ГОСТ 6689.17-92
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
Методы определения висмута
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of bismuth
ОКСТУ 1709
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 ВНЕСЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 N 167
3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.17-80
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (при массовой доле висмута от 0,0005 до 0,003% и от 0,001 до 0,02%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,001 до 0,02%) методы определения висмута в никеле, никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492* и ГОСТ 19241.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением разд.1 ГОСТ 6689.1.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
(при массовой доле висмута от 0,0005 до 0,003%)
2.1. Сущность метода
Метод основан на выделении висмута соосаждением его с гидроокисью железа, образовании висмутом окрашенного комплекса с ксиленоловым оранжевым и измерении его оптической плотности.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1, растворы 0,1 и 1 моль/дм
.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:2.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота аскорбиновая по нормативно-технической документации, раствор 100 г/дм
, свежеприготовленный.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:50.
Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 250 г/дм
.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463, раствор 5 г/дм
.
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 10 г/см
.
Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 1 г/дм
: 1 г хлорного железа растворяют в 250 см
соляной кислоты (1:1) и доливают водой до 1 дм
.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм
в 0,1 моль/дм
азотной кислоты.
Водорода перекись по ГОСТ 10929.
Висмут по ГОСТ 10928, марка Ви00.
Стандартные растворы висмута
Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 10 см
азотной кислоты (1:1), окислы азота удаляют кипячением и раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см
, добавляют 100 см
азотной кислоты (1:1) и доливают водой до метки.
1 см
раствора А содержит 0,0001 г висмута.
Раствор Б: 10 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают водой до метки.
1 см
раствора Б содержит 0,00001
г висмута.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Для сплавов с массовой долей кремния не более 0,1%, не содержащих хрома и вольфрама
Навеску сплава массой 3 г при массовой доле висмута от 0,0005 до 0,001% или 2 г при массовой доле висмута от 0,001 до 0,003% помещают в стакан вместимостью 300 см
, добавляют 30-40 см
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой и раствор кипятят до удаления окислов азота. Раствор разбавляют водой до объема 150 см
, добавляют 10 см
раствора хлорного железа, нагревают до 50-60 °С, добавляют аммиак до полного перехода никеля и меди в растворимые аммиачные комплексы и сверх этого еще 5 см
аммиака. Раствор с осадком выдерживают 45-50 мин при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Осадок на фильтре и стакан промывают 6-8 раз горячим раствором аммиака (1:50).
Осадок смывают горячей водой с фильтра и растворяют в 20 см
горячей серной кислоты (1:4) (если в сплаве присутствует марганец, то при растворении осадка добавляют несколько капель перекиси водорода) в стакане, в котором проводилось осаждение гидроокисей, фильтр промывают 5-7 раз горячей водой. Осаждение, фильтрование, промывание осадка гидроокисей и растворение повторяют. Раствор после повторного растворения выпаривают досуха. К сухому остатку добавляют 5 см
1 моль/дм
раствора азотной кислоты, стенки стакана ополаскивают 3-5 см
воды и раствор кипятят до растворения осадка. Добавляют 4 см
раствора аскорбиновой кислоты, охлаждают, добавляют 1 см
раствора фтористого натрия, 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, смесь переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
и доливают до метки водой. Спустя 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 5 см или на спектрофотометре при 540 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см относительно раствора контрольного опыта, проведенного через все стадии а
нализа.
2.3.2. Для сплавов, содержащих хром и более 0,1% кремния
Навеску сплава, указанную в п.2.3.1, помещают в платиновую чашку, добавляют 30 см
азотной кислоты (1:1), 2-3 см
фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. К охлажденному раствору добавляют 10 см
серной кислоты и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают стенки чашки водой и вновь упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения к остатку добавляют 30-40 см
воды и растворяют при нагревании. Раствор переносят в стакан вместимостью 300 см
, добавляют воду до 100 см
, 5 см
раствора азотнокислого серебра, 40 см
раствора надсернокислого аммония, смесь нагревают и кипятят до полного разложения надсернокислого аммония (до полного прекращения выделения пузырьков воздуха).
Раствор охлаждают до 60-70 °С, добавляют 10 см
раствора хлорного железа и далее анализ проводят, как указано в п.2.3
.1.
2.3.3. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава, указанную в п.2.3.1, помещают в платиновую чашку, добавляют 30 см
азотной кислоты (1:1), 2-3 см
фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. К охлажденному раствору добавляют 10 см
серной кислоты и упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают стенки чашки водой и вновь упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения к остатку добавляют 30-40 см
воды и растворяют при нагревании. Раствор переносят в стакан вместимостью 300 см
. В платиновую чашку добавляют 3-4 см
раствора концентрированного аммиака для растворения вольфрамовой кислоты, приставшей к стенкам чашки, и полученный раствор присоединяют к основному раствору в стакане. К раствору добавляют 10 см
раствора хлорного железа и далее анализ приводят, как указано в п.2.3.1
.
2.3.4. Построение градуировочного графика
В стаканы вместимостью по 250 см
помещают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 8,0 см
стандартного раствора Б висмута, добавляют 30 см
азотной кислоты (1:1), 10 см
раствора хлорного железа, разбавляют водой до объема 150 см
, нагревают до 50-60 °С и далее поступают, как указано в п.2.3.1.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю висмута
в процентах вычисляют по формуле
,
где
- масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, 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.1.
Таблица 1
| | |
Массовая доля висмута, % | Допускаемые расхождения, % |
| | |
От 0,0005 до 0,001 включ. | 0,0002 | 0,0003 |
Св. 0,001 " 0,003 " | 0,0003 | 0,0004 |
" 0,003 " 0,006 " | 0,0006 | 0,0008 |
" 0,006 " 0,010 " | 0,001 | 0,001 |
" 0,010 " 0,020 " | 0,002 | 0,003 |
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) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315*, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
2.4.4. Фотометрический метод применяется в случае разногласий в оценке качества никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов.
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
(при массовой доле висмута от 0,001 до 0,02%)
3.1.Сущность метода.
Метод основан на образовании висмута с ксиленоловым оранжевым окрашенного комплекса и измерении его оптической плотности после предварительного выделения висмута соосаждением с двуокисью марганца из 1,5 моль/дм
раствора азотной кислоты. Мешающее влияние железа устраняется аскорбиновой кислотой, а следов олова - фтористым натрием.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1, 1:8, и растворы 1,5; 1 и 0,1 моль/дм
.
Кислота хлорная.
Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.
Кислота аскорбиновая по нормативно-технической документации, раствор 100 г/дм
.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Марганец азотнокислый по ГОСТ 6203, раствор 50 г/дм
.
Бром по ГОСТ 4109.
Смесь для растворения, свежеприготовленная: 9 частей бромистоводородной кислоты смешивают с 1 частью брома.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:8.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463, раствор 5 г/дм
.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 6 г/дм
.
Перекись водорода по ГОСТ 10929.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм
в 0,1 моль/дм
в растворе азотной кислоты.
Медь с массовой долей висмута менее 0,0005%.
Медь азотнокислая, раствор 20 г/дм
: 2 г меди растворяют в 20 см
азотной кислоты (1:1), удаляют оксиды азота кипячением, раствор охлаждают и доливают водой до 100 см
.
Висмут по ГОСТ 10928 с массовой долей висмута не менее 99,9%.
Стандартные растворы висмута
Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 20 см
концентрированной азотной кислоты, удаляют оксиды азота кипячением, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см
, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см
раствора А содержит 0,0001 г висмута.
Раствор Б: 25 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см
, добавляют 20 см
концентрированной азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см
раствора Б содержит 0,00001
г висмута.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Для сплавов с массовой долей олова до 0,05%
Навеску массой 1 г помещают в стакан вместимостью 250 см
и растворяют в 10 см
азотной кислоты (1:1) при нагревании. Оксиды азота удаляют кипячением и раствор разбавляют водой до 50 см
. Добавляют 5 см
раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до появления осадка гидроокиси меди, добавляют 18 см
азотной кислоты (1:1) и воды до объема 90 см
. Раствор нагревают почти до кипения, добавляют 10 см
раствора марганцовокислого калия и кипятят 2 мин. Спустя 30 мин осадок фильтруют на плотный фильтр и промывают стакан и осадок 8-10 раз горячей 1,5 моль/дм
азотной кислотой до исчезновения синей окраски образовавшейся азотнокислой меди. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводилось выделение, фильтр промывают 10 см
горячей азотной кислотой (1:1), содержащей несколько капель раствора перекиси водорода, а затем водой. Промытый фильтр отбрасывают, раствор выпаривают до объема около 5 см
, а затем досуха на водяной бане.
К охлажденному остатку добавляют 1 моль/дм
раствора азотной кислоты (см. табл.2), ополаскивают стенки стакана 2-3 см
воды и осторожно кипятят. Добавляют раствор аскорбиновой кислоты (см. табл.2), нагревают и после растворения осадка охлаждают. Затем при массовой доле висмута в сплаве до 0,008% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см
, а при массовой доле висмута в сплаве свыше 0,008% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см
, доливают до метки водой, перемешивают и отбирают аликвотную часть раствора (см. табл.2) в мерную колбу вместимостью 25 см
.
Таблица 2
| | | |
Массовая доля висмута, % | Объем 1 моль/дм раствора азотной кислоты, см | Объем раствора аскорбиновой кислоты, см | Объем аликвотной части раствора, см |
От 0,001 до 0,008 включ. | 3,0 | 4 | Весь р-р |
Св. 0,008 " 0,020 " | 7,5 | 10 | 10 |
Добавляют 1 см
раствора фтористого натрия, 1 см
раствора ксиленолового оранжевого, доливают водой до метки и перемешивают. Через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 540 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см или на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 5 см. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта. Массовую долю висмута вычисляют по градуировочному графику.
3.3.2. Для сплавов с массовой долей олова свыше 0,05%
Навеску массой 1 г помещают в широкий стакан вместимостью 250 см
и растворяют в 15 см
смеси для растворения сначала на холоде, а затем при нагревании. При неполном растворении пробы добавляют несколько капель брома.
Затем добавляют 10 см
хлорной кислоты и выпаривают до влажного остатка. Остаток охлаждают, стенки стакана ополаскивают водой и доливают до объема 50 см
, добавляют 5 см
раствора азотнокислого марганца и далее анализ проводят, как указано в п.3.3.1.
3.3.3. Построение градуировочного графика
В пять из шести колб вместимостью 250 см
, содержащих по 10 см
раствора меди, вводят 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 8,0 см
стандартного раствора Б висмута. Растворы разбавляют водой до 50 см
, добавляют по 5 см
раствора азотнокислого марганца и далее анализ проводят, как указано в п.3.3.1. К охлажденному остатку добавляют 3 см
1 моль/дм
раствора азотной кислоты, ополаскивают стенки стакана 2-3 см
воды и осторожно кипятят. Затем добавляют 4 см
раствора аскорбиновой кислоты, нагревают и после растворения осадка охлаждают, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см
и далее поступают, как указано в п.3.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий висмута. По полученным данным строят градуировочный гра
фик.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю висмута
в процентах вычисляют по формуле
,
где
- масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески, 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, приведенных в табл.1.
3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят, как указано в п.2.4.3
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
4.1. Сущность метода
Метод основан на измерении абсорбции света атомами висмута, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух, после предварительного выделения висмута на двуокиси марганца.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для висмута.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1, растворы 2 и 1,5 моль/дм
.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор 1 моль/дм
.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Марганец азотнокислый по ГОСТ 6203, раствор 20 г/дм
.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 6 г/дм
.
Водорода перекись по ГОСТ 10929.
Висмут по ГОСТ 10928 с массовой долей висмута не менее 99,9%.
Стандартные растворы висмута
Раствор А: 0,25 г висмута растворяют при нагревании в 20 см
азотной кислоты (1:1), раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см
и доливают водой до метки.
1 см
раствора А содержит 0,0005 г висмута.
Раствор Б: 10 см
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, добавляют 10 см
2 моль/дм
раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.
1 см
раствора Б содержит 0,00005 г висмута.
Раствор В: 20 см
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
, добавляют 10 см
2 моль/дм
раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.
1 см
раствора В содержит 0,00001
г висмута.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Навеску сплава массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см
и растворяют при нагревании в 20 см
азотной кислоты (1:1). Оксиды азота удаляют кипячением и раствор разбавляют водой до объема 50 см
. Добавляют 5 см
раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до появления осадка гидроокиси меди, добавляют 18 см
азотной кислоты (1:1) и воды до объема 90 см
. Раствор нагревают до кипения, добавляют 10 см
раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 2 мин. Через 30 мин осадок отфильтровывают на плотный фильтр и промывают стакан и осадок 4-5 раз горячим 1,5 моль/дм
раствором азотной кислоты. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводили осаждение. Фильтр промывают 10 см
горячего раствора серной кислоты (1:4), содержащего несколько капель раствора перекиси водорода, а затем водой. Промытый фильтр отбрасывают, а раствор выпаривают до влажных солей. После охлаждения добавляют 8 см
1 моль/дм
раствора соляной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доливают до метки 1 моль/дм
раствором соляной кислоты.
Измеряют атомную абсорбцию висмута в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм параллельно с градуировочными раст
ворами.
4.3.2. Построение градуировочного графика
В восемь из девяти стаканов вместимостью 250 см
помещают 1,0; 2,5; 5,0; 10,0 см
стандартного раствора В и 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см
стандартного раствора Б. Во все стаканы добавляют воды до объема 50 см
, по 5 см
раствора азотнокислого марганца и далее анализ проводят, как указано в п.4.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю висмута
в процентах вычисляют по формуле
,
где
- концентрация висмута, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- объем конечного раствора, см
;
- масса навески сплава, 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.1.
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) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных фотометрическими методами, в соответствии с ГОСТ 25086.
