МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
НИКЕЛЬ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
Издание официальное
БЗ 1-99
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
УДК 669.24:546.72.06:006.354 Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Н
ГОСТ
13047.14-81* *
Взамен
ГОСТ 13047.14-67
Методы определения железа
Nickel.
Methods for the determination of iron
ОКСТУ 1709
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1981 г. № 5514 срок введения установлен с 01.01.82
Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа при массовой доле его в никеле от 0,0005 до 0,4 % и атомно-абсорбционный метод при массовой доле от 0,0008 до 0,4 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13047.1—81. Контроль точности результатов анализа осуществляют по ГСО или методом добавок.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Сущность метода
Метод основан на растворении никеля в азотной кислоте или в смеси азотной и фтористоводородной кислот, или в смеси кислот азотной и соляной, выделении железа осаждением с гидроокисью алюминия или отделении железа экстракцией метилизобутилкетоном из 7 М раствора соляной кислоты, образовании окрашенного комплекса с 1,10-фенантролином и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84 и раствор 1:1.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77 и растворы 1:1, 1:2 и 7 М.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, раствор 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78, раствор 400 г/дм3.
Смесь соляной и азотной кислот 3:1, свежеприготовленная.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и раствор 1:100.
Алюминий металлический по ГОСТ 11069—74 с массовой долей железа менее 0,0002 %.
Калий-алюминий сернокислый по ГОСТ 4329—77.
Ртуть металлическая по ГОСТ 4658—73.
Никель хлористый по ГОСТ 4038—79, раствор 2 г/дм3.
Раствор алюминия: 1,0 г алюминия растворяют в 20 см3 соляной кислоты. Для ускорения растворения прибавляют или одну каплю ртути, или 1 см3 раствора хлористого никеля. Прииспользовании сернокислого калия-алюминия растворяют 20 г сернокислого калия-алюминия в воде с прибавлением 15 см3 соляной кислоты. Раствор разбавляют водой до 1000 см3.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72.
Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, раствор 300 г/дм3.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, раствор 10 г/дм3, свежеприготовленный.
1,10 фенантролин гидрохлорид, раствор: 1,5 г 1,10-фенантролина гидрохлорида растворяют при нагревании в воде с несколькими каплями соляной кислоты. Затем раствор охлаждают, разбавляют водой до объема 1000 см3 и хранят в темном сосуде.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78.
Кислота уксусная по ГОСТ 61—75.
Буферный раствор pH 4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, прибавляют 240 см3 уксусной кислоты, раствор фильтруют, добавляют водой до 1000 см3 и перемешивают.
Смесь реакционная, свежеприготовленная: смешивают один объем раствора солянокислого гидроксиламина с одним объемом раствора 1,10-фенантролина гидрохлорида и с тремя объемами буферного раствора.
Метилизобутилкетон.
Железа окись по ТУ 6—09—5346—87, предварительно прокаленная при 500 °С в течение 30 мин и охлажденная в эксикаторе.
Железо металлическое порошок по ГОСТ 9849—86.
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 0,1430 г окиси железа или 0,1000 г железа растворяют в 30 см3 раствора соляной кислоты 1:1 с добавлением нескольких капель раствора перекиси водорода. Раствор кипятят до удаления избытка перекиси водорода, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,1 мг железа.
Раствор Б: 25 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,01 мг железа.
2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Проведение анализа
Навеску никеля массой 7 г помещают в стакан вместимостью 600 см3 и прибавляют 50 см3 раствора соляной кислоты 1:2. В течение 2—3 мин несколько раз перемешивают, затем раствор соляной кислоты сливают, стружки промывают несколько раз водой и высушивают при 110 °С в сушильном шкафу.
При массовой доле кремния в никеле до 0,05 % навеску очищенного никеля массой в соответствии с табл. 1 помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 20 см3 или в 30 см3 (при массе навески 2 г) раствора азотной кислоты.
Таблица 1
|
Массовая доля железа, % |
Масса навески никеля, г |
Объем мерной колбы, см3 |
Объем аликвотной части раствора, см3 |
|
От 0,0005 до 0,005 |
2 |
50 |
Весь |
|
Св. 0,005 » 0,02 |
1 |
50 |
» |
|
» 0,02 » 0,04 |
1 |
100 |
» |
|
» 0,04 » 0,1 |
1 |
100 |
25 |
|
»0,1 » 0,4 |
1 |
100 |
10 |
После удаления окислов азота кипячением раствор разбавляют водой до 150 см3, добавляют 10 см3 раствора алюминия и 2,0 г хлористого аммония. Раствор нагревают до 70 °С и прибавляют аммиак до образования растворимого синего комплекса никеля. Раствор с осадком выдерживают 30 мин на водяной бане при 70 °С. Затем раствор фильтруют через фильтр средней плотности и фильтр с осадком промывают горячим раствором аммиака. Осадок с фильтра смывают горячим раствором соляной кислоты 1:2 с добавкой пяти капель перекиси водорода в стакан, где проводилось осаждение, фильтр промывают горячей водой до удаления кислоты. Раствор кипятят 2—3 мин, затем разбавляют до 150 см3 водой и повторяют осаждение и фильтрование. Осадок растворяют на фильтре в присутствии раствора перекиси водорода, фильтр промывают горячей водой, раствор собирают в стакан и после удаления перекиси водорода кипячением переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. При массовой доле железа свыше 0,04 % в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1.
При массовой доле железа до 0,04 % выпаривают раствор на водяной бане до 1—2 см3, после охлаждения переносят его в мерную колбу вместимостью 50 или 100 см3 в соответствии с табл. 1.
Раствор или аликвотную часть раствора никеля разбавляют водой до 20 см3 (в мерной колбе вместимостью 50 см3) или 50 см3, прибавляют 25 см3 реакционной смеси, доливают до метки водой и перемешивают. По истечении не менее 1 ч измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 510 нм.
Раствором сравнения служит объединенный раствор контрольных опытов.
Массу железа находят по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
При массовой доле кремния в никеле свыше 0,05 %, навеску никеля массой 1 г помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты и 5 см3 раствора фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см3 раствора серной кислоты и выпаривают до белых паров. Остаток охлаждают и растворяют в 30—40 см3 горячей воды. Раствор переносят в стакан вместимостью 250 см3, разбавляют до 150 см3 водой и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.1.
При выделении железа экстракцией массу навески пробы согласно табл. 1 помещают в стакан вместимостью 150 см3 и растворяют в 10 или 20 см3 смеси кислот. Затем раствор выпаривают на водяной бане до влажных солей, охлаждают, добавляют 15 см3 7 М раствора соляной кислоты и переносят в делительную воронку вместимостью 100 см3. Стакан ополаскивают 7 М раствором соляной кислоты, той же кислотой разбавляют раствор в делительной воронке до 40 см3 и экстрагируют двумя порциями по 10 см3 метилизобутилкетона в течение 2 мин. После расслоения фаз водный слой отбрасывают и органический слой промывают 25 см3 7 М раствора соляной кислоты в течение 30 с. Водную фазу отбрасывают и железо реэкстрагируют 15 см3 воды в течение 30 с. Водный слой помещают в мерную колбу вместимостью 50 или 100 см3 в зависимости от массовой доли железа (табл. 1). Реэкстрацию повторяют в 8 см3 воды и реэкстракты объединяют в соответствующей мерной колбе. Затем добавляют 25 см3 реакционной смеси или при массовой доле железа свыше 0,04 % добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1 доливают до метки водой и перемешивают. Далее отбирают в мерную колбу вместимостью 100 см3 аликвотную часть раствора (табл. 1) и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.1.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Построение градуировочного графика проводят следующим образом:
При выделении железа осаждением в девять из десяти стаканов вместимостью по 250 см3 отбирают 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0 стандартного раствора Б и 3,0 и 4,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30 и 0,40 мг железа, разбавляют водой до объема 150 см3, во все стаканы добавляют по 10 см3 раствора алюминия и далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.1.
При выделении железа экстракцией в девять из десяти стаканов вместимостью по 250 см3 отбирают 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0 см3 стандартного раствора Б и 3,0 и 4,0 см3 стандартного раствораА, что соответствует 0,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30 и 0,40 мг железа, разбавляют водой до 150 см3. Во все стаканы добавляют по 10 см3 смеси кислот и выпаривают на водяной бане до влажных солей, добавляют 15 см3 7 М раствора соляной кислоты и переносят в делительные воронки вместимостью по 150 см3 и далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.3 и затем по п. 2.3.1.1.
Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железо.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график.
2.3.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Обработка результатов
Массовую долю железа (А) в процентах вычисляют по формуле
Х= — ■ 100,
ті
где т — масса железа в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г; тх— масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
|
Массовая доля железа, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
|
От 0,0005 до 0,0015 Св. 0,0015 » 0,003 » 0,003 » 0,008 » 0,008 » 0,02 » 0,02 » 0,05 » 0,05 » 0,15 »0,15 » 0,4 |
0,0003 0,0008 0,0012 0,003 0,008 0,02 0,03 |
3. МЕТОД АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ
Сущность метода
Метод основан на растворении никеля в азотной кислоте или в смеси азотной и фтористоводородной кислот, или в смеси кислот азотной и соляной, выделении железа осаждением с гидроокисью алюминия или отделении железа экстракцией метилизобутилкетоном из 7 М раствора соляной кислоты и измерении атомной абсорбции железа в пламени ацетилен—воздух при длине волны 248,3 нм.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.
Источник излучения для железа.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84, раствор 1:1.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77 и растворы 1:1, Г.2 и 7 М.
Кислота хлорная плотностью 1,50 г/см3, раствор 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78, раствор 400 г/дм3.
Смесь кислот соляной и азотной 3:1, свежеприготовленная.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и раствор 1:100.
Алюминий металлический по ГОСТ 11069—74 с массовой долей железа не менее 0,0002 %.
Калий-алюминий сернокислый по ГОСТ 4329—77.
Ртуть металлическая по ГОСТ 4658—73.
Никель хлористый по ГОСТ 4038—79, раствор 2 г/дм3.
Раствор алюминия: 1,0 г алюминия растворяют в 20 см3 соляной кислоты. Для ускорения растворения прибавляют или каплю ртути, или 1 см3 раствора хлористого никеля. При использовании сернокислого калий-алюминия растворяют 20 г сернокислого калий-алюминий в воде с прибавлением 15 см3 соляной кислоты. Раствор разбавляют водой до 1000 см3.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72.
Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, раствор 300 г/дм3.
Метилизобутилкетон.
Железа окись по ТУ 6—09—5346—87, предварительно прокаленная при 500 °С в течение 30 мин и охлажденная в эксикаторе.
Порошок никелевый по ГОСТ 9722—97 с массовой долей железа менее 0,001 %.
Раствор никеля: 25,0 г никеля растворяют в 200 см3 раствора азотной кислоты. После удаления окислов азота кипячением раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Железо металлическое порошок по ГОСТ 9849—86.
