ГОСТ 13020.11-85 Хром металлический. Методы определения цинка, свинца и висмута.

   

ГОСТ 13020.11-85

(СТ СЭВ 4512-84)

 

Группа В19

 

      

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

      

     

ХРОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

 

      

Методы определения цинка, свинца и висмута

 

      

Metallic chrome.

Methods for determination of zinc, lead and bismuth

ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.07.86

до 01.07.96*

______________________________

     * Ограничение срока действия снято

по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета

по стандартизации, метрологии и сертификации.

(ИУС N 11-12, 1994 год).  - Примечание изготовителя базы данных.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 мая 1985 г. N 1414

 

ВЗАМЕН ГОСТ 13020.11-75

            

ВНЕСЕНО Изменение N 1, введенное в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.10.86 N 3086 с 01.07.87

 

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 1987 год

           

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. N 1).

 

 

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. 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 МЕТОД

2.1. 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/дм
, для висмута - минус 0,09 В относительно анодной ртути на фоне раствора соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм
.
 
Свинец, цинк и висмут отделяют от основы, сорбируя их хлор-комплексы на слабоосновном анионите из раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм
.
 
Десорбируют цинк - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,65 моль/дм
; свинец - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,02 моль/дм
, висмут - раствором азотной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм
.
 

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 см
/мин пропускают 200 см
раствора соляной кислоты
(НСl)=2 моль/дм
, 100 см
воды и вновь 100 см
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/дм
.
 
Кислота азотная по ГОСТ 11125-78 или по ГОСТ 4461-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм
.
 
Кислота серная по ГОСТ 14262-78 или по ГОСТ 4204-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм
.
 

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/дм
.
 

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 см
азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см
;
 
раствор Б: 20 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см
;
 
раствор В: 50 см
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 250 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе В равна 0,000002 г/см
.
 

Висмут металлический.

 

Стандартные растворы висмута:

 

раствор А: 0,1000 г висмута растворяют в 20 см
азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация висмута в растворе А равна 0,0001 г/см
;
 
раствор Б: 20 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см
, добавляют 2 см
азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см
;
 
раствор В: 50 см
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 200 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация висмута в растворе В равна 0,000002 г/см
.
 

Цинк металлический.

 

Стандартные растворы цинка:

 

раствор А: 0,2000 г цинка растворяют в 15 см
соляной кислоты (1:1). Раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см
;
 
раствор Б: 20 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00002 г/см
.
 

Стандартные растворы Б и В свинца и висмута, а также стандартный раствор Б цин

ка готовят перед применением.

2.3. Проведение анализа

 

2.3.1. Навеску пробы массой 2,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см
, растворяют в 30 см
соляной кислоты (2:1), окисляют раствором перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Соли растворяют в 20 см
раствора соляной кислоты
(НСl)=2 моль/дм
. 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 см
/мин. Вытекающий из колонки раствор отбрасывают. Затем колонку промывают 200 см
раствора соляной кислоты
(НСl)=2 моль/дм
со скоростью 1 см
/мин. Когда последняя порция кислоты достигнет верхнего уровня анионита, последовательно, со скоростью 1 см
/мин десорбируют цинк, свинец, висмут, как указано в табл.1
 

Таблица 1

 

 

 

 

Десорбируемый элемент

Условия десорбции

 

Применяемая кислота

Молярная концентрация раствора, моль/дм
 
Объем, см
 

Цинк

Соляная

0,65

175-200

Свинец

Соляная

0,02

200

Висмут

Азотная

1

300

 

Элюаты, содержащие цинк и свинец, выпаривают до сиропообразного состояния, приливают 1 см
азотной кислоты, 2-3 см
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 см
раствором ортофосфорной кислоты. Доливают до метки этим же раствором и перемешивают.
 
Элюат, содержащий висмут,  выпаривают до малого объема, переносят в стакан вместимостью 100 см
, приливают 10 см
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
(НСl)=1 моль/дм
в мерную  колбу вместимостью 50 см
, 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 осциллографически

й.

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 см
, приливают 30 см
соляной кислоты (2:1), 1-2 см
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 см
помещают 2,0; 3,0; 4,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см
стандартного раствора В свинца, 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см
стандартного раствора Б цинка и 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0 и 6,0 см
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 см
соляной кислоты (2:1), 1-2 см
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 (
) в процентах в зависимости от метода определения его в растворе пробы вычисляют по формулам:
 

Для метода сравнения

    

 

 

где
- высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм;
 
- масса свинца, цинка, висмута в стандартном растворе, взятом для полярографирования, г;
 
- высота пика полученного при полярографировании стандартного раствора свинца, цинка, висмута, мм;
 
- масса навески, г.
 

Для метода градуировочного графика

    

 

 

где
- масса свинца, цинка или висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
 
- масса навески, г.
 

Для метода добавок

 
где
- высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм;
 
- масса свинца, цинка, висмута, добавленного к навеске пробы, г;
 
- высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора свинца, цинка и висмута, мм;
 
- масса навески, г.
 

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.

 

Таблица 2

 

 

Массовая доля цинка, свинца, висмута (каждого), %

Абсолютные допускаемые расхождения, %

От 0,0002 до 0,0005 включ.

0,0002

Св. 0,0005 "  0,0010      "

0,0004

  "   0,001   "  0,002        "

0,001

  "   0,002   "  0,005        "

0,002

  "   0,005   "  0,012        "

0,003

 

 

      

 

      

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА

3.1. 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 см
азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см
;
 
раствор Б: 5 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 50 см
, добавляют 5 см
азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см
;
 
раствор В: 5 см
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 50 см
, добавляют 5 см
азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
 
Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,000001 г/см
.
 

Растворы Б и В готовят перед применением.

 

(Измененная редакция, Изм.  

N 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 см
, приливают 20 см
соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см
азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Часовое стекло снимают, обмывают стенки стакана водой, приливают 5 см
азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют при нагревании в 3 см
азотной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 25 см
, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают микропипеткой аликвотную часть полученного раствора, равную 0,02 см
, 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 см
помещают 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см
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 см
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.

 

   

3.4.1. Обработка результатов

 

3.4.1. Массовую долю свинца (
) в процентах вычисляют по формуле
 
 
где
- концентрация свинца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см
;
 
- объем раствора пробы, см
;
 
- 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 ЦИНКА

4.1. 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
%.
 

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 см
соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см
.
 
Раствор Б: 25 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 
Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00005 г/см
.
 
Раствор В: 10 см
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
 

Массовая концентрация цинка в растворе В равна 0,000005 г/

см
.
 

 

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 см
, приливают 10 см
соляной кислоты, нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см
азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют в 5 см
соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей.
 
Затем приливают 5 см
соляной кислоты, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 50 см
, 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 градуировочного графика

 

В шесть из семи колб вместимостью по 50 см
последовательно отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 см
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 см
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 (
) в процентах, определенную методом градуировочного графика, вычисляют по формуле     
 
 
где
- массовая концентрация цинка в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см
;
 
- объем раствора пробы, см
;
 
- масса навески, г.
 
4.4.2. Массовую долю цинка (
) в процентах, определенную, методом сравнения, вычисляют по формуле     
 
 
где
- массовая доля цинка в стандартном образце, %;
 
- оптическая плотность анализируемого раствора металлического хрома;
 
- оптическая плотность раствора стандартного образца;
 
- 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. N 1).

 

Текст документа сверен по:

официальное издание

Хром металлический.

Методы химического и физико-химического анализа:

Сб. ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1985

 

 

 

Редакция документа с учетом

изменений и дополнений подготовлена

АО "Кодекс"

Вверх