---

У

Группа В59

ДК 669.782 : 546.621.06 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

К

ГОСТ
19014.1-73* *

Взамен
ГОСТ 2178—54
в части разд. Ill

РЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ

Метод определения алюминия

Crystal silicon.

Method of aluminium determination

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 июля 1973 г. № 1804 срок введения установлен

с 01.01.75

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15 августа 1984 г. № 2874 срок действия продлен

до 01.01.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает объемный метод определе­ния алюминия (при массовой доле алюминия от 0,3 до 1,6%) в кристаллическом кремнии.

Метод основан на удалении кремния в виде фторида и отделе­нии мешающих компонентов. Алюминий определяют комплексо­нометрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка с индикатором ксиленоловым оранжевым при pH 5,5.

В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандар­тизации PC 3085—71.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 19014.0—73.

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1.Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой долей 20%.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.

Цинк металлический гранулированный по ГОСТ 989—75.

Стандартный раствор азотнокислого цинка, 0,05 М раствор; готовят следующим образом: 3,269 г цинка растворяют при нагре­вании в смеси 100 см³ воды и 15 см³ азотной кислоты. Раствор вы­паривают до 5—10 см³ и разбавляют водой до 1000 см³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78.

Кислота уксусная по ГОСТ 61—75.

Ацетатный буферный раствор; готовят следующим образом: 250 г кристаллического уксуснокислого натрия помещают в мер­ную колбу вместимостью 1000 см³, растворяют в воде, добавляют 20 см³ уксусной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают.

Ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.

Раствор годен в течение 10 дней.

Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиамин- тетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652—73, 0,05 М раствор; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде; фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают.

Для определения поправочного коэффициента 0,05 М раствора трилона Б отбирают из бюретки 20 см³ раствора трилона Б в ко­ническую колбу вместимостью 500 см³ и разбавляют водой до 200 см³. Прибавляют 5—6 капель ксиленолового оранжевого и по каплям аммиак до появления синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям соляной кислоты, разбавленной 1:1, до появления желтой окраски. Затем в колбу приливают 20 см³ аце­татного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до изменения окраски из желтой в розовую.

Поправочный коэффициент для 0,05 М раствора трилона Б (К) вычисляют по формуле где V — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, см³;

Vi — количество раствора трилона Б, см³.

Если для контрольного опыта берут столько же раствора три­пона Б, сколько для пробы, то поправочный коэффициент для рас­твора трилона Б можно не определять.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. Навеску кремния 2 г помещают в платиновую чашку вме­стимостью 200 см³, смачивают водой, добавляют 30 см³ фтористо­водородной кислоты, затем небольшими порциями 15 см³ азотной кислоты.

Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, до­бавляют 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров ангидрида серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой из промывалки и выпаривают на бане досуха.

К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре около 800°С. Плав раство­ряют при нагревании, добавляя 15 см³ соляной кислоты, разбав­ленной 1:1, и 40—50 см³ воды, переводят в мерную колбу вмести­мостью 250 см³, охлаждают, доводят водой до метки и перемеши­вают.

Из приготовленного таким образом раствора определяют со­держание алюминия, железа, кальция и титана, отбирая на каж­дое определение соответствующую аликвотную часть.

Из мерной колбы вместимостью 250 см³ отбирают 100 см³ рас­твора в мерную колбу вместимостью 250 см³, добавляют 25 см³ раствора трилона Б, нагревают почти до кипения, прибавляют при перемешивании 50 см³ раствора гидроокиси натрия, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр «синяя лента». Фильтрат собирают в сухую коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают.

Отбирают 100—200 см³ раствора, помещают в коническую кол­бу вместимостью 500 см³, добавляют 3—4 капли ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор соляной кислотой, разбавлен­ной 1:1, до перехода окраски индикатора в желтый цвет. После нейтрализации к раствору прибавляют 20 см³ ацетатного буфер­ного раствора, кипятят 2—3 мин, охлаждают, вновь прибавляют 3—4 капли ксиленолового оранжевого и оттитровывают избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

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

_v(vK—^0 0,00135-V-100

m- Vi

где v — количество приблизительно 0,05 M раствора трилона Б, содержащееся в аликвотной части, взятой для титрова­ния, см³;Д — поправочный коэффициент для 0,05 М. раствора трилона Б;

Vi — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израс­ходованное на титрование избытка трилона Б, см³;

5. — общий объем раствора, см³;

6. — аликвотная часть раствора, см³;

т — навеска кремния, г.

Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле

„ (и—Иі)-0,00135-V-100

л = — - - ■ - . —

Vitn

где V — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израсхо­дованное на титрование избытка трилона Б в контрольном опыте, см³;

5. — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израс­ходованное на титрование избытка трилона Б в пробе, см³;

6. — общий объем раствора, см³;

7. — аликвотная часть раствора, см³;

т — навеска кремния, г.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Д

Массовая доля алюминия, %

опускаемые .расхождения между крайними результатами анализа, абс. %

О

0,03 0,06

т 0,3 до 1,0

Свыше 1,0 до 1,6

(Измененная редакция, Изм № 1).’Изменение № 3 ГОСТ 19014.1—73 Кремний кристаллический. Метод определения алюминия

Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.00.89 № 2091

Дата введения 01.01.90

Наименование стандарта. Заменить слово: «Метод» на «Методы», «Method» «на «Methods».

Вводную часть изложить в новой редакции: «Настоящий стандарт устанав­ливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия {при массовой доле алюминия от 0,30 до Ц60%) в кристаллическом кремнии».

Стандарт дополнить разделом — 1а:

«1а. Титриметрический метод

Сущность метода состоит в удалении кремния в виде тетрафторида в отде­лении титана и железа в виде гидроксидов. Алюминий определяют комплексоно­метрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка «с индикатором ксиленоловым оранжевым при pH=5,5».

Раздел 2. Седьмой абзац. Заменить слова: «гранулированный — по ГОСТ 989 —75» на «по ГОСТ 3640—79», «0,05 М раствор» на «раствор с молярной кон­центрацией 0,05 моль/дм³» (5 раз);

дополнить .абзацами: «Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199—76, обезвоженный при. 490 ®Сг*~——— - - _ _______

Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий, тетраборно-- кисльй в соотношении 6:1 (по массе)».

пункт ЗЛ_Й Первый абзац после слова «кремния» дополнить словом: «массой»;

третий абзац изложить в новой редакции: «К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре 800 °С или су­хой остаток сплавляют с 8 г смеси для сплавления в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют, добавляя 15—30 см³ соляной кислоты, разбавленной Г:1, и 40—50 см³ воды, нагревают для полного растворения плава, переводят в. мерную колбу вместимостью 250 см³, охлаждают, доводят до метки водой и пере­мешивают»;

четвертый абзац. Заменить слово: «содержание» на «массовую долю».

Раздел 4 изложить в новой редакции:

«4. Обработка результатов

(u-K-p₁)-0>0°135.V-V₂.100

^Х=V'V₉m

где V — объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/ды. содержащийся в аликвотной части, взятой для титрования, см³;К — поправочный коэффициент раствора трилена Б с молярной концентра­цией 0,05 моль/дм³;

• 1 — объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм³, израсходованный на титрование избытка трилона Б, см³;

0,00135— массовая концентрация раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм³, выраженный в граммах алюминия, на см³;

• — общий объем раствора, см³;

• ₂— объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и тита­на, см³;

У і — объем аликвотной части раствора, отбираемой для отделения железа и титана, см³;

Уз — объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алю­миния, см³;

т — масса навески кремния, г.

Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия (Xi) в процентах вычисляют <ю формуле

_v (o-vOO.OOiaS-y-VvlOO

^Xl“ Уі-Уз-m

где v —объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,06 моль/дм³, израсходованный на титрование избытка трилона Б в контрольном опмте, см³;

— объем раствора азотнокислого цинка, с молярной концентрацией 0,05 моль/дм³, израсходованный на титрование избытка трилона Б в нробе, см³;

У — общий объем раствора, см³;

У₂ — объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и титана, см³;

У1 — объем аликвотной части раствора, отбираемый для отделения железа и титана, см³;

Уз — объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алю­миния, см³;

т — масса навески кремния, г.

4.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Метод применяют при разногласиях в оценке качества кремния кристалли­ческого».

Стандарт дополнить разделами — 6—8:

<5. Атомно-абсорбционный метод

Сущность метода состоит в измерении атомной абсорбции алюминия при дли­не волны 309,3 нм в пламени закись азота—ацетилен.

6. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями типа «Пер­кин Эльмср», «Сатурн» или аналогичный.

Лампа с полым катодом для алюминия.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457—75.

Закись азота в баллонах медицинская.

Кислота соляная по ГОСТ 3148—77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.

Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.

Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199—76, обезвоженный при 400 °С.

Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий тетраборно­кислый в соотношении 6:1 (по массе).

Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069—74.

Стандартный раствор алюминия: 0,5000 г алюминия помещают в стакан вместимостью 400 см³, небольшими порциями добавляют 50 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до полного растворения алюминия. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, долива­ют до метки водой и перемешивают.

'1,0 см³ раствора содержит 0,001 г алюминия.

Раствор-фон: 160 г смеси для сплавления помещают в стакан вместимостью 1000 см³, смачивают водой и осторожно, небольшими порциями, приливают 700 см’ соляной кислоты, разбавленной 1:1.