ПРОДУКТЫ КОКСОХИМИЧЕСКИЕ

УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ
ДОЛИ ВЕЩЕСТВ, НЕ РАСТВОРИМЫХ В ТОЛУОЛЕ

ГОСТ 28357-89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Срок действия с 01.01.91

до 01.01.96

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на коксохимические продукты и устанавливает ускоренный метод определения массовой доли веществ, не растворимых в толуоле (α-фракции), для каменноугольной смолы в интервале от 5 до 11 % и для пека от 20 до 35 %.

Метод основан на использовании различной растворимости компонентов пека или смолы в толуоле и заключается в фотометрическом определении интенсивности светового потока, прошедшего через суспензию, образующуюся в результате обработки навески коксохимического продукта в толуоле ультразвуком.

1. АППАРАТУРА, ПОСУДА, РЕАКТИВЫ

Диспергатор низкочастотный ультразвуковой типа УЗДН-1 или УЗДН-2Т, обеспечивающий рабочую частоту излучателя и генератора (44 ± 5) кГц с конической насадкой к универсальному излучателю. Допускается применение прибора типа УЗУ-0,25, обеспечивающего рабочую частоту от 18 до 44 кГц.

Колориметр фотоэлектрический любого типа, обеспечивающий измерение коэффициента светопропускания с абсолютной погрешностью ±1 %.

Весы лабораторные общего назначения типа ВЛР-200 или другие с аналогичными метрологическими характеристиками.

Секундомер по ГОСТ 5072.

Плитка электрическая с закрытой спиралью или любой другой нагревательный прибор, обеспечивающий мощность 800 Вт.

Шкаф сушильный электрический любого типа.

Пробирка П2Т-31-70 ХС по ГОСТ 25336.

Цилиндр 2-25 по ГОСТ 1770.

Колба мерная 2-100-2 по ГОСТ 1770.

Колба Кн-1-100-14/23 ТС или Кн-2-100-18 ТХС по ГОСТ 25336

Пипетки 1-1-1 и 6-1-10 по ГОСТ 20292.

Палочка стеклянная.

Толуол по ГОСТ 5789 или толуол каменноугольный по ГОСТ 9880 или толуол нефтяной по ГОСТ 14710, ч.

Спирт этиловый технический по ГОСТ 17299 или спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 марки А.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165.

Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

2.1. Отбор проб - по ГОСТ 5445.

2.2. Подготовка проб - в соответствии с требованиями стандарта или технических условий на коксохимический продукт.

2.3. В пробе смолы предварительно определяют массовую долю воды по ГОСТ 2477 со следующими дополнениями: в качестве растворителя применяют бензол по ГОСТ 8448 или по ГОСТ 5955, толуол по ГОСТ 9880 или по ГОСТ 5789, ксилол по ГОСТ 9949.

2.4. Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в каменноугольной смоле для определения градуировочной характеристики находят по ГОСТ 7847 со следующими дополнениями и изменениями.

Навеску смолы берут около 3,000 г.

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески смолы, г;

m₁ - масса стаканчика с фильтрами и осадком, г;

т₂ - масса стаканчика с фильтрами, г.

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в пересчете на безводную смолу (Х) в процентах вычисляют по формуле

где W - массовая доля воды в смоле, определяемая по п. 2.3.

2.5. Этиловый спирт сушат в течение суток сернокислой медью, прокаленной предварительно при температуре 300 °С до белого цвета из расчета 0,2 кг на 1000 см³ спирта, и отфильтровывают перед употреблением.

2.6. Подготовку к работе ультразвуковых приборов проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Проверку пригодности прибора к работе, уточнение условий и времени диспергирования при использовании ультразвукового диспергатора проводят следующим образом. Четыре навески массой 0,0300 г для пека, 0,0500 - 0,1000 г для смолы диспергируют 5, 10, 15 и 20 мин, каждый раз измеряя оптическую плотность суспензии сразу по окончании диспергирования и по истечении 20 мин. За требуемое время диспергирования принимают минимальное время, в течение которого оптическая плотность суспензии остается неизменной 20 мин. Если при указанном времени диспергирования и соблюдении всех требований разд. 2 настоящего стандарта на нескольких различных пробах не удается получить устойчивую суспензию, диспергатор не пригоден к работе.

2.7. Диспергирование в ультразвуковой установке

Пробу смолы разогревают на электроплитке до 50 - 70 °С при тщательном перемешивании.

Навеску смолы массой 0,0500 - 0,1000 г с помощью стеклянной палочки помещают в коническую колбу, приливают 15 см³ толуола и ставят колбу в ванну ультразвуковой установки, в которую предварительно наливают воду комнатной температуры. Уровень воды в ванне должен быть не ниже уровня жидкости в колбах, стоящих на пьезоэлектрических преобразователях. Затем ванну закрывают крышкой и включают генератор. Продолжительность воздействия ультразвука - 5 мин.

Для диспергирования в ванну одновременно можно ставить три колбы с пробами.

2.8. Диспергирование с помощью ультразвукового диспергатора

Навеску пробы пека или смолы помещают в пробирку и приливают 15 см³ толуола.

Пробирку закрепляют на штативе диспергатора и погружают в нее экспоненциальный излучатель так, чтобы он находился на расстоянии не более 20 мм от дна пробирки. Во избежание разогрева пробирку помещают в стакан с холодной водой.

После сборки установки включают ультразвуковой диспергатор на время, определенное по п. 2.6, тщательно поддерживая режим его работы согласно инструкции по эксплуатации.

2.9 Определение градуировочной характеристики

В качестве градуировочной характеристики используют расчетную формулу (см. приложение) или градуировочный график.

Градуировочную характеристику определяют не менее чем по трем точкам для смолы и пяти точкам для пека для интервала значений массовой доли веществ, не растворимых в толуоле, используемых на данном предприятии.

Для определения градуировочной характеристики используют пробу с максимальной массовой долей веществ, не растворимых в толуоле, поступающей на данное предприятие. Эта проба является исходной для определения градуировочной характеристики.

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в исходной пробе пека определяют по ГОСТ 7847, смолы - по ГОСТ 7847 и разд. 2 настоящего стандарта.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

2.9.1. Определение градуировочной характеристики для смолы

Навески одной пробы смолы массой 0,0500, 0,0800 и 0,1000 г помещают в конические колбы или пробирки (в зависимости от способа диспергирования). Добавляют в каждую колбу или пробирку по 15 см³ толуола и проводят диспергирование одним из способов, указанных в пп. 2.7 и 2.8 настоящего стандарта.

После диспергирования содержимое конических колб или пробирок количественно переносят в мерные колбы, в которые для стабилизации полученной суспензии добавляют по 5 см³ этилового спирта и доводят толуолом до метки. После тщательного перемешивания часть суспензии из колбы переносят в кювету с толщиной поглощающего свет слоя 3 мм и измеряют оптическую плотность суспензии при длине волны (582 ± 10) нм относительно раствора сравнения, которым служит толуол, помещенный в такую же кювету.

Определение выполняют для каждой точки градуировочной характеристики не менее трех раз, повторяя все операции, начиная со взятия навески.

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в смоле в процентах пересчитывают на массовую концентрацию веществ, не растворимых в толуоле, в приготовленных суспензиях в граммах на кубический дециметр.

Строят градуировочный график зависимости оптической плотности суспензии от массовой концентрации веществ, не растворимых в толуоле, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию веществ, не растворимых в толуоле, в граммах на кубический дециметр, а по оси ординат - значение оптической плотности, либо по полученным данным рассчитывают уравнение градуировочной характеристики, как указано в приложении.

2.9.2. Определение градуировочной характеристики для пека

Берут навеску одной пробы пека массой 0,0300 г.

Навеску помещают в пробирку, добавляют 15 см³ толуола и проводят диспергирование в соответствии с п. 2.8 настоящего, стандарта.

После диспергирования и измерения оптической плотности получают первую точку градуировочной характеристики. Для получения последующих точек градуировочной характеристики готовят рабочую пробу (для каждой точки графика новую, используя одну и ту же мерную колбу и одну и ту же исходную пробу).

Для каждой точки графика берут одну и ту же навеску массой по 0,0300 г, диспергируют, переводят в мерную колбу, добавляют в нее 5 см³ этилового спирта для стабилизации полученной суспензии и толуолом доводят содержимое до метки.

Затем отбирают 3, 6, 9, 12 и 15 см³ суспензии (для каждой точки одну из аликвот), добавляют вместо отобранного количества 0,15; 0,30; 0,45; 0,60 и 0,75 cм³ этанола соответственно и доводят толуолом до метки. После тщательного перемешивания часть суспензии из колбы переносят в кювету с толщиной поглощающего свет слоя 3 мм и измеряют оптическую плотность суспензии при длине волны (582 ± 10) нм относительно раствора сравнения, которым служит толуол, помещенный в такую же кювету.

Определение проводят для каждой точки графика не менее трех раз, повторяя все операции, начиная со взятия навески, и вычисляют среднее значение оптической плотности этих суспензий.

Для расчета массовой доли веществ, не растворимых в толуоле, в процентах для каждой точки графика при отборе аликвот при разведении необходимо значение ее в исходной пробе в процентах умножить соответственно на 0,97; 0,94; 0,91; 0,88; 0,85.

Строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в процентах, а по оси ординат - оптическую плотность, либо результаты обрабатывают так, как указано в приложении, и по полученным данным рассчитывают уравнение регрессии (уравнение градуировочной характеристики).

2.9.3. Градуировочный график проверяют не реже одного раза в 3 мес путем определения веществ, не растворимых в толуоле, в одной пробе продукта по ГОСТ 7847 и по методике настоящего стандарта. Проводят по два параллельных определения каждым методом.

Если разница между результатами определений, полученными этими методами, составляет не более чем 1,2 допускаемого расхождения 0,8 %, результаты проверки считаются удовлетворительными.

В противном случае проверку повторяют на двух пробах продукта.

Если хотя бы один из двух результатов второй проверки показал расхождение больше допускаемого, необходимо проверить качество диспергирования по разд. 2 настоящего стандарта, и, если диспергирование проходит нормально, заново построить градуировочный график.

2.9.4. При построении градуировочного графика допускается его линейная экстраполяция в сторону большего и меньшего значения массовой доли веществ, не растворимых в толуоле, не более чем на 1 %.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску пробы пека массой 0,0300 г или смолы массой 0,0500 - 0,1000 г анализируют так, как указано в разд. 2 настоящего стандарта при определении градуировочной характеристики. Измеряют оптическую плотность пробы и по полученному значению оптической плотности (Y) находят массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, (X), используя градуировочный график и формулы, приведенные в разд. 4, или уравнение градуировочной характеристики (см. приложение).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в каменноугольной смоле (Х₂) в процентах вычисляют по формуле и записывают с точностью до первого десятичного знака

где с - массовая концентрация веществ, не растворимых в толуоле, найденная по градуировочному графику, г/дм³;

V - объем мерной колбы, см³;

m - масса навески пробы, г.

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в пересчете на безводную смолу, (Х₃) в процентах вычисляют по формуле

где W - массовая доля воды в смоле, определенная, как указано в п. 2.3.

4.2. Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, в каменноугольном пеке в процентах определяют по градуировочному графику и записывают с точностью до первого десятичного знака.

4.3. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,8 %.

Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата, анализа ±0,4 % при доверительной вероятности Р = 0,95. Результат анализа округляют до целого числа.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЕЩЕСТВ, НЕ РАСТВОРИМЫХ В ТОЛУОЛЕ, ПО УРАВНЕНИЮ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Массовую долю веществ, не растворимых в толуоле, (X) в процентах по полученному значению оптической плотности (Y) вычисляют по формуле

где А и В - коэффициенты уравнения прямой определяют по формулам:

где m - число опытов, проведенных при определении градуировочной характеристики;

X_i - массовая доля веществ, не растворимых в толуоле, определяемая по п. 2.9, %;

Y_i - оптическая плотность, определяемая по п. 2.9.

Суммирование во всех случаях проводится от 1 до m.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.А. Коган, канд. техн наук (руководитель темы); Т.М. Тесаловская, канд. техн. наук; Г.А. Солобоева, Г.М. Карпин, канд. техн. наук; В.А. Шапошникова, канд. техн. наук (руководитель темы); Ф.Г. Жиянгулова, канд. хим. наук; П.И. Золкин, канд. техн. наук (руководитель темы); И.М. Маркелова; Н.А. Шикова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета по управлению качеством продукции и стандартам от 05.12.89 № 3574

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ

1. АППАРАТУРА, ПОСУДА, РЕАКТИВЫ... 1 2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ.. 2 3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА.. 4 4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.. 4 ПРИЛОЖЕНИЕ.. 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЕЩЕСТВ, НЕ РАСТВОРИМЫХ В ТОЛУОЛЕ, ПО УРАВНЕНИЮ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.. 4 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ. 5