МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МЕДЬ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
Издание официальное
БЗ 4—99
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
У
Группа В59
ДК 669.3:546.87.06:006.354МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
М
ГОСТ
13938.12-78
Методы определения висмута
Copper. Methods for determination of bismuth
ОКСТУ 1709
Дата введения 01.01.79
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле от 0,00005 до 0,02 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле от 0,0003 до 0,005 %) методы определения висмута в меди всех марок в соответствии с ГОСТ 859.
Фотометрический метод основан на образовании йодистого комплекса висмута в сернокислом растворе. Висмут отделяют от мешающих элементов соосаждением с гидроксидом железа или экстракцией диэтилдитиокарбамата висмута хлороформом. Оптическую плотность раствора йоди- дного комплекса висмута измеряют при длинах волн 450—470 нм.
Атомно-абсорбционный метод основан на растворении пробы в азотной кислоте, отделении висмута на гидроксиде железа и последующем измерении поглощения висмута в солянокислом растворе при длине волны 223,1 нм в пламени ацетилен-воздух.
(Измененная редакция, Изм. № 3).
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении анализов по ГОСТ 13938.1.
Разд. 1. (Измененная редакция, Изм. № 3).
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
Центрифуга.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота хлорная.
Кислота серная по ГОСТ 4204, 5 моль/дм3 раствор.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 0,2 моль/дм3 раствор.
Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Железо треххлористое 6-водное по ГОСТ 4147, 1 %-ный раствор в 0,2 моль/дм3 растворе соляной кислоты.
1 см3 раствора содержит 2 мг железа.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, 8 %-ный раствор.
Хлороформ по ГОСТ 20015.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, 20 %-ный раствор.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1978
© ИПК Издательство стандартов, 2000
Переиздание с ИзменениямиКислота винная по ГОСТ 5817, 20 %-ный раствор.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, 10 %-ный раствор.
Калий цианистый, 10 %-ный раствор.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, двуводная (трилон Б) по ГОСТ 10652, 5 %-ный раствор.
Натрий диэтилдитиокарбамат (Na-ДДТК) по ГОСТ 8864 раствор: 2 г Na-ДДТК растворяют в 100 см3 воды, в которой был предварительно растворен 1 г кислого углекислого натрия. Раствор фильтруют.
Тимолфталеин, 0,4 %-ный раствор в этиловом спирте.
Натрий углекислый кислый по ГОСТ 4201.
Промывной раствор: к 30 см3 раствора ди-Na-ЭДТА приливают 1000 см3 воды, 10 см3 раствора цианистого калия и 1 см3 раствора тимолфталеина. По каплям приливают раствор хлористого аммония до исчезновения синей окраски.
Натрия гипофосфит по ГОСТ 200, 30 %-ный раствор.
Спирт этиловый 96 %-ный по ГОСТ 18300.
Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208.
Калий йодистый по ГОСТ 4232, раствор: 200 г йодистого калия растворяют в 300 см3 воды, прибавляют 30 см3 раствора гипофосфита натрия и доливают водой до 1000 см3.
Висмут металлический по ГОСТ 10928.
Стандартные растворы висмута:
Раствор А: 0,100 г висмута растворяют в 5 см3 азотной кислоты. Окислы азота удаляют нагреванием. Раствор охлаждают и помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, приливают 65 см3 азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,1 мг висмута.
Раствор Б: 50 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см3, приливают 5 см3 азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; хранят не более 5 ч.
1 см3 раствора Б содержит 0,01 мг висмута.
Бумага индикаторная универсальная.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и раствор 1:1.
Кислота аскорбиновая, раствор 50 г/дм3 свежеприготовленный.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Навеску меди (табл. 1) помещают в стакан вместимостью 250 см3, растворяют в 5—10 см3 азотной кислоты и 20—40 см3 соляной кислоты под часовым стеклом.
Таблица 1
Массовая доля висмута, % |
Масса навески, г |
От 0,00005 до 0,0003 включ. |
10 |
Св. 0,0003 » 0,001 » |
5,0 |
» 0,001 » 0,005 » |
3,0-1,0 |
» 0,005 » 0,01 » |
0,5 |
Раствор выпаривают примерно до 5 см3, прибавляют 100 см3 воды и 5 см3 раствора железа. Раствор нагревают до 50—60 °С и прибавляют раствор аммиака, разбавленный 1:1, в таком количестве, чтобы вся медь перешла в аммиачный комплекс, и в избыток его 10 см3.
Содержимое стакана нагревают до 70—80 °С и оставляют на 20—30 мин. Осадок гидроокисей фильтруют на фильтр средней плотности и промывают на фильтре 3—4 раза горячей водой.
Осадок с фильтра смывают струей горячей воды в стакан, в котором проводили осаждение, и прибавляют 5 см3 соляной кислоты (Г.1), фильтр промывают горячей водой до полного удаления железа.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
3.1а. Раствор выпаривают до объема 2 см3 и добавляют 10 см3 воды, 5 см3 раствора винной кислоты, 3 см3 раствора трилона Б и 0,1 см3 раствора тимолфталеина. По каплям прибавляют раствор гидроокиси натрия до изменения окраски от оранжевой до синей. К раствору прибавляют 1 см3 раствора солянокислого гидроксиламина и 3 см3 раствора цианистого калия и после перемешивания — 3 см3 раствора хлористого аммония до pH 9—10. При другом значении pH добавляют раствор гидроокиси натрия или раствор хлористого аммония. Раствор переносят в делительную воронку', приливают 50 см3 воды и 1 см3 раствора трилона Б. Затем добавляют 10 см3 хлороформа и встряхивают в течение 2 мин. Органическую фазу помещают во вторую делительную воронку. Водную фазу экстрагируют дважды: сначала 10 см3, а затем 5 см3 хлороформа, встряхивая каждый раз в течение 2 мин, добавляя перед каждой экстракцией по 1 см3 раствора Na-ДДТК. Органические фазы объединяют и промывают в течение 5 мин 15 см3 промывного раствора, к которому добавляют одну каплю раствора Na-ДДТК.
Из промытой органической фазы висмут реэкстрагируют дважды, добавляя каждый раз по 10 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и встряхивая в течение 2 мин. Объединенные солянокислые реэкстракты помещают в стакан и выпаривают досуха. Остаток растворяют в 5 см3 азотной кислоты и 2 см3 хлорной кислоты и затем выпаривают досуха.
Если остаток окрашен, повторяют обработку его азотной и хлорной кислотами. Обесцвеченный остаток растворяют при нагревании в 2 см3 раствора серной кислоты. Раствор охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 10 см3, прибавляют воду до 6—7 см3 и 1 см3 раствора гипофосфата натрия. Через 10 мин прибавляют 1 см3 раствора йодистого калия, раствор доливают до метки водой и перемешивают.
Если раствор непрозрачный, то помещают содержимое мерной колбы в пробирку для центрифуги и центрифугируют в течение 5 с или отфильтровывают. Оптическую плотность раствора измеряют при длине волн 450—470 нм. Раствором сравнения служит вода.
Параллельно проводят контрольные опыты со всеми применяемыми реактивами и растворами, но без добавления меди.
Среднюю величину оптической плотности растворов контрольных опытов вычитают из величины оптической плотности анализируемого раствора.
3.16. К раствору приливают воду до объема 50 см3. Осаждение гидроокисей водным аммиаком повторяют, как указано в п. 3.1. Полученный раствор выпаривают до 3—5 см3, помещают в стакан вместимостью 100 см3 и выпаривают почти досуха. К остатку добавляют 1 см3 азотной кислоты, нагревают до появления окислов азота, охлаждают, добавляют 3 см3 хлорной кислоты и выпаривают до паров хлорной кислоты. Раствор охлаждают, добавляют 2 см3 бромистоводородной кислоты и выпаривают до влажного остатка.
К остатку прибавляют 2 см3 раствора серной кислоты, 1 см3 раствора гипофосфита натрия и 1 см3 воды и нагревают до растворения. Раствор выдерживают при температуре 70—80 °С в течение 10 мин. Раствор охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 10 см3, прибавляют 1 см3 раствора йодистого калия, доливают водой до метки и перемешивают. Далее поступают, как указано в п. 3.1а.
3.1а, 3.16. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
3.1в. Определение висмута допускается проводить: фильтрат, полученный по п. 3.1, нагревают до 40—50 °С и добавляют в него по каплям раствор двуххлористого олова до потемнения раствора и еще 1 см3. Добавляют немного фильтробумажной массы, нагревают до кипения и оставляют на 10—15 мин при температуре 70—80 °С до коагуляции осадка. Затем осадок фильтруют на плотный фильтр, в конус которого вложена фильтробумажная масса, и промывают 3—4 раза горячей водой. Фильтр с осадком отбрасывают.
К фильтрату приливают 4 см3 раствора винной кислоты, 5 см3 раствора йодистого калия и 1,0—1,5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, перемешивают, помещают полученный раствор в мерную колбу вместимостью 50 см3, разбавляют водой до метки и снова перемешивают. Через 10—15 мин измеряют оптическую плотность при длине волны 434—450 нм в кювете с толщиной слоя 30 или 50 мм. Раствором сравнения служит вода. Массу висмута определяют по градуировочному графику.
(Введен дополнительно, Изм. № 3).
3.2. Для построения градуировочного графика в шесть из семи стаканов вместимостью по 250 см3 помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 раствора Б. Во все стаканы прибавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), 5 см3 раствора хлорного железа и доливают водой до 50—60 см3. Затем добавляют водный аммиак до получения pH 7,5—8,5 и 2 см3 в избытке. Раствор нагревают до температуры 70—80 °С и далее поступают, как указано в п. 3.1.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им содержаниям висмута строят градуировочный график.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Массовую долю висмута (X) вычисляют по формуле ■ 100
Л — ,
т
где т — масса меди, г;
/и, — масса висмута, найденная по градуировочному графику, г.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Расхождения результатов двух параллельных определений и двух анализов не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля |
шсмута, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, %, результатов |
|
параллельных определений |
анализов |
||
От 0,00005 до 0,00010 |
включ. |
0,00002 |
0,00002 |
Св. 0,0001 » 0,0003 |
» |
0,0001 |
0,0002 |
» 0,0003 » 0,0010 |
» |
0,0002 |
0,0003 |
» 0,0010 » 0,0030 |
» |
0,0004 |
0,0006 |
» 0,0030 » 0,0050 |
» |
0,0006 |
0,0009 |
» 0,005 » 0,020 |
» |
0,002 |
0,005 |
(Измененная редакция, Изм. № 3).
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
А п п а р а т у р а, реактивы, растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный любого типа.
Корректор фона.
Источник излучения на висмут.
Ацетилен по ГОСТ 5457.
Компрессор воздушный.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, раствор 1 моль/дм3 и 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1:1.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и раствор 1:99.
Железо по ГОСТ 9849, раствор 15 г/дм3 в растворе азотной кислоты 0,1 моль/дм3.
Медь по ГОСТ 859.
Висмут по ГОСТ 10928.
Стандартные растворы висмута по разд. 2.
Проведение анализа
Навеску меди массой 5,0 г помещают в стакан вместимостью 400 см3 и растворяют в 20—25 см3 раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1. Нагревают до удаления оксидов азота. Затем приливают 250 см3 воды, 5 см3 раствора железа и нагревают до температуры 60—70 °С. Добавляют аммиак в таком количестве, чтобы вся медь перешла в аммиачный комплекс, и еще 5 см3. Выдерживают при температуре 70 °С до коагуляции осадка. После этого фильтруют раствор через фильтр средней плотности и промывают осадок 2—4 раза горячим раствором аммиака. Осадок на фильтре растворяют в 10 см3 горячего раствора соляной кислоты, промывают 2—3 раза горячей водой. Раствор охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 25 см3, разбавляют водой до метки и перемешивают.
При необходимости фильтрат не разбавляют до объема 25 см3, а выпаривают до 6—8 см3 и анализируют.
Измеряют оптическую плотность раствора в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм одновременно с раствором контрольного опыта и растворами для построения градуировочного графика.
Допускается определение в анализируемом растворе сурьмы (от 0,0005 до 0,02 %), олова (от 0,01 до 0,06 %) и свинца (от 0,0005 до 0,005 %).
Для построения градуировочного графика в семь стаканов вместимостью 400 см3 помещают по 5,0 г меди и поступают, как описано в п. 3.2. Затем в шесть из семи стаканов помещают 1,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 и 25 см3 стандартного раствора Б и продолжают анализ, как описано в п. 3.2.