ГОСТ 13583.9-93 Глинозем. Методы определения оксида цинка.

     ГОСТ 13583.9-93

(ИСО 2071-76)

Группа А39

 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 ГЛИНОЗЕМ

 Методы определения оксида цинка

 Alumina. Methods for the determination of zinc oxide

ОКСТУ 1711

Дата введения 1995-01-01

 Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 02.06.94 N 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 13583.9-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1995 г.

4 ВВЕДЕН ВЗАМЕН ГОСТ 13583.9-75

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта России от 29.09.2000 N 242-ст с 01.07.2001

 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на глинозем и устанавливает методы определения оксида цинка:

полярографический - при массовой доле оксида цинка от 0,001 до 0,04%;

атомно-абсорбционный - при массовой доле оксида цинка от 0,002 до 0,04%;

а также пламенный атомно-абсорбционный метод определения цинка по международному стандарту ИСО 2071 (см. приложение 1).

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25542.0-93.

 2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод основан на щелочном разложении пробы, экстракции полученного роданидного комплекса цинка из сернокислого раствора диэтиловым эфиром и полярографировании цинка в хлоридно-аммиачном растворе в интервале потенциалов от минус 0,9 до минус 1,4 В по отношению к ртутному аноду.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф переменного тока.

Посуда из стекла или пластмассы, не содержащих цинка, для проведения анализа, а также хранения реактивов и растворов.

Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы 1:1 и 0,5 моль/дм

.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор с массовой долей 60%.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Натрий сернисто-кислый по ГОСТ 195.

Раствор-фон: 50,0 г хлористого аммония и 25,0 г сернисто-кислого натрия растворяют в 200 см

воды. Раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см

, добавляют 200 см

аммиака, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор хранят в плотно закрытом сосуде не более 5 дней.

Этиловый эфир.

Цинк металлический по ГОСТ 3640.

Цинка оксид по ГОСТ 10262.

Стандартные растворы цинка:

Раствор А: 0,0803 г цинка или 0,1000 г предварительно прокаленного при температуре 1000

°

С в течение 1 ч и охлажденного в эксикаторе оксида цинка растворяют в стакане вместимостью 100 см

в 5 см

раствора соляной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см

раствора А содержит 0,0001 г оксида цинка.

Раствор Б: 25,0 см

раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см

, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор готовят перед использованием.

1 см

раствора Б содержит 0,00001 г оксида цинка.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Проведение анализа

2.2.1. Аликвотную часть серно-кислого раствора пробы, приготовленного разложением пробы сплавлением по ГОСТ Р 50332.1  объемом 25,0 см

помещают в делительную воронку вместимостью 250 см

, добавляют 20 см

0,5 моль/дм

раствора серной кислоты, 15 см

воды, 5 см

раствора роданистого аммония, 15 см

этилового эфира и встряхивают 1 мин. После расслоения фаз водную фазу сливают в другую делительную воронку, добавляют 15 см

этилового эфира и экстракцию повторяют. После расслоения фаз водную фазу сливают и отбрасывают. Эфирный слой переносят в первую делительную воронку.

2.2.2. Объединенный экстракт два-три раза промывают раствором серной кислоты 0,5 моль/дм

, добавляя ее по 5 см

. Затем эфирный слой сливают в стакан вместимостью 50 см

и выпаривают на водяной бане досуха. К охлажденному остатку по каплям добавляют 1 см

азотной кислоты. После прекращения бурной реакции добавляют 1 см

раствора серной кислоты 1:1 и выпаривают раствор досуха на песчаной бане. Если во время выпаривания раствор приобретает темно-коричневый цвет, то осторожно, по каплям, добавляют азотную кислоту до обесцвечивания раствора. Стакан с сухим остатком охлаждают, стенки стакана ополаскивают небольшим количеством воды и раствор снова выпаривают досуха. Охлажденный остаток растворяют в 5,0 см

раствора-фона, переносят в полярографическую ячейку и полярографируют раствор в интервале потенциалов от минус 0,9 до минус 1,4 В по отношению к ртутному аноду (

-1,05 В).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3. При применении прибора ППТ-1 устанавливают следующий режим работы: начальное напряжение 0,9 В, форма переменного напряжения трапецеидальная, скорость развертки 2 мВ/с, амплитуда переменного напряжения 4-8 мВ, диапазон тока 10х100 (или соответственно концентрации), задержка 3 с (устанавливают в зависимости от времени каплепадения для данного капилляра), таст-режим регистрации тока, электроды: рабочий - ртутно-капающий, вспомогательный - донная ртуть, электролизер объемом 5 см

.

2.2.4. Аликвотную часть серно-кислого раствора контрольного опыта, приготовленного разложением пробы сплавлением по ГОСТ Р 50332.1, объемом 25,0 см

помещают в делительную воронку вместимостью 250 см

, добавляют 20 см

раствора серной кислоты 0,5 моль/дм

, 15 см

воды, 5 см

раствора роданистого аммония, 15 см

этилового эфира и проводят анализ, как указано выше.

Массовую долю оксида цинка в пробе определяют по градуировочному графику, вычитая результат контрольного опыта.

2.2.5. Построение градуировочного графика

В девять делительных воронок вместимостью 250 см

каждая приливают из микробюретки 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 см

стандартного раствора Б и 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 см

стандартного раствора А, что соответствует 0; 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,01; 0,02; 0,03 и 0,04% оксида цинка.

Затем во все воронки добавляют по 38 см

раствора серной кислоты 0,5 моль/дм

, 22 см

воды, 5 см

раствора роданистого аммония, 15 см

этилового эфира и далее поступают согласно пп.2.2.1-2.2.4.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартный раствор цинка.

По полученным значениям высот пиков и известным массовым долям оксида цинка строят градуировочный график.

2.2.6. Определение массовой доли оксида цинка можно выполнять методом добавок. Анализ пробы проводят согласно пп.2.2.1-2.2.4. Затем аликвотную часть серно-кислого раствора контрольного опыта, приготовленного методом разложения пробы сплавлением по ГОСТ Р 50332.1, объемом 25,0 см

помещают в делительную воронку вместимостью 250 см

, добавляют 20 см

0,5 моль/дм

раствора серной кислоты, 15 см

воды и 2,5 см

стандартного раствора Б (что соответствует 0,005% оксида цинка при навеске пробы 0,5 г). Затем добавляют 5 см

раствора роданистого аммония, 15 см

этилового эфира и далее поступают согласно пп.2.2.1-2.2.5.

Одновременно проводят анализ раствора контрольного опыта без добавления стандартного раствора цинка. Массовую долю оксида цинка вычисляют согласно п.2.3.2.

2.3. Обработка результатов

2.3.1. Массовую долю оксида цинка (

) в процентах при проведении анализа по пп.2.2.1-2.2.5 определяют по градуировочному графику.

2.3.2. Массовую долю оксида цинка (

) в процентах при проведении анализа по п.2.2.6 вычисляют по формуле

,

где

- массовая доля оксида цинка в растворе контрольного опыта с добавкой стандартного раствора цинка в процентном отношении на 0,5 г навески (0,005%);

- высота пика, полученная при полярографировании раствора контрольного опыта с добавкой стандартного раствора цинка за вычетом высоты пика контрольного опыта, мм;

- высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы, за вычетом высоты пика контрольного опыта, мм.

2.3.3. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Массовая доля оксида марганца, %						Допускаемое расхождение, абс. %
От	0,001	до	0,002	включ.		0,001	0,002
Св.	0,002	"	0,005	"		0,0015	0,002
"	0,005	"	0,010	"		0,002	0,003
"	0,010	"	0,040	"		0,003	0,005

Таблица 1 (Измененная редакция, Изм. N 1).

 3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

Метод основан на кислотном или щелочном разложении пробы и измерении атомной абсорбции цинка в пламени ацетилен-воздух при длине волны 213,9 нм.

3.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями и источником излучения для цинка.

Посуда из стекла или пластмассы, не содержащих цинка, для проведения анализа, а также хранения реактивов и растворов.

Ацетилен технический по ГОСТ 5457.

Вода, дважды дистиллированная.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, раствор 8 моль/дм

.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069, стружка. Стружку очищают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100°С 3-4 мин и охлаждают в эксикаторе.

Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор с массовой долей 0,2%.

Ртуть по ГОСТ 4658.

Раствор алюминия 26,5 г/дм

: 26,50 г алюминия помещают в стакан вместимостью 1000 см

и небольшими порциями добавляют 600 см

раствора соляной кислоты, затем 1 см

раствора хлористого никеля или каплю ртути. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения стружки, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

Цинк металлический по ГОСТ 3640.

Цинка оксид по ГОСТ 10262.

Стандартные растворы цинка

Раствор А: 0,0803 г цинка или 0,1000 г предварительно прокаленного при температуре 1000

°

С в течение 1 ч и охлажденного в эксикаторе оксида цинка растворяют в стакане вместимостью 100 см

в 5 см

раствора соляной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см

раствора А содержит 0,0001 г оксида цинка.

Раствор Б: 20,0 см

раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см

раствора Б содержит 0,00002 г оксида цинка.

3.2. Проведение анализа

3.2.1. Аликвотную часть раствора пробы, приготовленного методом разложения пробы кислотами под давлением или разложением пробы сплавлением по ГОСТ 23201.3 (в случае разложения пробы сплавлением используют азотнокислый раствор), объемом 25 см

помещают в мерную колбу вместимостью 50 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор контрольного опыта готовят по ГОСТ Р 50332.1, добавляя в мерную колбу вместимостью 250 см

20 см

раствора алюминия при кислотном разложении пробы или 100 см

раствора алюминия при щелочном разложении пробы сплавлением. Аликвотную часть раствора контрольного опыта объемом 25 см

помещают в мерную колбу вместимостью 50 см

.

Измеряют атомную абсорбцию цинка в растворе пробы параллельно с растворами для построения градуировочного графика и контрольного опыта в пламени ацетилен-воздух при длине волны 213,9 нм.

Вычисляют разность атомных абсорбций растворов пробы и контрольного опыта. Массу оксида цинка находят по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2.2. Для построения градуировочного графика в семь мерных колб вместимостью 50 см

каждая отбирают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 7,5 и 10,0 см

стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,0001; 0,00015; 0,0002 г оксида цинка. Во все колбы добавляют по 10 см

раствора алюминия. При щелочном сплавлении во все колбы добавляют также по 1,2 г углекислого натрия, 0,4 г борной кислоты и 5 см

раствора азотной кислоты.

Измеряют атомную абсорбцию цинка в пламени ацетилен-воздух при длине волны 213,9 нм непосредственно до и после измерения атомной абсорбции цинка в растворе пробы.

Вычисляют разности атомных абсорбций растворов и раствора, не содержащего стандартный раствор цинка. По полученным значениям и соответствующим им массам оксида цинка строят градуировочный график.

3.3. Обработка результатов

3.3.1. Массовую долю оксида цинка (

) в процентах вычисляют по формуле

,

где

- масса оксида цинка, найденная по градуировочному графику, г;

- объем основного раствора, см

;

- масса навески глинозема, г;

- объем аликвотной части раствора, см

.

3.3.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Массовая доля оксида цинка, %						Допускаемое расхождение, абс. %
От	0,002	до	0,005	включ.		0,002	0,003
Св.	0,005	"	0,010	"		0,0025	0,004
"	0,010	"	0,040	"		0,003	0,005

Таблица 2 (Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА ПЛАМЕННЫМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ (ИСО 2071-76)

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает пламенный атомно-абсорбционный метод определения цинка в глиноземе, преимущественно используемом для производства алюминия. Метод применяется к продуктам, массовая доля цинка в которых в пересчете на оксид цинка равна или более 0,002%.

2. ССЫЛКИ

ГОСТ 25389 Глинозем. Методы подготовки проб.

ГОСТ Р 50332.1 Глинозем. Методы разложения пробы и приготовления раствора.

ГОСТ 27798 Глинозем. Отбор и подготовка проб.

3. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Испытуемый образец растворяют в соляной кислоте под давлением.

Раствор распыляют в воздушно-ацетиленовом пламени и определяют содержание цинка спектрофотометрически, измеряя его абсорбцию при линии длиной волны 213,8 нм, испускаемой цинковой лампой с полым катодом.

Испытуемый образец можно растворять также при щелочном сплавлении (см. приложение А).

4. РЕАКТИВЫ

При проведении анализа используют только аналитически чистые реактивы и воду, дважды перегнанную в приборе из боросиликатного стекла с притертыми шлифами, или эквивалентной чистоты. Не следует использовать стекло, содержащее свинец.

4.1. Глинозем, степень чистоты которого более 99,95%, содержащий менее 0,001% (по массе) оксида цинка.

4.2. Соляная кислота,

1,19 г/см

, 38%-ный (по массе) раствор.

4.3. Алюминий, кислый раствор (основной)

11 г очень чистых алюминиевых стружек (степень чистоты 99,999%), полученных при сверлении или размалывании, протравливают в небольшом количестве азотной кислоты (

1,40 г/см

, приблизительно 68%-ный по массе раствор). Протравленные стружки промывают водой, а затем высушивают ацетоном.

Взвешивают с погрешностью не более 0,001 г 10,558 г высушенных стружек, помещают их в химический стакан соответствующей вместимости (например 500 см

) и добавляют 144 см

раствора соляной кислоты (п.4.2). Добавляют 1 каплю очень чистой ртути, что ускоряет растворение. По окончании реакции стакан ставят на песчаную баню и нагревают до полного растворения алюминия. После охлаждения раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см

, доливают водой до метки и перемешивают.

4.4. Стандартный раствор цинка, содержащий 0,100 г оксида цинка на 1 дм

раствора

Взвешивают 0,100 г оксида цинка с погрешностью не более 0,0001 г, предварительно прокаленного в течение 1 ч при температуре 1000

°

С и охлажденного в эксикаторе. Помещают в химический стакан соответствующей вместимости (например 100 см

) и растворяют в 5,5 см

раствора соляной кислоты (п.4.2). Раствор доливают и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см

. Доливают до метки и перемешивают.

1 см

этого стандартного раствора содержит 0,100 мг оксида цинка.

4.5. Стандартный раствор цинка, содержащий 0,020 г оксида цинка на 1 дм

раствора

100,0 см

стандартного раствора цинка (п.4.4) переносят в мерную колбу вместимостью 500 см

, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см

стандартного раствора содержит 0,020 мг оксида цинка.

5. АППАРАТУРА

Обычная лабораторная аппаратура, а также указанная в пп.5.1-5.4.

5.1. Аппаратура, используемая для разложения пробы.

5.2. Бюретка, градуированная через 0,05 см

.

5.3. Атомно-абсорбционный спектрофотометр с соответствующей горелкой, работающей от цилиндров с ацетиленом и сжатого воздуха.

5.4. Цинковая лампа с полым катодом

Примечание. Все стеклянные изделия должны быть изготовлены из боросиликатного стекла или стекла, не выделяющего цинка, или из пластика. Не следует использовать резиновые пробки; применяют исключительно притертые стеклянные или пластмассовые пробки.

6. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

6.1. Испытуемые образцы

Взвешивают с погрешностью не более 0,001 г 2 г испытуемого образца, высушенного при температуре 300°С по ГОСТ Р 50158.

6.2. Построение градуировочного графика

6.2.1. Приготовление стандартных растворов сравнения

В каждую из шести мерных колб вместимостью 100 см

с помощью бюретки (п.5.2) наливают 50 см

кислого раствора алюминия (п.4.3) вслед за объемами стандартного раствора цинка (п.4.5), указанными в таблице.

Стандартный раствор цинка (п.4.5), см	Соответствующая масса оксида цинка, мг
0*	0
5,0	0,10
10,0	0,20
15,0	0,30
20,0	0,40
25,0	0,50
_______________________ * Контрольное испытание на реактивах, использованных при построении градуировочного графика.

Доливают до метки и перемешивают.

6.2.2. Фотометрические измерения

6.2.2.1. Регулировка прибора, снабженного цинковой лампой с полым катодом (п.5.4)

К прибору (п.5.3) заранее подключают ток, чтобы обеспечить стабилизацию. Длину волны устанавливают около 213,8 нм, в зависимости от характеристик прибора регулируют чувствительность и размер щели.

Давление воздуха и ацетилена устанавливают, исходя из характеристик горелки таким образом, чтобы получить окислительное пламя.

6.2.2.2. Фотометрические измерения

Стандартные растворы (п.6.2.1) сравнения распыляют в пламени, измеряя для каждого абсорбцию. При измерении абсорбции для построения градуировочного графика скорость распыления должна быть постоянной.

После каждого измерения через горелку разбрызгивают воду.

6.2.3. Построение градуировочного графика

График строят, нанося на ось абсцисс массу оксида цинка в миллиграммах, содержащегося в 100 см

каждого стандартного раствора сравнения; по оси ординат откладывают соответствующие значения абсорбции, уменьшенные на ее значения для раствора, обозначенного выражением 0 в таблице стандартных растворов сравнения (контрольное испытание на реактивах, использованных при построении градуировочного графика).

6.3. Определение

6.3.1. Приготовление испытуемого раствора

Испытуемый раствор готовят по ГОСТ Р 50332.1, помещая его и реактивы в мерные колбы вместимостью по 100 см

. Доливают до метки и перемешивают.

6.3.2. Контрольное испытание

Контрольное испытание проводят одновременно с определением в той же последовательности и с тем же количеством всех реактивов, что и при определении, заменяя испытуемый образец 2 г глинозема (п.4.1), взвешенного с погрешностью до 0,001 г.

6.3.3. Фотометрические измерения

Проводят измерения испытуемого раствора (п.6.3.1), контрольного раствора (п.6.3.2) и стандартных растворов сравнения (п.6.2.1), следуя методике, описанной в п.6.2.2.2. При измерении испытуемого и контрольного растворов соответственно следует брать два стандартных раствора сравнения с содержанием оксида цинка, максимально близким к определяемому.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

По градуировочному графику (п.6.2.3) определяют массу оксида цинка, соответствующую значениям фотометрических измерений испытуемого раствора и контрольного раствора.

Массовую долю цинка в процентах по массе окиси цинка (

) вычисляют по формуле

,

где

- масса оксида цинка, найденная в испытуемом растворе, мг;

- масса оксида цинка, обнаруженная в контрольном растворе, мг.

Результат округляют до третьего десятичного знака.

8. ПРОТОКОЛ АНАЛИЗА

Протокол анализа должен содержать следующие данные:

идентификацию исследуемого материала;

ссылку на применяемый метод;

результаты анализа и метод их выражения;

особенности, отмеченные в процессе анализа;

операции, не предусмотренные настоящим международным стандартом или считающиеся необязательными.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

РАСТВОРЕНИЕ ИСПЫТУЕМОГО ОБРАЗЦА МЕТОДОМ ЩЕЛОЧНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

При растворении испытуемого образца щелочным сплавлением должны быть внесены изменения.

1. РЕАКТИВЫ (см. приложение 1)

Реактив, указанный в п.4.2, не используют.

Углекислый натрий безводный.

Борная кислота (

).

Соляная кислота 8 моль/дм

раствор: 670 см

раствора соляной кислоты (

1,19 г/см

) и 38%-ный раствор (по массе) доливают водой до 1000 см

и перемешивают.

2. АППАРАТУРА

2.5.1. Аппаратура - по ГОСТ Р 50332.1.

3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Опустить пп.6.1, 6.3.1 и 6.3.2 и заменить их соответственно на:

3.1. Испытуемый образец

Взвешивают с погрешностью до 0,001 г 5 г испытуемой пробы, высушенной при температуре 300°С (см. ГОСТ 25389).

3.2. Построение градуировочного графика (см. приложение).

3.3. Определение

3.3.1. Приготовление испытуемого раствора

Испытуемый раствор готовят по ГОСТ Р 50332.1, восстанавливая расплавленную массу 90 см

соляной кислоты (п.4.8) и доводя окончательный объем основного раствора до 250 см

.

3.3.2. Контрольное испытание

Контрольное испытание выполняют одновременно с определением в присутствии очень чистого глинозема согласно методу, описанному в ГОСТ Р 50332.1.