П Н

3 ГОСТ 12697.7-77

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

АЛЮМИНИЙ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Издание официальное

БЗ 1-99





ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва


У

Группа В59

ДК 669.71:546.72:06:006.354

М

ГОСТ
12697.7-77* *

Взамен
ГОСТ 12703-67
в части разд. 2

ЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

АЛЮМИНИЙ
Методы определения железа

Aluminium. Methods for determination of iron

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.09.77 № 2315 дата введения установлена

01.01.79

Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стацдартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5—6—93)

Настоящий стандарт устанавливает методы определения железа в алюминии: фотометрический (при массовой доле железа от 0,0004 до 1,0 %); атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005 до 1,0 %).

(Измененная редакция, Изм. № 3, 4).

  1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

    1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 12697.1—77 и ГОСТ 25086—87.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 4).

А. Фотометрический метод определения железа

Сущность метода состоит в растворении пробы электрохимическим путем или в соляной кислоте, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидроксиламином, образовании оранжевого комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином и последующем измерении оптической плот­ности раствора при длине волны 510 нм.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

  1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр типов ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК или спектрофотометр типов СФ-16, СФ-26 или аналогичного типа.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104—80 2-го класса точности с погрешностью взвешивания 0,0002 г.

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), типа ЛАТР-1М или селеновый выпрямитель, приме­няя электроды Фишера.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1, 1:4, 1:2.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77, 4 моль/дм3 раствор.

Индикаторная бумага конго.

Аммиак по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1:4.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—79, свежеприготовленный раствор с массовой долей 10 %.При анализе алюминия высокой чистоты гидроксиламин перекристаллизовывают, для этого к насыщенному при нагревании раствору гидроксиламина прибавляют двойное по объему количество этилового спирта. Образовавшиеся кристаллы отфильтровывают и сушат на воздухе между беззольны­ми фильтрами.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78 и 2 моль/дм3 раствор.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.

Ортофенантролин, раствор с массовой долей 0,25 % готовят растворением 0,25 г реактива при слабом нагревании в 100 см3 воды.

Железо металлическое, полученное карбонильным способом.

Стандартные растворы железа.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,2 г железа растворяют в 10 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают или 0,2860 г предварительно прокаленного при температуре 500—600 °С оксида железа растворяют при нагревании в 50 см3 раствора соляной кислоты 1:1, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,2 мг железа (Fe).

Раствор Б; готовят перед употреблением следующим образом: пипеткой отбирают 25 см3 раствора А в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,05 мг железа (Fe).

Раствор В; готовят перед употреблением следующим образом: пипеткой отбирают 25 см3 раствора А в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора В содержит 0,005 мг железа (Fe).

Кислота уксусная по ГОСТ 61—75.

Ацетатный буферный раствор готовят следующим образом: 272 г уксуснокислого натрия раство­ряют в 500 см3 воды, добавляют 240 см3 уксусной кислоты и водой доливают до объема 1000 см3.

Никель хлористый по ГОСТ 4038—79, раствор с массовой долей 0,2 %.

Ртуть металлическая по ГОСТ 4658—73.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929—76.

Железа оксид.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4).

  1. ПРОВВДЕНИЕ АНАЛИЗА

    1. При массовой доле кремния до 0,5 % навеску алюминия массой 0,5—1 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 1 см3 раствора перок­сида водорода и накрывают стакан часовым стеклом.

После окончания бурной реакции нагревают до растворения навески, затем обмывают стекло и стенки стакана водой. После охлаждения переводят раствор в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Если раствор мутный, его фильтруют через сухой беззольный фильтр «синяя лента». Отбрасыва­ют первые порции фильтрата, собирая раствор в сухую колбу.

Отбирают пипеткой 5—50 см3 раствора в зависимости от предполагаемой массовой доли железа в мерную колбу вместимостью 100 см3.

Разбавляют раствор водой до 50 см3, добавляют 3 см3 раствора гидроксиламина, и контролируют pH раствора с помощью индикаторной бумаги, если необходимо, то устанавливают pH раствора между 3,0—3,5, используя раствор аммиака, разбавленного 1:5, или раствор соляной кислоты, разбавленной 1:4, затем добавляют 10 см3 буферного раствора, 5 см3 раствора ортофенантролина, доливают до метки водой и перемешивают.

Через 20 мин измеряют оптическую плотность анализируемого раствора на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре, учитывая, что максимум светопоглощения растворов соответствует длине волны 510 нм.

Раствором сравнения служит вода.

Одновременно проводят контрольный опыт. Для этого 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 1 см3 пероксида водорода выпаривают до объема 3—5 см3, разбавляют водой, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Отбирают аликвот­ную часть раствора, соответствующую аликвотной части испытуемого раствора, в мерную колбу вме­стимостью 100 см3 и проводят анализ, как указано выше.

Массу железа определяют по значению оптической плотности анализируемого раствора по граду­ировочному графику, учитывая поправку контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4).

  1. При растворении алюминия высокой чистоты в соляной кислоте применяют метод электро­химического растворения или метод растворения пробы алюминия в присутствии катализатора.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

  1. Пробу алюминия, изготовленную в виде двух стержней, очищают кипячением в соляной кислоте, разбавленной 1:1, в течение 10 мин. Затем промывают стержни водой, высушивают при температуре 100 °С и после охлаждения взвешивают.

В кварцевый стакан вместимостью 150 см3 наливают 30 см3 4 моль/дм3 раствора соляной кислоты особой чистоты.

Стержни закрепляют в держатели из алюминия высокой чистоты или титана, которые присоеди­няют к клеммам ЛАТРа. Затем стержни погружают в стакан с кислотой, включают ЛАТР в сеть и растворяют пробу в интервале напряжения 10—20 В в течение 15 мин. Допускается разложение пробы проводить с помощью селенового выпрямителя, применяя электроды Фишера.

В течение этого времени растворяется около 1 г алюминия. Затем отключают ЛАТР, отсоединяют стержни, промывают их водой, высушивают при температуре 100 °С и взвешивают.

По разности масс определяют количество растворившегося алюминия. Раствор выпаривают до образования влажных солей.

Остаток растворяют в 10 см3 воды при нагревании до получения прозрачного раствора. Раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 25 см3. Затем добавляют 2 см3 раствора гидро­ксиламина, 3 см3 раствора уксуснокислого натрия и 3 см3 раствора ортофенантролина, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Измерение оптической плотности раствора производят, как указано в п. 3.1.

Одновременно проводят контрольный опыт. Для этого в кварцевый стакан вместимостью 150 см3 помещают 30 см3 4 моль/дм3 раствора соляной кислоты, выпаривают до объема 0,5 см3, разбавляют небольшим количеством воды и переводят в мерную колбу вместимостью 25 см3. Затем анализ прово­дят, как указано выше.

Массу железа определяют по значению оптической плотности анализируемого раствора по граду­ировочному графику, учитывая поправку контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4).

  1. Растворение пробы алюминия в присутствии катализатора проводится следующим образом: 1 г пробы в виде стружки, предварительно очищенной погружением в раствор соляной кислоты 1:4, растворяют в стакане вместимостью 250 см3, накрытом часовым стеклом, в 15 см3 раствора соляной кислоты 1:1с добавлением 1 см3 раствора хлористого никеля или одной капли ртути. После растворе­ния пробы раствор выпаривают до объема 7—8 см3, разбавляют водой до объема 50—60 см3, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и проводят анализ, как указано в п. 3.1.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

  1. П о с т р о е н и е градуировочных графиков

    1. График 1

В мерные колбы вместимостью 100 см3 приливают из микробюретки 0; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5 см3 раствора Б, что соответствует 0; 0,025; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30 мг железа. Добавляют в каждую колбу по 2 см3 4 моль/дм3 раствора соляной кислоты и разбавляют водой до 50 см3. Добавляют 3 см3 раствора гидроксиламина и контролируют pH раствора с помощью индикаторной бумаги, если необ­ходимо, устанавливают pH раствора между 3,0—3,5, используя раствор аммиака, разбавленного 1:5, затем добавляют 10 см3 буферного раствора, 5 см3 раствора ортофенантролина и далее анализ проводят, как указано в п. 3.1. Раствором сравнения служит раствор, в который железо не добавлялось. По полученным значениям оптических плотностей и известным массам железа строят градуировочный график 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

  1. График 2

В мерные колбы вместимостью 25 см3 приливают из микробюретки 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 см3 раствора В, что соответствует 0; 0,0025; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020 мг железа.

В каждую колбу добавляют по 0,3 см3 4 моль/дм3 раствора соляной кислоты и разбавляют водой до 10 см3. Добавляют 2 см3 раствора гидроксиламина, 3 см3 уксуснокислого натрия, 3 см3 раствора ортофе­нантролина, разбавляют до метки водой, перемешивают и далее анализ проводят, как указано в п. 3.1. Раствором сравнения служит раствор, в который железо не добавлялось.

По полученным значениям оптических плотностей и известным массам железа строят градуиро­вочный график 2.

  1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    1. Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле

У _ т • V • 100

И] • «1 • 1000 ’

где т — масса железа, найденная по градуировочному графику, мг;

V— общий объем раствора, см3;

И, — объем аликвотной части раствора, см3;

/и, — масса навески алюминия, г.

  1. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать величин, приведенных в таблице.

Массовая доля железа, %

Допускаемое расхождение, %

СХОДИМОСТИ, отн.

воспроизводимости, отн.

От 0,0004 до 0,001 включ.

45

60

Св. 0,001 » 0,0025 »

30

45

» 0,0025 » 0,005 »

20

30

» 0,005 » 0,01 »

15

25

» 0,01 » 0,05 »

10

15

» 0,05 » 0,1 »

7

10

» 0,1 » 1,0 »

5

10



(Измененная редакция, Изм. № 1, 3, 4).

Б. Атомно-абсорбционный метод

Сущность метода состоит в растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен — воздух.

  1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Атомно-абсорбционный спектрофотометр со всеми принадлежностями и источником излучения для железа.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, раствор 1:1.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457—75.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929—76.

Ацетон по ГОСТ.2603—79.

Никель хлористый по ГОСТ 4038—79, раствор 2 г/дм3.

Алюминий с содержанием железа не более 0,001 % в виде стружки. При необходимости стружку перед употреблением промывают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 °С в течение 2—3 мин и охлаждают в эксикаторе.

Раствор алюминия 20 г/дм3:10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см3, добавля­ют 300 см3 раствора соляной кислоты и растворяют при нагревании, добавляя 1 см3 раствора хлористо­го никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

Железо металлическое в виде проволоки.

Стандартные растворы железа

Раствор А: 0,1000 г железа помещают в высокий стакан вместимостью 400 см3, приливают 25 см3 воды и 50 см3 раствора соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании, добавляя по каплям 0,5 см3 раствора пероксида водорода. После растворения раствор кипятят до полно­го удаления избытка пероксида водорода, раствор охлаждают, обмывают часовое стекло в стакан, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают.