УДК 669.27:543.06:006.354 Группа Ва9
В
ГОСТ
. 14339.5—91
ОЛЬФРАММетоды спектрального анализа
Tungsten. Methods of spectral analysis
ОКСТУ 1709
Дата введения 01.01.93
Настоящий стандарт устанавливает спектральные методы определения примесных элементов алюминия, ванадия, висмута, гафния, железа, кадмия, калия, кальция, кобальта, кремния, магния, марганца, меди, молибдена, мышьяка, натрия, никеля, ниобия, олова, свинца, сурьмы, . тантала, титана, хрома, цинка, циркония в металлическом вольфраме (в виде прутка, штабика, ленты, проволоки), в оксиде вольфрама, паравольфрамате аммония, вольфрамовой кислоте, карбиде вольфрама.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 29103.
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Требования безопасности — по ГОСТ 29103.
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА,
МАТЕРИАЛЫ И "РЕАКТИВЫ
Универсальный генератор постоянного тока УГЭ-4, работающий в режиме дуги постоянного тока, или любой выпрямитель, обеспечивающий постоянный ток силой 15 А при напряжении 220 В. При этом напряжение на электродах должно быть не менее 40 В.
Установка фотоэлектрическая типов МФС-8; МФС-4 или другая подобного типа.
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта ССС
РСпектрограф кварцевый типов ИСП-30, ИСП-22 или другой спектрограф средней дисперсии.
Спектрограф типов ДФС-13 или ДФС-8 с решеткой 600 шт./мм, работающий в первом порядке или любой другой спектрограф большой дисперсии.
Спектролроектор типов СПП-2, ДСП-1, ПС-18 или другой подобного типа.
Микрофотометр нерегистрирующий типов МФ-2, МФ-4 в нерегистрирующем режиме или другой подобного типа.
Муфельная печь с термопарой, обеспечивающая нагрев до 1100 °С.
Плитка электрическая с закрытой спиралью ПЭ-600—2 по ГОСТ 14919.
Шкаф сушильный или ийфракрасная лампа для подсушивания стандартного образца (СО) и угольных смесей.
Весы аналитические типов ВЛА-200М, ВЛР-200 или другие подобного типа.
Весы торсионные типа ВТ, обеспечивающие необходимую точность взвешивания.
Весы технические грузоподъемностью до 200 г по ГОСТ 23711, ГОСТ 23676.
Секундомер.
Скальпель из нержавеющей стали или шпатель из органического стекла.
Пинцет из нержавеющей стали.
Трамбовка из органического стекла или нержавеющей стали для уплотнения смеси.
Ступка с пестиком из органического стекла, халцедона, агата или яшмы.
Бокс настольный для подготовки проб и СО, любой конструкции, удобный в работе.
Чашки и тигли кварцевые по ГОСТ 19908 или платиновые по ГОСТ 6563.
Чашки и тигли фарфоровые по ГОСТ 9147.
Ступка механическая или любое другое приспособление, обеспечивающее необходимое перемешивание проб.
Токарный настольный станок или любое другое приспособление для заточки угольных и графитовых электродов.
Штангенциркуль 0—250 с ценой деления 0,05 мм, 0—125 с ценой деления 0,1 мм по ГОСТ 166.
Угольные электроды диаметром 6 мм марок С-2, ос. ч. 7—4.
Угольный порошок, получаемый при заточке угольных, графитовых электродов или порошок марки ос. ч. 7—4.
Графит по ТУ 48—12—52 или ТУ 14—5—203.
Фотографические пластинки ПФС-01, ПФС-02, ПФС-03* ПФС-05, ПФП-01 размерами 9X12, 9X24, 13X18 см или другие контрастные фотопластинки.
Ослабитель кварцевый девятиступенчатый и трехступенчатый.
Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556.
Алюминия оксид безводный, ч. д. а.
Вольфрама оксид спектрально-чистый.
Молибдена оксид спектрально-чистый.
Ванадия оксид, х. ч.
Гафния оксид, х. ч.
Висмута оксид по ГОСТ 10216.
Водорода шероксид по ГОСТ 10929 или ос. ч.
Железа оксид по ТУ 6—09—5346.
Кадмия оксид по ГОСТ 11120.
Кальция оксид по ГОСТ 8677.
Кобальта оксид по ГОСТ 4467.
Кремния оксид (кислота кремниевая безводная) по ГОСТ 9428.
Калия йодит по ГОСТ 4232.
Калия хлорид по ГОСТ 4234.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Магния оксид по ГОСТ 4526.
Марганца оксид по ГОСТ 4470.
Меди (II) оксид по ГОСТ 16539.
Мышьяка оксид х. ч.
Натрия хлорид по ГОСТ 4233.
Натрия фторид по ГОСТ 4463.
Никеля оксид по ГОСТ 4331.
Ниобия оксид х. ч.
Олова оксид ч. д. а.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.
Свинца оксид. “
Сурьмы оксид.
Тантала оксид, ч. д. а.
Титана оксид, ч. д. а. -
Хрома оксид безводный, ч. д. а.
Цинка оксид по ГОСТ 10262.
Циркония оксид, ч. д. а.
Эфир этиловый по ГОСТ 22300.
Возможно применение других соединений с кислородом и реактивов квалификации х. ч., ч. д. а., ос. ч., гарантирующих качество анализов.
Проявитель:
Раствор I:
метол (пара-метиламинофенолсульфат) по ГОСТ 25664 — 2 г;
гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 19627— 10 г;
натрий сернистокислый по ГОСТ 195 — 52 г; е
калий бромистый по ГОСТ 4160 — 2 г;
вода дистиллированная до 1000 см3.
Раствор II':
натрий углекислый по ГОСТ 83 — 44 г;
вода дистиллированная-до 1000 см3.
Одинаковые объемы растворов I и II сливают вместе перед проявлением, которое проводят при (20+1) °С.
Фиксаж:
натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный по ГОСТ 27068.— 300 г;
аммоний хлористый по ГОСТ 3773 — 60 г;
натрий серн'истокислый по ГОСТ 195 — 45 г;
вода дистиллированная до 1000 см3.
Допускается применение другого контрастного проявителя.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ (Ь10~3—6-Ю-2 %), ЖЕЛЕЗА (110-3—2-Ю-1 %), КАЛЬЦИЯ (1-Ю-3—410~2 %), КРЕМНИЯ (1 10 3 6 10 2 %), МАГНИЯ (110~3—6-10~2 %), МОЛИБДЕНА (810-3—310-1 %), МЫШЬЯКА (1 • 10-3-6Ю-2 %), НАТРИЯ (2 10-3—6ДО 2 %) и НИКЕЛЯ (2-10~3—610~2 %)
. 4.1. Сущность метода
Метод основан на ослаблении спектра вольфрама созданием в источнике возбуждения спектра условий, способствующих образованию труднолетучих соединений вольфрама с последующим фракционным испарением примесей. Перевод в труднолетучие соединения достигается нагреванием смеси оксида вольфрама с угольным порошком в дуге постоянного тока, а усиление спектра примесей достигается введением носителей.
Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы
Для анализа применяют аппаратуру, материалы и реактивы, приведенные в разд. 3.
П од г от о в к а к анализу
Подготовка проб к анализу
Пробы вольфрама и его соединений переводят в оксид вольфрама двумя способами.
1.1. П ер в ы и способ — прокаливание в муфель ной печи
Пробы вольфрама в виде стружки, мелких кусочков от штаби- ка, прутка, ленты или проволоки предварительно промывают эфиром для очистки от следов жира и сушат на воздухе или при температуре не выше 50 °С. Для удаления механических примесей, вносимых при измельчении пробы, вольфрам обрабатывают в перегнанной соляной кислоте (1:1) в течение 5—10 мин при нагревании. От аквадага поверхность проволоки очищают протравливанием в кипящем растворе пероксида водорода с массовой долей 3 %. Затем дважды промывают дистиллированной водой.
Очищенные пробы, а также порошок металлического вольфрама и карбида вольфрама прокаливают при 600—650 °С до оксида вольфрама.
Прокаливание проводят в кварцевых или платиновых чашках или тиглях.
Пробы вольфрамовой кислоты (H2WO4) обезвоживают и прокаливают в течение 2 ч при 600—650 °С до оксида вольфрама.
Пробы паравольфрамата аммония переводят в оксид вольфрама прокаливанием при 600—650 °С в течение 1,5 ч.
L2. В т о р о й способ — растворение в кислоте
Пробы вольфрайа от штабика, прутка, ленты в виде мелкой стружки и вольфрамовую проволоку диаметром более 40 мкм перед окислением очищают от поверхностных загрязнений, как указано выше. Пробы,переводят в оксид вольфрама растворением в растворе пероксида’ водорода с массовой долей 30 % (20 см3 пероксида водорода на 1,0 г вольфрама) при слабом нагревании. После полного растворения пробы раствор выпаривают досуха на электроплитке с закрытой спиралью. Сухой остаток прокаливают в муфельной печи при 550—570 °С в течение 30 мин в платиновых, кварцевых или фарфоровых тиглях.
Растворение можно проводить в смеси фтористоводородной' и азотной кислот в соотношении 3:1 (15 см3 HF и 5 см3 HNO3 на 1,0 г вольфрама). Растворение проводят в платиновой чашке.
Приготовление стандартных образцов Приготовление СО приведено в приложении 1.
Приготовление угольных электродов и угольной смеси
Угольные электроды вытачивают, как показано на чертеже и в табл. 1 (типы I, II, III, V) и обжигают в дуге постоянного тока при силе тока 10 А в течение 15—20 с.
В зависимости от диапазона определяемых концентраций в пробе возможно использование нижних электродов с кратером диаметром 3 мм и глубиной 5 мм (для средних и больших содержаний) или с кратером диаметром 3,5—4,0 мм и глубиной 8—9 мм (для средних и малых содержаний).
Угольная смесь состоит из угольного порошка и оксида меди с массовой долей 5 % и готовится перемешиванием в ступке.
Смесь перемешивают всухую в течение 20—30 мин, затем добавляют спирт и перемешивают 75 мин. Спирт может добавляться несколько раз по мере испарения; смесь во время перемешивания должна быть в виде густой сметаны. Затем смесь подсушивается при температуре не выше 70 °С.После этого смесь снова перемешивают 30—40 мин и окончательно сушат при (105±5) °С в сушильном шкафу или под инфракрасной лампой. На приготовление 10 г смеси требуется 30—40 см3 спирта.
Проведение анализа
Подготовленные, к анализу пробы (п. 4.3.1) и СО смешивают в течение 5—7 мин в механической ступке или в течение 10 мин вручную с угольной смесью в соотношении 1:1 (200—240 мг WO3 и 200—240 мг угольной смеси). Навески проб, СО и угольной смеси берут на торсионных или аналитических весах. Ступки и пестики протирают ватой, смоченной спиртом 1 см3 на одну пробу, после каждого перемешивания. Полученные смеси помещают в кратеры электродов по ГОСТ 14339.0 и уплотняют до краев с помощью скальпеля.
Испарение пробы и возбуждение спектра проводят в дуге постоянного тока. Электрод с пробой служит анодом дуги.
Обжиг проводят в течение 5 с при силе тока 10 А. Спектры фотографируют на спектрографе средней дисперсии при силе тока 10 А с экспозицией 20—30 с. Освещение щели спектрографа трехлинзовое с круглой диафрагмой на промежуточном конденсоре или однолинзовое с конденсором f = 75 мм.
Аналитический промежуток 2 мм. Ширина щели спектрографа 0,01—0,012 мм. Фотографируют по 3 спектра (3 электрода) каждого СО и пробы. В кассету одновременно укладывают фотопластинки разной чувствительности для получения аналитических линий в области нормальных почернений:
тип ПФС-02 — для длин волн 210—250 нм;
тип ПФС-01 — для длин волн 250—293 нм;
тип ПФП-01 — для длин волн 293—400 нм.
Допускается использовать другие фотопластинки, на которых можно получить аналитические линии в области нормальных почернений.
Д
17
ля Определения массовой доли железа (2110-1—1«10“2 %) и других элементов, имеющих почернения больше 2,00, спектры фотографируют с прямоугольной промежуточной диафрагмой или, сеткой 50—250 меш или 3-ступенчатым ослабителем и круглой промежуточной диафрагмой.Таблица 1 мм
Тип |
|
h 2 |
h, |
di |
d 2 / |
d3 t |
I |
40—60 |
5+0,1 |
|
6+°.з 0—0,1 |
3+0,1 |
|
II |
40-60 |
8±0,1 |
:— |
6+0,п 0—0,1 |
3,5+0,1 |
|
III |
40-60 |
9±0,1 |
*— |
«4 0,3 0-0,1 |
4+0,1 |
;— |
IV |
40-60 |
4±0,1 |
-— |
|
4+0,1 |
'— |
V |
40—60 |
|
10—12 |
|
і— |
3+0,1 |
Таблица 2
Определяемые элементы |
Длины волн, нм |
Диапазоны определяемых массовых долей,, % |
|
линий примеси |
липні сравнения |
||
Алюминий |
257,510 |
Медь 263,000 |
1.10-3—6.10-2 |
Железо |
239,924 |
Медь 240,011 |
1-Ю-3—2-Ю-1 |
Кальций |
317,933 |
Медь 306,342; 314,682 |
1-Ю"3—4-Ю-2 |
Кремний |
243,515 |
Медь 240,011 |
140-3—6<1О-2 |
Магний |
278,142 |
Медь 276,888 |
ью-3—6-ю-2 |
Молибден |
281,615 313,259 |
Медь 276,888 314,682 |
1-ю-2—3-ю-1 8-10~3—5-10~2 |
Мышьяк |
234,984 |
Вольфрам 234,932* |
1.10-3—6.10-2 |
Натрий |
330,232 |
Фон2 |
2-Ю"3—6-Ю-2 |
Никель |
305,082 |
Медь 306,342 |
2-Ю-3—6-Ю"2 |
При этом СО не должны иметь массовую долю натрия больше 6-Ю-2 %.
О б р а б о т к а результатов