Издание официальное
Перепечатка
воспрещена
УДК 669.715.001.4:006.354 Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И
ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения никеля ГОСТ
11739.16—90
Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of nickel
ОКСТУ 1709Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3, раствор 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3.
Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 250 г/дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760. ■
Метиловый красный, раствор 1 г/дм3 в этиловом спирте.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Диметилглиоксим, раствор 5 г/дм3 в этиловом спирте.
Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см3 воды при слабом нагревании.
Индикаторная бумага конго: фильтры средней плотности («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110+5) °С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.
Проведение анализа
Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раствора соляной кислоты, 5 см3 раствора азотной кислоты и нагревают до полного растворения.
Таблица 1
|
Массовая доля никеля, % |
Масса навески пробы, г |
|
От 0,5 до 2,0 включ. |
1 |
|
Св. 2,0 » 8,0 » |
0,5 |
Затем раствор кипятят в течение 3—5 мин для удаления окис- лов азота, приливают 150 см3 воды, 40 см3 винной кислоты и аммиак до голубой окраски раствора. В полученный раствор приливают по каплям раствор соляной кислоты до исчезновения голубой окраски, нагревают до температуры (70±2) °С, приливают при постоянном помешивании раствор диметилглиоксима из расчета 20 см3 на 1 % никеля в пробе, две-три капли метилового красного, аммиак до появления желтой окраски и избыток 2 см3. Раствор с выпавшим осадком нагревают до температуры (70±2) °С и выдерживают в течение 30 мин при температуре 60—70 °С.
Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности («белая лента») и промывают 6—8 раз горячей водой. Осадок на фильтре растворяют в 30 см3 раствора горячей соляной кислоты, а фильтр промывают горячей водой (до красной окраски бумаги конго, помещенной на край фильтра), собирая промывные воды в ту же колбу.
В полученный раствор добавляют аммиак до появления голубой окраски, диметилглиоксим из расчета 5 см3 на 1 % никеля в пробе и переосаждают никель. Раствор с выпавшим осадком нагревают до температуры (70±2) °С, выдерживают в течение 30 мин при температуре 60—70 °С, фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента»), промывают 6—8 раз горячей водой.
Фильтр с осадком помещают в доведенный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают, осторожно озоляют, не давая воспламениться бумаге фильтра, прокаливают в муфельной печи при 600—650 °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Обработка результатов
2-4.1. Массовую долю никеля (X) в процентах вычисляют по формуле
X (^і пів) • 0,7858 । qq /1
’’ т ’ ' '
где ні] — масса тигля с осадком, г;
т2 — масса тигля, г;
т — масса навески пробы, г;
0,7858 — коэффициент пересчета оксида никеля на никель.
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
|
Массовая доля никеля, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
|||
|
результатов параллельных определений |
результатов анализа |
|||
|
От |
0,50 до 1,00 включ. |
0,05 |
0,06 |
|
|
Св. |
1,00 » 2,00 » |
0,06 |
0,08 |
|
|
|
2,00 » 4,00 » |
0,08 |
0,10 |
|
|
|
4,0 » 8,0 » |
0,2 |
0,3 |
|
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ
Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте или гидроокиси натрия, маскировании алюминия винной кислотощ марганца — солянокислым гидроксиламином, отделении меди серноватистокислым натрием, образовании соединения никеля с диметил- глиоксимом, экстракции его хлороформом, реэкстракции никеля соляной кислотой, образовании в слабоаммиачной среде комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в присутствии окислителя и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 445 нм.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
рН-метр.
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3, раствор 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1 и 0,5 моль/дм3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3, раствор 1:1.
Натрий серноватистокислый по ГОСТ 27068, раствор 500 г/дм3.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 400 г/дм3, 200 г/дм3 и 20 г/дм3. Растворы готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 20 г/дм3.
Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 10 г/дм3.
Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 300 г/дм3.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Диметилглиоксим, раствор 10 г/дм3 в этиловом спирте.
Бром по ГОСТ 4109.
Бромная вода, насыщенный раствор: 50 г брома помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3 с притертой пробкой, приливают 500 см3 воды и встряхивают 8—10 раз, доливают водой до метки и перемешивают, несколько раз приоткрывая пробку.
Бронированный раствор диметилглиоксима: 0,5 г диметилгли- оксима помещают в колбу вместимостью 250 см3 и растворяют в 100 см3 спирта, приливают 1 см3 серной кислоты и 5 см3 насыщенной бромной воды.
Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают спиртом до метки и перемешивают.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:50.
Хлороформ технический по ГОСТ 20015.
Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см3 воды при слабом нагревании.
Индикаторная бумага конго: фильтры средней плотности («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5) “С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение 1 мес.
Бумага индикаторная универсальная.
Никель по ГОСТ 849 марки Н22.
Стандартные растворы никеля
Раствор А: 0,1 г никеля помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После растворения раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г никеля.Раствор Б: 100 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г никеля.
Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента») помещают в стакан вместимостью 500 см3, приливают 300 см3 горячей воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.
Проведение анализа
При массовой доле кремния менее 1% навеску пробы (табл. 3) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 воды, 50 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и после прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения навески. Добавляют пять капель азотной кислоты и кипятят в течение 5 мин. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 3
|
Массовая доля никеля, % |
/Масса навески пробы, г |
Объем раствора аликвотной части, см3 |
|
От 0,005 до 0,025 включ. |
1 |
100 |
|
Св. 0,025 »0,10 » |
1 |
25 |
|
» 0,1 » 0,5 » |
1 |
10' |
|
» 0,5 » 2,0 » |
0,5 |
5 |
|
» 2,0 » 3,0 » |
0,5 |
2,5 |
При массовой доле кремния свыше 1 % навеску пробы (табл. 3) помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 200 см3, приливают 5—7 см3 воды, если в пробе отсутствует железо, приливают 1 см3 раствора хлорного железа и при постоянном охлаждении добавляют небольшими порциями 50 см3 раствора гидроксида натрия 400 г/дм3. После прекращения бурной реакции стакан нагревают до полного растворения пробы и при умеренном нагревании, избегая разбрызгивания, упаривают до 15—20 см3. Наличие в растворе мути серого цвета свидетельствует о присутствии нерастворившегося кремния. В этом случае нагревание продолжают до получения прозрачного раствора. После охлаждения в стакан осторожно приливают воду до 200 см3 и нагревают до растворения солей.
Раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом. Осадок на фильтре промывают 6 раз горячим раствором гидроксида натрия 20 г/дм3, 6—8 раз горячей водой и растворяют в 40 см3 горячего раствора соляной кислоты 58(1:1) над колбой вместимостью 250 см3. Если проба содержит более 0,5% марганца, то осадок растворяют в смеси, содержащей 40 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и 0,1 см3 раствора азотистокислого натрия. Раствор перед употреблением нагревают до 70—80 °С. Фильтр промывают 10—12 раз горячей водой, собирая промывные воды в ту же колбу.
Фильтрат и промывные воды после охлаждения переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Аликвотную часть раствора (табл. 3) помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 10 см3 раствора винной кислоты, 5 см3 раствора солянокислого гидроксиламина и раствор гидроксида натрия 200 г/дм3 до изменения окрашивания бумаги конго в сине-сиреневый цвет, при этом pH 4,5 (контролируют рН-метром).
Приливают 10 см3 раствора серноватистокислого натрия и через 3 мин устанавливают значение pH до 6,5 раствором гидроксида натрия 200 г/дм3, используя pH-метр (допускается предварительное применение универсальной индикаторной бумаги).
Раствор переводят в делительную воронку № 1 вместимостью 250 см3, приливают 5 см3 раствора диметилглиоксима, 10 см3 хлороформа и встряхивают в течение 2 мин.
Раствору дают отстояться в течение 30 с и сливают органическую фазу в делительную воронку № 2 вместимостью 100 см3, промывая делительную воронку № 1 1 см3 хлороформа.
Повторные экстракции проводят последовательно с 10 см3 и 5 см3 хлороформа в течение 30 с и после отстаивания в течение 30 с сливают хлороформный слой в делительную воронку № 2, промывая, делительную воронку № 1 1 см3 хлороформа, водную фазу отбрасывают.
Объединенные экстракты в делительной воронке № 2 промывают 25 см3 раствора аммиака, встряхивая в течение 30 с.
Органическую фазу после отстаивания в течение 30 с сливают в делительную воронку № 3 вместимостью 100 см3, водную фазу отбрасывают.
К органической фазе в делительной воронке № 3 приливают 20 см3 раствора соляной кислоты 0,5 моль/дм3 и встряхивают в течение 30 с. После отстаивания в течение 30 с органическую фазу сливают в делительную воронку № 4 вместимостью 100 см3, промывая раствор в делительной воронке № З 1 см3 хлороформа.
Операцию реэкстракции в делительной воронке № 3 повторяют 3 раза с 10 см3 раствора соляной кислоты 0,5 моль/дм3, промывая раствор 1 см3 хлороформа.
Солянокислые растворы объединяют в делительной воронке № 4, органическую фазу отбрасывают.
Раствор в делительной воронке № 4 промывают 2 раза хлороформом порциями по 5 см3, встряхивая в течение 30 с. После отстаивания хлороформный слой отбрасывают.
Водную фазу переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 3 см3 раствора соляной кислоты (1:1), нагревают до 35—40 °С, добавляют бромную воду до появления оранжевой окраски (приблизительно 1 см3) и в избыток 0,5 см3. Раствор охлаждают, приливают раствор аммиака до исчезновения оранжевой окраски и в избыток 1 см3.
К охлажденному раствору приливают 1 см3 раствора бромиро- ванного диметилглиоксима, доливают водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют через 10 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 445 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по п. 3.3.1 или 3.3.2 со всеми используемыми в анализе реактивами.
Массовую долю никеля рассчитывают по градуировочному графику.
Построение градуировочного графика
В десять из одиннадцати стаканов вместимостью по 250 см3 отмеряют 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0; 18,0? 20,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001; 0,00012; 0,00014; 0,00016;0,00018; 0,0002 г никеля, приливают 10 см3 раствора винной кислоты, 5 см3 раствора солянокислого гидроксиламина и далее поступают по пп. 3.3.3; 3.3.4 и 3.3.5.
