ГОСТ 9853.10-96

ТИТАН ГУБЧАТЫЙ

Метод определения ниобия и тантала

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 105, Украинским научно-исследовательским и проектным институтом титана

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 9 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 октября 1999 г. № 353-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 9853.10-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 2000-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения ниобия (при массовой доле ниобия от 0,002 % до 0,01 %) и экстракционно-фотометрический метод определения тантала (при массовой доле тантала от 0,001 % до 0,005 %) в губчатом титане по ГОСТ 17746.

Метод основан на отделении ниобия и тантала от титана и сопутствующих примесей двукратным осаждением ниобия и тантала танином в солянокислой среде, последующем сплавлении осадка с пиросульфатом калия, образовании в присутствии винной кислоты окрашенного в красный цвет комплексного соединения ниобия с цианформазаном-2 с последующим измерением оптической плотности раствора.

Тантал определяют путем экстракции бензолом комплексного соединения тантала с кристаллическим фиолетовым и последующего измерения оптической плотности экстракта.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы. Основные положения, порядок разработки, аттестации, утверждения, регистрации и применения

ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4463-76 Натрий фтористый. Технические условия

ГОСТ 5712-78 Аммоний щавелевокислый 1-водный. Технические условия

ГОСТ 5817-77 Кислота винная. Технические условия

ГОСТ 5955-75 Бензол. Технические условия

ГОСТ 7172-76 Калий пиросернокислый

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 17746-96 Титан губчатый. Технические условия

ГОСТ 23780-96 Титан губчатый. Методы отбора и подготовки проб

ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

3 Общие требования

3.1 Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 25086.

3.2 Отбор и подготовку проб проводят по ГОСТ 23780.

3.3 Массовую долю ниобия и тантала определяют по двум навескам.

4 Средства измерений и вспомогательные устройства

Спектрофотометр типа СФ-46 или фотометрический колориметр концентрационный типа КФК-2, или аналогичный прибор.

Кислота соляная по ГОСТ 14261, разбавленная 1 : 1, 1 : 4, 1 : 9 и 1 : 49.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, r = 1,35 - 1,40 г/см³.

Кислота серная по ГОСТ 4204, r = 1,84 г/см³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота аскорбиновая по Государственной фармакопее X.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор массовых концентраций 200 и 40 г/дм³.

Танин по Государственной фармакопее X, раствор массовых концентраций 30 и 10 г/дм³, последний готовят растворением танина в 1000 см³ раствора соляной кислоты (1 : 9).

Калия пиросульфат (калий пиросернокислый) по ГОСТ 7172.

Натрия фторид (натрий фтористый) по ГОСТ 4463, раствор массовой концентрации 50 г/дм³.

Бензол по ГОСТ 5955.

Аммония гидрооксалата моногидрат (аммоний щавелевокислый) по ГОСТ 5712, раствор массовой концентрации 40 г/дм³.

Цианформазан-2 по действующему нормативному документу, раствор массовой концентрации 1 г/дм³.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Кристаллический фиолетовый по действующему нормативному документу, раствор массовой концентрации 2 г/дм³.

Фильтры обеззоленные «красная лента» и «белая лента» по действующему нормативному документу.

Этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты динатриевой соли дигидрат (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации 0,025 моль/дм³.

Государственные стандартные образцы по ГОСТ 8.315.

Стандартные растворы ниобия.

Раствор А: 0,3575 г оксида ниобия (V) сплавляют с 7 г пиросульфата калия в платиновом тигле при температуре (793 ± 25) К. Плав растворяют в 100 см³ раствора винной кислоты массовой концентрации 200 г/дм³, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают. Годен к применению в течение месяца.

1 см³ раствора А содержит 0,0005 г ниобия.

Раствор Б: 2 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают раствором винной кислоты массовой концентрации 40 г/дм³ до метки и перемешивают. Готовят перед применением.

1 см³ раствора Б содержит 0,00001 г ниобия.

Стандартные растворы тантала.

Раствор А: 0,1526 г оксида тантала (V) сплавляют с 5 - 6 г пиросульфата калия в платиновом тигле при температуре (793 ± 25) К. Плав растворяют в 150 см³ раствора моногидрата гидрооксалата аммония при нагревании, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³ и доливают водой до метки. Раствор годен к применению в течение двух недель.

1 см³ раствора А содержит 0,0005 г тантала.

Раствор Б: 2 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают раствором моногидрата гидрооксалата аммония до метки и перемешивают. Готовят перед применением.

1 см³ раствора Б содержит 0,000004 г тантала.

5 Порядок проведения измерений

5.1 Навеску массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 500 см³, приливают 100 см³ раствора соляной кислоты (1 : 1). Стакан накрывают часовым стеклом или стеклянной воронкой и ведут растворение при умеренном нагревании. Объем раствора поддерживают постоянным, периодически добавляя раствор соляной кислоты (1 : 1). После полного растворения навески в раствор приливают примерно 1 см³ азотной кислоты до обесцвечивания раствора и кипятят до удаления оксидов азота, после чего добавляют 0,5 г аскорбиновой кислоты и раствор разбавляют водой примерно до 200 см³. В стакан с раствором помещают бумажную массу, приливают 100 см³ раствора танина массовой концентрации 30 г/дм³, стакан накрывают часовым стеклом и кипятят раствор в течение 40 - 50 мин, после чего раствор охлаждают и оставляют на 7 - 8 ч для формирования осадка. Раствор с осадком фильтруют через беззольный фильтр средней плотности «белая лента» и 3 - 4 раза промывают раствором соляной кислоты (1 : 49). Фильтр с осадком переносят в платиновую чашку, помещают ее в холодную муфельную печь. Во время нагрева печи осадок высушивают, озоляют и затем прокаливают при температуре (1303 ± 25) К.

Осадок осторожно при отключенной вентиляции вынимают из муфельной печи, добавляют 5 - 6 капель серной кислоты, 5 см³ фтористоводородной кислоты. Содержимое в платиновой чашке нагревают до выделения паров серной кислоты и далее упаривают до состояния влажного осадка. К остатку в чашке приливают 5 см³ соляной кислоты (1 : 1) и нагревают в течение нескольких минут до растворения осадка. Раствор переносят в стакан, в котором проводилось первое осаждение, ополаскивают чашку небольшим количеством воды, протирают ее кусочком фильтровальной бумаги, который помещают в тот же стакан, и еще раз ополаскивают небольшим количеством воды. Промывные воды объединяют в стакане с основным раствором. К раствору приливают 100 - 150 см³ раствора танина массовой концентрации 10 г/дм³, помещают фильтробумажную массу, вносят 0,25 г аскорбиновой кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и кипятят раствор около 1 ч. Снимают стакан с электроплитки, приливают к горячему раствору 50 - 70 см³ раствора соляной кислоты (1 : 4), раствор охлаждают и оставляют на 3 - 4 ч.

Раствор с осадком фильтруют через двойной фильтр «белая лента» и «красная лента», промывают его 3 - 4 раза раствором соляной кислоты (1 : 49), после чего помещают в кварцевый тигель.

Кварцевый тигель с осадком помещают в холодную муфельную печь. Во время нагрева печи осадок высушивают, озоляют, а затем прокаливают при температуре (1303 ± 25) К.

Осадок в тигле сплавляют с пиросульфатом калия массой 0,75 г при температуре (793 ± 25) К в течение 3 - 5 мин.

Тигель вынимают из печи, охлаждают, добавляют 10 см³ раствора винной кислоты массовой концентрации 40 г/дм³, нагревают до растворения плава. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают до метки раствором той же винной кислоты и перемешивают.

5.2 Для определения ниобия аликвотную часть раствора 10 см³ помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, приливают до объема 40 см³ раствор соляной кислоты (1 : 9), добавляют 0,5 см³ раствора трилона Б, 2 см³ раствора цианформазана-2 и нагревают до температуры (343 ± 10) К. Спустя 15 мин раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки раствором соляной кислоты (1 : 9) и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре при длине волны 670 нм (красный светофильтр для фотоколориметра) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

5.3 Для определения тантала аликвотную часть раствора 5 см³ помещают в кварцевую пробирку с притертой пробкой вместимостью 100 см³. Добавляют пипеткой 2 см³ раствора фторида натрия, 1 см³ раствора кристаллического фиолетового, 10 см³ бензола (из бюретки) и экстрагируют окрашенный комплекс в течение 1 мин. После разделения фаз точно отмеренный объем 5 см³ бензольного слоя помещают в сухую пробирку с притертой пробкой, куда предварительно вносят 1 см³ ацетона, и перемешивают. Оптическую плотность экстракта измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре при длине волны 590 нм (оранжевый светофильтр для фотоколориметра) в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют экстракт раствора контрольного опыта.

5.4 Построение градуировочного графика

5.4.1 Для построения градуировочного графика при массовой доле ниобия от 0,002 % до 0,01 % в шесть из семи мерных колб вместимостью 50 см³ помещают 0,8; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см³ стандартного раствора Б ниобия, что соответствует 0,000008; 0,000010; 0,000020; 0,000030; 0,000040; 0,000050 г ниобия. Во все семь колб приливают раствор соляной кислоты (1 : 9) до объема примерно 40 см³, 0,5 см³ раствора трилона Б, добавляют 2 см³ раствора цианформазана-2 и далее поступают, как указано в 5.2. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

5.4.2 Для построения градуировочного графика при массовой доле тантала от 0,001 % до 0,005 % в шесть из семи кварцевых пробирок для экстрагирования вместимостью 100 см³ помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см³ стандартного раствора Б тантала, что соответствует 0,000002; 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,000010; 0,000012 г тантала.

Во все семь пробирок приливают по 5 см³ раствора контрольного опыта, по 2 см³ раствора фторида натрия и далее поступают, как указано в 5.3. В качестве раствора сравнения используют экстракт, полученный из раствора в седьмой пробирке, не содержащего стандартный раствор тантала.

5.4.3 По полученным значениям оптической плотности и соответствующим им массам ниобия (тантала) строят градуировочный график.

6 Обработка результатов измерений

6.1 Массовую долю ниобия X, %, вычисляют по формуле

                                                            (1)

где т₁ - масса ниобия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

V - общий объем раствора пробы, см³;

т - масса навески, г;

V₁ - объем аликвотной части раствора пробы, см³.

6.2 Массовую долю тантала X, %, вычисляют аналогично.

7 Допустимая погрешность измерений

7.1 Расхождение между результатами измерений и результатами анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не должно превышать допускаемых значений, указанных в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

В процентах

Таблица 2

В процентах

7.2 Контроль точности результатов анализа проводят по стандартному образцу в соответствии с ГОСТ 25086.

Допускается проводить контроль точности результатов анализа по методу добавок в соответствии с ГОСТ 25086.

Добавками являются стандартные растворы Б.

8 Требования к квалификации

К выполнению анализа допускается химик-аналитик квалификации не ниже 4-го разряда.