SECRETARIA DE COMERCIO
Y
FOMENTO INDUSTRIAL
NORMA MEXICANA
NMX-CH-112-1991
MATERIALES DE REFERENCIA-FUNDICION BLANCA DE
HIERRODETERMINACION DE CROMO Y VANADIO
REFERENCE MATERIALS - WHITE CAST IRON STANDARDS -
METHOD FOR THE DETERMINATION OF CRHOMIUM AND
VANADIUM
PREFACIO
La presente norma fue elaborada en el seno del Comité Consultivo Nacional de Normalización Metrológica, por el Subcomité de Materiales de Referencia y participaron las siguientes empresas e instituciones:
- ACME FLEJES DE MEXICO, S.A. DE C.V. - ACEROS NACIONALES, S.A. DE C.V.
- CENTRO DE INGENIERIA Y DESARROLLO INDUSTRIAL
- CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO - COMISION DE FOMENTO MINERO
JEFATURA DE LABORATORIOS
- INSTITUTO MEXICANO DE INVESTIGACIONES SIDERURGICAS - PROYECTOS Y EVALUACIONES DE MEXICO, S.A.
- TUBOS DE ACERO DE MEXICO, S.A.
- SISTEMA DE TRANSPORTE COLECTIVO - METRO JEFATURA CONTROL DE CALIDAD
- UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA
MATERIALES DE REFERENCIA-FUNDICION BLANCA DE HIERRODETERMINACION DE CROMO Y VANADIO REFERENCE MATERIALS - WHITE CAST IRON STANDARDS - METHOD FOR THE DETERMINATION OF CRHOMIUM AND
VANADIUM 0 PREFACIO
Esta norma es la décima de una serie de once métodos para determinar los principales elementos químicos que intervienen en la composición de los materiales de referencia de fundición blanca de hierro.
El propósito de este conjunto de normas es el de establecer las especificaciones, características y métodos de prueba necesarios para la certificación confiable de los elementos que constituyen los materiales de referencia de fundición blanca de hierro; mismos que se utilizan para la calibración de instrumentos de medición, la certificación de materiales por el método de comparación y la evaluación de los métodos de análisis de composiciones químicas.
Esta serie incluye los métodos para la determinación de carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio, cobre, níquel, cromo, vanadio y molibdeno, en dichos materiales de referencia, cuyos procedimientos se formularán progresivamente.
1 OBJETIVO
Esta Norma Mexicana establece el método para la determinación de cromo y vanadio en materiales de referencia siderúrgicos de fundición blanca de hierro, con concentraciones que están en el intervalo de 0.01 a 0.2% para el cromo y de 0.005 a 0.3% para el vanadio.
2 REFERENCIAS
Para la correcta aplicación de esta norma se debe consultar la siguiente Norma Mexicana vigente:
NMX-CH-087 MATERIALES DE REFERENCIA-TERMINOS Y DEFINICONES
3 RESUMEN
El cromo y el vanadio son separados del hierro por precipitación hidrolítica con NaHCO3. Se oxida con (NH4)2S2O8 y se titula potenciométricamente con
El vanadio es titulado junto con el cromo y es determinado aplicando las correcciones apropiadas al cromo.
4 REACTIVOS
4.1 Solución de persulfato de amonio (15 por ciento)
Disolver 15 g de (NH4)2S2O8 en 85 ml de agua. Esta solución debe ser preparada
cuando se necesite.
4.2 Solución de sulfato de amonio ferroso (8 g por litro)
Disolver 8 g de Fe (NH4)2(SO4)2.6H2O en un litro de H2SO4 (1 + 19) frío.
4.3 Solución de sulfato de amonio ferroso (23 g por litro)
Disolver 23 g de Fe (NH4)2(SO4)2.6H2O en un litro de H2SO4 (1 + 19)frío.
4.4 Solución normalizada de dicromato de potasio (1 ml = 0.0010 g Cr)
Disolver 2.829g de K2Cr2O7 en 500 ml de agua contenida en un matraz
volumétrico y diluir todo el volumen con agua. 4.5 Solución de nitrato de plata (0.25 por ciento)
Disolver 2.5 g de AgNO3 en un litro de agua.
4.6 Solución de bicarbonato de sodio (80 g por litro)
Disolver 80 g de NaHCO3 en 900 ml de agua, diluir a 1 litro y enfriar si es
necesario.
5 PROCEDIMIENTO
5.1 Colocar 10 g de muestra en un matraz Erlenmeyer de 500 ml agregar exactamente 110 ml de H2SO4 (1 + 9), tapar y calentar suavemente hasta que la
muestra se disuelva. Diluir la solución con 50 ml de agua caliente y calentar a ebullición. Agregar la solución de NaHCO3 de una bureta a la vez que se agita
constante el matraz para evitar un exceso local, hasta que forme un precipitado ligeramente permanente y después adicionar un exceso de 6 a 8 ml. Tapar el matraz, hervir por algunos minutos y permitir que el precipitado se asiente; inmediatamente filtrar usando un papel filtro, decantando el líquido sobrenadante y finalmente pasar el precipitado al papel, lavar el matraz y el papel de 2 a 3 veces con agua caliente y secar el filtrado. El filtrado puede contener manchas debido a la oxidación de hidrólisis del hierro, pero no tiene mayores consecuencias.
5.2 Regresar el papel y el precipitado al matraz, agregar 20 ml de H2SO4 y agitar
hasta que el filtrado este en solución. Adicionar 25 ml de HNO3, agitar y
evaporar los vapores de H2SO4.
Repetir la agitación con una adición de 25 ml de HNO3, y evaporar, si es
necesario, para destruir la materia orgánica.
Agregar 75 ml de agua, agitar hasta que las sales se disuelvan, filtrar y colectar el filtrado en un matraz de 600 ml. Guardar el filtrado.
5.3 Pasar el papel y el residuo a un crisol de platino, calentar de 850 a 900°C, enfriar Y adicionar suficiente H2SO4 (1 + 1) para humedecer el residuo, después
adicionar de 3 a 5 ml de HF. Evaporar a sequedad y calentar hasta eliminar el H2SO4. Fundir el residuo con Na2S2O7 y adicionar la fusión al filtrado guardado.
5.4 Agregar 3 ml de agua saturada son SO2, calentar a ebullición y hervir por 5
minutos hasta eliminar el exceso de SO2. Enfriar un poco y oxidar algún residuo
de hierro reducido con 3 ml de HNO3. Hervir hasta eliminar los óxidos nitrosos,
diluir a 200 ml, y agregar 40 ml de HNO3. Quitar la tapa del vaso y hervir por lo
menos durante una hora hasta que el volumen final sea 125 ml. Enfriar, diluir a 300 ml con agua y enfriar a 5°C en un baño de hielo.
5.5 Coloque los electrodos del titulador en la solución, agitar vigorosamente y titular el vanadio con una solución normalizada de sulfato de amonio ferroso (8 g por litro) hasta que se indique un cambio máximo en el potencial. Normalizar la solución de sulfato de amonio ferroso por titulación potenciométrica en una cantidad equivalente de dicromato de potasio en 300 ml de H2SO4 (1 + 19)
calentado y enfriado.
5.6 Evaporar la solución a vapores de H2SO4 y continuar la vaporización hasta que
la mayor cantidad de HNO3 sea expulsado. Enfriar, agregar 75 ml de agua, y
agitar hasta que las sales estén en solución.
5.7 Diluir la solución a un volumen de 300 ml con agua, agregar 10 ml de solución de AgNO3 y 20 ml de solución de persulfato de amonio. Calentar a ebullición y
hervir por 20 minutos para oxidar el cromo. En este punto debe aparecer un color rosado debido al ácido permangánico indicando la oxidación completa de el cromo (y vanadio). Si esto no sucede, agregar 2 gotas de solución de KMnO4
(25 g por litro) y adicionar solución de persulfato de amonio hasta que aparezca el color rosado. Agregar 5 ml de HCl (1 + 3), continuar la ebullición por 10 minutos, en seguidas el color rosado debe desaparecer. Enfriar a temperatura ambiente.
5.8 Coloque los electrodos del titulador en la solución. Agitar vigorosamente y titular el cromo con solución del sulfato de amonio ferroso (23 g por litro) hasta que se indique un cambio máximo en el potencial. Normalizar la solución de sulfato de amonio ferroso por titulación potenciométrica en una cantidad equivalente de cromo como dicromato de potasio en 300 ml deH2SO4 (1 + 19)
hervido y enfriado. El vanadio también se titula y se aplica una corrección para cromo.
6 CALCULOS
El porcentaje de vanadio se calcula de la siguiente manera: Vanadio en porcentaje = C x D donde:
A son los gramos de cromo hexavalente usados como muestra patrón.; B son los mililitros de solución de Fe (NH4)2(SO4)2 usados para titular A;
C es el título del vanadio, en porcentaje de solución de Fe (NH4)2(SO4)2.
A x 29.4 C =
B
D son los mililitros de solución de Fe (NH4)2(SO4)2 usados para titular la muestra.
El porcentaje de cromo se calcula de la siguiente manera: ( C x D ) Cromo en porcentaje = G x H -
(2.94) En donde:
E son los gramos de cromo hexavalente usados como muestra patrón.; F son los mililitros de solución de Fe (NH4)2(SO4)2 para titular E;
G es el título del cromo en porcentaje de solución de Fe (NH4)2(SO4)2.
E x 10 G =
F
7 BIBLIOGRAFIA
Standard Reference Materials. NBS. Publication 260-6. U.S. Departament of Commerce.
México, D.F., Noviembre 8, 1991
EL DIRECTOR GENERAL DE NORMAS LIC. AGUSTIN PORTAL ARIOSA.
