ГОСТ 19014.1-73*
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
КРЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ
Методы определения алюминия
Crystal silicon. Methods of aluminium determination*
______________
* Наименование стандарта. Измененная редакция, Изм. N 3.
ОКСТУ 1709
Дата введения 1975-01-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 июля 1973 г. N 1804 срок введения установлен с 01.01.75
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15 августа 1984 г. N 2874 срок действия продлен до 01.01.90**
ВЗАМЕН ГОСТ 2178-54 в части разд.III
* ПЕРЕИЗДАНИЕ (ноябрь 1985 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июле 1979 г., августе 1984 г. (ИУС 8-79, 11-84)
ВНЕСЕНО Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие с 01.01.90 Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.89 N 2091
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,30 до 1,60%) в кристаллическом кремнии.
(Измененная редакция, Изм. N 3).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 19014.0-73.
1a. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Сущность метода состоит в удалении кремния в виде тетрафторида в отделении титана и железа в виде гидроксидов. Алюминий определяют комплексонометрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка с индикатором ксиленоловым оранжевым при рН=5,5.
Раздел 1а. (Введен дополнительно, Изм. N 3).
2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.
Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 20%.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Цинк металлический по ГОСТ 3640-79*.
Стандартный раствор азотнокислого цинка, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
; готовят следующим образом: 3,269 г цинка растворяют при нагревании в смеси 100 см
воды и 15 см
азотной кислоты. Раствор выпаривают до 5-10 см
и разбавляют водой до 1000 см
.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78.
Кислота уксусная по ГОСТ 61-75.
Ацетатный буферный раствор; готовят следующим образом: 250 г кристаллического уксуснокислого натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см
, растворяют в воде, добавляют 20 см
уксусной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают.
Ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.
Раствор годен в течение 10 дней.
Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652-73, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм ; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде; фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см
, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают.
Для определения поправочного коэффициента раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
трилона Б отбирают из бюретки 20 см
раствора трилона Б в коническую колбу вместимостью 500 см
и разбавляют водой до 200 см
. Прибавляют 5-6 капель ксиленолового оранжевого и по каплям аммиак до появления синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям соляной кислоты, разбавленной 1:1, до появления желтой окраски. Затем в колбу приливают 20 см
ацетатного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до изменения окраски из желтой в розовую.
Поправочный коэффициент для раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
трилона Б (
) вычисляют по формуле
,
где
- количество раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
азотнокислого цинка, см
;
- количество раствора трилона Б, см
.
Если для контрольного опыта берут столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то поправочный коэффициент для раствора трилона Б можно не определять.
Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.
Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоженный при 400 °С.
Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий, тетраборнокислый в соотношении 6:1 (по массе).
(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Навеску кремния массой 2 г помещают в платиновую чашку вместимостью 200 см
, смачивают водой, добавляют 30 см
фтористоводородной кислоты, затем небольшими порциями 15 см
азотной кислоты.
Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 5 см
серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров ангидрида серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой из промывалки и выпаривают на бане досуха.
К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре 800 °С или сухой остаток сплавляют с 8 г смеси для сплавления в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют, добавляя 15-30 см
соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 40-50 см
воды, нагревают для полного растворения плава, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см
, охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.
Из приготовленного таким образом раствора определяют массовую долю алюминия, железа, кальция и титана, отбирая на каждое определение соответствующую аликвотную часть.
Из мерной колбы вместимостью 250 см
отбирают 100 см
раствора в мерную колбу вместимостью 250 см
, добавляют 25 см
раствора трилона Б, нагревают почти до кипения, прибавляют при перемешивании 50 см
раствора гидроокиси натрия, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр "синяя лента". Фильтрат собирают в сухую коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают.
Отбирают 100-200 см
раствора, помещают в коническую колбу вместимостью 500 см
, добавляют 3-4 капли ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор соляной кислотой, разбавленной 1:1, до перехода окраски индикатора в желтый цвет. После нейтрализации к раствору прибавляют 20 см
ацетатного буферного раствора, кипятят 2-3 мин, охлаждают, вновь прибавляют 3-4 капли ксиленолового оранжевого и оттитровывают избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
(Измененная редакция, Изм. N 3).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую долю алюминия (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
, содержащийся в аликвотной части, взятой для титрования, см
;
- поправочный коэффициент раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
;
- объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
, израсходованный на титрование избытка трилона Б, см
;
0,00135 - массовая концентрация раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
, выраженный в граммах алюминия, на см
;
- общий объем раствора, см
;
- объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и титана, см
;
- объем аликвотной части раствора, отбираемой для отделения железа и титана, см
;
- объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алюминия, см
;
- масса навески кремния, г.
Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
, израсходованный на титрование избытка трилона Б в контрольном опыте, см
;
- объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм
, израсходованный на титрование избытка трилона Б в пробе, см
;
- общий объем раствора, см
;
- объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и титана, см
;
- объем аликвотной части раствора, отбираемый для отделения железа и титана, см
;
- объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алюминия, см
;
- масса навески кремния, г.
4.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.
| | | | | | | |
Массовая доля алюминия, % | Допускаемые расхождения сходимости, % | Допускаемые расхождения воспроизводимости, % |
От | 0,30 | до | 1,00 | включ. | | 0,03 | 0,05 |
Св. | 1,00 | " | 1,60 | " | | 0,06 | 0,09 |
Метод применяют при разногласиях в оценке качества кремния кристаллического.
Раздел 4. (Измененная редакция, Изм. N 3).
5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
Сущность метода состоит в измерении атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени закись азота - ацетилен.
Раздел 5. (Введен дополнительно, Изм. N 3).
6. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями типа "Перкин Эльмер", "Сатурн" или аналогичный.
Лампа с полым катодом для алюминия.
Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.
Закись азота в баллонах медицинская.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.
Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.
Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоженный при 400 °С.
Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий тетраборнокислый в соотношении 6:1 (по массе).
Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069-74*.
Стандартный раствор алюминия: 0,5000 г алюминия помещают в стакан вместимостью 400 см
, небольшими порциями добавляют 50 см
соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до полного растворения алюминия. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
1,0 см
раствора содержит 0,001 г алюминия.
Раствор-фон: 160 г смеси для сплавления помещают в стакан вместимостью 1000 см
, смачивают водой и осторожно, небольшими порциями, приливают 700 см
соляной кислоты, разбавленной 1:1.
После растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
Раздел 6. (Введен дополнительно, Изм. N 3).
7. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
7.1. Навеску кремния массой 2 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 30 см
фтористоводородной кислоты, затем небольшими порциями 15 см
азотной кислоты.
Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 5 см
серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой и выпаривают на бане досуха.
К сухому остатку прибавляют 8 г смеси для сплавления и сплавляют в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют, добавляя 30 см
соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 40-50 см
воды, нагревают до полного растворения плава, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см
, охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.
В приготовленном растворе определяют массовую долю алюминия, кальция, железа и титана. Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
В полученных растворах проб, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика измеряют значение атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени закись азота - ацетилен.
Массу алюминия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику, который строят при каждой съемке.
7.2. Построение градуировочного графика
В шесть мерных колб вместимостью 250 см
приливают по 50 см
раствора-фона. Затем вводят 0; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 см
стандартного раствора, что соответствует 0; 0,002; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030 г алюминия. Растворы доливают до метки водой, перемешивают и измеряют абсорбцию растворов, как указано в п.7.1.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массам алюминия строят градуировочный график.
Раздел 7. (Введен дополнительно, Изм. N 3).
8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
8.1. Массовую долю алюминия (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- масса алюминия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
- масса алюминия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески пробы, г.
8.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.
Раздел 8. (Введен дополнительно, Изм. N 3).
