Спектрометр многоканальный фотоэлектрический типа МФС-8 (ФЭ) или спектрограф типа СТЭ-1 (ФГ), или любой другой спектрометр или спектрограф для ультрафиолетовой области спектра с обратной линейной дисперсией не более 0,6 нм/мм.
Источник питания дуги постоянного тока типа УГЭ-4 или любой другой, обеспечи
ПН
ющий
напряжение до 400 В и силу тока до 20 А.
Микрофотометр нерегистрирующий любого типа (ФГ).
Пресс, обеспечивающий усилие, достаточное для таблетирования измельченных оксидов ме
таллов.
Пресс-форма из легированной стали с пуансоном диаметром 4 — 8 мм. При изготовлении пуансон и внутреннюю поверхность матрицы закаливают, цементируют и шлифуют. Параметр шероховатости рабочих поверхностей Ra при изготовлении пресс-формы не должен превышать 0,160 мкм по ГОСТ 2789.
Печь муфельная любого типа с терморегулятором, обеспечивающая нагревание до температуры 850 °С.
Чаши выпарительные или тигли из кварцевого стекла по ГОСТ 19908 для растворения проб, выпаривания растворов и прокаливания смеси солей. Допускается для растворения и выпаривания применять колбы и стаканы из химически и термически стойкого стекла по ГОСТ 25336 и чаши, тигли и стаканы из стеклоуглерода.
Стандартные образцы состава кобальта, изготовленные в соответствии с приложением А или иным способом и утвержденные в установленном порядке.
Стержни из графита, ос.ч., С-2, С-3 или С-ЗМ диаметром 6 мм в качестве верхних электродов.
Стержни из графита диаметром 6—15 мм в качестве электродов-подставок.
Станок с набором фасонных резцов для заточки электродов.
Фотопластинки спектрографические контрастные (ФГ).
Весы аналитические лабораторные 2-го класса точности любого типа с погрешностью взвешивания по ГОСТ 24104.
Весы технические любого типа, обеспечивающие взвешивание массы до 500 г.
Ступка с пестиком агатовая или яшмовая.
Бюксы по ГОСТ 25336 или фарфоровые лодочки типа ЛЗ по ГОСТ 9147.
Колпаки стеклянные или пластмассовые для защиты от загрязнения подготовленных к анализу таблеток проб, стандартных образцов и заточенных электродов.
Пинцет.
Вата.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, дополнительно очищенная перегонкой или иным способом.
Кислота азотная по ГОСТ 11125 или ГОСТ 4461, х.ч. или ч.д.а., дополнительно очищенная перегонкой или иным способом и разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:10.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 или спирт этиловый технический по ГОСТ 17299, дополнительно очищенный перегонкой или иным способом.
Натрий салициловокислый, раствор в этиловом спирте массовой концентрации 60 г/дм3 (ФГ).
Проявитель, состоящий из двух растворов (ФГ).
Раствор 1:
метол (параметиламинофенолсульфат) по ГОСТ 25664 — 2,5 г;
гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 19627 — 12 г;
натрий сернистокислый безводный по ГОСТ 195 — 55 г;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709 — до 1 дм3.
Раствор 2:
натрий углекислый безводный по ГОСТ 83 — 42 г;
калий бромистый по ГОСТ 4160 — 7 г;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709 — до 1 дм3.
Перед проявлением растворы 1 и 2 сливают в соотношении объемов 1:1.
Допускается применять контрастно работающий проявитель другого состава.
Фиксажный раствор (ФГ):
тиосульфат натрия кристаллический по ГОСТ 244 — 400 г;
натрий сернистокислый по ГОСТ 195 — 25 г;
кислота уксусная по ГОСТ 61 — 8 см3;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709 — до 1 дм3.
Подготовка к анализу
Навеску пробы массой 5 — 10 г помещают в чашу из кварцевого стекла или иную посуду для растворения. При анализе кобальта марки КО к пробе приливают 30 — 50 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:10, и обрабатывают пробу при перемешивании в течение 1 мин. Кислоту сливают декантацией и промывают пробу 2 — 3 раза водой порциями по 50 см3 декантацией.
К пробе приливают порциями по 3 — 5 см3 азотную кислоту, разбавленную 1:1, до полного растворения навески при нагревании. Раствор выпаривают досуха.
Сухой остаток в чаше из кварцевого стекла помещают в муфельную печь, нагретую до температуры (825±25) °С, и выдерживают при этой температуре 15 — 20 мин. Полученные оксиды охлаждают и измельчают в ступке.
От измельченного материала отбирают три навески массой от 0,200 до 1,000 г в зависимости от условий проведения анализа и массовых долей определяемых элементов и таблетируют их с помощью пресса и пресс-формы.
Пресс-форму очищают от остатков пробы ватой, смоченной этиловым спиртом. Расход этилового спирта составляет 10 см3 на пробу.
Стандартные образцы состава кобальта в виде металла подготавливают к анализу так же, как и пробы. Стандартные образцы состава кобальта в виде оксидов подготавливают к анализу, не проводя их через стадию растворения в азотной кислоте.
Проведение анализа
Подготовку спектрометра к выполнению измерений проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации и обслуживанию спектрометра (ФЭ).
Рекомендуемые аналитические линии и диапазоны определяемых массовых долей элементов приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Рекомендуемые аналитические линии и диапазоны определяемых массовых долей элементов
|
Определяемый элемент |
Длина волны аналитической линии, нм |
Диапазон определяемых массовых долей, % |
|
Алюминий |
309,27 257,51 |
0,0002 - 0,01 0,01-0,1 |
|
Висмут |
306,77 |
0,00005 - 0,005 |
|
Железо |
271,90 296,69 295,39 296,53 |
0,002 — 0,01 0,002 - 0,03 0,01 — 0,3 0,05 - 1,0 |
|
Кадмий 1 ■ 1- — 1« ■■■ 1 іЫ 1 ■! 1 1 ~ ■ ■ , , ■ - 1 ■ ■ 1 |
228,80 214,44 326,11 |
0,0001 - 0,0003 0,0001 - 0,0005 0,0003 - 0,01 |
Окончание таблицы 1
|
Определяемый элемент |
Длина волны аналитической линии, нм |
Диапазон определяемых массовых долей, % |
|
Кремний |
288,16 251,61 251,92 |
0,0005 — 0,01 0,0005 - 0,01 0,005 - 0,3 |
|
Магний |
280,27 |
0,0001 - 0,005 |
|
Марганец |
279,48 257,61 293,31 |
0,0001 - 0,005 0,005 - 0,05 0,01 -0,3 |
|
Медь |
324,75 296,12 249,20 |
0,00005 - 0,005 0,005 - 0,3 0,005 — 0,3 |
|
Мышьяк |
234,98 286,04 |
0,0003 - 0,01 0,0005 - 0,01 |
|
Никель |
300,25 310,19 282,13 318,44 |
0,002 - 0,02 0,002 - 0,05 0,05 — 0,5 0,1 ~ 1,0 |
|
Олово |
284,00 286,33 326,23 |
0,00005 — 0,005 0,0001 - 0,005 0,0005 - 0,005 |
|
Свинец |
283,31 217,00 287,33 |
0,0001 - 0,005 0,0001 - 0,005 0,001-0,01 |
|
Сурьма |
259,81 206,83 |
0,0001 - 0,01 0,0001 — 0,01 |
|
Фосфор |
213,62 214,91 |
0,0003 - 0,005 0,0003 - 0,005 |
|
Цинк |
206,20 330,26 |
0,0003 - 0,01 0,0003 - 0,01 |
|
Кобальт — линия сравнения |
257,89 278,59 278,70 297,55 205,41 213,66 291,00 291,02 |
Основа |
Допускается использовать другие аналитические линии, если они обеспечивают определение массовых долей элементов в требуемом диапазоне с погрешностью, не превышающей установленную настоящим стандартом.
Таблетку пробы или стандартного образца помещают на электрод-подставку. Верхний электрод рекомендуется затачивать на усеченный конус.
Для удаления поверхностных загрязнений электроды предварительно прокаливают в дуге постоянного тока в течение 20 с при силе тока 6—10 А, включая их в качестве анода дуги. Электроды ос.ч. допускается не прокаливать.Форма и размеры электродов и их расположение во время аналитической экспозиции приведены на рисунке 1.
а — до начала экспозиции; б — при анодной полярности образца; в — при катодной полярности образца
Рисунок 1
Спектрограммы снимают через трехступенчатый ослабитель. При работе в узком интервале определяемых массовых долей элементов съемку можно проводить без ослабителя (ФГ).
Электрод-подставку с помещенной на него таблеткой пробы или стандартного образца включают в качестве анода дуги. Регистрацию спектра начинают только после перехода анодного пятна дуги на расплав пробы.
Переход ускоряют тем, что после нескольких секунд горения дуги выключают ток и повторно включают его, пока расплав еще не успел остыть.
Первоначально установленный дуговой промежуток корректируют периодически в течение всей экспозиции по увеличенному изображению дуги на экране средней линзы осветительной системы или с помощью специальной короткофокусной проекционной линзы. Регистрацию спектра проводят при следующих средних условиях: ширина входной щели спектрального прибора 0,010 — 0,015 мм, освещение щели трехлинзовым конденсором, высота диафрагмы на средней линзе конденсора 5 мм, сила тока 5 — 6 А, экспозиция 40 — 50 с, масса таблетки 0,200 — 0,500 г. По измерениям, полученным на первом этапе, определяют легколетучие элементы — висмут, кадмий, мышьяк, олово, сурьму, свинец, цинк и фосфор.
Образующийся при проведении первого этапа королек помещают на свежезаточенную подставку и включают ее в качестве катода дуги. Регистрацию спектра начинают после перехода катодного пятна дуги с подставки на расплавленную часть королька и проводят ее при тех же средних условиях. Высота диафрагмы на средней линзе конденсора 3 мм. По измерениям, полученным на втором этапе, определяют труднолетучие элементы — алюминий, железо, кремний, магний, марганец, медь и никель.
Допускается проводить второй этап, не снимая королек с подставки по окончании первого этапа, изменив автоматически полярность электродов и силу тока дуги (ФЭ).
При необходимости снижения пределов обнаружения легколетучих элементов по аналитическим линиям, длины волн которых менее 230 нм, проводят дополнительный третий этап. Фотопластинки обрабатывают в растворе салициловокислого натрия в течение 60 с и сушат. Таблетку пробы
или стандартного образца включают в качестве анода дуги. Условия регистрации спектра: ширина щели спектрографа 0,018 — 0,020 мм, освещение щели трехлинзовым конденсором, высота диафрагмы на средней линзе конденсора 5 мм, сила тока 18 — 20 А, экспозиция 45 — 60 с, электрод-подставка диаметром 15 мм с углублением на торцовой части 1,5 мм, масса таблетки 0,700 — 1,000 г (ФГ).
Фотопластинки проявляют в течение 4 — 6 мин при температуре 18 — 20 °С, фиксируют, промывают и сушат (ФГ).
Оптимизацию условий проведения анализа конкретного вида или марки продукции осуществляют путем подбора значений переменных параметров (масса таблетки, ток дуги, экспозиция, ширина входной щели спектрального прибора), выбора оптимальных аналитических линий, типа фотопластинок, формы верхнего электрода и т.п.
Обработка результатов
В спектрах проб и стандартных образцов измеряют интенсивности аналитических линий элементов и линий сравнения кобальта.
При фотографической регистрации спектра в спектрограммах проб и стандартных образцов измеряют почернения Sаналитических линий определяемых элементов и линий сравнения, выбирая ступень ослабления с оптимальными значениями почернений. По измеренным значениям вычисляют разности почернений А5 и их средние арифметические значения Д5ср для каждого стандартного образца и каждого параллельного определения пробы. Перед вычислением среднего арифметического значения рекомендуется провести проверку пригодности результатов измерений в соответствии с приложением Б. По вычисленным значениям Л5ср для стандартных образцов и соответствующим им значениям массовых долей определяемых элементов С строят градуировочные графики в координатах: АДср — 1g С.
По значениям Д5ср для проб находят массовые доли определяемых элементов по соответствующим градуировочным графикам.
При фотоэлектрической регистрации спектра по полученным результатам измерений интенсивности / аналитических линий определяемых элементов вычисляют средние арифметические значения 1ср для каждого стандартного образца и каждого параллельного определения пробы. Перед вычислением среднего арифметического значения рекомендуется провести проверку пригодности результатов измерений в соответствии с приложением Б. По вычисленным значениям /ср для стандартных образцов и соответствующим им значениям массовых долей определяемых элементов С строят градуировочные графики в координатах: /ср — С или lg/cp — 1g С.
При работе на спектрометре с ЭВМ значения массовых долей элементов в стандартных образцах и соответствующие им средние арифметические значения измерений интенсивностей аналитических линий определяемых элементов вводят в ЭВМ, которая формирует уравнение градуировочной зависимости.
По значениям Ln
ср
для проб находят массовые доли определяемых элементов по
соответствующим градуировочным графикам.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определе
ний, если расхождение между ними не превышает величины допускаемого расхождения d2, приведенного в 5.6.
При расхождении результатов параллельных определений более допускаемого анализ повторяют.
