Результати аналізування обчислюють за градуювальним графіком або методом порівняння зі стандартним зразком, близьким за складом до аналізованої проби й проведеним через усі стадії аналізування.
Побудова градуювального графіка
У шість стаканів місткістю 250 см3 вміщують (0,5 або 0,2) г карбонільного заліза залежно від наважки проби. У п’ять із них послідовно додають стандартний розчин Б кількістю (2; 3; 5; 8; 12) см3, що відповідає (0,0002; 0,0003; 0,0005; 0,0008; 0,0012) г нікелю. Шостий стакан використовують для готування розчину порівняння. Далі виконують аналізування, як зазначено в 4.2.3.
За знайденими значеннями оптичної густини та відповідними до них значеннями маси нікелю будують градуювальний графік у координатах: оптична густина — маса нікелю, у грамах. Допустимо будувати градуювальний графік у координатах: оптична густина — масова частка нікелю, у відсотках.
Визначення масової частки нікелю ((0,05—0,50) %) у сталях та чавунах із масовою часткою марганцю понад 1 % та відокремленням останнього
Наважки проби масою (0,5 або 0,2) г вміщують у стакан місткістю 250 см3 і розчиняють у ЗО см3 сірчаної кислоти, розведеної 1:4, під час повільного нагрівання. Після повного розчинення наважки обережно додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання розчину та ще (2—3) см3 у надлишок. Розчин кип’ятять, обмивають стінки стакана водою, додають 10 см3 сірчаної кислоти та випарюють до парів сірчаної кислоти. Солі розчиняють у 100 см3 води під час нагрівання. До розчину додають 1 г бромнуватокислого калію, нагрівають до кипіння та кип'ятять протягом 5 хв.
Охолоджений розчин переводять у мірну колбу місткістю 250 см3, доливають водою до позначки та перемішують. Розчин фільтрують на сухий щільний фільтр у суху колбу, відкидаючи перші порції фільтрату.
Аліквотну частину 25 см3 вміщують у стакан місткістю 250 см3, додають (5—10) см3 соляної кислоти та випарюють до парів сірчаної кислоти. Оброблення соляною кислотою виконують ще двічі. Розчин випарюють до появи парів сірчаної кислоти, додають 1 см3 соляної кислоти, 10 см3 води та розчиняють солі, нагріваючи. Потім розчин охолоджують і переливають у мірну колбу місткістю 100 см3. Далі аналізування виконують, як зазначено в 4.2.3 та 4.2.4.
Опрацювання результатів
Масову частку нікелю X1t у відсотках, обчислюють за формулою: де — маса нікелю в аналізованій пробі, знайдена за градуювальним графіком, г;
т — маса наважки проби, г.
5 ГРАВІМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ НІКЕЛЮ ВІД 0,1 % ДО 0,5 %
Суть методу
Метод ґрунтується на виділенні нікелю диметилгліоксимом в аміачному середовищі за наявності винної кислоти, яка зв’язує залізо та подальшому зважуванні одержаного осаду у вигляді оксиду нікелю (II) або диметилгліоксимату нікелю.
Апаратура, реактиви та розчини
Електропіч типу СНОЛ, що забезпечує регулювання температури з точністю + 10 °С.
Електрошафа сушильна лабораторна, що забезпечує регулювання температури з точністю ± 10 °С. Ексикатор — згідно з ГОСТ 25336.
Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261, розведена 1:20 та 1:1.
Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.
Аміак водний — згідно з ГОСТ 3760, розведений 1:1 та 1:100.
Кислота винна — згідно з ГОСТ 5817, розчин масовою концентрацією 500 г/дм3.
Кислота лимонна моногідрат і безводна — згідно з ГОСТ 3652, розчин масовою концентрацією 250 г/дм3.
Амоній роданистий — згідно з ГОСТ 19522, розчин масовою концентрацією 50 г/дм3.
Спирт етиловий ректифікований — згідно з ДСТУ 4221 або ГОСТ 18300.
Диметилгліоксим — згідно з ГОСТ 5828, розчин в етиловому спирті масовою концентрацією 0,01 г/см3: 1 г реактиву розчиняють у 100 см3 етилового спирту.
Аналізування
Наважку сталі або чавуну масою 2 г вміщують у стакан місткістю (400—500) см3 та розчиняють у (40—50) см3 соляної кислоти, розведеної 1:1, під час помірного нагрівання.
Після розчинення наважки додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання розчину та (2—3) краплі в надлишок. Розчин випарюють насухо. До сухого залишку додають 10 см3 соляної кислоти, розведеної 1:1, знову випарюють насухо й охолоджують.
Після охолодження до сухого залишку додають 10 см3 соляної кислоти, розведеної 1:1, та нагрівають до розчинення солей. До розчину додають 100 см3 гарячої води і, якщо утворився осад кремнієвої кислоти або графіту, фільтрують на фільтр «біла стрічка». Фільтр з осадом промивають кілька разів гарячою соляною кислотою, розведеною 1:20, до повного видалення йонів заліза (контролювання виконують за реакцією з розчином роданистого амонію). Фільтр з осадом відкидають.
Фільтрат доводять до об’єму (300—350) см3, додають 40 см3 розчину винної кислоти або 20 см3 розчину лимонної кислоти, обережно нейтралізують розчином аміаку до появи слабкого запаху та, безперервно перемішуючи, додають 10 см3 розчину диметилгліоксиму.
Розчин з осадом диметилгліоксимату нікелю нагрівають до температури (60—70) °С, дають осаду відстоятися в теплому місці протягом двох—трьох годин, після чого фільтрують на фільтр «біла стрічка». Стакан обмивають над фільтром двічі—тричі холодним розчином аміаку, розведеним 1:100, і промивають фільтр з осадом (1—2) рази тим самим розчином. Осад на фільтрі розчиняють у ЗО см3 гарячої соляної кислоти, розведеної 1:1, та промивають (5—6) разів гарячою водою, збираючи фільтрат і промивні води в стакан, у якому виконували осаджування. Після цього виконують повторне осаджування нікелю, як зазначено вище.
Промитий осад диметилгліоксимату нікелю разом із фільтром завертають в інший злегка зволожений фільтр, вміщують у порцеляновий тигель, заздалегідь прожарений до сталої маси за температури 800 °С та зважений. Фільтр з осадом висушують у тиглі, обережно озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють за температури (650—700) °С до сталої маси. Потім тигель з осадом охолоджують в ексикаторі та зважують. Одночасно з аналізуванням виконують контрольний дослід на забруднення реактивів.
Якщо масова частка нікелю в сталі менше ніж 0,2 %, визначення нікелю допустимо закінчувати зва- женням висушеного осаду діметилгліоксимату нікелю. У цьому разі осад фільтрують на скляний фільтрувальний тигель № 3, заздалегідь висушений і доведений до сталої маси. Стінки стакана й осад промивають розчином аміаку, розведеного 1:100, та ще (5—6) разів теплою водою. Тигель з осадом вміщують у сушильну шафу, висушують за температури (110—120) °С до сталої маси, охолоджують в ексикаторі та зважують. Одночасно з аналізуванням виконують контрольний дослід на забруднення реактивів.
Опрацювання результатів
Масову частку нікелю Х2. У відсотках, обчислюють за формулою:
_[(mi-m2)-frn,-m4)]K100 ,,,
2т '
де гщ — маса тигля з осадом оксиду нікелю (III) або диметилгліоксимату нікелю аналізованої проби, г; т2— маса тигля без осаду, г;
т3— маса тигля з осадом контрольного досліду, г;
тА— маса тигля без осаду, г;
К — коефіцієнт, що дорівнює 0,2032, для перерахування диметилгліоксимату нікелю на нікель та 0,7858 для перерахування оксиду нікелю (II) на нікель;
т — маса наважки аналізованої проби, г.
6 АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ
НІКЕЛЮ ВІД 0,02 % ДО 0,50 %
Суть методу
Метод ґрунтується на вимірюванні ступеня поглинання резонансного випромінювання вільними атомами нікелю, що утворюються внаслідок розпилення аналізованого розчину в полум’я повітря — ацетилен за довжини хвилі 232 нм.
Апаратура, реактиви та розчини
Атомно-абсорбційний полуменевий спектрофотометр.
Лампа з порожнистим катодом для визначення нікелю.
Ацетилен розчинений і газоподібний — згідно з ГОСТ 5457.
Компресор, що подає стиснене повітря, чи балон зі стисненим повітрям.
Кислота соляна — згідно з ГОСТ 3118 або ГОСТ 14261, розведена 1:1.
Кислота азотна — згідно з ГОСТ 4461 або ГОСТ 11125.
Залізо карбонільне радіотехнічне — згідно з ГОСТ 13610; розчин масовою концентрацією 50 г/дм3 готують так: 50 г карбонільного заліза розчиняють у 400 см3 соляної кислоти, розведеної 1:1, додають краплями азотну кислоту до припинення спінювання, випарюють до вологих солей. Потім додають (40—50) см3 соляної кислоти й знову випарюють до вологих солей. Цю операцію повторюють. Солі розчиняють у 100 см3 соляної кислоти, розведеної 1:1. Розчин охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 1 дм3, доводять водою до позначки та перемішують. Потім розчин фільтрують на фільтр середньої щільності.
Нікель первинний — згідно з ГОСТ 849.
Стандартні розчини нікелю.
Розчин А. 0,5000 г металевого нікелю розчиняють у 10 см3 соляної та 10 см3 азотної кислот або у ЗО см3 азотної кислоти, розведеної 1:2. Розчин охолоджують і переливають у мірну колбу місткістю 1 дм3, доливають водою до позначки та перемішують.
см3 розчину А містить 0,0005 г нікелю.
Розчин Б. 20 см3 стандартного розчину А вміщують у мірну колбу місткістю 100 см3, доливають водою до позначки та перемішують.
см3 розчину Б містить 0,0001 г нікелю.
Розчин Б готують безпосередньо перед використанням.
Готування до аналізування
Готування приладу виконують відповідно до інструкції, яку додають до нього. Налаштовують спектрофотометр на резонансну лінію 232 нм. Після вмикання подавання газу та запалювання пальника розпилюють воду в полум’я й установлюють нульове показання приладу.
Аналізування
Наважку сталі або чавуну масою 1 г (за масової частки нікелю (0,02—0,10) %) або 0,5 г (за масової частки нікелю (0,1—0,2) %), або 0,2 г (за масової частки нікелю (0,2—0,5) %) вміщують у стакан місткістю 100 см3 і розчиняють, нагріваючи, в 15 см3 соляної кислоти й 5 см3 азотної кислоти. Розчин випарюють насухо, охолоджують, додають 5 см3 соляної кислоти, (20—ЗО) см3 води й нагрівають до розчинення солей. Охолоджений розчин переливають у мірну колбу місткістю 100 см3, доливають водою до позначки та перемішують. Розчин фільтрують на сухий фільтр «біла стрічка», у суху колбу відкидають перші дві порції фільтрату.
Для готування розчину контрольного досліду в мірну колбу місткістю 100 см3 додають розчин карбонільного заліза та проводять через усі стадії аналізування.
Розпилюють у полум'я розчин контрольного досліду, а потім аналізовані розчини в порядку зростання масової частки нікелю до одержання стабільних показів для кожного розчину. Перед розпиленням в полум’я кожного аналізованого розчину розпилюють воду для промивання системи та перевіряння нульової точки.
Від середнього значення абсорбції кожного аналізованого розчину віднімають середнє значення абсорбції контрольного досліду.
Масу нікелю визначають за градуювальним графіком.
Побудова градуювального графіка
У сім мірних колб місткістю 100 см3 вміщують по (20, 10 або 4) см3 розчину карбонільного заліза залежно від наважки проби, у шість із них послідовно додають (1,5; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0; 12,5) см3 стандартного розчину Б, що відповідає (0,00015; 0,00030; 0,00050; 0,00070; 0,00100; 0,00125) г нікелю. Сьома колба слугує для виконання контрольного досліду. Вміст колб доводять водою до позначки, перемішують і далі аналізування виконують, як зазначено у 6.4.1.
За знайденими значеннями абсорбції та відповідними до них значеннями маси нікелю будують градуювапьний графік.
Опрацювання результатів
Масову частку нікелю Х3, у відсотках, обчислюють за формулою: де П7-! — маса нікелю в аналізованій пробі, визначена за градуювальним графіком, г;
т — маса наважки проби, г.
НОРМИ ТОЧНОСТІ
Норми точності та нормативи контролю точності визначення масової частки нікелю наведено в таблиці 1.
Таблиця 1
У відсотках
|
Масова частка нікелю |
Границя допустимої похибки результатів аналізування, Д |
Допустима розбіжність |
|||
|
двох одночасних результатів аналізування, виконаних у різних умовах, Dz |
ДВОХ одночасних визначень, d2 |
трьох одночасних визначень, d3 |
результатів аналізування стандартного зразка від атестованого значення,5 |
||
|
Від 0,01 до 0,02 включ. |
0,003 |
0,004 |
0,003 |
0,004 |
0,002 |
|
Понад 0,02 « 0,05 « |
0,005 |
0,006 |
0,005 |
0,006 |
0,003 |
|
« 0,05 « 0,10 « |
0,008 |
0,010 |
0,008 |
0,010 |
0,005 |
|
« 0,1 « 0,2 « |
0,013 |
0,016 |
0,013 |
0,016 |
0,008 |
|
« 0,2 « 0,5 « |
0,020 |
0,026 |
0,021 |
0,026 |
0,013 |
ВИМОГИ ДО КВАЛІФІКАЦІЇ ОПЕРАТОРА
До роботи з устаткованийм допускають осіб, які вивчили методику виконання вимірювань, інструкції з експлуатації устатковання, правила експлуатації електроустановок, пройшли відповідний інструктаж і допущені до роботи в установленому на підприємстві (організації) порядку.
ВИМОГИ ЩОДО БЕЗПЕКИ
Під час аналізування треба дотримувати вимоги щодо безпеки, викладені в інструкціях, що діють у хімічних лабораторіях, і розроблені на підставі ДСТУ 7237, ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.010 та чинних нормативних документів.
До роботи на атомно-абсорбційному спектрофотометрі допускають осіб, що пройшли навчання відповідно до інструкції з обслуговування та експлуатації приладу. Потрібно особливу увагу звернути на:
