ГОСТ 20841.2-75 Продукты кремнийорганические. Методы определения массовой доли кремния.

     ГОСТ 20841.2-75*

Группа Л99

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 ПРОДУКТЫ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ

 Методы определения массовой доли кремния

 Silicon organic products.

Methods for determination of silicon mass fraction

ОКСТУ 2209

Дата введения 1976-01-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 19 мая 1975 г. N 1343 срок введения установлен с 01.01.76

Проверен в 1985 г. Постановлением Госстандарта от 26.03.85 N 838 срок действия продлен до 01.01.91**

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (август 1986 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в январе 1980 г., марте 1985 г. (ИУС 3-80, 6-85).

ВНЕСЕНО Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.03.90 N 713 с 01.10.90

Настоящий стандарт распространяется на кремнийорганические продукты и устанавливает весовой и спектрофотометрический методы определения массовой доли кремния.

 1. ВЕСОВОЙ МЕТОД

1.1. Сущность метода

1.1.1. Сущность метода заключается в разложении навески продукта в кварцевой колбе или фарфоровом тигле 25%-ным олеумом и дымящей азотной кислотой, содержащей 20% окислов азота, и прокаливании образовавшейся двуокиси кремния при 800 °С.

1.2. Реактивы, посуда, приборы

1.2.1. Для определения массовой доли кремния применяются:

олеум 25%-ный, готовят разбавлением 60%-ного олеума серной кислотой;

кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или по ГОСТ 11125-84;

кислота серная по ГОСТ 4204-77;

колба кварцевая коническая с притертой пробкой, вместимостью 75-100 см

, высотой 80-90 мм или стакан ВН по ГОСТ 19908-80* вместимостью 50 или 80 см

;     

пипетка с делением по ГОСТ 20292-74*, вместимостью 2-5 см

;     

тигель фарфоровый высокий 4 по ГОСТ 9147-80 или кварцевый по ГОСТ 19908-80, тип В-50, допускается применение тиглей и чашек из платины;

эксикатор по ГОСТ 25336-82 с металлической сеткой;

электроплитка закрытого типа;

печь муфельная на 800-850 °С.

Весы лабораторные общего назначения типов ВЛР-200 г или ВЛЭ-200 г.

Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1.3. Проведение испытания

Пробу испытуемого продукта взвешивают (результат взвешивания записывают в граммах до четвертого знака) в кварцевой колбе или кварцевом или фарфоровом тигле, предварительно прокаленных в муфельной печи при 800 °С до постоянной массы (допускаемые расхождения между двумя последними взвешиваниями не должны превышать 0,0002 г), туда же приливают 25%-ный олеум, добавляют 2-3 капли азотной кислоты и осторожно нагревают на электроплитке. Затем в колбу снова, по каплям, добавляют азотную кислоту до тех пор, пока не прекратится обесцвечивание бурых паров, что указывает на заканчивающийся процесс окисления кремнийорганических соединений.

После этого приливают еще 2-3 капли азотной кислоты и содержимое колбы или тигля выпаривают, усиливая нагревание, для удаления избытка кислоты. При нагревании следят за тем, чтобы не было сильного вспенивания. При начинающемся вспенивании колбу или тигель снимают с электроплитки.

Когда закончится выделение паров, колбу или тигель помещают в муфельную печь и прокаливают при 800-850 °C в течение 2 ч. Затем колбу или тигель переносят в эксикатор, охлаждают в течение 30-60 мин и взвешивают (результат взвешивания записывают в граммах до четвертого десятичного знака). Прокаливание, охлаждение и взвешивание повторяют до получения постоянной массы.

При отсутствии азотной кислоты в колбу или тигель с навеской испытуемого продукта добавляют олеум и выдерживают в течение определенного времени, а затем поступают так, как описано выше.

В тех же условиях и с теми же количествами реактивов проводят контрольный опыт.

Масса навески испытуемого продукта и объем олеума, необходимые для испытания, а также время выдержки с олеумом должны быть оговорены в стандартах и технических условиях, устанавливающих технические требования на кремнийорганическую продукцию.

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1.4. Обработка результатов

Массовую долю кремния

в процентах вычисляют по формуле

,

где

- масса навески испытуемого продукта, г;

- масса остатка после прокаливания, г;

- масса остатка после прокаливания в контрольном опыте, г;

0,4674 - коэффициент пересчета с SiО

на Si.

За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных испытаний, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,5% при доверительной вероятности

0,95.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

 2. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

2.1.1. Сущность метода заключается в сплавлении испытуемого продукта с перекисью натрия в бомбе с печью сопротивления в атмосфере кислорода. Образующийся плав растворяют в воде и в полученном растворе определяют кремний в виде кремниймолибденовой кислоты дифференциальным спектрофотометрическим методом.

2.2. Реактивы, растворы, посуда и приборы

2.2.1. Для определения массовой доли кремния применяют:

аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, раствор с массовой долей 5%;

кислота серная по ГОСТ 4204-77, концентрированная, раствор 1:1, и растворы концентраций

(

H

SО

)=0,1 моль/дм

(0,1 н.) и 0,5 моль/дм

(0,5 н.);

натрия перекись (анализируют не реже одного раза в 3 мес);

калий хромовокислый по ГОСТ 4459-75;

фенолфталеин (индикатор), спиртовой раствор с массовой долей 0,1%, готовят по ГОСТ 4919.1-77;

калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, растворы концентраций

(KОН)=0,1 моль/дм

(0,1 н.) и 0,05 моль/дм

(0,05 н.);

спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87, высший сорт;

кислород газообразный по ГОСТ 5583-78;

тигли никелевые высотой 20 мм, диаметром 15 мм, толщиной стенки 1 мм;

стаканы химические по ГОСТ 25336-82, вместимостью 250-300 см

;

колбы мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 50, 100 и 1000 см

;

бюретка исполнения 7 по ГОСТ 20292-74;

пипетка по ГОСТ 20292-74, вместимостью 25 и 100 см

;

капельницы по ГОСТ 25336-82;

флаконы полиэтиленовые вместимостью 100 и 1000 см

;

фильтры бумажные;

спектрофотометр марки Ф-4А или СФ-4, или СФ-16;

автотрансформатор лабораторный регулировочный типа ЛАТР 1М, 220 В-9А;

трансформатор понижающий типа ОСН-0,36, 150А, 5,2В, 220/5, В/А 800 Вт;

весы лабораторные общего назначения типа ВЛР-200 г или ВЛЭ-200 г;

горелка газовая;

мешочки полиэтиленовые диаметром 5-8 мм, высотой 18-20 мм, изготовленные из полиэтиленовой трубки;

бомба с печью сопротивления (см. чертеж), изготовленная из стали Х18Н9Т или Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72) и состоящая из цилиндрического сосуда 2, крышки 7 с кольцевыми резиновой и металлической прокладками 6 и кольца 3. Крышка снабжена двумя клапанами 4 и 5 для входа и выхода кислорода и двумя медными токовводами 1, на концах которых должны быть плотно надеты насадки из стали Х18Н9Т или Х18Н10Т, к которым приваривают печь сопротивления 8, состоящую из нихромовых пластинок толщиной 0,5 мм, имеющих форму полуцилиндров.

Нихромовые пластинки меняют по мере прогорания.

Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

Бомба с печью сопротивления

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

2.3. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика готовят образцовый раствор, содержащий 3,0000 г перекристаллизованного хромовокислого калия в 1000 см

раствора гидроокиси калия концентрации 0,1 моль/дм

. Полученный раствор хранят в полиэтиленовом флаконе вместимостью 1 дм

. Раствор устойчив в течение двух лет.

Градуировочный график строят в положительной и отрицательной областях координат.

Для построения графика в положительной области в мерные колбы вместимостью 50 см

вносят 2,5; 2,7; 3,0; 3,3; 3,5; 3,8 и 4,0 см

образцового раствора и доводят объемы водой до метки. Затем определяют величину оптической плотности на спектрофотометре в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 1 см при длине волны 400 нм по отношению к раствору сравнения. Раствор сравнения содержит 2 см

образцового раствора в 50 см

воды.

Для построения градуировочного графика в отрицательной области в мерные колбы вместимостью 50 см

вносят 1,7; 1,5; 1,0 и 0,5 см

образцового раствора, доводят объемы водой до метки и определяют величину оптической плотности раствора сравнения по отношению к приготовленным растворам. Значение оптических плотностей в этом случае будет иметь знак "минус".

Градуировочный график строят, откладывая на оси ординат оптическую плотность растворов, а на оси абсцисс - массу кремния в микрограммах, которому соответствуют взятые объемы образцового раствора. 1 см

образцового раствора, разбавленного водой в мерной колбе вместимостью 50 см

, соответствует по окраске раствору кремнемолибденовой кислоты, содержащему 365 мкг кремния.

На каждом спектрофотометре проверяют образцовый раствор и устанавливают фактическое соответствие кремния одному миллилитру разбавленного образцового раст

вора.

2.4. Проведение испытания

Стенки сосуда бомбы смачивают водой. 20-30 мг продукта взвешивают (результат взвешивания записывают в миллиграммах до четвертого десятичного знака) в полиэтиленовом мешочке. Затем 1 г перекиси натрия взвешивают (результат взвешивания записывают в граммах до второго десятичного знака) примерно половину ее высыпают на дно никелевого тигля, а остальное количество поверх мешочка с навеской испытуемого продукта, помещенного в тигель.

Тигель вставляют в нихромовое кольцо печи сопротивления, закрывают крышкой цилиндр сосуда бомбы, надевают кольцо и от руки навинчивают его на сосуд бомбы. После этого, пользуясь клапанами, бомбу продувают 10-12 с кислородом и выходной клапан закрывают.

К клеммам, находящимся на крышке бомбы, в течение 10-15 с подают ток через трансформатор и ЛАТР. Через 5 мин после сжигания навески бомбу открывают, предварительно выпустив из нее через клапан избыток газа, вынимают тигель из нихромового кольца, переносят его на дно сосуда бомбы; крышку и стержни тщательно обмывают водой (15-20 см

).

Сосуд бомбы вместе с промывными водами и тиглем, содержащим плав, нагревают 5-7 мин на небольшом пламени горелки.

После охлаждения раствор количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см

, доводят до метки и отфильтровывают.

15 см

приготовленного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50 см

, нейтрализуют по фенолфталеину растворами серной кислоты концентрации 5 моль/дм

и затем 0,1 моль/дм

, добавляют 1 см

раствора серной кислоты концентрации 5 моль/дм

, 3 г раствора молибденовокислого аммония и доводят до метки водой. Через 10 мин измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см при длине волны 400 нм по отношению к раствору сравнения.

Если оптическая плотность испытуемого раствора окажется меньше оптической плотности раствора сравнения, применяют обратный порядок измерения (значение плотности приобретает знак "минус").

По градуировочному графику находят массу кремния в растворе в микрограмма

х.

2.3, 2.4. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

2.5. Обработка результатов

Массовую долю кремния

в процентах вычисляют по формуле

,

где

- масса кремния, найденная по градуировочному графику, мкг;

- масса навески испытуемого продукта, мг;

100 - объем раствора испытуемого продукта, см

;

15 - объем раствора испытуемого продукта, взятый для испытания, см

.

За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,5% при доверительной вероятности

0,95.

(Измененная редакция, Изм. N 1).