Страница 2: ГОСТ 12357-84. Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия (71443)

рН-метр.

Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 и разбавленная 1 : 1 и 1 : 20.

Кислота азотная по ГОСТ 11125—78 и разбавленная 1:1.

Кислота хлорная, х. ч.

Кислота серная по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная, ос. ч.

Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.

Аммоний хлористый, ос. ч.

Уротропин фармакопейный, растворы с массовой концентраци­ей 250 и 5 г/дм³; хранят в полиэтиленовой посуде.

Цинк хлористый по ГОСТ 4529—78, раствор с массовой кон­центрацией 100 г/дм³: 100 г хлористого цинка растворяют в воде, содержащей 10 см³ соляной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

Кислота борная по ГОСТ 9656—75.

Натрия гидроокись, ос. ч., растворы с массовой концентраци­ей 200 и 50 г/дм³; хранят в полиэтиленовой посуде.

Кислота аскорбиновая по ГОСТ 4815—76 с массовой концент­рацией 50 г/дм³; готовят перед употреблением.

Мочевина по ГОСТ 6691—77, раствор с массовой концентра­цией 15 г/дм³; готовят перед употреблением.

Спирт этиловый по ГОСТ 5962—67 или 18300—72.

Хромазурол S, раствор с массовой концентрацией 1 г/дм³: 1 г хромазурола помещают в стакан, смачивают водой и растворяют в 6 см³ азотной кислоты (1 : 1). Раствор переносят в мерную кол­бу вместимостью 1 дм³, содержащую 500 см³ этилового спирта и 200 см³ воды, добавляют 50 см³ раствора мочевины и доливают водой до метки; годен к употреблению в течение двух недель.

Спирт поливиниловый по ГОСТ 10779—78, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм³.

Аммоний уксуснокислый квалификации ос. ч., раствор с массо­вой концентрацией 548 г/дм³.

Натрий уксуснокислый 3-водный ос.ч., раствор с массовой кон­центрацией 218 г/дм³; хранят в полиэтиленовой посуде.

Буферный раствор с pH (7,1 ±0,1): 500 см³ раствора аммония уксуснокислого объединяют с 500 см³ раствора натрия уксусно­кислого и перемешивают; хранят в полиэтиленовой посуде.

Железо карбонильное марки ПС по ГОСТ 13610—79, с массо­вой долей не более 0,001% алюминия.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77.

Ванадия пятиокись, ос. ч.

Раствор ванадия с массовой концентрацией 0,001 г/дм³: 1,7851 г пятиокиси ванадия помещают в стакан, приливают 50 см³ серной кислоты, нагревают до растворения навески, осторожно прибав­ляют 5 см³ азотной кислоты, выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают, добавляют 200—250 см³ во­ды, перемешивают, фильтруют через фильтр средней плотности в мерную колбу вместимостью 1 дм³, фильтр промывают теплой водой, собирая промывную жидкость в ту же колбу. К раствору приливают 100 см³ серной кислоты (1:1). Раствор охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

Алюминий марки А999, А995, А97 или А95 по ГОСТ 11069—74.

Стандартные растворы алюминия.

Раствор А с массовой концентрацией алюминия 0,001 г/см³: 1,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 250—300 см³, 2*

приливают 50 см³ раствора соляной кислоты (1 : 1), 3—4 капли азотной кислоты и растворяют при нагревании. Прибавляют 100—150 см³ горячей воды и нагревают до растворения солей. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, добавляют 30 см³ соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор Б с массовой концентрацией алюминия 0,00005 г/см³: 5 см³ стандартного раствора А переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 см³, приливают 5 см³ соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Для проведения контрольного опыта на загрязнение реакти­вов алюминием к навеске карбонильного железа добавляют раст­вор ванадия в количестве, примерно соответствующем содержа­нию его в анализируемой пробе, проводят смесь через все стадии анализа.

Прибавляют 3—5 см³ азотной кислоты и продолжают нагрева­ние до полного растворения навески. Допускается растворение в 30—40 см³ смеси соляной и азотной кислот в соотношении 3:1.

При массовой доле хрома в анализируемом материале свыше 10% к раствору прибавляют 50 см³ хлорной кислоты. Стакан на­крывают часовым стеклом и нагревают до появления обильных паров хлорной кислоты и окисления хрома. Приоткрывая стекло, прибавляют по каплям соляную кислоту и отгоняют хром в виде красно-бурых паров хлористого хромила. Выпаривание до паров хлорной кислоты и отгонку хрома повторяют многократно до пре­кращения выделения паров хлористого хромила.

Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 см³ соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Обработку сухого остатка соляной кислотой повторяют. После охлаждения прибавляют 10 см³ соляной кислоты и нагревают до растворения солей. К раствору прибавляют 30—40 см³ горячей воды и от­фильтровывают нерастворимый остаток на плотный фильтр, со­держащий бумажную массу. Осадок на фильтре промывают 2— 3 раза горячей соляной кислотой (1 :20) и 2—3 раза горячей во­дой. Промывные воды присоединяют к основному фильтрату. -Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, сушат и озо- ■ляют при 600 °С. Осадок в тигле смачивают 2—3 каплями серной кислоты (1:1), 1—5 см³ фтористоводородной кислоты и выпари­вают до удаления паров серной кислоты. К сухому остатку при­бавляют 1 г безводного углекислого натрия и сплавляют при 1000 °С в течение 10 мин. Плав растворяют в 10—20 см³ горячей воды и присоединяют к основному фильтрату.

При массовой доле никеля и кобальта в сумме свыше 15%, марганца свыше 2% проводят операцию их отделения осаждени­ем алюминия уротропином. Для этого раствор выпаривают до объема 150 см³, охлаждают и прибавляют аммиак до pH 2,5—3,0 (контроль pH-метром или универсальной индикаторной бумагой), прибавляют 2 г хлористого аммония и 20—25 см³ раствора уротро­пина (250 г/дм³). Содержимое стакана нагревают до 90°С избе­гая кипения, затем выдерживают на теплой плите в течение 15— 20 мин до коагуляции осадка. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности. Осадок на фильтре промывают 10—12 раз теп­лым раствором уротропина (5 г/дм³) и растворяют в 40 см³ соля­ной кислоты (1 : 1), собирая раствор в стакан, в котором осажда­ли гидроокиси, фильтр промывают 6—8 раз горячей водой, соби­рая промывные воды в тот же стакан. Фильтр отбрасывают. Раст­вор упаривают до объема 10—20 см³, прибавляют 5 см³ раствора хлористого цинка и 0,7 г борной кислоты и нагревают. Горячий раствор осторожно при тщательном перемешивании вливают в кварцевую колбу, содержащую горячий раствор гидроокиси натрия с массовой концентрацией 200 г/дм³ в количестве 30 см³ при мас­совой доле алюминия свыше 0,05% и 75 см³ при массовой доле алюминия свыше 0,05%. После охлаждения содержимое колбы пе­реносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ или 250 см³ при массовой доле алюминия менее 0,05% или свыше 0,05% соответст­венно, доливают водой до метки и перемешивают. После отстаива­ния раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой кварцевый стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

Аликвотную часть раствора 10 см³ помещают в стакан, содер­жащий 3 см³ соляной кислоты (1:1) и 10 см³ воды. pH раствора должно быть не более 1 (контроль pH-метром). Затем прибавляют 2 см³ раствора аскорбиновой кислоты и устанавливают pH (1,5± ±0,1), прибавляя небольшими порциями при перемешивании раст­вор гидроокиси натрия с массовой концентрацией 50 мг/дм³. Раст­вор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, прибавляют при перемешивании 10 см³ раствора хромазурола S, 5 см³ раствора поливинилового спирта и 20 см³ буферного раствора. Разбавляют водой до метки и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптиче­скую плотность раствора при длине волны 620 нм относительно воды.

Массу алюминия находят по градуировочному графику.

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД С ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИМ
   НАГРЕВАНИЕМ

   1. Сущность метода

Метод основан на измерении величин поглощения излучения свободными атомами алюминия при 309,3 нм, образующимися в результате термической диссоциации соединений алюминия в гра­фитовой кювете.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с графитовой кюве­той.

Лампа на алюминий.

Аргон по ГОСТ 10157—79.

Кислота соляная по ГОСТ 14261—77 и разбавленная 1 : 1.

Кислота азотная по ГОСТ 11125—78.

Кислота фтористоводородная, ос. ч.

Кислота серная по ГОСТ 14262—78 и разбавленная 1:1 и 1 : 100.

Кислота щавелевая, ос. ч, насыщенный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.

Железо карбонильное марки ПС по ГОСТ 13610—79 с массо­вой долей менее 0,001% алюминия.

Сталь для приготовления градуировочного графика, содержа­щая алюминий в соответствии с табл. 2, близкая по составу к ис­пытуемой стали, отличающаяся от нее по массовой доле основных макрокомпонентов на ±5%.

Таблица 2

Алюминий марки А999, А995, А97 или А95 по ГОСТ 11069—74. Стандартные растворы алюминия.

Раствор А с массовой концентрацией алюминия 0,001 г/см³: 1,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 250—300 см³, прили­вают 50 см³ раствора соляной кислоты (1 : 1), 2—3 см³ азотной кислоты и растворяют при нагревании. Охлаждают, прибавляют 50 см³ раствора серной кислоты (1:1) и выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и повторяют операцию выпаривания. Охлажденный раствор перено­сят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, содержащую 50 см³ раст­вора серной кислоты (1 : 1). Разбавляют водой, охлаждают, доли­вают водой до метки и перемешивают.

Раствор Б с массовой концентрацией алюминия 0,00005 г/см³: 5 см³ стандартного раствора А переносят в мерную колбу вмести­мостью 100 см³, приливают 2 см³ серной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Допускается растворение в 30—40 см³ смеси соляной и азотной кислот в соотношении 3 : 1. К охлажденному раствору добавляют 10 см³ серной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Раствор охлаждают. К раствору стали, не содержащей вольфрам или ниобий, приливают 50—70 см³ горячей воды; к раст­вору стали, содержащей вольфрам или ниобий, приливают 50 см³ раствора щавелевой кислоты и 20 см³ воды. Раствор нагревают до растворения выпавших солей и отфильтровывают осадок кремневой кислоты на два фильтра «белая лента», собирая фильтрат в мер­ную колбу вместимостью 250 см³. Фильтр с осадком промывают 10—12 раз разбавленной серной кислотой (1 : 100). Фильтр с осад­ком помещают в платиновый тигель, сушат, озоляют и прокалива­ют при 800—900°С в течение 30 мин. К остатку добавляют 2— 3 капли серной кислоты (1:1) и 1—5 см³ фтористоводородной кис­лоты и отгоняют кремний при нагревании. Остаток высушивают на плите и прокаливают в муфеле при 700—800°С в течение 2—3 мин. Добавляют 1 г калия пиросернокислого (взвешивают на техни­ческих весах) и сплавляют в муфельной печи при 700—800°С. Плав растворяют в воде. Раствор присоединяют к основному фильтрату, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают микропипет­кой аликвотную часть полученного раствора, равную 0,01 илк 0,02 см³ (в соответствии с областью прямолинейной зависимости концентрации алюминия от абсорбции для прибора), вводят его в графитовую кювету, высушивают в течение 30 с при 100°С, прово­дят термическое разрушение в течение 20 с при 1400°С и атомиза­цию в течение 8 с при 2700°С. В качестве экранирующего газа ис­пользуют аргон. Величину поглощения излучения при 309,3 нм фиксируют с помощью регистрирующего устройства. Для измере­ния отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. Кювету промывают введением 0,01—0,02 см³ воды и включением всех ста­дий нагревания по указанной программе.