СПЛАВЫ СВИНЦОВО-СУРЬМЯНИСТЫЕ

Методы определения цинка и меди

 

ГОСТ 1293.5-83

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 8 февраля 1983 г. № 704 срок действия установлен

с 01.07.83

до 01.07.88

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Настоящий стандарт устанавливает атомно-абсорбционный метод определения цинка и меди при массовой доле цинка от 0,0005 до 0,05 %, меди от 0,002 до 0,6 % и полярографический метод определения цинка и меди при массовой доле цинка от 0,0005 до 0,05 %, меди от 0,001 до 0,3 % в свинцово-сурьмянистых сплавах.

(Новая редакция, Изм. № 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 1293.0-83.

2. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА И МЕДИ

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси азотной и винной кислот, распылении растворов в воздушно-ацетиленовое пламя и измерении величины поглощения линии цинка 213,8 нм и меди 324,8 нм.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр любой марки.

Воздух, сжатый под давлением 2 × 10⁵ - 6 × 10⁵ Па (2 - 6 атм.), в зависимости от используемой аппаратуры.

Ацетилен в баллонах по ГОСТ 5457-75.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой концентрацией 400 г/дм³.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, перегнанная в кварцевом аппарате, или кислота азотная по ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1 : 3, 1 : 1 и 1 : 2.

Свинец по ГОСТ 3778-77 с массовой долей цинка не более 0,0001 %.

Раствор с массовой концентрацией свинца 100 г/дм³, готовят растворением 25 г стружки металлического свинца в 100 см³ азотной кислоты (1 : 3) при нагревании. Полученный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Цинк по ГОСТ 3640-79.

Медь по ГОСТ 859-78 не ниже марки М0 или электролитная.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.3. Подготовка к анализу

2.3.1. Приготовление стандартных растворов цинка и меди

Раствор А: 0,1000 г цинка растворяют в 15 см³ раствора азотной кислоты (1 : 3) при нагревании. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 100 мкг цинка.

Раствор Б: 10 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 10 мкг цинка.

Раствор В: 10 см³ раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора В содержит 1 мкг цинка.

Раствор Г: 0,5000 г меди растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты 1 : 1 при нагревании. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Г содержит 1 мг меди.

Раствор Д: 10 см³ раствора Г переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Д содержит 100 мкг меди.

Раствор Е: 10 см³ раствора Д переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Е содержит 10 мкг меди.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.3.2. Построение градуировочного графика

В восемь из девяти мерных колб вместимостью 100 см³ наливают 10 и 20 см³ стандартного раствора В, 5, 10 и 20 см³ стандартного раствора Б, 5, 8 и 10 см³ стандартного раствора А, что соответствует 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 8 и 10 мкг/см³ цинка.

Во все колбы добавляют по 12 см³ раствора азотной кислоты 1 : 2 и 20 см³ раствора свинца, доводят до метки водой и перемешивают.

В девять из десяти мерных колб вместимостью 100 см³ каждая помещают 4, 8, 10 и 20 см³ стандартного раствора Е, 5, 10 и 20 см³ стандартного раствора Д, 4 и 6 см³ стандартного раствора Г, что соответствует 0,4; 0,8; 1; 2; 5; 10; 20; 40 и 60 мкг/см³ меди.

Во все колбы добавляют по 12 см³ раствора азотной кислоты 1 : 2, доводят до метки водой и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.4. Проведение анализа

Навеску сплава массой 2,0000 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 5 см³ раствора винной кислоты и 15 см³ раствора азотной кислоты (1 : 2) и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Анализируемый и стандартные растворы распыляют в воздушно-ацетиленовое пламя и измеряют величину поглощения линии цинка 213,8 нм и линии меди 324,8 нм на атомно-абсорбционном спектрофотометре.

Условия измерения подбирают в соответствии с применяемым прибором. Используют два способа измерения величины поглощения в зависимости от модели прибора.

На спектрофотометрах, имеющих режим работы «концентрация», работают в режиме «концентрация» и результат получают на табло в мкг/см³ или в режиме «поглощение» методом «ограничивающих растворов», или по градуировочному графику.

На остальных спектрофотометрах работают в режиме «поглощение» с записью на самопишущем потенциометре или со снятием показаний по стрелочному или цифровому прибору.

Метод «ограничивающих растворов» заключается в получении отсчетов для анализируемого раствора и двух стандартных растворов, один из которых дает больший, а другой меньший отсчет по сравнению с отсчетом для анализируемого раствора.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Если измерение проводят на самопишущем потенциометре, то линейкой измеряют высоту пиков в миллиметрах и строят градуировочный график в координатах: С - концентрация определяемого элемента в растворе, мкг/см³; L - высота пика, мм.

При измерении величины поглощения линии определяемого элемента по стрелочному и цифровому прибору градуировочный график строят в координатах: С - концентрация определяемого элемента в растворе, мкг/см³, N - показания стрелочного или цифрового прибора.

Массовую долю цинка или меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где С₁ - концентрация цинка или меди в анализируемом растворе, мкг/см³;

С₂ - концентрация цинка или меди в растворе контрольного опыта, мкг/см³;

V - объем раствора сплава, см³;

т - масса навески сплава, г.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.5.2. Расхождение результатов параллельных определений d (разность наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений) и расхождение результатов анализа D (разность большего и меньшего результатов анализа) при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений абсолютных допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Таблица 2

Контроль точности анализа осуществляется с помощью стандартных образцов или другими методами, предусмотренными ГОСТ 1293.0-83.

Погрешность результатов анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не превышает предельных значений D, приведенных в табл. 1 и 2, при выполнении следующих условий: расхождение результатов параллельных определений не превышает допускаемых, результаты контроля точности положительные.

(Новая редакция, Изм. № 2).

2.5.3. Метод определения цинка применяют при разногласии в оценке качества сплава.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА И МЕДИ

3.1. Сущность метода

Метод основан на полярографическом определении цинка и меди на аммонийно-аммиачном фоновом электролите при потенциалах полуволн соответственно минус 1,44 и минус 0,52 В по отношению к насыщенному каломельному электроду. Свинец предварительно выделяют в виде сульфата, сурьму частично соосаждают со свинцом, а другую часть удаляют в виде летучего бромида сурьмы.

3.2. Аппаратура, материалы и реактивы

Полярограф переменного тока.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1 : 1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1 : 1 и 1 :50.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1 : 20.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062-77.

Железо хлорное по ГОСТ 4147-74, раствор 50 г/дм³: готовят на разбавленной 1 : 20 соляной кислоте.

Натрий сернистокислый (сульфит натрия) кристаллический по ГОСТ 195-77, насыщенный раствор.

Цинк по ГОСТ 3640-79.

Медь по ГОСТ 859-78, марки М0.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Подготовка к анализу

3.3.1. Приготовление стандартных растворов цинка и меди

Раствор А: 0,2000 г цинка и 0,2000 г меди растворяют в 15 - 20 см³ азотной кислоты (1 : 1) и выпаривают до получения влажного остатка. Приливают 10 см³ соляной кислоты и вновь выпаривают до получения влажного остатка.

Выпаривание с соляной кислотой повторяют дважды. Прибавляют 50 см³ соляной кислоты, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит по 0,2 мг цинка и меди.

Раствор Б: 10 см³ стандартного раствора А разбавляют соляной кислотой, разбавленной 1 : 20 в мерной колбе вместимостью 100 см³.

1 см³ раствора Б содержит по 0,02 мг цинка и меди.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.3.2. Для приготовления градуировочных растворов в семь мерных колб вместимостью 100 см³ отмеривают с 2 см³ раствора Б, 0,5; 1; 2; 5; 10 и 15 см³ раствора А, приливают в каждую из колб, кроме последней, соляную кислоту, разбавленную 1 : 20 до объема 15 см³, по 40 - 50 см³ фонового электролита и по 4 см³ раствора хлорного железа, перемешивают, приливают по 10 см³ насыщенного раствора сульфита натрия, разбавляют до метки фоновым электролитом и перемешивают.

Градуировочные растворы содержат соответственно по 0,4; 1,0; 2,0; 4,0; 10,0; 20,0 и 30,0 мг/дм³ цинка и меди.

Количество и концентрации градуировочных растворов цинка и меди меняют в зависимости от концентрации этих элементов в анализируемом растворе.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.3.3. Для приготовления фонового электролита в склянку вместимостью 1 дм³ наливают 500 см³ воды, прибавляют 100 г хлористого аммония, 200 см³ аммиака, перемешивают до растворения соли и разбавляют при перемешивании до метки водой.

3.4. Проведение анализа

Навеску сплава массой 5,0000 или 10,0000 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 60 - 80 см³ азотной кислоты (1 : 1) и нагревают до полного растворения сплава. Приливают 50 см³ воды, 10 см³ серной кислоты, разбавленной 1 : 1, нагревают до кипения, охлаждают 30 мин и фильтруют через плотный фильтр «синяя лента», собирая фильтрат в мерную колбу вместимостью 250 см³. Осадок на фильтре и в колбе промывают 3 - 4 раза холодной серной кислотой, разбавленной 11 : 50. Фильтр с осадком сульфата свинца отбрасывают.

К фильтрату в мерной колбе прибавляют 5 см³ серной кислоты (1 : 1) доводят до метки водой и перемешивают.

Аликвотную часть раствора 25 или 50 см³, в зависимости от массовых долей цинка и меди, помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 5 см³ соляной кислоты и выпаривают до появления густых паров серной кислоты. Охлаждают и выпаривание с 5 см³ соляной кислоты повторяют. Приливают 5 см³ бромистоводородной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Выпаривание с бромистоводородной кислотой повторяют дважды или трижды, в зависимости от содержания сурьмы в сплаве. Обмывают стенки колбы 1 - 2 см³ воды и выпаривают до полного удаления паров серной кислоты.

К слегка влажному остатку приливают в зависимости от конечного разбавления 4 или 8 см³ раствора соляной кислоты, нагревают до 50 - 60 °С, приливают 10 или 25 см³ фонового электролита, 1 или 2 см³ раствора хлорного железа, перемешивают, приливают 2,5 или 5 см³ насыщенного раствора сульфита натрия, охлаждают, количественно переводят в мерную колбу вместимостью 25 или 50 см³, разбавляют до метки фоновым электролитом и перемешивают.

Часть раствора заливают в электролизер и полярографируют цинк и медь соответственно при потенциалах полуволны минус 1,44 и минус 0,52 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

В аналогичных условиях проводят полярографирование цинка и меди в градуировочных растворах и в растворе контрольного опыта, вычитая значения высот волн цинка и меди контрольного опыта из соответствующих значений анализируемого сплава.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Массовую долю цинка (и меди) (X) в процентах вычисляют по формуле

где h - высота волны цинка (меди) раствора сплава, мм;

V - объем раствора сплава, см³;

m - масса навески сплава (масса навески, соответствующая аликвотной части раствора), г;

K - коэффициент пересчета, который вычисляют по формуле

где h₁ - высота волны цинка (меди) градуировочного раствора, мм;

С - концентрация цинка (меди) в градуировочном растворе, мг/дм³.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.5.2. Расхождение результатов параллельных определений d (разность наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений) и расхождение результатов анализа D (разность большего и меньшего результатов анализа) при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений абсолютных допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1 и 3.

Таблица 3

Контроль точности анализа осуществляется с помощью стандартных образцов или другими методами, предусмотренными ГОСТ 1293.0-83.

Погрешность результатов анализа (при доверительной вероятности Р = 0,95) не превышает предельных значений D, приведенных в табл. 1 и 3, при выполнении следующих условий: расхождение результатов параллельных определений не превышает допускаемых, результаты контроля точности положительные.

(Новая редакция, Изм. № 2).

 

СОДЕРЖАНИЕ