ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ХРОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ Методы определения цинка, свинца и висмута
ГОСТ 13020.11-85
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 мая 1985 г. № 1414 срок действия установлен с 01.07.86 до 01.07.96 Несоблюдение стандарта преследуется по закону Настоящий стандарт устанавливает полярографический метод определения в металлическом хроме цинка, свинца и висмута (при массовой доле цинка - от 0,001 до 0,012 %, свинца - от 0,0002 до 0,0012 %, висмута - от 0,0002 до 0,0006 %) и атомно-абсорбционный метод определения свинца (при массовой доле свинца от 0,0002 до 0,0012 %) и атомно-абсорбционный метод определения цинка (при массовой доле цинка от 0,001 до 0,012 %). Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4512-84. (Измененная редакция, Изм. № 1). 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 13020.0-75. 1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде стружки толщиной не более 0,5 мм по ГОСТ 23916-79. 2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД2.1. Сущность метода Метод основан на способности свинца, цинка и висмута восстанавливаться на ртутном капающем электроде при потенциале пика для свинца - минус 0,51 В, для цинка - минус 1,17 В относительно анодной ртути на фоне раствора фосфорной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм3, для висмута - минус 0,09 В относительно анодной ртути на фоне раствора соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм3. Свинец, цинк и висмут отделяют от основы, сорбируя их хлор-комплексы на слабоосновном анионите из раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм3. Десорбируют цинк - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,65 моль/дм3; свинец - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,02 моль/дм3; висмут - раствором азотной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм3. 2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Полярограф переменнотоковый или осциллографический любого типа. Ионнообменная колонка (см. чертеж), наполненная слабоосновным анионитом типа АН-31 в хлороформе с размером зерна 0,2 - 0,3 мм. Анионит готовят следующим образом. 10 г анионита типа АН-31 замачивают водой. Через сутки воду сливают, анионит помещают на фильтровальную бумагу и сушат на воздухе. Высушенный анионит просеивают через сита со сторонами ячеек в свету 0,4 и 0,2 мм. Фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки в свету 0,2 мм и оставшуюся на сите со стороной ячейки в свету 0,4 мм, отбрасывают. Фракцию, оставшуюся на сите со стороной ячейки в свету 0,2 мм, замачивают на 12 ч в насыщенном растворе хлористого натрия так, чтобы уровень раствора над слоем анионита был от 8 до 10 см. Далее анионит замачивают последовательно в соляной кислоте (1:1) для удаления ионов железа (контроль роданидом аммония), затем в воде. После декантации воды анионит обрабатывают раствором гидроокиси натрия до отрицательной реакции на хлор-ион (контроль азотнокислым серебром). Затем промывают анионит водой до нейтральной реакции и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным, без пузырьков воздуха. После заполнения колонки через нее со скоростью 1 см3/мин пропускают 200 см3 раствора соляной кислоты с (HCl) = 2 моль/дм3, 100 см3 воды и вновь 100 см3 раствора соляной кислоты той же концентрации. После этого колонка готова к применению. Скорость вытекания растворов при сорбции и десорбции регулируется столбом жидкости над слоем анионита. Баллон с аргоном, водородом или азотом, не содержащими кислорода. Кислота соляная по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, 2:1 и растворы молярной концентрацией 0,02; 0,65; 1; 2 моль/дм3. Кислота азотная по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм3. (Измененная редакция, Изм. № 1). Кислота серная по ГОСТ 14262-78 или по ГОСТ 4204-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм3. Кислота хлорная 42 или 57 %-ный раствор. Водорода перекись по ГОСТ 177-77. Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80, не содержащая свинец и цинк, раствор молярной концентрацией 1 моль/дм3. Анионит типа АН-31 в хлороформе с размером зерна 0,2 - 0,3 мм. Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, насыщенный раствор. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5 %-ный раствор. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде. Свинец металлический. Стандартные растворы свинца: раствор А: 0,1000 г свинца растворяют в 20 см3 азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см3; раствор Б: 20 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см3; раствор В: 50 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе В равна 0,000002 г/см3. Висмут металлический. Стандартные растворы висмута: раствор А: 0,1000 г висмута растворяют в 20 см3 азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация висмута в растворе А равна 0,0001 г/см3; раствор Б: 20 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см3, добавляют 2 см3 азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см3; раствор В: 50 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация висмута в растворе В равна 0,000002 г/см3. Цинк металлический. Стандартные растворы цинка: раствор А: 0,2000 г цинка растворяют в 15 см3 соляной кислоты (1:1). Раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см3; раствор Б: 20 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00002 г/см3. Стандартные растворы Б и В свинца и висмута, а также стандартный раствор Б цинка готовят перед применением. 2.3. Проведение анализа 2.3.1. Навеску пробы массой 2,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, растворяют в 30 см3 соляной кислоты (2:1), окисляют раствором перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Соли растворяют в 20 см3 раствора соляной кислоты с (HCl) = 2 моль/дм3. Раствор охлаждают и заливают через воронку с быстрофильтрующим фильтром в колонку с анионитом, предварительно промытую соляной кислотой той же концентрации. Раствор пропускают через слой сорбента со скоростью 0,5 см3/мин. Вытекающий из колонки раствор отбрасывают. Затем колонку промывают 200 см3 раствора соляной кислоты с (HCl) = 2 моль/дм3 со скоростью 1 см3/мин. Когда последняя порция кислоты достигнет верхнего уровня анионита, последовательно, со скоростью 1 см3/мин десорбируют цинк, свинец, висмут, как указано в табл. 1 Таблица 1
Элюаты, содержащие цинк и свинец, выпаривают до сиропообразного состояния, приливают 1 см3 азотной кислоты, 2 - 3 cм3 хлорной кислоты и нагревают до выделения ее паров. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и выпаривание повторяют. Растворы охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 50 см3 раствором ортофосфорной кислоты. Доливают до метки этим же раствором и перемешивают. Элюат, содержащий висмут, выпаривают до малого объема, переносят в стакан вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 раствора серной кислоты и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Если раствор темнеет, добавляют по каплям азотную кислоту в момент выделения паров серной кислоты. Операцию повторяют до осветления раствора. Раствор охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Стакан охлаждают и его содержимое переносят раствором соляной кислоты с (HCl) = 1 моль/дм3 в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают. Для удаления кислорода воздуха из исследуемых растворов через эти растворы продувают аргон (водород или азот) в течение 5 мин и полярографируют висмут, свинец и цинк соответственно при потенциалах пика минус 0,09 В, минус 0,51 В, минус 1,17 В по отношению к анодной ртути. Режим полярографирования - переменнотоковый или осциллографический. 2.3.2. Массу свинца, цинка и висмута в испытуемом растворе определяют либо методом сравнения со стандартными растворами, либо методом градуировочного графика, либо методом добавок. 2.3.2.1. При применении метода сравнения в зависимости от массовой доли свинца, цинка, висмута в испытуемом растворе определяют соответствующие объемы стандартных растворов В для свинца и висмута и стандартного раствора Б - для цинка. Отобранные объемы стандартных растворов помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 соляной кислоты (2:1), 1 - 2 см3 раствора перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1. 2.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в семь стаканов из восьми вместимостью по 250 см3 помещают 2,0; 3,0; 4,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора В свинца, 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора Б цинка и 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0 и 6,0 см3 стандартного раствора В висмута, что соответствует 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,000012; 0,000016; 0,00002 и 0,000024 г свинца, 0,00002; 0,00004; 0,00008; 0,00012; 0,00016; 0,0002 и 0,00024 г цинка и 0,000004; 0,000005; 0,000006; 0,000007; 0,000008; 0,00001 и 0,000012 г висмута. В каждый из восьми стаканов приливают 30 см3 соляной кислоты (2:1), 1 - 2 см3 раствора перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1. Раствор восьмого стакана, не содержащий стандартных растворов, служит для проведения контрольного опыта на содержание свинца, цинка и висмута в реактивах. 2.3.2.3. При применении метода добавок к одной из двух навесок пробы добавляют такое количество стандартных растворов свинца, цинка и висмута, чтобы высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора, составляла не более двукратной высоты пика, полученного при полярографировании раствора пробы. Далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1. 2.4. Обработка результатов 2.4.1. Массовую долю цинка, свинца и висмута (X) в процентах в зависимости от метода определения его в растворе пробы вычисляют по формулам: Для метода сравнения
где h - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм; m1 - масса свинца, цинка, висмута в стандартном растворе, взятом для полярографирования, г; h1 - высота пика полученного при полярографировании стандартного раствора свинца, цинка, висмута, мм; m - масса навески, г. Для метода градуировочного графика
где т2 - масса свинца, цинка или висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г; m - масса навески, г. Для метода добавок
где h - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм; m3 - масса свинца, цинка, висмута, добавленного к навеске пробы, г; h2 - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора свинца, цинка и висмута, мм; m - масса навески, г. 2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2. Таблица 2
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА3.1. Сущность метода Метод основан на измерении поглощения излучения свободными атомами свинца, образующимися при введении раствора в графитовый атомизатор, при длине волны 283,3 нм. 3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Атомно-абсорбционный спектрофотометр, снабженный графитовым атомизатором. Кислота соляная по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77. Кислота азотная по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77. Хром электролитический. Свинец металлический. Стандартные растворы свинца: раствор А: 0,1000 г свинца растворяют в 30 см3 азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см3; раствор Б: 5 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 5 см3 азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см3; раствор В: 5 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 5 см3 азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,000001 г/см3. Растворы Б и В готовят перед применением. (Измененная редакция, Изм. № 1). 3.3. Проведение анализа 3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г при массовой доле свинца до - 0,0005 % и 0,25 г - при массовой доле свинца свыше 0,0005 % помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 20 см3 соляной: кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см3 азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Часовое стекло снимают, обмывают стенки стакана водой, приливают 5 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют при нагревании в 3 см3 азотной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 25 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают микропипеткой аликвотную часть полученного раствора, равную 0,02 см3, вводят в графитовую кювету и измеряют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства по следующему режиму: высушивание - при температуре 100 °С в течение 10 с, термическое разложение - при температуре 700 - 800 °С в течение 10 с, атомизация - при температуре 2100 °С в течение 10 с, поток инертного газа (аргона) - минимальный с отключением на период атомизации. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. После вычитания величины поглощения излучения раствора контрольного опыта из величины поглощения излучения раствора пробы находят концентрацию свинца в растворе пробы по градуировочному графику. 3.3.2. Построение градуировочного графика В пять стаканов из шести вместимостью по 250 см3 помещают 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,000001; 0,0000015; 0,000002; 0,0000025 и 0,000003 г свинца. Во все стаканы помещают по 0,5 г электролитического хрома при массовой доле свинца до 0,0005 % и 0,25 г - при массовой доле свинца свыше 0,0005 %, приливают по 20 см3 соляной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.3.1. Раствор шестого стакана, не содержащий стандартного раствора В, служит для проведения контрольного опыта на содержание свинца в реактивах. По полученным значениям поглощения излучения и соответствующим им содержаниям свинца строят градуировочный график. 3.4. Обработка результатов 3.4.1. Массовую долю свинца (X) в процентах вычисляют по формуле
где с - концентрация свинца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3; V - объем раствора пробы, см3; m - масса навески, г. 3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2. 4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА4.1. Сущность метода Метод основан на измерении величины поглощения излучения цинка - при длине волны 213,4 нм в пламени воздух-ацетилен с предварительным растворением навески в смеси соляной и азотной кислот. 4.2. Аппаратура, реактивы и растворы Атомно-абсорбционный спектрофотометр со всеми принадлежностями. Лампа для определения цинка. Ацетилен по ГОСТ 5457-75. Хром электролитический с массовой долей цинка не более 2 ∙ 10-4 %. Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1. Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77. Цинк металлический по ГОСТ 3640-79. Стандартные растворы цинка раствор А: 0,1000 г цинка растворяют в 20 см3 соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см3. Раствор Б: 25 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00005 г/см3. раствор В: 10 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Массовая концентрация цинка в растворе В равна 0,000005 г/см3. 4.3. Проведение анализа 4.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г при массовой доле цинка до 0,005 % и 0,25 г при массовой доле цинка свыше 0,005 % помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3 приливают 10 см3 соляной кислоты, нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см3 азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют в 5 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей. Затем приливают 5 см3 соляной кислоты, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. 4.3.2. Раствор контрольного опыта готовят согласно п. 4.3.1 с добавлением 0,5 г или 0,25 г электролитического хрома. 4.3.3. Построение градуированного графика В шесть из семи колб вместимостью по 50 см3 последовательно отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 см3 стандартного раствора В. Раствор седьмой колбы служит контрольным опытом на загрязнение реактивов цинком. Во все семь колб в зависимости от массовой доли цинка прибавляют 0,25 г или 0,5 г хрома электролитического. Затем приливают 5 см3 соляной кислоты и далее анализ проводят, как указано в п. 4.3.1. 4.3.4. Величину поглощения излучения (оптическую плотность) цинка измеряют параллельно в растворе пробы и контрольного опыта, в растворах для построения градуировочного графика, в растворе стандартного образца при длине волны 213,4 нм в пламени воздух-ацетилен. Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения оптической плотности раствора, не содержащего стандартный раствор цинка, из значений оптической плотности растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им содержаниям цинка. После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят концентрацию цинка в растворе пробы по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом металлического хрома, проведенным через весь ход анализа. 4.4. Обработка результатов 4.4.1. Массовую долю цинка (X) в процентах, определенную методом градуировочного графика, вычисляют по формуле
где с - массовая концентрация цинка в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3; V - объем раствора пробы, см3; m - масса навески, г. 4.4.2. Массовую долю цинка (X1) в процентах, определенную методом сравнения, вычисляют по формуле
где С - массовая доля цинка в стандартном образце, %; D - оптическая плотность анализируемого раствора металлического хрома; D1 - оптическая плотность раствора стандартного образца; D2 - оптическая плотность раствора контрольного опыта. 4.4.3. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 2. Раздел 4. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
СОДЕРЖАНИЕ
|