---

У

Группа В59

ДК 669.715'782 : 546.28.06 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

С

ГОСТ

1762.1-71

ИЛУМИН В ЧУШКАХ

Методы определения кремния

Aluminium-silicon alloy ingots.

Methods for determination of silicon

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.73 до 01.07.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический и диф­ференциальный фотометрический методы определения кремния (при массовой доле кремния от 1 до 15%) в силумине в чушках.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа—по ГОСТ 1762.0—71.

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод основан на’ выделении кремниевой кислоты после раз- I і ложения силумина и определении кремния по разности в массе I до и после обработки осадка фтористоводородной кислотой.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

? 2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ, РАСТВОРЫ

л* Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой долей 30%.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1, 1 : 10.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 нс объемной долей 2%.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293—78, свежеприготовленный раствор с массовой долей 2%: 2 г желатина помещают в кони- ческую колбу вместимостью 250 см³ со 100 см³ нагретой до 70°С Издание официальное Перепечатка воспрещен*

воды и растворяют желатин при нагревании, не доводя до ки­пения.

Бром по ГОСТ 4109—79, насыщенный на холоду водный раст­вор (бромная вода).

Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199—76 (обез­воженный при 400°С).

Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий тетраборнокислый в соотношении 3:1 (по массе).

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагревания 1000°С.

Чашки платиновые, серебряные, никелевые.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. Щелочное разложение пробы

Навеску силумина массой 0,5 г помещают в платиновую, сереб­ряную или никелевую чашку вместимостью не менее 100 см³, зак­рывают чашку крышкой и, слегка сдвинув крышку, приливают 20 см³ раствора гидроокиси натрия. По окончании бурной реак­ции чашку ставят на песчаную баню и нагревают до полного прек­ращения растворения сплава, затем охлаждают, обмывают крышку и стенки чашки небольшим количеством воды и далее щелочный раствор разбавляют 20—25 см³ воды.

После этого холодный раствор осторожно при постоянном пе­ремешивании переливают в стакан вместимостью 400 см³, в кото­рый предварительно налито 40 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, и 5 см³ азотной кислоты.

Чашку ополаскивают 2—3 раза горячей водой и небольшим количеством серной кислоты, разбавленной 1:10.

Раствор выпаривают до начала выделения густых белых паров серного ангидрида. После небольшого охлаждения до 70°С к остатку от выпаривания прибавляют 5 см³ раствора желатина, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и оставляют раст­вор на 5 мин на песчаной бане. Затем добавляют 100 см³ горячей воды, перемешивают и нагревают (не доводя до кипения) до пол­ного растворения сернокислых солей. Горячий раствор быстро фильтруют через фильтр «белая лента», обмывают стакан и про­мывают осадок на фильтре 3—4 раза раствором горячей соляной кислоты с объемной долей 2% и 8—10 раз горячей водой до пол­ного удаления солей.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, осторожно озоляют при температуре 400°С и прокаливают при 1000°С в те­чение 40 мин, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. К прокаленному осадку прибавляют 3—5 капель серной кислоты, разбавленной 1:1, 5 см³ фтористоводородной кислоты и выпари­вают содержимое тигля на песчаной бане досуха.

После этого остаток прокаливают при 1000'°С в течение 10 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Навеску силумина массой 0,5 г помещают в стакан вмести­мостью 250 см³, приливают 30 см³ воды, насыщенной бромом, и 50 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1. После окончания бур­ной реакции стакан ставят на песчаную баню и выдерживают дам до полного прекращения реакции. Если необходимо, прибавляют еще небольшими порциями бромную воду (раствор должен быть окрашен в желтый цвет).

Обмывают стенки стакана горячей водой и отфильтровывают не- растворившийся остаток через беззольный фильтр «синяя лента», предварительно добавив на фильтр небольшое количество бумаж­ной массы.

Осадок промывают горячей водой 6—8 раз. Фильтрат собирают в стакан вместимостью 250 см³, выпаривают до небольшого объе­ма и сохраняют.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, осторожно озоляют, прокаливают 2—3 мин при 900°С и охлаждают. Осадок в тигле тщательно смешивают с 3 г смеси соды и буры, оставив небольшое количество смеси для покрытия содержимого тигля, и сплавляют при температуре 950°С 15 мин, предварительно вы­держав тигли с содержимым при температуре 700°С.

После охлаждения тигель с плавом обмывают снаружи горя­чей водой, помещают в стакан вместимостью 150 см³ и выщела­чивают в 30 см ’ соляной кислоты, разбавленной 1:1.

После полного растворения плава тигель обмывают горячей водой, а раствор присоединяют к основному раствору, получен­ному после разложения навески в соляной кислоте, и выпаривают на негорячей песчаной бане до влажных солей.

Стакан снимают с бани, добавляют в него 20 см³ концентри­рованной соляной кислоты и тщательно перемешивают. Затем прибавляют 5 см³ раствора желатина, снова перемешивают и дают стоять 5 мин.

Прибавляют горячей воды до объема приблизительно 60 см³, перемешивают до растворения солей (не нагревая) и через 3— 4 мин выделившуюся кремниевую кислоту отфильтровывают че­рез беззольный фильтр «белая лента». Обмывают стакан и про­мывают осадок на фильтре 2—3 раза раствором горячей соляной кислоты с массовой долей 2% и 6—8 раз горячей водой до полного удаления солей. Фильтр с осадком помещают в платиновый ти­гель и далее поступают, как указано в п. 3.1.

Разд. 3 (Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Массовую долю кремения (А) в процентах вычисляют по формуле

_v („г,—ш₂)-0,4674-100 А — ,

т

где /Пі — масса тигля с осадком, г;

т₂— масса тигля с остатком после обработки осадка фторис­то-водородной и серной кислотами, г;

т— масса навески силумина, г;

0,4674 — коэффициент пересчета кремниевой кислоты на кремний.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в измерении оптической плотности окрашенного комплексного соединения кремнемолибденовой ге­терополикислоты в результате реакции кремниевой кислоты с мо­либденово-кислым аммонием с последующим восстановлением комплекса аскорбиновой кислотой.

3. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколбриметр типа ФЭК 56М, ФЭК-60, КФ К или спектрофотометр типа СФ-26, СФ-16 или аналогичные.

Нейтральные стекла НС-8 толщиной 2, 3 и 4 мм.

Кислота соляная — по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1 и 1:10.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, растворы концентрации с (72H2SO4) =0,14 моль/дм³ (0,14 и.) и с ('/гНгЗОд) =8 моль/дм³ (8 н.). Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой до­лей 30%.

Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78, раствор с массовой долей 5%.

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор с мас­совой долей 1%.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929—76, раствор с массовой долей 3%.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73.

Стандартные растворы двуокиси кремния

Раствор А: 0,2140 г тонко растертой в агатовой или из орг­стекла ступке и предварительно прокаленной в течение 1 ч при 1000°С двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 5 г безводного углекислого натрия при 900°С в течение 10—15 мин до получения прозрачного плава. Плав растворяют в воде при нагревании в платиновой, серебряной или никелевой чашке. Рас­твор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и доливают водой до метки; хранят в полиэтиленовом сосуде.

1 см³ раствора А содержит 0,1 мг кремния.

Раствор Б: 50 см³ раствора А разбавляют до метки водой в колбе вместимостью 250 см³ и перемешивают; готовят перед при­менением.

1 см³ раствора Б содержит 0,02 мг кремния.

6. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. К навеске силумина массой 0,25 г в никелевой, серебря­ной или платиновой чашке добавляют 27 см³ гидроокиси натрия, накрывают крышкой и растворяют на холоду. Одновременно про­водят контрольный опыт. После окончания бурной реакции раст­вор в чашке нагревают на песчаной бане в течение 15 мин. После охлаждения раствора крышку и стенки чашки обмывают неболь­шим количеством воды и приливают еще 20—25 см³ воды.

Раствор постепенно при постоянном перемешивании перели­вают в стакан вместимостью 400 см³, в который предварительно наливают 100 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 2 см³ азотной кислоты. Чашку ополаскивают 2—3 раза горячей водой, а затем 10 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:10. Раствор наг­ревают на песчаной бане 5—7 мин до образования абсолютно прозрачного раствора.

В случае необходимости для растворения меди можно доба­вить несколько капель перекиси водорода.

При измерении на спектрофотометре вместо раствора сравне­ния можно использовать нейтральное стекло НС-8 толщиной 2, 3 или 4 мм. Для этого в одну из кювет наливают, раствор конт­рольного опыта, а в другую раствор исследуемой пробы, и перед держателем с этими кюветами ставят держатель с нейтральным стеклом НС-8, которое располагается перед кюветой с раствором контрольного опыта.

Оптическая плотность растворов, измеренная по отношению к стеклу, должна быть в пределах от минус 0,40 до плюс 0,70.

В области массовых долей кремния 1 —10% пользуются стек­лом НС-8 2,3 мм, в области массовых долей 5—15% — стеклом НС-8 4,0 мм.

Если оптическая плотность испытуемого раствора больше оп­тической плотности раствора сравнения, то нуль оптической плот­ности устанавливают по раствору сравнения. Затем измеряют оп­тическую плотность испытуемого раствора, записывая ее со зна­ком плюс.

Если оптическая плотность испытуемого раствора меньше оп­тической плотности раствора сравнения, то применяют обратный порядок измерения: на нуль оптической плотности устанавливают прибор по испытуемому раствору и измеряют оптическую плот­ность раствора сравнения, записывая ее со знаком минус.

По величине оптической плотности растворов определяют мас­су кремния по градуировочному графику.

В мерные колбы вместимостью 100 см³ приливают из микро­бюретки 0; 1,0; 3,0; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 18,0 см³ стандартного раст­вора Б, что соответствует 0; 0,02; 0,06; 0,12; 0,18; 0,24; 0,30 н 0,36 мг кремния, разбавляют до 50 см³ раствором серной кисло­ты концентрации с (V2H2SO4) =0,14 моль/дм³ (0,14 н.), прилива­ют 5 см³ молибденовокислого аммония и далее поступают так, как указано в ходе анализа.

Раствором сравнения служит раствор, содержащий 9,0 см³ стандартного раствора Б, или нейтральные стекла НС-8 толщиной 2, 3 или 4 мм. При использовании нейтральных стекол за стеклом НС-8 ставится кювета с раствором, не содержащим кремния.

По полученным значениям оптических плотностей растворов и известным массам кремния строят градуировочный график.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Массовую долю кремния (Xj в процентах вычисляют по формуле

_х шгР-100

где nil — масса кремния, найденная по градуировочному графи­ку, мг;

5. — общий объем раствора, см³;

6. — объем аликвотной части раствора, см³; т — масса навески силумина, г.