ГОСТ 6689.2-92
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
Методы определения никеля
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of nickel
ОКСТУ 1 709
Дата введения 1993-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Н.Федоров, Ю.М.Лейбов, Б.П.Краснов, А.Н.Боганова, Л.В.Морейская, И.А.Воробьева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 N 167
3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.2-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический, титриметрический методы определения никеля (при массовой доле никеля свыше 0,5%) и атомно-абсорбционный метод определения никеля (при массовой доле никеля от 0,5 до 7%) в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492* и ГОСТ 19241.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд.1 ГОСТ 6689.1.
2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ
2.1. Сущность метода
Метод основан на осаждении никеля в аммиачном растворе диметилглиоксимом в виде малорастворимого внутрикомплексного соединения в присутствии лимонной или винной кислоты.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 3:1 и 1:10.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:4 и 1:100.
Смесь кислот для растворения: смешивают одну часть концентрированной азотной кислоты с тремя частями концентрированной соляной кислоты.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652, раствор 400 г/дм
.
Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 400 г/дм
;
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:100.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм
.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 и разбавленный 1:3.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, спиртовой раствор 10 г/дм
.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 20 г/дм
.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 5 г/дм
.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, раствор 500 г/дм
.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Для сплавов, содержащих менее 0,5% меди, кроме сплава хромель
Навеску массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 15 см
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения сплава стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, раствор помещают в мерную колбу вместимостью 500 см
и доливают водой до метки. Если в сплаве содержится вольфрам, то раствор выпаривают досуха. К сухому остатку добавляют 10 см
концентрированной соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют при нагревании в 10 см
концентрированной соляной кислоты и разбавляют 100 см
горячей воды. Выделившуюся вольфрамовую кислоту отфильтровывают на два бумажных фильтра средней плотности и промывают горячим раствором соляной кислоты (1:10) до исчезновения ионов никеля в промывных водах (проба с диметилглиоксимом по ГОСТ 6689.3, п.3.1.1). Осадок вольфрамовой кислоты на фильтре можно использовать для определения содержания вольфрама по ГОСТ 6689.11.
При массовой доле в сплаве свыше 0,1% кремния в раствор добавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. К охлажденному остатку осторожно добавляют небольшое количество (около 10 см
) холодной воды и затем вливают 100 см
горячей воды и растворяют при нагревании.
Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают горячей водой и выбрасывают.
Фильтрат после отделения вольфрама или кремния помещают в мерную колбу вместимостью 500 см
и доливают до метки водой.
В стакан вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть раствора, равную 10 см
, и разбавляют водой до 300 см
. Раствор нагревают до 65-70 °С, прибавляют 20 см
раствора лимонной или винной кислоты, нейтрализуют аммиаком до слабокислой реакции (рН 4-5) по универсальной индикаторной бумаге и при хорошем перемешивании добавляют 25 см
раствора диметилглиоксима и 2-3 см
концентрированного раствора аммиака до слабощелочной среды. Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 40-50 мин и затем отфильтровывают осадок на фильтр средней плотности и 4-5 раз промывают горячей водой. Осадок на фильтре растворяют в 30 см
соляной кислоты (3:1), собирая раствор в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают горячей водой и раствор в стакане разбавляют горячей водой до 300 см
. Осаждение никеля повторяют, прибавляя 5 см
раствора лимонной или винной кислоты, 25 см
раствора диметилглиоксима и аммиак до слабощелочной среды. Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 40-60 мин (можно оставить на 12 ч). Осадок отфильтровывают на предварительно взвешенный фильтрующий тигель N 3 при отсасывании водоструйным насосом. Осадок промывают 5-7 раз горячей водой и два раза этиловым спиртом (1:3). Тигель с осадком высушивают в сушильном шкафу при 105-110 °С до постоянной массы
и взвешивают.
2.3.2. Для сплава хромель
Навеску массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 20 см
смеси кислот для растворения, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. Охлажденный осадок растворяют в 100 см
воды при нагревании.
Выделившийся осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 5-7 раз горячей серной кислотой (1:100). Осадок выбрасывают или используют для определения кремния по ГОСТ 6689.7.
Фильтрат разбавляют водой до 250 см
и нагревают до 65-70 °С. К нагретому раствору прибавляют 10 см
раствора азотнокислого серебра, 10 см
раствора надсернокислого аммония и кипятят 15-20 мин до полного разрушения избытка надсернокислого аммония, что узнают по прекращению выделения пузырьков кислорода. Если в пробе присутствует марганец, то его восстанавливают, прибавляя по каплям раствор азотистокислого натрия. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
, доливают до метки водой и перемешивают. В стакан вместимостью 600 см
отбирают аликвотную часть, равную 20 см
, и далее ведут анализ, как указано в п.2.
3.1.
2.3.3. Для сплавов, содержащих свыше 0,5% меди (кроме сплавов МНЖКТ 5-1-0,2-0,2, нейзильбер и манганин)
Навеску сплава (табл.1) помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 20 см
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании.
Таблица 1
| | | | | | |
Массовая доля никеля, % | Масса навески, г | Аликвотная часть раствора, см |
Менее 1 | 2 | Весь раствор |
Св. | 1 | до | 10 | включ. | 1 | 200 |
" | 10 | " | 20 | " | 1 | 100 |
" | 20 | " | 40 | " | 1 | 50 |
" | 40 | | 1 | 20 |
После растворения сплава стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 7 см
серной кислоты (1:4), разбавляют водой до 150 см
и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.
При массовой доле никеля менее 1% используется весь электролит, а при большем содержании никеля электролит переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
и доливают до метки водой. В стакан вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть раствора (табл.1) и далее анализ ведут, как указано в п.2.3.1.
2.3.4. Для сплава МНЖКТ 5-1-0,2-0,2
Навеску массой 1 г помещают в платиновую чашку, приливают 15 см
азотной кислоты (1:1) и 1 см
фтористоводородной кислоты, накрывают чашку крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. Охлаждают, прибавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и упаривают до выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, добавляют 30-50 см
воды и растворяют при нагревании. Раствор перекосят в стакан вместимостью 300 см
, разбавляют до 150 см
, добавляют 10 см
прокипяченной азотной кислоты (1:1) и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.
В электролит после отделения меди добавляют аммиак до полного перехода никеля в растворимый аммиачный комплекс и выдерживают в теплом месте для коагуляции осадка гидроокисей железа и титана. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают осадок и стакан раствором аммиака (1:100). Осадок выбрасывают. Фильтрат подкисляют соляной кислотой до слабокислой реакции (рН 4-5), переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
и доливают до метки водой. В стакан вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть раствора (табл.1) и далее анализ ведут, как указано в п.2.3
.1.
2.3.5. Для сплавов нейзильбер и манганин
Навеску сплава (табл.1) помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 30 см
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании.
После растворения сплава стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 7 см
серной кислоты (1:4), разбавляют водой до 150 см
и отделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.
При анализе свинцовистого нейзильбера серную кислоту добавляют только спустя 30 мин после начала электролиза.
После отделения меди электролит помещают в стакан вместимостью 600 см
или в мерную колбу вместимостью 500 см
, отбирают аликвотную часть (см. табл.1) и разбавляют водой до 300 см
. Раствор нагревают до 65-70 °С, добавляют 25 см
раствора диметилглиоксима при перемешивании и раствор уксуснокислого натрия до появления осадка, после чего еще избыток 4 см
. Раствор уксуснокислого натрия добавляют в середину раствора, а не только по стенкам стакана. Раствор выдерживают в теплом месте 40-60 мин и далее анализ ведут, как указано в п.2.3
.1.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю никеля (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- масса осадка диметилглиоксима никеля, г;
0,2032 - коэффициент пересчета диметилглиоксима никеля на никель;
- масса сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
(показатель воспроизводимости) не должны превышать значений, допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
| | | | | | | |
Массовая доля никеля, % | Допускаемые расхождения, % |
| | |
От | 0,5 | до | 1,0 | включ. | | 0,04 | 0,06 |
Св. | 1,0 | " | 3,0 | " | | 0,05 | 0,07 |
" | 3,0 | " | 5,0 | " | | 0,06 | 0,08 |
" | 5,0 | " | 7,0 | " | | 0,08 | 0,1 |
" | 7,0 | " | 9,0 | " | | 0,10 | 0,1 |
" | 9,0 | " | 11,0 | " | | 0,12 | 0,2 |
" | 11,0 | " | 18,0 | " | | 0,15 | 0,2 |
" | 18,0 | " | 35,0 | " | | 0,2 | 0,3 |
" | 35,0 | " | 55,0 | " | | 0,3 | 0,4 |
" | 55,0 | " | 75,0 | " | | 0,4 | 0,6 |
2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315*, или сопоставлением результатов, полученных титриметрическим методом в соответствии с ГОСТ 25086.
3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ
3.1. Сущность метода
Метод основан на осаждении никеля в аммиачном растворе диметилглиоксимом в виде малорастворимого внутрикомплексного соединения в присутствии лимонной или винной кислоты и определении никеля комплексонометрическим титрованием с эриохром черным Т в качестве индикатора.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:3.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652, раствор 400 г/дм
.
Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 400 г/дм
.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, спиртовой раствор 10 г/дм
.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм
.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 200 г/дм
.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 20 г/дм
.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, раствор 500 г/дм
.
Перекись водорода по ГОСТ 10929.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 5 г/дм
.
Метиловый красный индикатор 0,1%-ный спиртовый раствор.
Эриохром черный
, насыщенный водный раствор.
Буферный раствор с рН 10: к 570 см
аммиака добавляют 70 г хлористого аммония и разбавляют до 1 дм
водой.
Магний сернокислый по ГОСТ 4523, 0,05 моль/дм
раствор: 12,33 г сернокислого магния растворяют в 500 см
воды, раствор переводят в мерную колбу емкостью 1 дм
и доливают водой до метки.
Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N’,N’-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652; 0,05 моль/дм
раствор: 18,612 г трилона Б растворяют в 500 см
, раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм
и доливают до метки водой.
Никель марки Н0 по ГОСТ 849*.
Стандартный раствор никеля: 1 г никеля растворяют в стакане вместимостью 250 см
в 20 см
соляной кислоты (1:1) и 10 см
перекиси водорода, добавленной небольшими порциями. После растворения раствор кипятят 1 мин для разложения избытка перекиси водорода, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см
, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см
раствора содержит
0,001 г никеля.
3.2.1. Установка массовой концентрации раствора трилона Б
В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают 10 см
стандартного раствора никеля, разбавляют водой до объема 300 см
и далее поступают, как указано в п.3.3.1.
Массовая концентрация раствора трилона Б (
), выраженная в граммах никеля на 1 см
раствора, вычисляется по формуле
,
где
- масса никеля в аликвотной части, взятой для титрования, г;
- объем раствора трилона Б, массовая концентрация которого устанавливается, см
;
- объем раствора сернокислого магния, израсходованный на титрование трилона Б, см
;
- поправочный коэффициент к массовой концентрации раствора трилона Б.
3.2.2. Установка поправочного коэффициента к массовой концентрации раствора трилона Б (
)
В стакан или колбу вместимостью 600 см
отбирают из бюретки 10 см
раствора трилона Б, добавляют 1 каплю раствора гидроокиси натрия, 7 см
буферного раствора, разбавляют водой до объема 300 см
и затем добавляют 4-5 капель раствора эриохрома черного
и титруют раствором сернокислого магния до перехода сине-зеленой окраски в сиреневую.
Поправочный коэффициент (
) вычисляют по формуле
,
где
- объем раствора трилона Б, взятый на титрование, см
;
- объем раствора сернокислого магния, израсходованный на титрование, см
.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Для сплавов с массовой долей меди менее 0,5%, кроме сплава хромель
Подготовку к анализу проводят по п.2.3.1. В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть раствора, равную 10 см
, разбавляют водой до 300 см
, добавляют 20 см
раствора лимонной или винной кислоты, нейтрализуют аммиаком до рН 4-5 по универсальной индикаторной бумаге и при интенсивном перемешивании раствора добавляют 25 см
раствора диметилглиоксима и 2-3 см
концентрированного раствора аммиака до слабощелочной среды (рН 10) и 2-3 капли в избыток. Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 40-50 мин, затем отфильтровывают осадок на фильтр средней плотности и 4-5 раз промывают горячей водой. Промытый осадок смывают с фильтра струей горячей воды в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают сначала 30 см
раствора соляной кислоты, а затем горячей водой.
Раствор нагревают до кипения и слабо кипятят при помешивании до полного растворения осадка. Охлаждают раствор до комнатной температуры, разбавляют водой до 300 см
, добавляют 25 см
раствора трилона Б, нейтрализуют раствором гидроокиси натрия по метиловому красному (2-3 капли) до перехода розовой окраски в желтую. Приливают из бюретки 7 см
буферного раствора, 5 капель раствора эриохрома черного
и титруют раствором сернокислого магния до перехода сине-зеленой окраски в сирен
евую.
3.3.2. Для сплава хромель
Подготовку к анализу проводят по п.2.3.2. В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть, равную 20 см
, и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.1.
3.3.3. Для сплавов с массовой долей меди свыше 0,5% (кроме сплавов МНЖКТ 5-1-0,2-0,2, нейзильбер и манганин)
Подготовку к анализу проводят по п.2.3.3. В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть (см. табл.1) и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.1.
3.3.4. Для сплавов МНЖТК 5-1-0,2-0,2
Подготовку к анализу проводят по п.2.3.4. В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть раствора (см. табл.1) и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.1.
3.3.5. Для сплавов нейзильбер и манганин
Подготовку к анализу проводят по п.2.3.5. В стакан или колбу вместимостью 600 см
помещают аликвотную часть (см. табл.1) и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.1.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю никеля (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- объем раствора трилона Б, взятый на титрование, см
;
- объем раствора сернокислого магния, израсходованный на титрование, см
;
- поправочный коэффициент (п.3.2.2);
- массовая концентрация раствора трилона Б (п.3.2.1) по никелю, г/см
;
- масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора,
г.
3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
(показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, указанных в табл.2.
3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) никеля и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов полученных гравиметрическим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ
4.1. Сущность метода
Метод основан на измерении абсорбции света атомами никеля, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для никеля.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.
Никель по ГОСТ 849.
Стандартный раствор никеля: 1 г никеля растворяют при нагревании в 15 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм
и доливают водой до метки.
1 см
раствора содержит 0,001 г никеля.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Для сплавов, не содержащих кремния и титана
Навеску сплава массой 0,1 г растворяют при нагревании в 10 см
азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки.
Измеряют атомную абсорбцию никеля в пламени ацетилен-воздух при длине волны 341,5 нм параллельно с градуировочными растворами.
4.3.2. Для сплавов, содержащих кремний и титан
Навеску сплава массой 0,1 г помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см
азотной кислоты (1:1) и 2 см
фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см
серной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают и остаток растворяют в 50 см
воды при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию никеля, как указано в п.4.3.1.
4.3.3. Построение градуировочного графика
В восемь мерных колб вместимостью по 100 см
помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 и 7,0 см
стандартного раствора никеля, что соответствует 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 и 7,0 мг никеля. Во все колбы добавляют по 10 см
азотной кислоты (1:1) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию никеля, как указано в п.4.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю никеля (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где
- концентрация никеля, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- объем раствора пробы, см
;
- масса навески пробы, г.
4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений
(показатель сходимости) и результатов двух анализов
(показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.3.
Таблица 3
| | | | | | | |
Массовая доля никеля, % | Допускаемые расхождения, % |
| | |
От | 0,5 | до | 1,0 | включ. | | 0,04 | 0,06 |
Св. | 1,0 | " | 2,0 | " | | 0,05 | 0,07 |
" | 2,0 | " | 4,0 | " | | 0,10 | 0,1 |
" | 4,0 | " | 7,0 | " | | 0,15 | 0,2 |
4.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок в соответствии с ГОСТ 25086.
