 2 °C;
• эксикатор по ГОСТ 25336, заполненный твёрдым осушителем;
• бюретки, пипетки, капельницы, цилиндры, колбы и склянки по ГОСТ 20292, ГОСТ 1770 и ГОСТ 25336;
• лодочка ЛЗ 3(4) по ГОСТ 9147.

Основные реактивы

• ацетон по ГОСТ 2603;
• перекись водорода по ГОСТ 10929, раствор с массовой долей не менее 29 %;
• барий азотнокислый по ГОСТ 3777, раствор 0,01 моль/дм³;
• барий хлорнокислый по ТУ 6-09-3604, раствор 0,01 моль/дм³;
• серная кислота по ГОСТ 4204, раствор 0,01 моль/дм³;
• соляная кислота по ГОСТ 3118, растворы 0,1 и 0,02 моль/дм³;
• уксусная кислота по ГОСТ 61 или ГОСТ 18270, раствор 0,2 моль/дм³;
• гидроокись натрия по ГОСТ 4328, растворы 0,02 моль/дм³ и с массовой долей 40 %;
• уксуснокислый натрий по ГОСТ 199, раствор 0,2 моль/дм³;
• марганцовокислый калий по ГОСТ 20490, раствор с массовой долей 1 %;
• гигроскопическая медицинская вата по ГОСТ 5556;
• шамот или технический гранулированный мелкопористый силикагель по ГОСТ 3956;
• этиловый ректификованный технический спирт по ГОСТ 18300;
• дистиллированная вода по ГОСТ 6709;
• сжатый воздух по ГОСТ 17433;
• метиловый красный, метиленовый синий, нитхромазо, карбоксиарсеназо.

Допускается применять аппаратуру с аналогичными техническими и метрологическими характеристиками, а также реактивы качеством не ниже указанных.

Подготовка растворов и сборка установки

Раствор гидроокиси натрия 0,02 моль/дм³

Для приготовления раствора 2,40 г гидроокиси натрия растворяют в 3000 см³ дистиллированной воды. Раствор перемешивают, выдерживают 24 ч в тёмном месте, затем декантируют и используют верхний прозрачный слой.

Концентрацию раствора определяют по точно приготовленному раствору соляной кислоты 0,02 моль/дм³. Контроль концентрации проводят не реже одного раза в 15 суток.

Растворы солей бария

• для раствора азотнокислого бария 0,01 моль/дм³ растворяют 2,6130 г вещества в 1000 см³ дистиллированной воды;
• для раствора безводного хлорнокислого бария 0,01 моль/дм³ растворяют 3,3640 г вещества в 1000 см³ дистиллированной воды.

Концентрацию этих растворов устанавливают по растворам серной кислоты или сернокислого магния, приготовленным из титрованных растворов.

Буферный раствор pH 5,5–5,6

Смешивают 100 см³ раствора уксусной кислоты 0,2 моль/дм³ с 900 см³ раствора уксуснокислого натрия 0,2 моль/дм³.

Смешанный индикатор

Смешивают равные объёмы спиртовых растворов метилового красного 0,2 % и метиленового синего 0,1 %.

Сборка очистительной и поглотительной системы

1. Для очистки воздуха последовательно соединяют три склянки.
2. Первую склянку заполняют раствором гидроокиси натрия или калия с массовой долей 40 %.
3. Вторую склянку заполняют раствором марганцовокислого калия с массовой долей 1 %.
4. Третью склянку заполняют гигроскопической ватой.
5. В приёмник наливают 150 см³ дистиллированной воды, 5 см³ перекиси водорода и 7 см³ раствора серной кислоты 0,01 моль/дм³.
6. Приёмник соединяют с кварцевой трубкой и водоструйным насосом, а перед очистительной системой устанавливают ротаметр.

Проверка герметичности

Перед началом испытания систему проверяют на герметичность. Для этого через неё пропускают воздух, затем закрывают кран на отводной трубке приёмника и прекращают подачу воздуха. Появление пузырьков воздуха в приёмнике и очистительной системе не допускается.

Порядок проведения определения

1. Высушивают 2–5 г технического углерода при 105 ± 2 °C в течение 1 ч и охлаждают в эксикаторе до 20–26 °C.
2. Высушенный образец хранят в эксикаторе до начала анализа.
3. Навеску массой 0,1000–0,5000 г равномерно распределяют по дну лодочки.
4. Пробу засыпают шамотом или силикагелем.
5. Лодочку помещают в кварцевую трубку перед входом в печь, предварительно нагретую до 900–950 °C.
6. Трубку быстро закрывают пробкой и пропускают через систему воздух со скоростью 0,03 м³/ч.
7. Сжигание проводят, медленно в течение 5–10 мин передвигая трубку с лодочкой в центральную часть печи.
8. В центральной части печи лодочку выдерживают ещё не менее 15 мин.
9. После окончания сжигания трубку с лодочкой медленно передвигают в обратном направлении в течение 10–15 мин.
10. Затем медленно отключают водоструйный насос, отсоединяют приёмник и промывают кварцевое колено 25 см³ дистиллированной воды, сливая промывные воды в приёмник.

Варианты титрования поглотительного раствора

Титрование раствором гидроокиси натрия

Содержимое приёмника титруют раствором гидроокиси натрия 0,02 моль/дм³ в присутствии 8 капель смешанного индикатора до перехода фиолетовой окраски раствора в ярко-зелёную.

Титрование растворами солей бария

Допускается предварительно упарить раствор в приёмнике до объёма 5–10 см³, затем охладить его до 20–26 °C и титровать раствором азотнокислого бария 0,01 моль/дм³ или хлорнокислого бария 0,01 моль/дм³ в присутствии одного из металлоиндикаторов.

При использовании нитхромазо

• к упаренному раствору добавляют 15 см³ этилового спирта;
• 1 см³ раствора соляной кислоты 0,1 моль/дм³;
• 1–2 капли нитхромазо;
• титруют до перехода фиолетово-малиновой окраски в неисчезающую голубую.

При использовании карбоксиарсеназо

• к упаренному раствору добавляют 10 см³ буферного раствора;
• 25 см³ ацетона;
• 2–3 капли карбоксиарсеназо;
• титруют до перехода фиолетовой окраски раствора в сине-голубую.

Контрольный опыт проводят аналогично, но без пробы технического углерода.

Расчёт массовой доли общей серы

Массовую долю общей серы в процентах вычисляют по формуле:

X = (0,00032 × (V1 − V0) × 100) / m

• 0,00032 — масса серы, стехиометрически соответствующая взаимодействию 1 см³ титрованного раствора;
• V1 — объём раствора гидроокиси натрия или азотнокислого (хлорнокислого) бария, израсходованный на титрование после сжигания пробы, см³;
• V0 — объём того же раствора, израсходованный в контрольном опыте, см³;
• m — масса пробы технического углерода, г.

Точность результатов и допустимые расхождения

Ссылочные нормативные документы

Сведения о действии стандарта

Стандарт введён в действие с 01.07.1991, действует взамен ГОСТ 25699.9-83 и соответствует СТ СЭВ 2129-89 в части раздела 8. В информационных данных указан срок действия до 01.07.1995, поэтому при практическом применении следует дополнительно проверять актуальный статус документа и наличие замещающего стандарта.