При наличии в сплаве олова и (или) сурьмы до 1 % раствор, полученный по 5.3.1, количественно переводят в стакан вместимостью 400 см3, содержащий хлорную кислоту и воду в соответствии с таблицей 3. Чашку и крышку обмывают горячей водой и 10 см3 раствора хлорной кислоты, присоединяя промывные воды к основному раствору, и перемешивают. При наличии бурого осадка диоксида марганца добавляют по каплям пероксид водорода до растворения осадка. Раствор кипятят в течение 3—5 мин, осторожно, в вытяжном шкафу приливают бромную воду и бромистоводородную кислоту в соответствии с таблицей 3, выпаривают до появления белых паров хлорной кислоты и продолжают выпаривание в течение 5 мин. Стакан накрывают часовым стеклом и продолжают выпаривание в течение 15—20 мин. После охлаждения приливают 200 см3 горячей воды и продолжают по 5.3.2.1.
Выпаривание с серной кислотой
Охлажденный раствор, полученный по 5.3.1, переводят в стакан вместимостью 400 см3, содержащий 5 см3 азотной кислоты и раствор серной кислоты в соответствии с таблицей 3. Чашку и крышку обмывают горячей водой, раствор перемешивают и при наличии осадка диоксида марганца добавляют по каплям пероксид водорода до растворения осадка. Раствор выпаривают до появления белых паров серной кислоты и продолжают выпаривание в течение 15—20 мин.
К охлажденному остатку осторожно, порциями, при непрерывном перемешивании приливают 200 см3 горячей воды и нагревают до растворения солей. При наличии осадка диоксида марганца добавляют несколько капель пероксида водорода. Раствор выдерживают при слабом нагревании, не доводя до кипения, в течение 30 мин.
Раствор, полученный по 5.3.2.1—5.3.2.3, фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом (фильтр А), промывают 5—6 раз горячим раствором соляной кислоты
и горячей водой (до появления красной окраски бумаги конго, помещенной на край фильтра), собирая фильтрат и промывные воды в один и тот же стакан.
При массовой доле кремния более 5 % проводят повторную обработку фильтрата, полученного по 5.3.3. Для этого фильтрат и промывные воды выпаривают до появления паров хлорной или серной кислоты и продолжают выпаривание в течение 15—20 мин. К охлажденному раствору при непрерывном перемешивании осторожно приливают 200 см3 горячей воды, нагревают, не доводя до кипения, в течение 30 мин, фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом (фильтр Б).
Фильтр А или фильтры А и Б помещают в прокаленный при температуре 1000—1100 °С в течение 30 мин, охлажденный, доведенный до постоянной массы платиновый тигель, подсушивают, осторожно озоляют при температуре 500—600 °С, не давая воспламеняться бумаге фильтра, прокаливают в муфельной печи при температуре 1000—1100 °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. К остатку в тигле приливают 0,5 см3 раствора серной кислоты, 3—5 см3 фтористоводородной кислоты, выпаривают досуха, прокаливают в муфельной печи при той же температуре в течение 5—10 мин до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. В случае необходимости обработку фтористоводородной кислотой повторяют.
Контрольный опыт со всеми используемыми в ходе анализа реактивами готовят по 5.3.1-5.3.4.
Обработка результатов
М
[(/я
(3)
ассовую долю кремния Jq, %, вычисляют по формуле/И,) — ( /И •> — Ша) ] • 0,4675
—і — • 100 ,
т
где Wj — масса тигля с осадком до удаления диоксида кремния, г;
/и2 — масса тигля и остатка после удаления диоксида кремния, г;
т3 — масса тигля с осадком до удаления диоксида кремния в контрольном опыте, г;
тд — масса тигля и остатка после удаления диоксида кремния в контрольном опыте, г;
0,4675 — коэффициент пересчета диоксида кремния на кремний;
т — масса навески пробы, г.
Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
Таблица 4
В процентах
|
Массовая доля кремния |
Абсолютное допускаемое расхождение |
|
|
результатов параллельных определений |
результатов анализа |
|
|
От 0,30 до 0,50 включ. |
0,03 |
0,04 |
|
Св. 0,50 » 1,00 » |
0,04 |
0,05 |
|
» 1,00 » 2,50 » |
0,05 |
0,07 |
|
» 2,50 » 5,00 » |
0,07 |
0,10 |
|
» 5,0 » 10,0 » |
0,1 |
0,2 |
|
» 10,0 » 15,0 » |
0,2 |
о,з |
|
» 15,0 » 20,0 » |
0,3 |
0,4 |
|
» 20,0 » 25,0 » |
0,4 |
0,5 |
Атомно-абсорбционный метод определения кремния (при массовой доле кремния от 0,10 до 1,0 %)
Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии азотной кислоты, образовании фторидного комплекса кремния при комнатной температуре и измерении атомной абсорбции кремния при длине волны 251,6 нм в пламени ацетилен-закись азота.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для кремния.
Ацетилен по ГОСТ 5457.
Закись азота медицинская.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см3, раствор 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35—1,40 г/см3.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота борофтористоводородная: к 280 см3 фтористоводородной кислоты при температуре (10±2) °С добавляют порциями 130 г борной кислоты и перемешивают. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Алюминий металлический по ГОСТ 11069 марки А999.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 30 г/дм3.
Натрий кремнекислый мета 9-водный [1].
Стандартный раствор кремния: 10,112 г кремнекислого натрия растворяют во фторопластовом стакане в 100 см3 воды при умеренном нагревании, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, добавляют 2 см3 раствора гидроокиси натрия, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
1 см3 раствора содержит 0,001 г кремния.
Для установления массовой концентрации кремния 1 аликвотную часть раствора 25 см3 помещают в фарфоровую чашку вместимостью 200 см3 и дальнейшие операции проводят по 4.2.
Проведение анализа
Навеску пробы массой 0,5 г помещают во фторопластовый стакан вместимостью 100 см3, смачивают пробу приблизительно 10 см3 воды и добавляют порциями 25 см3 раствора соляной кислоты. Растворение ведут при комнатной температуре. После растворения пробы добавляют 2 см3 азотной кислоты, раствор перемешивают, нагревают до кипения и кипятят в течение 1—2 мин.
После охлаждения до комнатной температуры к раствору добавляют 10 см3 борофтористово- дородной кислоты и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Затем раствор переливают в тот же стакан, в котором проводили растворение.
Растворы контрольного опыта готовят по 6.3.1 со всеми используемыми в ходе анализа реактивами.
Построение градуировочного графика
В семь фторопластовых стаканов вместимостью 100 см3 каждый помещают по 0,5 г металлического алюминия, смачивают приблизительно 10 см3 воды, в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,5; 3,5; 5,0 см3 стандартного раствора кремния, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0025; 0,0035; 0,005 г кремния, и проводят растворение и последующие операции в соответствии с 6.3.1.
Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в восстановительное пламя ацетилен-закись азота и измеряют атомную абсорбцию кремния при длине волны 251,6 нм.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям кремния строят градуировочный график в координатах: «Значение атомной абсорбции — массовая концентрация кремния, г/см3». Растворы, в которые не введен кремний, служат растворами контрольного опыта при построении градуировочного графика.
Массовую концентрацию кремния в растворах пробы и растворах контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
Обработка результатов
Массовую долю кремния Х2, %, вычисляют по формуле
(С, - С2) ■ Г
• 100,
(4)
где Q — массовая концентрация кремния в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
С2 — массовая концентрация кремния в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем раствора пробы, см3;
т — масса навески в растворе пробы, г.
6.4.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 5.
|
Массовая доля кремния |
Абсолютное допускаемое расхождение |
|
|
результатов параллельных определений |
результатов анализа |
|
|
От 0,10 до 0,25 включ. |
0,03 |
0,05 |
|
Св. 0,25 » 0,50 » |
0,05 |
0,07 |
|
» 0,50 » 1,00 » |
0,07 |
0,10 |
Таблица 5
В процентах
7 Атомно-абсорбционный метод определения кремния (при массовой доле кремния от 1,0 до 25,0 %)
Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия и измерении атомной абсорбции кремния при длине волны 251,6 нм в пламени ацетилен-закись азота.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для кремния.
Ацетилен по ГОСТ 5457.
Закись азота медицинская.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 300 г/дм3; готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Натрий кремнекислый мета 9-водный [1].
Алюминий металлический по ГОСТ 11069 марки А999.
Стандартные растворы кремния.
Раствор А: 10,112 г кремнекислого натрия растворяют в 50 см3 воды во фторопластовом стакане вместимостью 100 см3 при умеренном нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора гидроокиси натрия, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
см3 раствора содержит 0,01 г кремния.
Для установления массовой концентрации кремния Т2 аликвотную часть раствора 2 см3 помещают в фарфоровую чашку вместимостью 200 см3 и проводят дальнейшие операции по 4.2.
Раствор Б: 50 см3 раствора А с массовой концентрацией Г2, вычисленной по формуле 1, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят непосредственно перед применением.
см3 раствора содержит 0,005 г кремния.
.3 Проведение анализа
Навеску сплава массой в соответствии с таблицей 6 помещают во фторопластовый стакан вместимостью 100 см3, приливают 30 см3 раствора гидроокиси натрия и растворяют при комнатной температуре, во избежание потерь при возможном разбрызгивании стакан накрывают фторопластовой крышкой, раствор нагревают и кипятят в течение 15 мин.
К охлажденному до комнатной температуры раствору добавляют по каплям 2 см3 пероксида водорода. Затем раствор в стакане, накрытом крышкой, кипятят в течение 3—5 мин. После охлаждения до комнатной температуры тщательно обмывают водой крышку и стенки стакана и переводят раствор в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 6, доливают водой до метки, перемешивают и переводят раствор в полиэтиленовый сосуд вместимостью 300 см3.
Таблица 6
|
Массовая доля кремния, % |
Масса навески пробы, г |
Вместимость мерной колбы, см3 |
|
От 1,0 до 5,0 включ. |
0,5 |
200 |
|
Св. 5,0 » 10,0 » |
0,25 |
250 |
|
» 10,0 » 15,0 » |
0,2 |
250 |
|
» 15,0 » 25,0 » |
ОД |
250 |
Растворы контрольного опыта готовят по 7.3.1 со всеми используемыми в ходе анализа реактивами.
Построение градуировочных графиков
При массовой доле кремния от 1,0 до 5,0 %
В семь фторопластовых стаканов вместимостью 100 см3 каждый помещают по 0,5 г металлического алюминия, смачивают его 10 см3 воды и в пять из них отмеряют 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 г кремния, и далее выполняют операции по 7.3.1.
При массовой доле кремния свыше 5,0 до 10,0 %
В шесть фторопластовых стаканов вместимостью 100 см3 каждый помещают по 0,25 г металлического алюминия, смачивают его 10 см3 воды и в четыре из них отмеряют 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 г кремния, и далее выполняют операции по 7.3.1.
При массовой доле кремния свыше 10,0 до 15,0 %
В семь фторопластовых стаканов вместимостью 100 см3 каждый помещают по 0,2 г металлического алюминия, смачивают его 10 см3 воды и в пять из них отмеряют 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,02; 0,0225; 0,025; 0,0275; 0,03 г кремния, и далее выполняют операции по 7.3.1.
