---

УДК 669.76:543.42:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ВИСМУТ

С

ГОСТ
16274.8-77

пектральные методы анализа

Bismuth.

Spectral methods of analysis

ОКСТУ 1709

Дата введения 1978—01—01

Настоящий стандарт распространяется на висмут марок ВиОО, Ви1, Ви2 и устанавливает спектральные методы определения содер­жания серебра, меди, кадмия, свинца, теллура, цинка, сурьмы, же­леза, кобальта, марганца и химико-спектральный метод определения мышьяка и теллура.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 16274.0.

2. СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА ВИСМУТА МАРОК Ви2 и Ви1

   1. Сущность метода

Метод основан на возбуждении и регистрации эмиссионного спектра пробы.

Оценку концентрации элементов производят путем сравнения почернений и интенсивностей спектральных линий в пробах и гра­дуировочных образцах.

Метод обеспечивает определение примесей в процентах в кон­центрациях:

Спектрограф кварцевый типа ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения (можно использовать кварцевый спектрограф средней дисперсии любого другого типа).

Ослабители трех- и девятиступенчатые.

Генератор искровой типа ИГ-2 или ИГ-3.

Генератор дуги типа ДГ-2.

Микрофотометр, предназначенный для измерения почернений спектральных линий.

Тигли фарфоровые № 5 и 6.

Чашки фарфоровые № 2.

Тигли железные вместимостью 150—200 см³.

Печь муфельная или тигельная с регулятором температуры до 600 °С.

Изложница для отливки электродов цилиндрической формы диа­метром 8 мм, длиной 50—100 мм.

Весы аналитические.

Напильники для заточки электродов.

Станок для заточки электродов.

Фотопластинки спектрографические типа II диапозитивные.

Электроды угольные из спектральных углей марки С-2; нижний с кратером глубиной 3 мм, диаметром 4 мм и толщиной стенок 0,5—0,7 мм, верхний — затачивается на усеченный конус с площад­кой диаметром 1,5—2,0 мм.

Прибор кварцевый для перегонки воды и кислот с кварцевым холодильником и приемником.

Кислота азотная ОС.Ч.21—4 или ОС.Ч.21—5 по ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1, Г.2.

Соль динатриевая этилендиамин тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652, 10 %-ный раствор.

Кальций хлористый по ТУ 6—09—4711, раствор 0,05 моль/дм³.Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, 5 %-ный раствор.

Аммиак водный особой чистоты по ГОСТ 24147 и раствор 1:1.

Ксиленоловый оранжевый, 0,5 %-ный водный раствор.

Висмут азотнокислый по ГОСТ 4110.

Висмут марки ВиОО по ГОСТ 10928.

Спектрально-чистый оксид висмута; готовят следующим образом: 300—400 г висмута марки ВиОО растворяют в 1000—1500 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1. Растворение проводят отдельными пор­циями по 40—50 г металла. Полученный раствор нитрата висмута выпаривают до сиропообразного состояния на водяной бане.

Спектрально-чистый оксид висмута можно приготовить из азот­нокислого висмута. В этом случае 300—400 г азотнокислого висмута растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды, под­кисленной азотцой кислотой, и выпаривают раствор до сиропообраз­ного состояния. Полученный густой раствор переливают небольши­ми порциями (по 5—10 см³) при тщательном перемешивании в коническую колбу, содержащую 2000 см³ кипящей воды.

При этом выпадает кристаллический осадок основного нитрата висмута. Для лучшей кристаллизации содержимое колбы вновь до­водят до кипения и оставляют на 2—3 ч. После этого сливают раствор, оставляя осадок основного нитрата висмута. Осадок от­фильтровывают через плотный фильтр и промывают три раза водой, подкисленной азотной кислотой, после чего осадок переносят в кварцевый стакан, растворяют добавлением горячей концентриро­ванной азотной кислоты, вновь выпаривают до сиропообразного состояния, затем высушивают, прокаливают при 500 °С до спектраль­но-чистого оксида висмута и хранят его в закрытой банке.

Весы торзионные типа ВТ, предел взвешивания до 1000 мг.

Примечание. Допускается применение приборов с фотоэлектри­ческой регистрацией спектров и других спектральных приборов, других реактивов, материалов и фотопластинок, обеспечивающих получение пока­зателей точности, установленных настоящим стандартом.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

Спектральному анализу подвергают пробы в виде стержней диа­метром 8 мм и длиной 50—100 мм.

Пробу отбирают ложкой из котла во время разливки металла или расплавляют порошок металлического висмута под слоем угольного 54порошка в железном тигле. Расплавленный висмут отливают в из­ложницу. Пробы и образцы сравнения затачивают на плоскость напильником.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).

Готовят лигатуру свинца и висмута, серебра и висмута, меди и висмута. Полученные лигатуры анализируют химическими методами и сплавляют в необходимых пропорциях. Затем лигатуру разбавляют висмутом марки ВиОО и получают образцы сравнения, содержащие определенное количество примесей (табл. 1). Концентрацию приме­сей в образцах сравнения устанавливают химическими методами, приведенными в настоящем стандарте.

Таблица 1

Примечание. Массовые доли примесей в образцах сравнения могут отличаться от указанных в таблице на +30 отн. %.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

В качестве источника возбуждения используют искровой генера­тор типа ИГ-3 или ИГ-2, включенный по сложной схеме. Режим работы генератора:

сила тока в первичной цепи трансформатора — 1,2 А;

вспомогательный искровой промежуток — 3 мм;

аналитический промежуток — 4,5 мм;

величина индуктивности— 0,15 мГ;

емкость конденсатора — 0,005 мкФ.

Спектры фотографируют на спектрографе типа ИСП-28 с трех­линзовой системой освещения. Ширина щели спектрографа 0,02 мм. Экспозиция — 45 с.

Проявление и фиксирование пластинок ведут, как указано в ГОСТ 16274.0.

Применяемые аналитические линии и линии сравнения приведе­ны в табл. 2.

Таблица 2

Концентрации примесей определяют по методу трех образцов сравнения. По три спектра образцов сравнения и по шесть спектров проб фотографируют на одной фотопластинке.

Измеряют почернение линий каждой примеси при помощи мик­рофотометра и линии сравнения 5_ВІ. Находят разность между почернениями линий определяемой примеси и линии висмута, вы­бранной в качестве линии сравнения:

^ві-

Из трех параллельных спектрограмм определяют среднее арифме­тическое значение разности почернений ДЗ^.

По результатам фотометрирования образцов сравнения строят градуировочные графики для определения примесей.

По оси ординат откладывают разности почернений примеси и основного вещества, а по оси абсцисс — логарифмы концентраций примеси в образце сравнения.

Содержание примеси в металлическом висмуте находят по извест­ным значениям ДЗ^р по соответствующим градуировочным графи­кам.

Сходимость метода характеризуется относительным стандартным отклонением S не более 0,03 при определении свинца, серебра и не более 0,1 — при определении меди.

Расхождение результатов двух параллельных определений (d) и результатов двух анализов (7)) при доверительной вероятности 0,95 не должно превышать допускаемых расхождений, указанных в табл. 2а.

Таблица 2а

Допускаемые расхождения для промежуточных массовых долей рассчитывают методом линейной интерполяции или по формулам:

d=0,2C; 0=0,3 С при определении свинца и серебра;

d=0,3C; 7)=0,4С при определении меди,

где С — среднее арифметическое результатов двух параллельных оп- _ ределений;

С — среднее арифметическое результатов двух анализов.

За результат анализа принимают среднее арифметическое резуль­татов двух параллельных определений, по трем спектрограммам каждое, полученных на одной фотопластинке.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

Концентрат мышьяка и теллура получают тригонометрическим ме­тодом, основанным на свойстве комплексоната висмута в аммиачной среде (при pH 8) при прибавлении соли кальция переходить в комплек- сонат кальция. Вытесненный висмут выпадает в виде гидроокиси, увлекая с собой мышьяк, теллур и другие трехвалентные металлы.

Шесть навесок висмута по 3 г помещают в конические колбы из жаростойкого стекла вместимостью 250 см³, приливают 15 см³ азот­ной кислоты, разбавленной 1:1, закрывают часовым стеклом и при умеренном нагревании растворяют. После растворения навески часовое стекло снимают и раствор кипятят до удаления паров окислов азота. Затем приливают 45 см³ горячего 10 %-ного раствора трилона Б и горячей водой доводят объем раствора до 100 см³. После этого добавляют индикатор ксиленоловый оранжевый (2—3 капли) и тит­руют раствор 10 %-ным горячим раствором трилона Б до перехода малиновой окраски в желтую.

Раствор нейтрализуют аммиаком до pH 5 по индикаторной бумаге, титруют горячим раствором трилона Б до появления желтого окраши­вания, добавляют 5 см³ раствора аммиака, разбавленного 1:1, 4—5 см³ раствора хлористого кальция 0,05 моль/дм³ и кипятят 2 мин до выпаде­ния осадка. Избыток хлористого кальция приводит к увеличению массы концентрата, т.е. уменьшению коэффициента обогащения.

Осадок отстаивают при слабом нагревании в течение 15 мин, фильтруют через плотный фильтр и промывают горячим 5 %-ным раствором азотнокислого аммония. Затем осадок на фильтре раство­ряют в небольшом количестве горячей азотной кислоты, разбавлен­ной 1:2, собирая раствор во взвешенную фарфоровую чашку для выпаривания. В эту же чашку собирают раствор еще от двух парал­лельных навесок висмута. Раствор выпаривают при слабом нагрева­нии, затем на горячей электроплитке. Края остывшей чашки обмы­вают 2—3 см³ азотной кислоты и снова выпаривают при слабом нагревании. Осадок прокаливают в муфеле 30 мин при 500 °С до образования спектрально-чистого оксида висмута. Чашки с оксидом висмута взвешивают, определяют массу осадка и устанавливают коэффициент обогащения делением исходной навески 9 г (3 навески по 3 г) на массу полученного осадка. Концентрат передают на спект­ральный анализ. Одновременно через весь ход анализа с количеством реактивов, расходуемых на три параллельных навески, проводят контрольный опыт для внесения поправки в результат анализа.

10 г спектрально-чистого оксида висмута растворяют в азотной кислоте, прибавляют по 10 см³ растворов, содержащих 1 мг/см³ железа, сурьмы, цинка и мышьяка.