Кристаллический фиолетовый, водный раствор 2 г/дм3.
Толуол по ГОСТ 5789.
Натрий сернокислый по ГОСТ 4166, безводный.
Сурьма марки СуОО или СуО по ГОСТ 1089.
Стандартные растворы сурьмы
Раствор А: 0,1 г сурьмы растворяют при нагревании в 50 см3 концентрированной серной кислоты. Раствор охлаждают, пометают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют 175 см3 серной кислоты (1:1), охлаждают и доливают водой до метки.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г сурьмы.
Раствор Б: 10 см3 раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 70 см3 концентрированной соляной кислоты и разбавляют до метки водой; готовят в день применения.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г сурьмы.
Проведение анализа
Для сплавов с массовой долей кремния менее 0,1 %, не содержащих хром и вольфрам
Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стенки стакана и часовое стекло или пластинку ополаскивают водой, добавляют воды до 100 см3, нейтрализуют аммиаком до появления мути, не исчезающей во время перемешивания (pH 3 по универсальной индикаторной бумаге), добавляют 0,5 см3 концентрированной азотной кислоты и 1 см3 раствора марганцевокислого калия. Стакан накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и раствор нагревают почти до кипения. Добавляют 2 см3 раствора сернокислого марганца и кипятят 2 мин (при массовой доле марганца в сплаве более 2 % раствор сернокислого марганца не добавляют). Раствор оставляют на 1 ч при 30—40 °С. Выделившийся осадок отфильтровывают на плотный фильтр и промывают 4—5 раз горячей азотной кислотой (1:100). Фильтр с осадком помещают в стакан, в котором производилось осаждение, добавляют 10—15 см3 концентрированной серной кислоты, 20—25 см3 концентрированной азотной кислоты и упаривают до начала выделения густого белого дыма серной кислоты. Если оставшийся раствор окрашен, добавляют 5—10 см3 концентрированной азотной кислоты и повторяют упаривание. После охлаждения стенки стакана ополаскивают водой и упаривают раствор до получения влажных солей.
При массовой доле сурьмы в сплаве менее 0,005 % к остатку после охлаждения добавляют 7 см3 соляной кислоты (7:3) и нагревают до растворения солей. Раствор помещают в делительную воронку вместимостью 100—150 см3, стакан ополаскивают 3 сма соляной кислоты (7:3).
При массовой доле сурьмы в сплаве свыше 0,005 % к остатку после охлаждения добавляют 10 см3 соляной кислоты (7:3), нагревают до растворения солей и после охлаждения раствор помещают в мерную колбу вместимостью 25 см3 и доливают до метки соляной кислотой (7:3). Аликвотную часть раствора 10 см3 помещают в делительную воронку вместимостью 100—150 см3, добавляют 1—2 капли раствора двухлористого олова до обесцвечивания раствора, перемешивают и оставляют на 1 мин. В делительную воронку добавляют 1 см3 раствора азотистокислого натрия, воронку закрывают пробкой, встряхивают 2 мин и воронку открывают. Через 2 мин добавляют 1 см3 раствора мочевины и перемешивают 30 с, после чего добавляют 70 см3 воды, 10 капель раствора кристаллического фиолетового, 25 см3 толуола и встряхивают в течение 1 мин. После разделения фаз нижний слой отбрасывают, а органический слой помещают в сухой стакан вместимостью 50 см3, содержащий 0,3—0,5 г безводного сернокислого натрия, или фильтруют через сухой бумажный фильтр и, спустя 10—15 мин, измеряют оптическую плотность экстракта на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 2 см или на спектрофотометре при 610 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см. Раствором сравнения служит экстракт контрольного опыта.
Примечание. Если анализ не будет закончен в течение дня, он может быть прерван после осаждения сурьмы с двуокисью марганца или после упаривания с серной кислотой.
Для сплавов с массовой долей кремний более 0,1 %
Навеску сплава массой 0,5 г помещают в платиновую чашку, добавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), 1 см3 фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. После охлаждения стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 3 см3 концентрированной серной кислоты и упаривают раствор до начала выделения белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают, ополаскивают стенки чашки водой и повторяют упаривание раствора до начала выделения белого дыма серной кислоты еще два раза. .
После охлаждения растворяют соли при нагревании в 20 см3 азотной кислоты (1:1), переносят раствор в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 10 см3 и нейтрализуют аммиаком до появления мути, не исчезающей при перемешивании (pH 3 по универсальной индикаторной бумаге). Добавляют 0,5 см3 концентрированной азотной кислоты и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.1.
Для сплавов, содержащих хром
Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 30—35 см3 смеси кислот для растворения, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После охлаждения часовое стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой и выпаривают раствор досуха. Сухой остаток растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1) и повторяют выпаривание еще два раза, добавляя каждый раз по 20 см3 азотной кислоты (1:1). Сухой остаток растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1), разбавляют водой до 100 см3 и нейтрализуют аммиаком до появления мути, не исчезающей при перемешивании (pH 3 по универсальной индикаторной бумаге). Добавляется 0,5 см3 концентрированной азотной кислоты и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.1.
Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 40—45 см3 смеси кислот для растворения, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стенки стакана и часовое стекло или пластинку ополаскивают водой, добавляют 5 см3 концентрированной серной кислоты и упаривают до 10—12 см3. После охлаждения в раствор добавляют 30 см3 воды и выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр. Стакан и осадок промывают 5 - 6 раз горячей соляной кислотой (1:1). Осадок с фильтром выбрасывают, а фильтрат нейтрализуют аммиаком до появления мути, не исчезающей при перемешивании (pH 3 по универсальной индикаторной бумаге). Добавляют 0,5 см3 концентрированной азотной кислоты и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.1.
Построение градуировочного графика
В делительные воронки вместимостью 100—150 см3 вводят 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см3 стандартного раствора Б сурьмы, разбавляют до 10 см3 соляной кислотой (7:3). Добавляют 1—3 капли раствора двухлористого олова и оставляют на 1 мин. Добавляют 1 см3 раствора азотистокислого натрия и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.1 при определении сурьмы в сплаве менее 0,005 %.
Обработка результатов
Массовую долю сурьмы (X) в процентах вычисляют по формуле
X т1-100 т ’
где mi — масса сурьмы, найденная по градуировочному графику, г;
т — масса сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.
Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.
Контроль точности результатов анализа проводят, как указано в п. 2.4.3.
Экстракционно-фотометрический метод применяют в случае разногласий в оценке качества никелевых и медно-никелевых сплавов.
ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУРЬМЫ
Сущность метода
Метод основан на предварительном отделении сурьмы соосаж- дением с гидратированной двуокисью марганца с последующим полярографическим определением сурьмы на солянокислом фоне.
При массовой доле сурьмы менее 0,005 % определение проводят методом инверсионной вольтамперометрии со стационарным ртутным электродом. При массовой доле сурьмы свыше 0,005 % определением проводят полярографическим методом с ртутным капающим электродом.
Аппаратура, реактивы и растворы
Полярограф переменного тока ППТ-1 или осциллографический полярограф ПО-5122. Допускается применение полярографов других марок. Ячейка полярографическая, вместимостью 30— —40 см3, выполненная из стекла, с выносным электродом сравнения (насыщенный каломельный электрод) и с ртутным стационарным электродом или ртутным капающим электродом.
Электрод ртутный пленочный (см. чертеж): серебряную проволочку впаивают в стеклянную трубку, невпаянную часть проволочки полируют до блеска кусочком серебра и отполированный конец помещают в стаканчик с металлической ртутью на 1 мин. Амаль- гированный электрод вынимают из ртути и осторожно протирают кусочком чистой кальки или тефлона для равномерного распределения ртути по поверхности металла. Электрод тщательно промывают водой.
Азот газообразный по ГОСТ 9293.
Ртуть марки РО по ГОСТ 4658, не содержащая влаги и очищенная от окисных пленок.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1, 1:100.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 3 моль/дм3 раствор.
Смесь кислот для растворения: концентрированная азотная и соляная кислоты в соотношении 1:3.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:5.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Калий марганцевокислый по ГОСТ 20490, раствор 40 г/дм3.
Марганец сернокислый по ГОСТ 435, раствор 100 г/дм3.
Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, раствор 10 г/дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Калий железистосинеродистый по ГОСТ 4207, раствор 30 г/дм3.
Сурьма марки СуО по ГОСТ 1089.
Стандартные растворы сурьмы
Раствор А: 0,1 г сурьмы растворяют в 50 см3 концентрированной серной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки серной кислотой (1:5) и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г сурьмы.
Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 концентрированной соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают: готовят непосредственно перед измерениями.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г сурьмы.
Проведение анализа
Для сплавов с массовой долей кремния менее 0,1 %, не содержащих хром и вольфрам
Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью* 250—300 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Удаляют кипячением оксиды азота, раствор охлаждают, стенки стакана и часовое стекло или пластинку ополаскивают водой, разбавляют раствор водой до 100—120 см3 и добавляют раствор аммиака до pH 2 (по универсальной индикаторной бумаге). Добавляют 0,5 см3 концентрированной азотной кислоты, 1 см3 раствора марганцевокислого калия, накрывают стакан часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и нагревают раствор почти до кипения. Добавляют 2 см3 раствора сернокислого марганца (при анализе сплавов, содержащих свыше 0,5 % марганца, раствор сернокислого марганца не добавляют), раствор кипятят 2 мин и оставляют на 1 ч.
Раствор фильтруют через фильтр средней плотности и многократно (10—12 раз) промывают горячим раствором азотной кислоты (1:100) до отрицательной реакции на медь (проба с раствором железистосинеродистого калия).
Фильтр с осадком переносят в стакан вместимостью 250— —300 см3, прибавляют 15 см3 концентрированной серной кислоты, 25 см3 концентрированной азотной кислоты и упаривают до появления густого белого дыма серной кислоты.
В случае желтой окраски раствора после упаривания добавляют еще 10 см3 концентрированной азотной кислоты и повторяют упаривание. Операцию упаривания с азотной кислотой повторяют до исчезновения желтой окраски раствора. Раствор выпаривают до влажных солей. Соли растворяют при слабом нагревании в 20 см3 3 моль/дм3 раствора соляной кислоты, добавляют 1 г сернокислого гидразина и кипятят 2 мин. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 50 см3 и доливают до метки 3 моль/дм3 раствором соляной кислоты.
Для сплавов с массовой долей кремния свыше 0,1 %
Навеску сплава массой 1 г помещают в платиновую чашку, прибавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), 5 см3 фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. Охлаждают раствор, ополаскивают стенки чашки небольшим количеством воды, добавляют 3 см3 концентрированной серной кислоты и упаривают раствор до появления густого белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают стенки чашки небольшим количеством воды и повторяют упаривание раствора до появления белого дыма серной кислоты.
Растворяют соли при нагревании в 20 см3 азотной кислоты (1:1), переносят раствор в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют водой до 100—120 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 4.3.1.
Для сплавов, содержащих хром
Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 250—300 см3, прибавляют 30—35 см3 смеси кислот для растворения, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После удаления окис- лов азота кипячением, охлаждают раствор, ополаскивают стекло или пластину и стенки стакана небольшим количеством воды и выпаривают раствор досуха. Сухой остаток растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1) и вновь выпаривают раствор досуха. Операцию выпаривания с 20 см3 азотной кислоты (1:1) проводят трижды, после чего сухой остаток растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1), разбавляют водой до 100—120 см3 и далее ведут анализ, как указано в п. 4.3.1.