НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ
И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА

 

ГОСТ 6689.3-92

 

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт устанавливает электрогравиметрический метод определения суммы никеля и кобальта (при массовой доле свыше 0,5 %) в никелевых и медно-никелевых сплавах, кроме сплава хромель по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241.

Метод основан на электролитическом осаждении никеля и кобальта из аммиачной среды в присутствии сернокислого аммония.

Допускается определение суммарной массовой доли никеля и кобальта сложением результатов раздельного определения никеля по ГОСТ 6689.2 и кобальта по ГОСТ 6689.9.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ, РАСТВОРЫ

Электролизная установка постоянного тока.

Платиновые электроды по ГОСТ 6563.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1 и 1:4.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 2 моль/дм³.

Смесь кислоты свежеприготовленной: готовят смешением трех частей концентрированной соляной кислоты с одной частью концентрированной азотной кислоты.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:1 и 1:50.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 200 г/дм³.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, раствор 10 г/дм³.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, спиртовой раствор 10 г/дм³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, насыщенный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 50, 100 г/дм³ и 2 моль/дм³.

Калий роданистый по ГОСТ 4139, раствор 10 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 5 г/дм³.

Анионит АВ-17, АН-31 или ЭДЭ-10П.

2.1. Подготовка хроматографических колонок

50 г анионита помещают в стакан вместимостью 500 см³, заливают 400 см³ насыщенного раствора хлористого натрия и выдерживают в течение 24 ч при комнатной температуре. Раствор сливают и промывают анионит декантацией 2 моль/дм³ раствором соляной кислоты до удаления ионов железа (реакция с роданидом калия).

Анионит последовательно промывают раствором гидроокиси натрия 50 г/дм³, затем раствором 100 г/дм³ до полного удаления хлорид-ионов (реакция с азотнокислым серебром). Анионит промывают водой до слабощелочной реакции, затем обрабатывают тремя порциями 2 моль/дм³ соляной кислоты.

В нижнюю часть ионообменных колонок помещают стеклянную вату слоем 3 - 5 мм и заполняют колонки анионитом на высоту 30 - 32 см и заливают 2 моль/дм³ соляной кислотой, при этом тщательно следят, чтобы пузырьки воздуха не задерживались между зернами анионита. Перед пропусканием раствора через анионит слой соляной кислоты над анионитом должен быть 1 - 2 см.

По окончании хроматографического разделения анионит регенерируют, пропуская через колонку воду до слабощелочной реакции промывных вод, затем 100 см³ 2 моль/дм³ соляной кислоты.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Для сплавов, содержащих менее 0,05 % меди

3.1.1. Для сплавов, содержащих менее 0,1 % кремния

Навеску сплава 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 15 см³ азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения сплава часовое стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения дыма серной кислоты.

Остаток охлаждают и растворяют в 100 см³ воды при нагревании.

Для сплавов, содержащих марганец свыше 1 %, в раствор добавляют 20 см³ раствора надсернокислого аммония. Раствор нагревают до кипения и слабо кипятят в течение 15 - 20 мин до полного разрушения избытка надсернокислого аммония (до прекращения выделения пузырьков кислорода).

В охлажденный раствор прибавляют аммиак до полного перехода никеля в растворимый аммиачный комплекс. В случае выделения осадка гидроокиси алюминия, железа и марганца раствор с осадком нагревают до 60 - 70 °С и выдерживают при этой температуре около 30 мин. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают стакан и фильтр с осадком 3 - 4 раза горячим аммиаком (1:50). Фильтрат сохраняют. Осадок растворяют в 10 см³ горячей серной кислоты (1:4). Фильтр тщательно промывают горячей водой, собирая раствор и промывную воду в стакан, в котором проводилось осаждение, и вновь осаждают гидроокиси алюминия, железа и марганца аммиаком. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и тщательно промывают горячим раствором аммиака (1:50) до отрицательной реакции на никель (реакция с диметилглиоксимом, см. ниже). Оба фильтрата объединяют и упаривают до объема 120 см³.

Аммиачный раствор или фильтрат нагревают до 60 - 70 °С, прибавляют 25 см³ аммиака (1:1) и 3 г сернокислого аммония.

Погружают электроды в раствор и проводят электролиз при токе 2 - 3 А и перемешивании. Стакан с электролитом накрывают двумя половинками часового стекла, стеклянной или пластиковой пластинкой с прорезями для электродов и мешалки. Во время электролиза рекомендуется добавить в электролит небольшими порциями 0,5 - 1,5 см³ раствора сернокислого гидразина.

После обесцвечивания раствора электролиз продолжают 10 мин и затем контролируют полноту выделения никеля. Для этого в фарфоровую чашку отбирают несколько капель электролита, прибавляют несколько капель раствора диметилглиоксима и нагревают до удаления избытка аммиака. Если при этом не образуется красный осадок или раствор не окрашивается в розовый цвет, то электролиз считается законченным. Не выключая тока, электроды ополаскивают водой и промывают катод последовательно в трех стаканах с водой, а затем, выключив ток, промывают катод в стакане с 200 см³ этилового спирта. Одна порция спирта может быть использована для промывки не более 20 электродов. Катод высушивают при 105 °С до постоянной массы и взвешивают.

3.1.2. Для сплавов, содержащих более 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 1 г помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см³ концентрированной азотной кислоты, 2 - 3 см³ фтористоводородной кислоты, накрывают крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После растворения сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Охлажденный остаток растворяют в 100 см³ воды при нагревании, переносят в стакан вместимостью 300 см³ и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2. Для сплавов, содержащих более 0,05 % меди

3.2.1. Для сплавов, содержащих менее 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 2 г при массовой доле суммы никеля и кобальта менее 10 % и 1 г при массовой доле более 10 % помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 30 или 15 см³ азотной кислоты (1:1), накрывают стакан часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения пробы ополаскивают часовое стекло или пластинку и стенки стакана водой и кипятят раствор до удаления оксидов азота. Раствор разбавляют водой до 150 см³, добавляют 7 см³ серной кислоты (1:4) и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.

В электролит после отделения меди добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2.2. Для сплавов, содержащих более 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 1 г помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см³ концентрированной азотной кислоты, 2 - 3 см³ фтористоводородной кислоты, накрывают крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После растворения сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают и растворяют в воде при нагревании. Раствор переносят в стакан вместимостью 300 см³, разбавляют водой до 150 см³, прибавляют 15 см³ прокипяченной азотной кислоты (1:1) и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.

Электролит после отделения меди упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.3. Для сплава нейзильбер

Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 20 см³ смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании.

Раствор выпаривают досуха. К остатку добавляют 10 см³ концентрированной соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Эту операцию повторяют еще 3 раза до полного удаления азотной кислоты.

Охлажденный сухой остаток растворяют в 50 см³ соляной кислоты 2 моль/дм³ при нагревании.

Раствор охлаждают и пропускают через свежеприготовленную хроматографическую колонку со скоростью 5 см³/мин для выделения никеля и кобальта. Колонку и стакан промывают 2 моль/дм³ соляной кислоты до отрицательной реакции элюата на никель (проба с диметилглиоксимом). В элюат добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и раствор упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, растворяют в воде при нагревании, разбавляют водой до 150 см³, прибавляют 15 см³ прокипяченной азотной кислоты (1:1) и далее поступают, как указано в п. 3.2.2.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю суммы никеля и кобальта (X) в процентах вычисляют по формуле

Х = ,

где m - масса катода с выделившимся осадком никеля и кобальта;

m₁ - масса катода, г;

m₂ - масса навески, г.

4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в таблице.

4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, в соответствии с ГОСТ 25086.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Н. Федоров, Б. П. Краснов, Ю. М. Лейбов, А. Н. Боганова, Н. А. Воробьева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 № 167

3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.3-80

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ