Determinacion de Elemetos

7/23/2019 Determinacion de Elemetos

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SECRETARIA DE COMERCIO

Y

FOMENTO INDUSTRIAL

NORMA MEXICANA

NMX-B-001-1988

METODOS DE ANALISIS QUIMICO PARA DETERMINAR LA

COMPOSICION DE ACEROS Y FUNDICIONES.

METHODS FOR CHEMICAL ANALYSIS OF STEEL AND CAST IRON

DIRECCION GENERAL DE NORMAS

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INDICE

Objetivo y campo de aplicacin.

Referencias

Determinacin de Aluminio

Determinacin de Antimonio

Determinacin de Arsnico

Determinacin de Azufre

Determinacin de Boro

Determinacin de Carbono

Determinacin de Cobalto

Determinacin de Cobre

Determinacin de Cromo

Determinacin de Estao

Determinacin de Fsforo

Determinacin de Manganeso

Determinacin de Magnesio

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Determinacin de Molibdeno

Determinacin de Nquel

Determinacin de Niobio y Tntalo

Determinacin de Nitrgeno

Determinacin de Plomo

Determinacin de Selenio

Determinacin de Silicio

Determinacin de Telurio

Determinacin de Titanio

Determinacin de Tungsteno

Determinacin de Vanadio

Determinacin de Zirconio

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P R E F A C I O

En la elaboracin de esta Norma Mexicana participaron las siguientes empresas e

instituciones:

ACEROS NACIONALES, S.A.

AGA DE MEXICO, S.A.

CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA Y DEL ACERO.

CENTRO DE INGENIERIA Y DESARROLLO INDUSTRIAL.

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD.

CONSEJO DE RECURSOS MATERIALES.

FUNDIDORA DE ACEROS TEPEYAC, S.A.

INSTITUTO DE GEOLOGIA.

INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.

JOHN DEERE, S.A DE C.V.

LABORATORIOS NACIONALES DE FOMENTO INDUSTRIAL.

METALVER, S.A.

MEXINOX, S.A.

SIDERURGICA DE YUCATAN, S.A.

TUBACERO, S.A.

TUBOS DE ACERO DE MEXICO, S.A.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.

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METODOS DE ANALISIS QUIMICO PARA DETERMINAR LA COMPOSICION DEACEROS Y FUNDICIONES.

METHODS FOR CHEMICAL ANALYSIS OF STEEL AND CAST IRON

1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIN.

1.1 Est Norma Mexicana, establece los mtodos de anlisis qumico para determinar lacomposicin de aceros y fundiciones.

1.2 Los procedimientos analticos que comprenden esta norma, son los siguientes:

- Determinacin de aluminio total por el mtodo gravimtrico.

- Determinacin de aluminio total por el 8 hidroxiquinoleina (mtodo fotomtrico)

- Determinacin de antimonio (mtodo fotmetrico).

- Determinacin de arsnico (mtodo volumtrico).

- Determinacin de azufre por el mtodo de combustin directa.

- Determinacin de azufre por el mtodo gravimtrico.

- Determinacin de boro por destilacin (determinacin fotmetrica) empleandocurcumina (para aceros al carbono que contengan menos de 0.008% de boro).

- Determinacin de boro por destilacin (determinacin fotmetrica) empleandocurcumina.

- Determinacin de carbono total por el mtodo de combustin-conductividadtrmica.

- Determinacin de carbono total por el mtodo gasomtrico por combustin directa.

- Determinacin de cobalto por el intercambio ionico, mtodo de titulacinpotenciomtrica.

- Determinacin de cobalto por el mtodo de la salnitrosa-R (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de cobre por la neocoproina (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de cobre por el mtodo gravimtrico de electrlisis.

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- Determinacin de cromo por el mtodo volumtrico de persulfato-permanganato de

potasio.

- Determinacin de estao por el mtodo de titulacin yodomtrica.

- Determinacin de estao por el mtodo de absorcin atmica.

- Determinacin de fsforo por el mtodo alcalimtrico.

- Determinacin de fsforo por el mtodo del azul molibdeno (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de manganeso por el mtodo del peryodato (mtodo fotomtrico)

- Determinacin de manganeso por el mtodo volumtrico del persulfato-arsenito.

- Determinacin de magnesio por el mtodo de absorcin atmica.

- Determinacin fotomtrica de molibdeno, con tiocianato.

- Determinacin de molibdeno por el mtodo gravimtrico (como trixido demolibdeno).

- Determinacin de molibdeno por el mtodo gravimtrico, del alfa-benzon xima.

- Determinacin de nquel por el mtodo gravimtrico.

- Determinacin de niobio y tntalo por medio de hidrlisis con cidos perclrico ysulfuroso.

- Determinacin de niobio y tntalo por hidrlisis (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de nitrgeno, mtodo de conductividad trmica, por fusin en medioinerte.

- Determinacin de nitrgeno por destilacin ( mtodo fotomtrico).

- Determinacin de plomo por intercambio de iones y absorcin atmica.

- Determinacin de plomo por el mtodo del sulfo-molibdato.

- Determinacin de selenio (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de selenio (mtodo iodomtrico).

- Determinacin de selenio, por el mtodo de precipitacin con anhidrosulfuroso.

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- Determinacin de silicio por el mtodo gravimtrico.

- Determinacin de telurio (mtodo fotomtrico).

- Determinacin de titanio por el mtodo fotomtrico.

- Determinacin de titanio por el mtodo fotomtrico.

- Determinacin de tungsteno por el mtodo fotomtrico.

- Determinacin de tungsteno por el mtodo gravimtrico como WO3.

- Determinacin de vanadio por el mtodo volumtrico.

- Determinacin de vanadio por separacin electroltica (usando ctodo de mercurio).

- Determinacin de zirconio por el mtodo de cupferrn-fosfato.

2. REFERENCIAS.

Esta norma se complementa con la siguiente Norma Mexicana vigente:

NMX-B-173 Muestreo de acero y fundiciones para determinar su composicin qumica.

3. DETERMINACION DE ALUMINIO TOTAL POR EL METODOGRAVIMETRICO.

3.1 Objetivo y campo de aplicacin.

3.l.1 Este mtodo se emplea para la determinacin del aluminio total en concentracionesde 0.20% a 1.5% en hierros y aceros no aleados de baja y media aleacin inoxidables,resistentes al calor, maraging y otros aceros similares aleados al cromo nquel. No esaplicable a aceros elctricos al silicio.

3.2 Resumen del mtodo.

Despus de la disolucin de la muestra, el aluminio que no se disuelve en el cido, se filtra,funde y redisuleve y se rene con el aluminio soluble. Los elementos de interferencia seeliminan por medio de las separaciones de ctodo de mercurio, cupferrn e hidrxido desodio. Finalmente el aluminio se precipita y determina su masa como quinolinato dealuminio.

3.3 Interferencias.

Los elementos de interferencia se eliminan con el ctodo de mercurio cupferrn e hidrxidode sodio.

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3.4 Aparatos y equipo.

3.4.1 Crisol de vidrio de fondo de media porosidad de 30 ml de capacidad.

3.4.2 Material de vidrio.

El material de vidrio debe lavarse con HCl caliente (1:1) antes de usarlo.

3.4.3 Generador de gas HC1 (vase figura 1).

3.4.4 Ctodo de mercurio.

3.4.4.1 Un aparato eficiente para la separacin con ctodo de mercurio es aquel que empleaun ctodo rotatorio para formar un charco de mercurio. Con este instrumento el movimientodel ctodo causa una superficie fresca de mercurio que est expuesta durante la electrlisis;as se acelera la separacin. Este instrumento permite el uso de una corriente de 5 amperesen un vaso, de 400 ml. Se puede remover el electrolito de la celda a travs de la llavelocalizada justo arriba del nivel de mercurio de donde se sifonea este. Cuando estnpresentes el aluminio o titanio en una cantidad de 1%. o mas y van a determinarse, debeasegurarse inicialmente si alguno de esos elementos se pierde en el ctodo.

3.4.5 Potencimetro.

3.5 Reactivos.

A menos que se especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionan,deben ser grado analtico; ser destilada o desmineralizada.

3.5.1 Acidos.

a) Sulfrico (H2SO4).

b) Clorhdrico (HCl).

c) Perclrico (HC1O4).

d) Ntrico (HNO3).

3.5.2 Solucin de cupferron (60 g/1).

Disolver 6 g de cupferrn en 80 ml de agua fra; diluir a 100 ml y filtrar. Se debe prepararal momento de emplearla.

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3.5.3 Solucin 8-hidroxiquinoleina (8-quinolinol) (25 g/l).

Disolver 25 g de 8-hidroxiquinoleina en 50 ml de cido actico y diluir a 300 ml con aguatibia. Filtrar a travs de papel filtro de porosidad media y diluir a 1 litro. Almacenarla enuna botella de color mbar y guardarla en un lugar obscuro. No se debe emplear esta

solucin si tiene ms de 30 das.3.5.4 Bisulfato de sodio fundido.

Fundente que consiste de una mezcla de Na2S2O7y NaHSO4.

3.5.5 Solucin de persulfato de amonio (100 g/l).

Disolver 20 g de persulfato de amonio ( (HN4)2S2O8) en agua y diluir a 200 ml. Se debepreparar al momento de emplearla.

FIGURA 1.

GENERADOR DE GAS HCI

3.5.6 Cloroformo (CHCl3).

3 5.7 Solucin de hidrxido de sodio (200 g/l)

Disolver 100 g de NaOH en agua en un vaso de plstico y diluir a 500 ml.Guardar la solucin en una botella de plstico.

3.5.8 Solucin de cido tartrico (200 g/1).

Disolver 200 g de cido tartrico en 500 ml de agua, filtrar empleando papel filtro de poromedio y diluir a 1 litro

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3.6 Procedimiento.

3.6.1 Transferir l.00 g de muestra con aproximacin de 0.1 mg a un vaso de 600 ml.

3.6.2 Llevar un reactivo en blanco durante todo el procedimiento de las mismas cantidades

de los reactivos pero sin la muestra.3.6.3 Agregar 30 ml de HC1 y 10 ml de HNO3; tapar el vaso con vidrio de reloj; digerir abaja temperatura (sta deba ser como mnimo 473 K (200C)) hasta que la disolucin seacompleta. Agregar 30 ml de HClO4; calentar a humos y continuar evaporando hasta que elcromo se oxide. Si el cromo est presente (lo cual se demuestra por una coloracin rojaintensa), colocar el generador de gas que contenga HC1 hirviendo (renovar el HC1 paracada muestra) de manera que el tubo entre al vaso, pero sin tocar la solucin y el gas deHC1 sea suministrado a una altura de 20 30 mm sobre la superficie de la solucin que seesta evaporando. Continuar con esta operacin hasta que no haya evidencias de humosamarillos de cloruro de lo. Retirar el generador y continuar fumando hasta que el volumende la solucin sea de aproximadamente 10 ml. Como una alternativa (si no se tiene o no sequiere usar el generador) hacer adiciones de HC1 (1.0 a 1.5 ml), a travs de las paredes delvaso, fumando intensamente despus de cada adicin hasta que desaparezca el color rojizoque indicar la ausencia del -cromo. Retirar el vaso de la parrilla y enfriar. Agregar 25 mlde agua para disolver las sales. Si el hierro se hidroliza (lo cual se nota por capas cafsadheridas en las paredes del vaso) quiere decir que la solucin se llev a humos por muchotiempo; agregar de I a 2 ml de HC1 y 5 ml de HC1O4y nuevamente llevar a humos. Diluircon agua a 75 ml y hervir para eliminar el cloro.

3.6.4 Filtrar a travs de papel de poro medio, recogiendo el filtrado en un vaso de 400 ml.Limpiar las paredes del vaso con un trozo de papel filtro.

Lavar el vaso original, el papel y residuo dos o tres veces con HC1O4(2:98) caliente yenseguida, tres o cuatro veces con agua caliente para asegurar la completa eliminacin deHC1O4.Guardar el filtrado.

3.6.5 Transferir el papel a un crisol de platino secarlo y entonces calentar alrededor de 873K (600C)' hasta eliminar el carbn Finalmente calcinar a 1373 k (1100 C) enfriar yagregar unas gotas de H2SO4(1:1) y 4 a 5 ml de HF. Evaporar a sequedad y calentar a unavelocidad que se incremente gradualmente hasta eliminar el H2SO4. Enfriar agregar 2 a 3gotas de bisulfato de sodio (sulfato cido de sodio), fundir y calentar hasta obtener unafusin clara. Enfriar el crisol; transferir la fusin a un vaso de 250 ml; agregar 50 ml deagua y enseguida digerir hasta disolver la fusin. Lavar el crisol con agua.

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3.6.6 Si la solucin es clara, combinarlo con el filtrado guardado en

Si la solucin es turbia, filtrar a travs de papel de porosidad media con un poco de pulparecogiendo el filtrado en el vaso que contiene cada filtrado guardado. Lavar el papel 3 4veces con H2SO4(3:97) caliente. Descartar el papel y residuo.

3.6.7 Evaporar el filtrado hasta reducir el volumen a unos 100 ml y enfriar. Transferir lasolucin a una celda de ctodo de mercurio. Diluir de 150 a 200 ml y electrolizar a 15 A(nota 1) hasta eliminar el hierro 2). Sin interrumpir la corriente transferir la solucin de lacelda a un vaso de 400 ml. Lavar perfectamente la celda y los electrodos varias veces conagua y, agregar los lavados a la solucin.

Nota 1: Se puede romper intermitentemente el contacto entre el charco de mercurio y elctodo de platino debido a una excesiva agitacin de mercurio. Puesto que esto causara laformacin de un arco, lo cual provocar una disolucin de un poco de mercurio en elelectrolito, debe evitarse adicionando ms mercurio a la celda, usando menos corriente, obien, por medio de ajustes apropiados del alambre de plomo (ctodo) de manera que seasegure el contacto

Nota2- Para verificar la completa eliminacin de hierro, la cual requiere de 1 a 3 horas, sepuede efectuar la siguiente prueba: transferir una gota de electrolito a un vidrio de reloj.Agregar una gota de H2SO4 (1:1), una gota de solucin saturada de KMnO4y una gota desolucin de NaSCN (500 g/1). Si slo se observa un color rosa tenue, se considera que laelectrlisis es completa.

3.6.8 Filtrar la solucin a travs de papel de porosidad media que contenga pulpa de papel,recogiendo el filtrado en un vaso de 600 ml y lavar 3 4 veces con agua caliente; al filtradoagregarle 10 ml de H2SO4y 10 ml de solucin de persulfato de amonio. Hervir y evaporar a75 ml. Enfriar en un bao de hielo abajo de 283 K (10C).

Nota: 3 - Esta filtracin elimina el cloruro mercuroso que se pudo haber formado, as comoel mercurio met1ico que se pudo transferir de la celda.

3.6.9 Transferir la solucin a un embudo separador cnico de 250 ml, y sin demorar agregarl5 ml de solucin de cupferrn. Guardar el vaso. Agitar durante 30 segundos y permitir queel precipitado se asiente. Agregar 20 ml de CHC13y agitar durante 1 minuto. Permitir quelas capas se separen. Drenar y descartar la capa de CHCI3 Repetirlas extracciones conporciones de 20 ml de CHC13hasta que el extracto este incoloro.

Transferir la solucin acuosa al vaso de 600 ml guardado y evaporar de 35 a 40 ml. Agregar25 ml da HNO3, cubrirlo con un vidrio de reloj, evaporar a humos de H2SO4y enfriar.Diluir a 50 ml, hervir y enfriar.

3.6.10 Transferir la solucin a un vaso de plstico o tefln. Enjuagar el vaso original ylimpiar las paredes del vaso con un gendarme, agregando los enjuagues a la solucinprincipal. Neutralizar con solucin de NaOH), (nota 5) empleando papel tornasol; agregar10 ml de NaOH en exceso. Agregar I ml de H2O2 digerir a una temperatura cercana al

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punto de ebullicin por 5 a 7 minutos, y finalmente hervir durante 1 6 2 min. para coagularel precipitado de manganeso. Enfriar y filtrar a travs de papel de porosidad media quecontenga pulpa de papel, previamente lavado tres veces con solucin diluida de Na0H (20g/1) caliente, recogiendo el filtrado en un vaso de 600 ml.

Lavar el papel y precipitado 4 o 5 veces con agua caliente incrementarse agregar HC1 (1:1)al filtrado hasta un pH cido, medido con papel torna sol, luego agregar 3 6 4 ml en exceso.

Nota 4: Este paso es necesario, sin importar si el precipitado es o no visible.

Nota 5: Se requieren aproximadamente 70 ml.

3.6.11 Diluir a 250 ml aproximadamente, y agregar 25 ml de solucin de tartrico. Usandoun potencimetro, ajustar el pH a 8.0 con NH4OH.

3.6.12 Agregar 10 ml de H2O2 (nota 6), calentar a 328 K (55C), y mientras se agita,agregar 15 ml de solucin 8 hidroxiquinoleina . Agregar 5 mi de NH4OH y agitarcontinuamente durante 1 min despus de 5 a 10 s una vez por minuto, durante 9 min. a unatemperatura de 323 a 328 K (50 a 55 C)

Nota 6. Precipitar slo una vez el aluminio en una muestra. usar un agitador mecnico queopere continuamente.

3.6.13 Permitir que la solucin se enfre a temperatura ambiente. Filtrar con succin,empleando un crisol de vidrio de fondo poroso, de masa conocida Limpiar el vaso con ungendarme, enjuagando con NH4OH (1:100). Lavar el precipitado 4 veces con NH4OH(1:100) tibio. Secar durante 1 1/2 h a 408 K (135C), enfriar y determinar su masa comoquinolinato de aluminio.

3.7 Clculos.

3.7.1 Calcular el por ciento del aluminio total de la siguiente manera:

( A B ) x 0.0587% de aluminio total = x 100

C

Donde:

A = Gramos de quinolinato de aluminio encontrados.

B = Correccin por blanco, en g.

C = Gramos de muestra empleados.

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4. DETERMINACION DE ALUMINIO TOTAL P0R EL 8-HIDROXIQUINOLEINA(METODO FOTOMETRICO).

4.1 Objetivo y campa de aplicacl5n.

4.1.1 Este mtodo se emplea para la determinacin del aluminio total en concentracionesde 0.003% a 0.20%, aplicable a hierro y aceros no aleados, de baja aleacin, inoxidables,resistentes al calor, maroging y otros similares. No es aplicable a aceros elctricos alsilicio.


4.2.1 Los elementos de interferencia se eliminan por medio de las separaciones de ctodode mercurio, cupferrn e hidrxido de sodio. Se forma el quinolinato de aluminio; se extraecon cloroformo y se determina fotometricamente. Las mediciones fotometricas se efectanaproximadamente a395 nm.

4.3 Intervalo de concentracin.

El intervalo de concentracin recomendado es de 0.0l5% mg a 0.l0 mg de aluminio por 25ml de solucin, empleando celdas de l.0 cm.

Nota 7. Este mtodo se ha elaborado para celdas que tengan un paso ptico de 1 cm.Pueden usarse celdas con otras dimensiones siempre y cuando se efecten los ajustesapropiados en las cantidades de muestra y reactivos empleados.

4.4 Estabilidad del color.

El color es relativamente estable; sin embargo, las lecturas se deben efectuar en un tiempomximo de 5 min

4.5 Interferencias.

4.5.1 Este mtodo no es aplicable a aceros elctricos al silicio. Los elementos deinterferencia se eliminan con el ctodo de mercurio, cupferron e hidrxido de sodio.


4.6.1 Material de vidrio.

Para prevenir que la muestra se contamine, todo el material de vidrio debe lavarse con HC1(l:l) caliente, antes de usarlo. Se recomienda reservar un equipo de vidrio para ladeterminacin en concentraciones menores de 0.01%.

4.6.2 Ctodo de mercurio (ver inciso 3.4.4).

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4.6.3 Espectrofotmetro

Se recomienda un espectrofotmetro, en lugar de un fotmetro de filtro, debido a su mayorsensibilidad.

4.7 ReactivosA menos que se especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionan debenser destilada o desmineralizada

4.7.l Acidos:

a) Sulfrico (H2SO4)b) Clorhidrico (NC1).c) Percl6rico (HC1O4)d) Ntrico (HN03).

4.7.2 Aluminio, solucin estndar (1 ml = 0.005 mg Al).

Transferir 0.4396 g de sulfato de aluminio y potasio (K2Al2(S04)4(2AH2O)) a un matrazvolumtrico de 250 ml; disolver en agua; agregar 15 ml de HCl (l:l); aforar y mezclarUsando una pipeta , transferir 50 ml a un matraz volumtrico de un litro aforar y mezclar.Guardar la solucin en un recipiente de plstico.

4.7.3 Solucin de acetato de amonio (180 g/1).

Disolver 90 g de acetato de amonio en agua y diluir a 500 ml

4.7.4 Solucin de persulfato de amonio (l00 g/l , peroxidisulfato)

Disolver 20 g de persulfato de amonio (((NH4)2S2O8) en agua y diluir a 200 ml. Estasolucin debe prepararse al momento de usarla.

4.7.5 Cloroformo (CHCl3).

4.7.6 Solucin de cupferrn (60 g/l).

Disolver 6 g de cupferrn en 80 ml de agua fra diluir a 100 ml y filtrar. Se debe preparar almomento de emplearla.

4.7.7 Solucin 8-hidroxiquinoleina (8-quinolinol). (50 g/l )

Disolver 25 g de 8-hidroxiquinoleina en 60 ml de cido actico diluir a 300 ml con aguacaliente, filtrar a travs de un papel filtro de porosidad media y diluir a 500 ml. Almacenarla solucin en una botella color mbar y guardarla en un lugar obscuro. No se debe emplearesta solucin 6i estuvo almacenada por ms de 30 das.

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4.7 8 Cianuro de sodio (100 g/l).

Disolver en agua 100 g de cianuro de sodio (NaCN) en un recipiente de plstico y diluir aun litro

Nota 8.- Precaucin: La preparacin, almacenamiento y empleo de la solucin de NaCNrequiere cuidado y atencin.

Evite la inhalacin de humos y la exposicin de la piel al reactivo y sus soluciones Trabajecon una campana bien ventilada. Debido a las propiedades fuertemente alcalinas de lasolucin de con el vidrio puede resultar una apreciable contaminacin del reactivo por elaluminio.

4.7.9 Bisulfato cido de sodio fundido.

Mezclar pirosulfato de sodio Na2S2O7 y NaHSO4.

4.7.10 Solucin de hidrxido de sodio (200 g/1).

Disolver en agua 100 g de NaOH en un vaso de plstico y diluir a 500 mlGuardar la solucin en una botella de polietileno.

4.8 Preparacin de las curvas de calibracin.

4.8.1 Solucin de calibracin.

Usando pipetas, transferir 2, 5, 10, 15 y 20 ml de solucin de aluminio (1 ml = 0.005 mgA1) a vasos de 250 ml que contengan 40 ml de agua y 2 ml de HCI (1:1). Procederdirectamente como se indica en 4.8.4.

4.8.2 Solucin de referencia.

Se debe emplear el cloroformo como solucin de referencia.

4.8.3 Reactivo en blanco.

Transferir 40 ml de agua y 2 ml de HC1 (1:1) a un vaso de 250 ml y proceder directamentecomo se indica en 4.8.4.

4.8 4 Desarrollo del color.

4.8.4.1 Tratar las soluciones, individualmente, de la siguiente forma: Agregar 1 ml desolucin de acetato de amonio, y 10 ml de solucin de NaCN (precaucin, vase nota 8).Usando un potencimetro, ajustar el pH a 9.0 0.2 con NH4OH o HC1 (1:1).

4.8.4.2 Transferir la solucin a un embudo separador cnico de 125 ml. Agregar ml desolucin 8-hidroxiquinoleina y mezclar. Agregar 10 ml de cloroformo y agitar

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vigorosamente durante 20 segundos. Permitir que las fases se separen y drenar la capa decloroformo recogiendo el extracto en un vaso seco de 50 ml, Agregar 10 ml de cloroformoal embudo separador y repetir la extraccin. Combinar los dos extractos Espolvorear en elvaso 0.5 g de sulfato de sodio anhidro (Na2S04) sobre la superficie del extracto decloroformo y enseguida decantar el cloroformo en un matraz volumtrico de 25 ml, Lavar o

enjuagar el vaso con 3 o 5 ml de cloroformo y transferir a un matraz volumtrico de 25 ml,teniendo cuidado para evitar la transferencia de Na2S04. Aforar con cloroformo y mezclar

4.8.5 Fotometra

4.8.5.1 Fotmetro de celda mltiple.

Medir la correccin de la celda, empleando celdas de absorcin con un paso ptico de 1 cmy una longitud de onda de aproximadamente 395 nm. Usando la celda de prueba, tomar laslecturas fotomtricas de las soluciones de calibracin y del reactivo en blanco.

4.8.5.2 Fotmetro de celda sencilla.

Transferir una porcin adecuada de solucin de referencia a una celda de absorcin con unpaso ptico de 1 cm y ajustar el fotmetro a su posicin inicial, empleando una longitud deonda de aproximadamente 395 nm. Con este ajuste tomar las lecturas fotometricas de lassoluciones del reactivo en blanco y de calibracin.

4.8.5.3 Curvos de calibracin.

Graficar las lecturas fotomtricas metas de las soluciones de calibracin contra miligramosde aluminio por 25 ml de solucin.

4.9 Procedimiento.

4.9.1 Solucin de prueba.

4.9.1.1 Seleccionar una muestra, determinado su masa con una aproximacin de 1 mgconforme de 1 mg, conforme a lo siguiente:

% de aluminio Masa de la muestra, en g.0.003 0.100.08 - 020

2.001.00

Transferir la muestra a un matraz Erlenmeyer de boca ancha de 500 ml.

4.9.1.2 Agregar 30 ml de HCI y 10 ml de HNO3 y digerir a temperatura baja hastadisolucin completa. Agregar 30 ml de HC1O4: caliente a humos y continuar hasta oxidarel cromo, si es que est presente, y los vapores blancos de HC1O4 estn presentessolamente en el cuello del matraz.

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Agregar con cuidado de 1.0 a 1.5 ml de HC1 escurrindolos por las paredes del matraz. Siexisten evidencias de la volatilizacin de cloruro de cromilo, repetir las adiciones de HCI,llevando a humos despus do cada adicin, hasta eliminar totalmente el cromo. Continuarevaporando 8 humos hasta que el volumen de la solucin se reduzca a 10 ml. Retirar elmatraz de la parrilla y enfriar. Agregar 25 ml de agua para disolver las sales.

Si el hierro se hidroliza (lo cul se nota por las capas cafs adheridas las paredes del matrazquiere decir que la solucin se lleva a humos por mucho tiempo; agregar de 1 o 2 ml deHCl y 5 ml de HC1O4y nuevamente llevar a humos. Diluir con agua a 75 ml y hervir paraeliminar el cloro.

A,9.1.3 Filtrar a travs de papel de porosidad media, recibiendo el filtrado en un vaso de400 ml. Lavar el papel y residuo dos o tres veces con HC1O4 (2:98) caliente enseguidavarias veces con agua caliente pare asegurar la eliminacin del HC1O4. Guardar el filtrado.

4.9.1.4 Transferir el papel a un crisol de platino, secarlo y, enseguida calentar alrededor de873 K(600C) hasta eliminar el carbn. Finalmente calentar a 1373 K (1100C) paraeliminar los 6xidos voltiles. Enfriar y unas gotas de H2SO4(1:1) y despus 4 5 ml deHF. Evaporar a sequedad y enseguida calentar gradualmente hasta eliminar el H2SO4Enfriar, agregar de 2 a 3 g de bisulfato de cido de sodio fundido (ver 4.7.9) calentar hastaobtener una fusin clara. Enfriar el crisol introducindolo en un vaso de 250 ml; agregar 50ml de agua y enseguida digerir hasta que la fusin sea disuelta. Secar el crisol y lavarlo conagua.

4.9.1.5 Si la solucin esta clara, agregarla al filtrado guardado en 4.9.1.3. Si la solucin estturbia, filtrar a travs de un papel filtro de porosidad media que contenga pulpa de papel,recogiendo el filtrado en el vaso que contiene el filtrado guardado. Lavar el papel tres ocuatro veces con H2SO4(3:97) caliente. Desechar el papel y residuo.

4.9.1.6 Transferir la solucin a la celda de ctodo de mercurio.

Diluir de 150 a200 ml y electrolizar a 15 amperes hasta eliminar el hierro (nota 9). Sininterrumpir la corriente transferir la solucin de la celda a un vaso de 400 ml. Lavarperfectamente la celda y los electrodos varias veces con agua y agregar los lavados a lasolucin.

Nota: 9: Para verificar la completa eliminacin de hierro, lo cual requiere de 1 a 3 h, sepuede efectuar la siguiente prueba transferir una gota del electrolito a un vidrio de reloj.

Agregar una gota de H2S04(1:1), una gota de solucin saturada de KMnO4y una gota desolucin de NaSCN (500 g/1). Si s6lo se observa un color rosa tenue, se considera que laelectrlisis es completa.

4.9.1.7 Filtrar la solucin a travs de papel de porosidad media que contenga pulpa depapel, recibiendo el filtrado en un vaso de 600 ml y lavar 3 o 4 veces con agua caliente.Agregar al filtrado 10 ml de H2SO4 (1:1) y 10 ml de solucin de (NH4)2S2O8. Calentar aebullicin y evaporar a 75 ml. Enfriar con hielo alrededor de 278 K (5C).

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Nota 10: Esta filtracin elimina el cloruro mercuroso que se pudo haber formado, as comoel mercurio metlico que se haya transferido de la celda.

4.9.1.0 Transferir la solucin a un embudo separador cnico de 250 ml y, asimismo,

agregar 15 ml de solucin de cupferrn. Guardar el vaso. Agitar durante 30 segundos ypermitir que el precipitado se asiente. Agregar 20 ml de CHC13y agitar durante :un min.Permitir que las capas se separen. Drenar y descartar la capa de CHC13. Repetir lasextracciones con porciones de 20 ml de CHC13 hasta que el extracto est incoloro.Transferir la solucin acuosa al vaso de 600 ml guardado y evaporar de 35 a40 ml.

Agregar 25 ml de HNO3 cubrirlo con un vidrio de reloj; evaporar a humos de H2SO4 yenfriar. Diluir entre 50 y 100 ml, calentar y enfriar.

4.9.1.9 Transferir la solucin a un vaso de tefln Neutralizar con solucin de NaOH,empleando como indicador papel tornasol; agregar en exceso 10 ml de NaOH. Agregar 1ml de H2S2y digerir a una temperatura cercana a la de ebullicin durante 5 a10 min , paracoagular el precipitado de manganeso Enfriar y filtrar a travs de papel de porosidad mediapreviamente lavado, con solucin caliente diluida de NaOH (20 g/l), recibiendo el filtradocr. un vaso de 400 ml. Lavar e' papel y filtrado 4 o 5 veces con agua caliente.Inmediatamente agregar HC1 al filtrado hasta un pH cido do, medido con papel tornasol.Transferir el filtrado acidulado a un matraz volumtrico de 200 ml; aforar y mezclar.

4.9.1.10 Transferir una alcuota a un vaso de 250 ml, seleccionando el volumen de laalcuota conforme a lo siguiente:

% de Aluminio Masa de la muestra,en g

Volumen de laalcuota, en ml

Masa de la muestraequivalente en laalcuota, en mg

0.003 0.020.01 0.040.02 0.10.08 0.2

2.002.002.001.00

50251010

50025010050

Ajustar el volumen a 50 ml. Proceder como se indica en 4.9.3.


Llevar un reactivo en blanco durante todo el procedimiento, empleando las mismascantidades de todos los reactivos pero sin la muestra. Transferir una alcuota del mismovolumen del que se tom6 de la solucin de prueba, 3 un vaso de 250 ml y ajustar elvolumen a 50 ml. Proceder directamente como se indica en 4.9.3.

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4.9.3 Desarrollo del color.

Proceder directamente como se indica en 4.8.4.


Emplear el cloroformo como solucin de referencia.

4.9.5 Fotometria.

Tomar las lecturas fotomtricas de las soluciones del reactivo en blanco y de prueba comose indica en 4.8.5.

4.10 Clculos.

4.10.1 Convertir las lecturas fotomtricas netas de las soluciones de prueba y del reactivoen blanco a miligramos de aluminio por medio de la curva de calibracin.

Calcular el por ciento de aluminio total de la siguiente manera:

A - B% A1 =

C x 10

Donde:

A = Miligramos de aluminio encontrados en 25 ml de la solucin final de prueba.

B = Miligramos de aluminio encontrados en 25 ml de la solucin final en blanco.

C = Gramos de la muestra representados en 25 ml de la solucin final de prueba.

5. DETERMINACION DE ANTIMONIO (METODO FOTOMETRICO)


Este mtodo de emplea para la determinacin de antimonio en aceros y hierros concontenidos mayores de 0.001% de antimonio.


De una muestra en solucin clorhdrica se extrae el antimonio con ter isopropilico y sedesarrolla un complejo colorido con rodamina B. La densidad ptica se midefotomtricamente y se relaciona a una grfica de calibracin para obtener el contenido deantimonio.

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5.3.1 Espectrofotmetro.

5.3.2 Equipo usual de laboratorio.5.4 Reactivos.

A menos que se especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionan,deben ser grado analtico cuando se hable de agua, esta debe ser destilada odesmineralizada.

5.4.1 Acido clorhdrico (1N).

Diluir 99 ml de cido clorhdrico en un litro con agua y mezclar

5.4.2 Acido clorhdrico (6N).

Diluir 594 ml de cido clorhdrico en un litro con agua y mezclar

5.4.3 Clorhidrato de hidroxilamina.

Disolver 1 g de clorhidrato de hidroxilamina en 100 ml de cido clorhdrico (IN) y mezclar

5.4.4 Rodamina B.

Disolver 0,02 g de rodamina B en 100 ml de cido clorhdrico (1N) y mezclar (nota 11).

Nota 11: Las celdas y el material de vidrio deben lavarse inmediatamente despus de usarseya que este reactivo deja manchas.

5.4.5 Solucin patrn.

5.4.5.1 Antimonio

Disolver 0.0274 g de tartrato potsico de antimonio puro y seco en 800 ml de cidoclorhdrico (6N) y diluir a un litro con este mismo cido.

Despus de mezclar diluir 1 ml de esta solucin a 100 ml con cido (6N) y mezclarnuevamente.

1 ml = 1 g de antimonio.

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5.5 Preparacin de la curva de calibracin.

Transferir porciones de 0,1 g de hierro puro a cada uno de los once matracesErlenmeyer de 100 ml y con una bureta agregar solucin patrn de antimonio tal y como seindica en la siguiente tabla:

Solucin patrn de antimonio Por ciento de antimonio equivalenteml (muestra de 0.1 g)01234567

8910

00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.007

0.0080.0090.010

Agregar 5 ml de cido ntrico (40%), 5 ml de cido clorhdrico y 5 ml de cido sulfrico(50%) y continuar como se indica en 5.6

5.5.1 Preparar una curva de calibracin graficando las lecturas de densidad ptica contra losporcentajes de antimonio equivalentes.

5.6 Procedimiento.5.6.1 Transferir 0.1 g de la muestra a un matraz Erlenmeyer de 100 ml; agregar 5 ml decido ntrico (40%), 5 ml de cido clorhdrico y 5 ml de cido sulfrico (50% , nota 12).Cubrir el vaso y calentar ligeramente hasta disolucin, Evaporar la solucin hasta humos ycontinuar uno o dos minutos y enfriar.

Nota 12: Para aceros con contenidos altos de tungsteno disolver la muestra en 20 ml decido clorhdrico ( 25%) y oxidar por adicin de cido ntrico gota a gota. Evaporar asequedad y calcinar ligeramente. Volver a disolver en 10 ml de cido clorhdrico; agregar40 ml de agua y hervir durante un minuto Filtrar el precipitado de xido tungstnicolavando con cido clorhdrico (5%). Evaporar a humos y continuar como se indica en elinciso 5.6

5.6.2 Agregar 10 ml de cido clorhdrico y calentar ligeramente para volver a disolver lassales, evitando efervescencia. Enfriar rpida o inmediatamente, (nota 13) vaciar elcontenido del matraz a un embudo de aparicin de 150 ml, conteniendo exactamente 15 mlde ter isoproplico. Lavar la tapa y paredes del vaso con la cantidad mnima de agua,

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Enfriar, agitar vigorosamente durante un minuto y dejar que las dos fases se separen.Drenar la fase acuosa inmediatamente.

Nota 13. Es aconsejable tratar con dos muestras a la vez desde el momento de la extraccindel antimonio hasta la adicin de la solucin de rodamina B y la eliminacin final de la

solucin acuosa. Un retraso en cualquier paso puede ocasionar resultados menores debido ala reduccin del antimonio pentavalente al estado trivalente.

5.6.3 A la capa de ter, agregar 2 ml de solucin de clorhidrato de hidroxilamina y agitarunos segundos. Permitir la separacin de las dos fases y descartar la capa acuosa.

Agregar 2 ml de cido clorhdrico (1N) agitar por unos segundos; permitir nuevamente laseparacin de las dos fases y separar la capa acuosa. Agregar 5 ml de solucin de rodaminaB; agitar durante treinta seg; permitir la separacin de las dos fases y descartar la capaacuosa.

5.6.4 Colectar la capa de ter, conteniendo el antimonio en un vaso antes de transferirlo auna celda con un paso ptico de 2 cm. Medir la densidad ptica contra agua, empleandouna longitud de onda de 550 nm, y relacionar sta a la grfica de calibracin para obtener elporcentaje de antimonio.

6. DETERMINACION DE ARSENICO(METODO VOLUMETRICO).


Este mtodo se emplea para la determinacin de arsnico en hierros, aceros al cromo,aceros al tungsteno y otros aceros especiales altamente alea dos con contenidos de 0.003 a0.1% de arsnico.

Este mtodo no se aplica a aceros que contiene selenio.


Una muestra de soluci5n en una mezcla cida oxidante se lleva a humos para eliminar elexceso de oxidante y, despus de extraer el arsnico y tal la acidez, el arsnico se precipitacomo elemento por reduccin, con hipofosfito de sodio en presencia de iones cobre comocatalizador. E1 arsnico se filtra y se determina por titulacin yodomtrica.


Se recomienda que el material empleando se utilice solo para determinar este elemento.

6.4 Reactivos.

A menos que se especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionan debenser grado analtico ; cuando se hable de agua, sta debe ser destilada o desmineralizada.

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6.4.1 Solucin de yodo (0.01 N).

Disolver, en 25 ml de agua, 1,2692 g de yodo resublimado (I2) y l0 g de yo duro de potasio(KI). Transferirlo a un matraz volumtrico de un litro; aforar y mezclar.

6.4.2 Valoracin del yodo.Para valorar la solucin anterior debe determinar una rnsa de ( 100 mg ) de trixido dearsnico (As2O3), disolver con 10 ml de hidrxido de sodio (NaOH) al 10% y aforar a 100ml con agua destilada. Tomar una alcuota de 10 ml; diluir a 100 ml; neutralizar gota a gotacon cido clorhdrico y papel tornasol; agregar lentamente y con agitacin 4 g debicarbonato de sodio (NaHCO3); agregar 50 ml de solucin de almidn al 1% (recinpreparada) y enfriar. Titular con la solucin preparada de yodo hasta coloracin violetapermanente.

E1 factor se obtendr de la siguiente manera:

A x 0.07573Factor para el I =

B

Donde:

A = Miligramos de As2O3empleados.

B = Mililitros de I gastados.

6.4.3 Mezcla de cidos.

A 500 ml de agua agregar 200 ml de cido fosfrico (H3PO4), 100 ml de cido clorhdrico(HCl) y 75 ml de cido ntrico (HNO3). Mezclar y enfriar.

Agregar, con precaucin, 75 ml de cido sulfrico (H2S04);enfriar; diluir a un litro ymezclar.

6.4.4 Soluci n de cloruro de amonio (NH4CL,5%).

Disolver SO g de cloruro de amonio en agua, diluir a un litro y mezclar

6.4.5 Solucin de cido clorhdrico al 5%.

Diluir 50 ml de cido clorhdrico (HCl) en agua; diluir a un litro y mezclar.

6.4.6 Bicarbonato de sodio (NaHC03).

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Disolver 12.5 g da bicarbonato da sodio, en agua; agregar 5 ml de la solucin indicada en6.4.7; diluir a un litro y mezclar. Titular con la solucin indicada en 6.4.l hasta que seadquiera una leve coloracin azul permanente. Con objeto de verificar la pureza delbicarbonato de sodio .

6.4.7 Solucin de almidn (0.5%).Se hace una suspensin de 0.5 g de almidn en l0 ml de agua. Agregar 90 ml de aguahirviendo y enfriar.

6.4.8 Solucin lavadora de hipofosfito de sodio (NaH2P02H2O, 2%).

Disolver 20 g de hipofosfito de sodio en una mezclar de 250 ml de agua y 250 ml de cidoclorhdrico (HCl); diluir a un litro y mezclar.

6.4.9 Acido sulfuroso (H2S03, concentrado).

6.4.10 Acido fluorhdrico (HF , concentrado).

6.5 Procedimiento

6.5.1 Determinar una masa de 5 g de muestra y 1 g de cobre electrolitico; transferir lasolucin a un vaso de 600 ml y agregar 200 ml de la mezcla de cidos indicada en 6.4.3(ver 6.5.1.1). Tapar el vaso, calentar hasta disolucin total. Evaporar a humos (ver 6.5.1.2).Enfriar; agregar 100 ml de agua y calentar hasta que las sales solubles estn disueltas(ver .5.1.3).

6.5.1.1 Algunos tipos de aceros al cromo- nquel no pueden disolverse rpidamente por estamezcla. Dichos aceros deben tratarse con una mezcla de 15 ml de cido ntrico y 40 ml decido clorhdrico hasta disolucin total o casi y completar la disolucin empleando 40 m1de cido fosfrico y 15 ml de cido sulfrico.

6.5.1.2 Esto es suficiente para disolver carburos, compuestos de tungsteno y eliminarnitratos Evaporar slo a humos ligeros de SO3para evitar la formacin de sales bsicas decromo insoluble.

6.5.1.3 Si la muestra continua grafito, filtrar y lavar con cido clorhdrico al 5%. Recibir elfiltrado en un matraz Erlenmeyer de 750 ml y continuar como se indica en 6.5.2. Descartarel residuo.

6.5.2 Transferir la solucin a un matraz Erlenmeyer de 750 ml con boca esmerilada yagregar 0.5 g de permanganato de potasio. Hervir durante 5 minutos y agregar 20 ml decido sulfuroso. Evaporar, aproximadamente a 80 ml agregar 60 ml de cido clorhdrico ydiluir, aproximadamente a 200 ml.

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Agregar 2 g de hipofosfito de sodio calentar la solucin a 323 K (50C) agregar 10 gotas decido fluorhidrico (ver 6.5.2.1) y mezclar Agregar l0 g de hipofosfito de sodio conectar elcondensador de reflujo al matraz, calentar hasta ebullicin y hervir suavemente durante lSminutos, enfriar a 313 K (40C) y mantener esta temperatura. Filtrar a travs de pulpa depapel y lavar el matraz y la pulpa con 100 ml de la solucin lavadora de hipofosfito de

sodio Por 1timo,lavar el matraz y la pulpa varias veces con solucin de cloruro de amonio(5%).Regresar el papel filtro y el precipitado al matraz, lavando el embudo con 50 ml de lasolucin de bicarbonato de sodio (NaHCO3). Agregar 4 g de bicarbonato de sodio y 5 ml dela solucin de almidn (0.5%) y titular con solucin de yodo (0.01 N); agitando el matrazvigorosamente despus de cada adicin hasta que vuelva aparecer la elaboracin azul.

6.5.2.1 Si es necesario, por ejemplo, con hierro con altos contenidos de silicio, esta adicinpuede aumentarse a 20 gotas. Dado que todos los recipientes de vidrio son atacados por elcido fluorhdrico el exceso de es te debe ser mnimo.

6.6 Clculos.

A x F x 1001 ml de solucin (0.01 N) = 0.15 mg de arsnico, As en

W

Donde:

A = Volumen (en ml) de la solucin de yodo (0.01 N) empleada.

F = Factor de la solucin de yodo (ver 6.4.2).

W = Masa de la muestra empleada, en g.

7. DETERMINACION DE AZUFRE POR EL METODO DE COMBUSTIONDIRECTA


Este m6todo se emplea para la de te determinacin de azufre en concentraciones de0.005% a 0.60%, en hierros y aceros.


El azufre se determina quemando una muestra de masa conocida en una corriente deoxgeno. Los gases de combustin (S02) se absorben en una solucin acidulada quecontiene almidn con yoduro de potasio y se titulan

con solucin de yodato de potasio. La solucin de yodato se valora con aceros decontenidos conocidos de azufre. Se determina la lectura en blanco para que, el SO2quepudiera tener el aparato, aceleradores y navecillas (o crisoles) no altere la determinacinfinal.

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7.3 Interferencias.

En esta determinacin no interfieren los otros elementos presentes en la muestra.

7.4 Aparatos y equipo.E1 aparato que se emplea para esta determinacin debe ser adecuado para realizar lacombustin de la muestra en una corriente de oxgeno y as formar dixido de azufre (S02).Debe estar provisto de un vaso de absorcin en el que se titule el SO2 En la figura 2 semuestra un arreglo de este aparato. A continuacin se describen sus componentes:

7.4.1 Purificadores de oxgeno

Es adecuado emplear oxgeno comercial. Este gas se debe hacer pasar a travs de dosvlvulas reductoras de presin de aproximadamente 20.6 MPa (2,11 kgf/mm) y de 1.3 a2.7 MPa (0.14 a 0.28 kgf/mm), respectivamente, o de una vlvula de reduccin de dospasos; a fin de suministrar un adecuada y continuo flujo de oxgeno a travs de dos torres,una que contenga cido sulfrico (H2S04) y otra, una base inerte de tamao de 20 a 30mallas con NaOH y perclorato de magnesio anhidro (Mg (C104)2).

Se debe anteponer al ensamble del horno de resistencia, un medidor de flujo y una vlvulade interrupcin rpida, los cuales se emplean durante los perodos de precalentamiento.Tambin el medidor de flujo se debe anteponer al ensamble del horno de induccin.

7 4.2 Horno de combustin.

Se recomienda un horno elctrico de tubo, que sea capaz de operar continuamente a unatemperatura mnima de 1473 k (1200C). La combustin se puede realizar por medio decalentamiento, por resistencia o por induccin. Con el primero la temperatura se debecontrolar segn se especifique para cada tipo de aleacin. Con el segundo, se requiere unrestato para controlar la potencia de entrada a la bobina de induccin y as evitarcalentamiento demasiado rpidos en algunos tipos de muestras. La zona de combustin delhorno de resistencia debe ser de 200 a 250 mm de longitud y la del horno de induccin debeser amplia para generar un calentamiento adecuado a la muestra.

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FIGURA 2.Diagrama de un aparato tpico para la determinacin de azufre por el mtodo de

combustin directa.

A. Tanque.B. Vlvula de reduccin.C. Vlvula de interrupcin rpida.D. Torre con H2SO4.E. Torre con absorbente CO2y Mg ( C1O4) 2anhidro.F. Medidor de flujo.G. Horno, ya sea de induccin o de resistencia.H. Tubo de combustin.I. Ensamble de absorcin y titulacin.

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7.4.3 Tubo de combustin

E1 tubo de combustin del horno de resistencia debe ser de un refractario bajo en azufreque soporte la temperatura de operaci5n mxima sin que se pone poroso. E1 tubo debe serde un tamao adecuado para fijarse al horno que se va a emplear y de un di3metro interior

lo suficientemente grande para acomodar el tubo protector, navecillas y tapas. Serecomienda un tubo con extremo cnico,

7.4.4 Navecillas crisoles y tapa para combustin.

Las navecillas y crisoles empleados con sus respectivos tipos de horno, deben ser de unadecuado espesor para retener la escoria fundida y tener un blanco tan bajo y consistentecomo sea posible. Las navecillas empleadas en hornos de resistencia, deben ser de 90 a 100mm de longitud y estar pro vistas de tapas adecuadas. Los crisoles empleada en hornos deinduccin deben ser de una capacidad adecuada. Los requisitos de blanco de las navecillasy crisoles, deben ser tambin aplicables para las tapas.

7.4.5 Tubo protector cermico

Se debe colocar un tubo protector o un revestimiento de cermica poros a la zona calientedel tubo del horno de resistencia, con e fin de prolongar su vida til. Este tubo protectoracta como filtro, eliminando los humos de los mtales fundidos y absorbe las salpicadurasde la escoria.

7.4.6 Filtro cermico.

Si no se dispone del tubo protector cermico se coloca un filtro cermico poroso en la zonade combustin del horno para eliminar los humos de los 6xidos metlicos de la corriente degas; se puede construir a partir de un refractario poroso capaz de resistir las temperaturas deoperacin. En los hornos de induccin, se deben tomar precauciones adecuadas paraimpedir el paso de los 6xidos metlicos (en forma de gases) al vaso de titulacin7.4.7 Conexiones.

Se recomienda un conector metlico con recamara a la entrada del tubo de combustin. Sise emplea un tapn de hule, ste se debe proteger con un deflector de calor, de preferenciadel tipo de doble disco. La conexin entre el extremo de salida del tubo de combustin y elensamble de absorcin y titulacin, debe ser corto y libre de dobleces, como sea posible,con conexiones de vidrio a tope para minimizar reas de las mangueras de hule expuestas agases, Todas las mangueras y tapones de hule deben estar libres de azufre.

7.4.8 Aparatos de absorcin y titulacin.

Estos aparatos deben tener un vaso de absorcin y titulacin de volumen -apropiado, quecontenga un tubo burbujeador de gases sulfurosos y una vlvula de flotacin para prevenirel regreso del flujo del lquido, cuando la combustin de la muestra empieza a consumiroxgeno.

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E1 vaso debe ser de forma alargada para efectuar una completa absorcin de S02en unvolumen pequeo de solucin La bureta debe ser de aproximadamente 10 ml. Se puedenemplear titulaciones automticas que utilicen una celda fotoelctrica para activar la vlvulade entrada de la solucin

7.5 Reactivos.A menos que se especifique otra cosa los reactivos que a continuacin se mencionan debenser grado analtico; cuando se hable de agua, sta debe ser destilada o desmineralizada.

7.5.1 Acelerador de cobre (bajo en azufre).

En forma de limaduras cuando se empleen navecillas para los hornos de resistencia, y enforma de granalla o anillos cuando se utilicen crisoles para hornos de induccin.

7.5.2 Acelerador de estao (bajo en azufre). En forma granular.

7.5.3 Acelerador de hierro (bajo en azufre). En forma de rebabas

7.5.4 Solucin valorada "A" de yodato de potasio (1 ml - 0.1 mg S).

Disolver 0.2225 g de yodato de potasio (KI03) en 900 ml de agua que contenga 1 g dhidrxido de sodio (NaOH) y diluir con agua al litro.

Nota 14. E1 azufre equivalente que se establece, se basa en la conversin completa delazufre a SO4 lo cual es un fenmeno que rara vez sucede,

7.5.5 Solucin de yoduro-almidn.

Transferir 9 g de almidn soluble a un vaso de precipitados de 50 ml; agregar de 5 a 10 mlde agua y agitar hasta obtener una pasta uniforme. Verter lentamente la mezcla a 500 ml deagua hirviendo. Enfriar; agregar 15 g de yoduro de potasio (KI) y agitar hasta disolver elKl. Diluir a 1 litro. Se recomienda guardar esta solucin en una botella de color mbar.

7.6 Calibracin.

7 6 1 Seleccionar como mnimo dos patrones (nota 15) con contenidos de azufre cercanos alos limites superior e inferior del intervalo correspondiente a la masa de la muestra deprueba (vase tabla 1) y, adems, otro patrn cercano al contenido promedio de estoslimites. Este ltimo puede disimularse, si es necesario, tomando la mitad de los otros dospatrones.

Nota 15. La exactitud de este mtodo depende en gran parte de la precisin del contenidoreal de azufre en la muestra patrn, por lo que ste debe ser de una calidad certificada.

7.6.2 Para concentraciones de azufre mayores de 0.02% utilizar la solucin valorada "A" deKIO3(1 ml - 0 1 mg s).

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7.6.3 Seleccionar el patrn de ms baja concentracin de azufre y efectuar variasdeterminaciones como se indica en 7.7.1 7.7.2, basta que se estabilice el sistema; esto selogra cuando muestre titulaciones reproducibles.

7.6.4 Continuar con las otras porciones de cada patrn adicional, como se indica en 7.7.1 6

.7.2, corriendo los patrones en orden creciente de concentracin de azufre.7.6.5 Preparar una curva de calibracin, graficando el por ciento de azufre en cada patrncontra el promedio de mililitros de solucin de KIO3( por ciento aparente de azufre en lalectura de la bureta).

7.6.6 Calcular el factor de calibracin, en los siguientes casos:

a) Cuando se empleen nuevas soluciones de KIO3o de yoduro-almidn.

b) Cuando se emplean lotes diferentes de navecillas o crisoles.

c) Cuando se utilicen lotes diferentes de aceleradores.

d) Cuando se utilice un tanque de oxgeno diferente,

e) Cuando el sistema no haya sido usado durante 1 h, o menos de 1h; si el flujo de oxgenono se hubiese mantenido en ese perodo

f) Cuando el sistema se haya empleado continuamente durante 8 h.

g) Cuando se cambie la temperatura de operacin.

h) Cuando se cambie la masa de la muestra (vase tabla 1).

7.6.7 Como una alternativa, se permite obtener factores de correccin para cada casomencionado en 7.6.6 Estos factores se obtienen efectuando determinaciones (segn lodescrito en 7.7.1 5 7.7.2) en muestras patrn, las cuales deben tener un contenido de azufrecercano al que se espera obtener en la muestra por analizar (vase 7.8.1.1).

7.7 Procedimiento.

7.7.1 Combustin en horno de resistencia.

7.7.1.1 Ajustar la temperatura del horno entre 1673 y 1698 K (1400 y 1425C) .

7.7.l.2 Lectura del blanco.

Agregar al vaso de absorcin, 6S a 70 ml de HCl (1:99) y 2 ml de solucin deyoduro-almidn.

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Hacer pasar el oxigeno a travs del sistema a una velocidad constante que sea compatiblecon la absorcin particular del sistema empleado no menor de 1.0 /min y no mayor de 1.5

/min. Agregar de la bureta, solucin de KIO3hasta lograr la intensidad del color azul; enese momento se considera el punto final de la titulacin. Leer la bureta y registrarla comolectura del blanco; volver a llenar la bureta con KIO3. Desconectar el flujo de oxgeno.

7.7.1.3 Seleccionar y determinar la masa de una muestra conforme a la tabla 1.

Tabla 1.- Masa y tolerancias, de muestras.

% Azufre Masa de la muestra, en g Tolerancia en la masa de lamuestra, en g.

0.005 a 0.0100.10 a 0.250.25 a 0.60

1.0000.5000.250

1.00.50.5

Transferir 1a muestra a una navecilla previamente calcinada acomodndola uniformementeen ella.

7.7.1.4 Cubrir la muestra con aproximadamente 0.5 g de hierro y 0.25 g de cobre. Colocaruna tapa previamente calcinada sobre la navecilla, e introducirla al centro de la zona decombustin. Cerrar el tubo y permitir que la muestra se caliente durante 1.5 min, Iniciar elflujo de oxgeno con velocidad empleada en 7.7.1.2.

7.7.1.5 Titular continuamente el S02evolucionado con la cantidad apropia da de solucinde K103, a una velocidad que mantenga la intensidad inicial del color azul hasta que no se

decolore. Continuar con el flujo de oxigeno durante 10 min registrar la lectura de la buretay restarle la lectura del blanco, (inciso 7.7.1.2). Drenar el vaso de absorcin. Si el volumendifiere en mas de un factor de 3, de aquel requerido para la muestra previamente analizada,despreciar el resultado y repetir el anlisis un nmero suficiente de veces para estabilizar elsistema antes de proceder como se indica en 7.8.

7.7.2 Combustin en horno de induccin

7.7.2.1 Conectar la potencia del horno de induccin y permitir que el circuito electrnico secaliente a la tempera de operacin. Oprimir el botn de arranque hasta que el ampermetroindique que la corriente esta fluyendo a travs de la bobina de induccin.

7.7.2.2 Proseguir como se indica en 7.7.1.2.

7.7.2.3 Proseguir como se indica en 7 7.1 3, sustituyendo la navecilla por el crisol.

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7.7.2.4 Agregar, aproximadamente, 0.5 g de hierro, 1.0 g de estao y 0.5 g de cobre.Colocar una tapa (previamente calcinada) sobre el crisol e introducirlo en el centro de lazona de combustin. Cerrar el tubo, iniciar el flujo de oxigeno con la velocidad empleadaen 7.7.1.2, conectar la potencia e incrementarla a una velocidad tal, que se evite

salpicaduras de la muestra fundida.7.7.2.5 Proceder como se indica en 7.7.1.5; pero interrumpir el flujo de oxgeno despus de4 5 min o cuando se haya completado la titulacin. Desconectar la potencia a la bobina deinduccin.

7.8 Clculos.

7.8.1 Calcular el por ciento de azufre en la muestra a partir de la grfica indicada en 7.6.5 opor el mtodo alternativo indicado en 7.8.1.1.

7.8. 1.1 Se puede calcular el por ciento de azufre en la muestra, a partir del factor decorreccin mencionado en 7.6.7 el cual se calcula de la siguiente manera:

AFactor de correccin (F) =

B

Donde:

A = % de azufre en la muestra pacrn.

B = Mililitros gastados de solucin de KIO3o por ciento de azufre en la lectura directa de labureta (si es que est calibrada en por ciento).

Finalmente se obtiene la lectura corregida multiplicando la lectura de la bureta por el factorde correccin.

8. DETERMINACION DE AZUFRE POR EL METODO GRAVIMETRICO.


8.1.1 Este mtodo se emplea para la determinacin de azufre en concentraciones de0.005% a 0.6%, en hierros y aceros que contengan menos de 0.5% de tungsteno.

8.2 Resumen del mtodo

La muestra se disuelve en una mezcla cida de ntrico clorhdrico (si la muestra no es unacero aleado, se disuelve solamente con HN03) y enseguida se evapora con cidoclorhdrico. El hierro se reduce con cinc, el cual junto con otros residuos, se elimina porfiltracin.E1 azufre se precipita como sulfato de bario; se calcina y se determina su masa.

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8.3 Interferencias.

8.3.1 E1 tungsteno interfiere si su contenido en la muestra es mayor de 0.5%


8.4.1 Balanza analtica.

8.4.2 Crisol de platino.

8.4.3 Parrilla para calentar.

8.4.4 Mufla

8.4.5 Vasos de precipitados y embudos.

8.5 Reactivos.

A menos que se especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionan debenser grado analtico; cuando se hable de agua, sta debe ser destilada o desmineralizada.

8.5.1 Acido clorhdrico (HC1), concentrado (densidad 1.19 g/ml) y diluido (1:99).

8.5.2 Acido fluorhdrico (HF) concentrado (densidad 1.15 g/ml).

8 5.3 Acido ntrico (HN03), concentrado (densidad 1.42 g/ml).

8.5.4 Carbonato de sodio (Na2CO3).

8.5.5 Cinc (Zn) bajo en azufre, entre un tamao de 20 y 30 mallas.8 5.6 Mezcla cida HCl-HN03. Partes iguales en volumen. Se debe preparar al momento ydejar reposar hasta un color completamente rojo.

8.5.7 Solucin de cloruro de bario (BaC12, 100 g/ ).

8.6 Procedimiento.

8.6.1 Poner 5 g de la muestra, con una aproximacin de 1 mg, en un vaso de precipitados de400 ml.

8.6.2 Llevar un duplicado de reactivos en blanco durante l procedimiento empleando lasmismas cantidades de todos los reactivos, pero sin la muestra.

8.6.3 Si la muestra es un hierro o acero no aleado, proceder segn lo indicado en 8.6.4 si esun acero de baja aleacin, grado herramienta, inxidable o similar, proceder como se indicaen 8.6.5 8.6.6 .

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8.6.4 Adicionar 75 ml de HNO3Si la disolucin de la muestra es lenta, agregar-HC1 gota agota. Si la disolucin de la muestra es muy rpida, enfriar el HNO3y agregar la muestra enpequeas porciones. Cuando la muestra se disuelva agregar 0.5 g de Na2C03 , y evaporarcuidadosamente la solucin hasta 10 ml en una atmsfera baja en azufre. Enfriar agregar 30ml de HC1, y evaporar hasta sequedad. Enfriar, agregar 30 ml de HCl y evaporar hasta

consistencia pastosa. Proceder directamente como se indica en 8.6.7.8.6.5 Agregar 125 ml de mezcla cida. Si la reaccin se lleva a cabo demasiado rpido,llevar el vaso de precipitados a un enfriador

8.6.6 Cuando la disolucin se haya completado agregar 0.5 g de Na2CO3y evaporarcuidadosamente hasta 10 ml aproximadamente en una atmsfera baja en azufre. Enfriaragregar 30 ml de HC1 y evaporar a sequedad. Enfriar agregar 30 ml de HCl y evaporarhasta una consistencia pastosa. Proceder directamente como se indica en 8.6.7 -

8.6.7 Agregar 10 ml de HC1, 25 ml de agua y 5 g de cinc.

Calentar entre 363 y 373 K (90 y 100C) hasta reducir el hierro y que cesado la evolucinde hidrgeno. Filtrar a travs de papel filtro fino y lavar con 75 ml de HC1 (1:99).

8.6.8 Calentar el filtrado a una temperatura entre 333 y 343 X (60 y 70C) y, con agitacinconstante, agregar 20 ml de solucin de BaC12(nota 16).Digerir durante 2 h entre333 y343K(60 y 70C) durante 12 h como mnimo a temperatura ambiente. Agregar un de pulpa depapel, filtrar a travs del papel filtro de porosidad fina y desechar el filtrado Lavar elprecipitado una o dos veces con HC1 fro (1:99) y enseguida, con agua caliente hasta queeste libre de cloruros, recibiendo los lavados en un vaso de precipitados Guardar elprecipitado.

Nota 16. La solucin problema no debe contener ms de 2% en volumen de HC1 en elmomento de la precipitacin.No sucede, comnmente, una hidr1isis de hierro durante la filtracin y lavado del cincinsoluble o durante la precipitacin con BaCl2Si esto ocurriera, se debe clarificar lasolucin adicionando HCl; considerar la acidez permisible final.

8.6.9 Agregar al filtrado (la solucin que se recogi en el vaso de precipitados durante loslavados) 2 ml de solucin de BaC12y evaporar a sequedad 1 ml de HCl (1:1) y 25 ml deagua caliente. Digerir como mnimo durante 12 h entre 333 y 343 K (60 y 70 C) Agregarun poco de pulpa de papel y filtrar a travs de papel filtro de porosidad fina. Lavar con aguacaliente hasta que este libre de cloruros

Nota 17.- Esta recuperacin de BaS04 , comnmente represente entre 0.001% y 0.003% deazufre.

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8.6.10 Juntar los dos precipitados (los obtenidos en 8.6.8 y 8.6.9 en un crisol de platino demasa conocida y calcinar en una stm6sfers oxidante, a una temperatura lo ms baja posiblepara eliminar el carbono. Agregar una gota de H2SO4 (1:1) y 1 ml de HP; evaporar asequedad y calcinar a masa constante entre 1073 y 1173 k (800 y 900C). Enfriar en undesecador y determinar su masa como BaSO4.

8.7 Clculos.

8.7.1 Calcular el por ciento de azufre de la siguiente manera:

(A - B) x 0.1374% de azufre = x 100

C

Donde:

A = Gramos de BaSO4precipitados.B = Correccin promedio para el blanco, en gramos,

C = Masa de la muestra empleada, en gramos.

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9. DETERMINACION DE BORO POR DESTILACION (DETERMINAC1ONFOTOMETRICA) EMPLEANDO CURCUMINA (PARA ACEROS AL CARBONO QUECONTENGAN MENOS DE 0.0082 DE BORO),


Este mtodo se emplea para la determinacin de boro en aceros al carbono y hierros queconcengan menos de 0.008% de boro

9.2 Principio del mtodo.

El boro se separa por destilacin como borato de metilo. E1 cido brico separadoreacciona con la curcumina para formar un compuesto de color rosa. Las medicionesfotomtricas se hacen a aproximadamente 540 nm.


9 3.1 El intervalo de concentracin recomendado es de 0.001 a 0.008 mg de boro en 100 mlde solucin, empleando una celda que tenga un paso ptico de 2 cm.

9.3.2 Este mtodo est escrito para celdas que tengan un paso ptico de 2 cm. Puedenusarse celdas que tengan otras dimensiones, previendo hacer los ajustes adecuados en lascantidades de muestra y reactivos empleados.

9.4 Estabilidad del color.

El color es estable durante una hora; aproximadamente.

9.5 Elementos de interferencia.

Los elementos normalmente presentes en el acero no interfieren. El analista debe tenercuidado para observar que el cido fosfrico no se atomiza durante la solucin o destilacinde la muestra, el cual aclarar el color.


Los utensilios empleados para la disolucin deben ser de vidrio, de cuarzo o de otro tipo devidrio que sea bajo en boro. Antes de emplear los utensilios, se deben hervir en cidoclorhdrico y lavarlos con agua. Se recomienda que los utensilios se empleen nicamentepara esta determinacin.

9.6 1 Aparato para la determinacin de boro por destilacin.

En la figura 3 se indica un arreglo tpico para esta determinacin. Los matraces A y Bdeben ser de cuarzo de 100 ml, de cuello ancho. El resto de los aparatos, incluyendo las

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trampas (con excepcin de las chaquetas -del condensador) deben ser de vidrio con bajocontenido de boro.

9.6.2 Cpsulas.

Deben emplearse cpsulas de porcelana de 300 ml de capacidad y de preferencia nuevas.FIGURA 3.

APARATO PARA LA DETERMINACION DE BORO POR DESTILACION

A) Matraz de cuarzo para la solucin.B) Matraz de cuarzo receptorC) Purgador

D) Condensador auxiliar

1. Chaquetas del condensador de 20 mm de dimetro exterior.2. Tapones de hule del No. 6.3. Matraces de cuarzo de cuello ancho de 100 ml.4. Abrazadera de plstico.5. Tubo de vidrio de bajo boro de 8 mm de dimetro exterior.

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9.6.3 Bao de agua

Se deben emplear un bao de agua controlado automticamente, capaz de mantener unatemperatura de 328 3 K (55 3C).

9.6.4 Crisol poroso.

Se debe emplear un crisol de porosidad fina.

9.7 Reactivos

A menos que su especifique otra cosa, los reactivos que a continuacin se mencionandeben ser graso analtico cuando se hable de agua, sta debe ser destilada odesmineralizada (libre de boro).

9.7.1 Acetona (bajo contenido de boro).

9.7.2 Solucin normal de cido brico (H3BO31 ml = 0.002 mg B).

A un matraz volumtrico de 500 ml, transferir 0.572 B de cido brico aforar con aguarecientemente destilada y mezclar Transferir 10 ml de estei solucin a un matrazvolumtrico de un litro aforar con agua y mezclar. Almacenar en un recipiente de bajocontenido de boro.

9.7.3 Suspensin de hidrxido de calcio (5.6 g de CaO/l).

Calcinar en un crisol de platino, carbonato de calcio (bajo en boro 0.0001% o menos deboro) a una temperatura entre 773 a 873K (500 a 600C) Aumentar gradualmente latemperatura hasta 1273 K (1000C) y mantener esta temperatura como mnimo durante 30min. Enfriar y triturar en el mortero de gata. Agregar a 1 litro de agua recientementedestilada 5.6 g del xido de calcio finamente molido y almacenar en un recipiente de bajocontenido de boro.

Mezclar la solucin perfectamente cada vez antes de extraer una porcin para usarla en elanlisis.

9.7.4 Solucin de carcumina ( C21H20O61.25 g/1)

9.7.4.1 Disolver 400 m1 de etanol (95%), 0.10 g de curcumina, filtrar (ver 9.7.4.1.1) yalmacenar de preferencia en una botella de bajo contenido de boro de color mbar Estasolucin no debe almacenarse por ms de cuatro semanas. Cada vez que se prepare unanueva solucin, deben verificarse uno o dos puntos de la curva de calibracin.

9.7.A.1.1 Algunos papeles filtro contienen boro soluble en alcohol por lo que esrecomendable lavar primero el papel con alcohol y descartar los lavados.

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9.7.5 Acero bajo en boro.

9.7.6 Metanol

Agregar a 0.5 litros de metanol puro, 0.5 g de lentejas de hidrxido de sodio y destilarlo.

Almacenarlo en un recipiente bajo en boro.9.7.7 Solucin de cido oxlico.

Disolver ce 450 ml de acetona 50 g de cido oxlico y filtrar. Esta solucin es estable pordos semanas aproximadamente.

9.7.8 Acido fosfrico (8.5%).

E1 contenido de boro en 10 ml del cido fosfrico no debe exceder a 0.001 mg.

9.8 Preparacin de la curva de calibracin.

9.8.1 Transferir a matraces de cuarzo "A" de 100 ml (ver figura 3),alcuotas de 1.0, 2.0, 3.0y 4.0 ml de cido brico (1 ml = 0.002 mg de B).Agregar a cada matraz y a un matraz adicional, para llevar un blanco durante ladeterminacin , 5 ml de suspensin de Ca (OH)2. (5.6 g CaO/ ).

9.8.2 Evaporar a sequedad los contenidos de los matraces. Agregar a cada matraz(incluyendo al del blanco) 0.5 g de acero bajo en boro.

9.8.3 A1 matraz de cuarzo "B" de 100 ml, agregar 50 ml de metanol y 5 ml de suspensin

de hidrxido de calcio. A la trampa "C" agregar suficiente suspensin para formar unlquido sellador. Agregar al matraz "A" conteniendo la muestra, 10 ml de cido fosfrico yensamblar el aparato como se muestra en la figura 3. Abrir la llave del agua de loscondensadores, calentar ligeramente el matraz conteniendo la muestra, por medio de unmechero, hasta que cese la reaccin. Retirar el mechero del matraz y cerrar la llave del agyadel condensador auxiliar 'D.

9.8.4 Colocar el matraz "B" en agua caliente, y calentar hasta que se han destilado en elmatraz "A" aproximadamente 25 ml de metanol. Colocar ambos matraces en agua caliente,calentar de tal forma que el metanol crculos entre los matraces "A" y "B" durante 30 min.

9.8.5 Retirar los matraces de los baos de agua y transferir la solucin del matraz "B" y dela trampa "C" a la cpsula de porcelana de 300 ml. Lavar perfectamente el matraz y latrampa, primero con agua despus con 2 gotas de HC1 (1:9) y a continuacin con aguaagregar todos los lavados a la cpsula. Evaporar a sequedad en un bao de vapor, retirarla yenfriara temperatura ambiente.

9.8.6 Agregar al residuo de la cpsula 3 ml de HC1 (1:4) y 5 ml de solucin de cidooxlico; mezclar y agregar 2 ml de solucin de curcumina (0.25 g ). Cuando se ha disuelto

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el residuo de la cpsula, evaporar a sequedad en un bao de agua a una temperatura de 3283 K (55 3C) y calentar por 30 5 minutos a la misma temperatura.

9.8.7 Agregar 25 ml de acetona al residuo de la cpsula ya fra. Despus que se ha disueltoel residuo, filtrar a travs del crisol de porosidad fina y recibiendo el filtrado en un matraz

volumtrico de 100 ml. Lavar el crisol y su contenido con 25 ml de acetona, empleandoporciones de 3 a 5 ml para cada lavado. Diluir con agua la solucin a 100 ml y mezclarperfectamente E1 color variar de verde amarillento a rosa intenso, dependiendo de laconcentracin de boro.

9.8.8 Transferir a la celda de absorcin una porcin adecuada de la solucin y medir laabsorbancia o transmitancia a aproximadamente 540 nm. Compensar o corregir para elblanco.

9.8.9 Grficar los valores obtenidos contra miligramos de boro por 100 ml de solucin.

9.9 Procedimiento9.9.1 Transferir al matraz de cuarzo "A" de 100 ml, 0.5 g de la muestra de un aceroconteniendo 0.002 por ciento o menos de boro; 0.25 g de un acero que contiene de 0.002 a0.004% y 0.10 g de un acero que contiene 0.004 a 0.008% de boro. Transferir a otro matrazde cuarzo de l00 ml la misma cantidad de masa de la muestra de un acero bajo en boro, yefectuar todos los pasos del procedimiento.

9.9.2 Boro soluble en cido.

9.9.2.1 Proceder como se indica en 9.8.3 a 9.8.8 reservando el matraz "A" del inciso 9.9.3.1para la determinacin del boro insoluble en cido

9.9.2.2 Empleando el valor obtenido, leer de la curva de calibracin el numero demiligramos de boro presentes en la muestra.

9.9.2.3 Clculos

Calcular el porcentaje de boro soluble en cido como sigue:

A% de boro soluble en cido =

B x 10

Donde:

A = mg de boro (9.9.2.2).

B = Gramos de muestra usados.

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9.9.3 Boro insoluble en cido.

9.9.3.1 Diluir la solucin del matraz "A" reservando (ver 9.9.2.1) a un volumen de 90 mlcon HC1 (1:8) . Filtrar a travs de un papel filtro de poro cerrado sin cenizas, conteniendoun poco de pulpa de papel filtro sin cenizas. Lavar el matraz con HC l caliente (2:98) y

eliminar perfectamente del matraz toda materia insoluble Lavar sobre el papel filtro elresiduo, primero con HC1 caliente (2:98) para eliminar el hierro y a continuacin con aguafra para eliminar el HCl.

9.9.3.2 Transferir el papel y el residuo a un crisol de platino de 15 a 20 ml. Agregar 5 ml desuspensin de Ca (OH)2(5.6 g CaO/ ) y evaporar a sequedad Calcinar entre 873 y 973 K(600 y 700C) hasta eliminar complementa el carbono.

Agregar 1 g de carbonato de sodio y fundir el residuo, finalmente inclinar y calentar elcrisol para que la fusin sea colectada en una perla. Enfriar, eliminar la mayor parte de lamasa fundida ejerciendo una pequea presin en las paredes del crisol y transferir la figura

al matraz "A" de cuarzo, el cual debe estar limpio y seco. Enfriar entre 283 y 288 K (10 y15C) colocando el matraz en agua fra. Agregar al crisol 4 ml de cido fosf6rico, calentarpara disolver el resto de la fusin, enfriar y agregarlo al matraz "A". Lavar aparte el crisolcon dos porciones de 3 ml de cido fosf6rico y agregarlos al matraz "A". Inmediatamenteensamblar el aparato como se indica en 9.8.3. Calentar el matraz "A" para obtener unadisolucin completa de la fusin y continuar como se indica en 9.9.2.1 a 9.9.2.2.

9.9.3.3 Clculos.

Calcular el porcentaje de boro insoluble en cido como sigue:

A% de boro insoluble en cido = B x 10

Donde:

A = Miligramos de boro empleados (ver 9.9.3.2).

B - Gramos de muestra empleados.

9.9.4 Boro total.

9.9.4.1 E1 boro total es igual al porcentaje de boro soluble en cido mas el porcentaje deboro insoluble en cido.

10. DETERMINACION BORO POR DESTILACION (DETERMINACIONFOTOMETRICA) EMPLEANDO CURCUMINA.

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Este mtodo se emplea para la determinacin de boro en aceros al carbono, de baja aleaciny acero al silicio con concentraciones desde 0.0003 hasta 0.006% empleando 2.0 g demuestra. Se puede ampliar la concentracin hasta 0.012% usando 1.0 g de muestra

agregando 1.0 g de hierro bajo en boro.10.2 Principio del mtodo.

E1 boro se separa por destilacin como borato de metilo, el cual se transforma a cidob6rico y reacciona con curcumina para formar un complejo color de rosa. Las medicionesfotometricas se hacen aproximadamente a 555 mn.


10.3.1 Los intervalos de concentracin recomendados son: 0.1 a 0.5 g de boro por 100 ml

de solucin, usando una celda con un paso ptico de 5 cm; 0.5 a 6.0 g de boro por 100 mlde solucin, utilizando celdas con un paso ptico de 1 cm.

10.3.2 Este mtodo se especifica para celdas que tengan un paso ptico de 1 y 5 cm. Puedenemplearse celdas con otras dimensiones, efectuando los ajustes adecuados en las cantidadesde muestra y reactivos empleados.10.4 Estabilidad del color.

E1 color es estable por lo menos durante 1 h.

10.5 Elementos de interferencia.

Los elementos normalmente presentes en el acero no interfieren en la determinacin delboro.

10.6 Aparatos y equipo,

10.6.1 Los utensilios empleados para la disolucin y destilacin deben ser de vidrio decuarzo u otro tipo de vidrio que sea bajo en boro. Antes de emplear los utensilios, debenhervirse en cido clorhdrico y lavarse con agua. Se recomienda que los utensilios seempleen nicamente para esta determinacin.

10.6.2 Aparato para disolucin.

Consiste de un matraz de cuarzo de 125 ml fijado con un tapn de hule a un condensadorde reflujo ( tubo de cuarzo). Este debe tener 760 mm de longitud y 3 mm d dimetrointerior.

10.6.3 Aparato para destilacin (ver figura 4).

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FIGURA 4.

APARATO PARA LA DETERMINACION DE BORO POR DESTILACION

D.E. = DIAMETRO EXTERIOR

D.I.= DIAMETRO INTERIOR

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Consta da un matraz de destilacin de cuarzo, de 125 ml de capacidad fija do por un tapnde hule con dos agujeros, a un tubo condensador de cuarzo, enfriado con agua y un tubo decuarzo conectado al otro matraz que contenga metanol.

10.6.4 Bao mara con temperatura controlada.

Este debe ser capaz de mantener una temperatura entre 348 2 K (75 2C) y se puedenacomodar cpsulas de evaporacin de porcelana de 150 ml.

10.6.5 Crisol o cpsula de platino, de 125 ml de capacidad.

10.6.6 Cpsulas de evaporacin de porcelana, de 125 150 ml de capacidad

10 6.7 Espectrofotmetro, equipado con celdas con un paso ptico de 1 y 5 cm.

10.7 Reactivos.

10.7.1 Solucin agua-acetona (1:1).

Diluir 500 ml de acetona con agua a un litro.

10.7.2 Agua libre de boro.

A menos que se indique otra cosa, el agua referida a este mtodo debe tratarse para eliminarel boro, pasando agua destilada a travs de un desmineralizador (aninico-catinico).

Tambin se puede usar agua bidestilada.

10.7.3 Solucin estndar de boro A (1 ml - 20 g B).

Transferir 0.1763 g de borato de sodio decahidratado (Na2B4O710H2O), a un matrazvolumtrico de un litro disolver en agua, aforar y mezclar.

10.7.4 Solucin estndar de boro "B" (1 ml = 2 g B).

Por medio de una pipeta, transferir a un matraz volumtrico de 100 ml, 10 ml de la solucinde boro "A" (ver 10.7.3), aforar a volumen con agua y mezclar No se deben emplearsoluciones que hayan sido almacenadas por ms de 30 das.

10.7.5 Solucin de curcumina (C21H20O6, 1.25 g/1).

Disolver 0.125 g de curcumina en 100 ml de cido actico glacial (CH3CO2H) y mezclar.Se requiere calibrar el espectrofotmetro cada vez que se prepare la solucin.

10.7.6 Perxido de hidr6geno H2O2(30%).

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10.7.7 Hierro con bajo contenido de boro.

10.7.8 Metanol absoluto grado espectrofotomtrico.

10.7.9 Carbonato de sodio (Na2CO3).

10.7.10 Solucin de hidrxido de sodio (20 g/1).

Disolver 20 g de hidrxido de sodio (NaOH) en agua y diluir a un litro. Almacenar en unabotella de polietileno.

10.7.11 Soluci n de cido actico-cido sulfrico (1:1) (CH3CO2H-H2SO4),

Agregar cuidadosamente y con agitacin, 250 ml de cido sulfrico a 250 ml de cidoactico glacial.

10.7.12 Acetona grado espectrofotomtrico.

10.8 Preparacin de la curva de calibracin para concentraciones de 0.0001 hasta 0.0005%de boro.

10.8.1 Soluciones de calibracin.

10.8.1.1 Transferir a cinco matraces de cuarzo de 125 ml, 2.0 g de hierro bajo en boro y 1.2g de Na2CO3. Por medio de pipetas, transferir 1, 2, 3, 4 y 5 ml de la solucin estndar deboro. "B'' a cada matraz.

10.8.1.2 Agregar 50 ml de H2SO4(1:1) a cada matraz e insertar el condensador de reflujode cuarzo. Calentar abajo de la temperatura de ebullicin durante 30 minutos y enfriar.Agregar 4 ml de per6xido de hidr6geno (1:4) y continuar calentado, sin ebullicin, hastadisolucin completa Enfriar, cerrar la llave del agua del condensador y desconectar ste,lavar con 2 ml de agua la disolucin del matraz. Transferir el contenido del matraz a unmatraz volumtrico de 100 ml, enfriar completamente, lavar con cido sulfrico (1:4).Diluir a volumen con cido sulfrico (1:4) y mezclar.

10.8.1.3 Empleando una pipeta, transferir al matraz de destilacin "A" de cuarzo de 125 ml,una alcuota de 5 ml. Conectar el matraz al condensador y agregar 30 ml de metanol atravs del tubo de cuarzo de 150 mm, instalado con este objeto, que contiene metanol ysellar el extremo superior de este tubo con un gendarme como se indica en la figura 4.Colocar el matraz de destilacin en el bao maria y colocar una cpsula de evaporacin de150 ml, conteniendo 5 ml de solucin de hidrxido de sodio en el extremo del condensadorasegurarse de que la punta se introduzca en la solucin de NaOH (ver figura 4).

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10.8.1.4 Calentar el bao de agua entre 348 2 K (75 2C) hasta que se tengan en elmatraz de destilacin no ms de 5 ml de solucin. Quitar la cpsula de evaporacin que seencuentra abajo del condensador y agregar al matraz 10 ml de metanol a travs del tubo de150 mm, instalado con este objeto, que contiene metanol y sellar el extremo superior deeste tubo con un gendarme de hule, como se indica en la figura 4. Colocar nuevamente en

la cpsula de evaporacin abajo del condensador y continuar la destilacin hasta que noms de 5 ml de solucin queden en el matraz.

10.8.1.5 Desconectar el condensador y lavar con 5 ml de metanol, colectan do los lavadosen la cpsula de evaporacin Colocar esta en el bao maria con temperatura controlada yevaporar hasta el momento preciso que se seque.

Una temperatura que exceda de 353 K (80C) o calentamiento prolongado causar prdidadel boro.

10.8 2 Reactivo en blanco.

Transferir 2.0 g de hierro bajo en boro y 1.2 g de NaCO3a un matraz de disolucin decuarzo de 125 ml, y continuar como se indica en 10.8.1.2 a 10.8.1.5.


10.8.3.1 Por medio de una pipeta transferir a la cpsula de evaporacin, 3 ml de la solucinde curcumina y agitar para disolver el residuo. Empleando una pipeta, agregar a cadacpsula 3 ml de solucin de cido co-cido sulfrico y agitar hasta que est perfectamentemezclada. Dejar asentar las soluciones durante 15 minutos.

10.8.3.2 Agregar solucin de agua-acetona a cada cpsula de30 ml, mezclar y transferir lasolucin a un matraz volumtrico de 100 ml. Lavar la cpsula con solucin deagua-acetona, colectando los lavados en el matraz volumtrico Diluir a volumen con lasolucin de agua-acetona y mezclar.


Solucin de agua - acetona

10.8.5 Fotometra.

10.8.5.1 Fotmetro de celdas mltiples.

Medir el reactivo en blanco (el cual incluye la correccin para la celda) empleando celdasde absorcin con un paso ptico de 5-cm y una banda de luz centrada a aproximadamente555 nm. Empleando la celda de prueba tomar lecturas fotomtricas de las soluciones decalibracin.

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10.8.5.2 Fotmetro de celda sencilla.

Transferir una porcin adecuada de la solucin de referencia a una celda de absorcin conun paso ptico de 5 cm y ajustar el fotmetro a cero utilizando una banda de luz centrada aaproximadamente 555 nm. Mientras se mantiene este ajuste, tomar las lecturas fotomtricas

de la solucin del reactivo en blanco y las soluciones de calibracin.10.8.6 Curva de calibracin.

Graficar las lecturas fotomtricas netas de las soluciones de calibracin contra microgramosde boro por 100 ml de solucin.

10.9 Preparacin de la curva de calibracin para concentraciones mayores de 0.0005 hasta0.006% de boro.

10.9.1 Soluciones de calibracin.

10.9.1.1 Transferir a cinco matraces de disolucin de cuarzo, 2.0 g de hierro bajo en boro y1.2 g de Na2CO3. Empleando pipetas, transferir 0,5, 1, 2, 4 y 6 ml de soluciones estndar deboro "A'' (ver 10.7.3) a cada matraz.

10.9.1.2 Proceder como se indica en 10.8.1.2 a 10.8.1.5.


Proceder como se indica en 10.8.2.




Solucin de agua acetona

10.9.5 Fotometra

Proceder como se indica en 10.8.5.1, excepto que se deben emplear celdas que tengan unpaso ptico de 1 cm.

10.9.6 Curva de calibracin.

Proceder como se indica en 10.8.6

10.10 Procedimiento.

10.10.1 Solucin de prueba.

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10.10.1.1 Transferir a un matraz de disolucin de cuarzo, de 125 ml, 2.0 g de nuestra conuna aproximacin de un miligramo Agregar 50 ml de cido sulfrico (1:4); insertar uncondensador de reflujo de cuarzo y calentar abajo de la temperatura de ebullicin por 30minutos. Agregar 4 ml de perxido de hidrgeno (1:4) y continuar calentando abajo de la

temperatura de ebullicin hasta disolucin completa. Enfriar, desconectar el condensador ylavar con 2 ml de agua en el matraz de disolucin.

10.10.1.2 Pretratar un embudo con papel filtro de porosidad media conteniendo pulpa depapel, mediante enjuagues con metanol y al final con agua. Descartar los lavados. Filtrar lasolucin de 10.10.1.1 en un matraz volumtrico de 100 ml. Lavar 10 veces el papel la pulpay el cualquier residuo insoluble con cido sulfrico (1 4), manteniendo el volumen total enel matraz, incluyendo los lavados, a aproximadamente a 50 ml. Reservar el filtrado.

10.10.1.3 Lavar con dos porciones dc.5 ml de agua el papel, la pulpa y -cualquier residuoinsoluble; descartar estos lavados. Esparcir 0.2 g de Na2CO3 sobre el papel, y transferirlo aun crisol de platino de 25 ml. Secar el papel y quemar a 873 K (600c) hasta eliminar elcarbono Enfriar, agregar 1.0 g de Na2CO3y fundir a 1373 K (1100C) durante 25 minutos yenfriar.

10.10.1.4 Agregar cido sulfrico (1:4) gota a gota a la masa fundida en el crisol, hasta quela disolucin sea completa; mantener el crisol tapado entre las adiciones. Transferir estasolucin al filtrado reservado, lavando el crisol con cido sulfrico (1:4) en el matrazvolumtrico. Diluir a volumen con cido sulfrico (1:4) y mezclar.

10.10.1.5 Proceder como se indica en 10.8.1.3 a 10.8.1.5.

10.10.2 blanco de reactivos.

Debe llevarse un blanco de reactivo durante todo el procedimiento usando las mismascantidades de todos los reactivos, pero sin la muestra.




Solucin de agua -acetona.

10.10.5 Fotometra.


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10.11 Clculos.

Convertir las lecturas fotomtricas netas de la solucin de prueba a micro gramos de' boropor medio de la curva de calibracin apropiada , obtenida en 10.8.6 10.9.6 Calcular el porciento de boro como sigue:

A x 0.002% de Boro =

B

Donde:

A = Microgramos de boro encontrados en 100 ml de la solucin de prueba final.

B = Gramos de la muestra empleados.

11. DETERMINACION DE CARBONO TOTAL POR EL METODO DECOMBUSTION-CONDUCTIVIDAD TERMICA.


11.1.1 Este mtodo se emplea para la determinaci n de carbono en concentraciones de0.006 a 5.0%, en hierros y aceros.


11.2.1 La muestra se oxida por combustin en una corriente de oxgeno y a una temperaturamnima de 1473 K (1200C). E1 di6xido de carbono (CO2) producido se extrae en unabsorbente adecuado y se lleva, por medio de un flujo de oxgeno a una columnacromatogrfica. La cantidad de CO2se mide en un termistor tipo celda conductora.

11.2.2 Este mtodo se establece para el empleo de un analizador automtico comercial quese calibre por medio de patrones con contenidos de carbono conocidos.

11.3 Interferencias.

11.3.1 En esta determinaci6u no interfieren los otros elementos presentes en la muestra.


11.4.1 Aparato de combustin y cromatogrfico (vase figura 5).

11.4.2 Crisoles y tapas.

Deben emplearse los recomendados por el fabricante del aparato. Deben estar exentos decarbono y materia orgnica. Antes de usarse, se deben calcinar a 1473 K (1200C).

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11.5 Reactivos.

11.5.1 Acetona con una pureza de 99.99%.

11.5.2 Cobre qumicamente puro, que no contenga ms de 0.001% C, de un tamao entre0.420 mm y 2.0 mm (10y 30 mallas). Se utiliza como acelerador de combustin. Se preparalavndolo 3 veces con acetona, por decantacin, para eliminar contaminantes orgnicos y seseca.

11.5.3 Oxgeno de alta pureza (99.5% mnimo).

11.6 Preparacin de aparatos.

11.6.1 Una vez ensamblado el equipo como se muestra en la figura 5, hacer un barrido degases con el flujo de oxgeno a 1500 ml/min y permitir el flujo del gas transportador(oxigeno) a una velocidad recomendada por el fabricante del aparato.

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FIGURA 5.

Diagrama de un aparato tpico para la determinacin de carbono por el mtodo decombustin-conductividad trmica.

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(Continua)

A. Oxgeno de alta pureza.

B. Regulador de oxgeno ( de dos pasos).

C. Mangueras de hule.

D. Medidor de flujo.

E. Horno de induccin

F. Tubo de combustin.

G. Trampa de xido metlico.

H. Dixido de magneso.

I. Catalizador de xido de cobre.

J. Perclorato de manganeso.

K. Zeolita (trampa).

L. Columna cromatogrfica (gel de slice)

M. Celda de conductividad trmica.

N. Presentacin visual.

O. Tubo de escape.

P. Tanque de oxgeno.

Q. Regulador de oxgeno (de dos pasos).

R. Ascarita.

S. Perclorato de magnesio.

T. Analizador de conductividad trmica.

U. Tubera de metal.

V. Suministro de energa (en la entrada del horno).

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11.6.2 Examinar el horno y asegurarse de que no haya fugas de gas. Preparar eldeterminador para la operaci6r. Conforme a las instrucciones del fabricante. No se debehacer una correccin electrnica en blanco sin antes cumplir las indicaciones anteriores.Antes de calibrar el sistema o determinar el blanco, debe efectuarse un mnimo de dosdeterminaciones utilizando la muestra y el acelerador, conforme a lo indicado en 11.9.

Cuando el aparato no ha estado en operacin durante 24 horas o ms, se debe precalentarsiguiendo el mtodo del fabricante.

11.7 Preparacin de la muestra.

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Determinacion de Elemetos