Раствор выпаривают досуха, остаток прокаливают при 500 °С. Остаток смачивают водой (2—3 см3) и добавляют 10 см3 стандартного раствора теллура (концентрация 1 мг/см3). Остаток высушивают при слабом нагревании. Приготовление стандартных растворов — по приложению к ГОСТ 16274.1.
Получают основной образец, содержащий по 0,1 % железа, сурьмы, цинка, мышьяка и теллура. Образцы сравнения с содержанием примесей 0,03; 0,01; 0,003; 0,001 % готовят последовательным разбавлением основного образца сравнения спектрально-чистым оксидом висмута.
2.4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).
Проведение анализа
Навески по 30 мг подготовленных проб и образцов сравнения помещают в кратеры угольных электродов. От каждой пробы и образца сравнения готовят по два электрода.
Спектры фотографируют на спектрографе типа ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения. Ширина щели — 0,025 мм, сила тока дуги — 15 А от генератора типа ДГ-2. Экспозиция — 40 с. В кассету помещают две фотопластинки: в коротковолновую область спектра — спектрографическую типа II, в длинноволновую — диапозитивную.
Для построения характеристической кривой на ту же пластинку фотографируют спектр железа через девятиступенчатый ослабитель. Проявление и фиксирование пластинок ведут, как указано в ГОСТ 16274.0.
Обработка результатов
На полученных спектрограммах измеряют почернение (5л+ф) линий следующих длин волн (табл. 3) и минимальное почернение фона справа и слева от них.
Таблица 3
Определяемый элемент |
Длина волны аналитической линии, нм |
Железо Сурьма Цинк Мышьяк Теллур |
302,06 231,15 334,50 234,98 239,57 |
Среднее из двух почернений фона принимают за истинное почернение фона. Измеряют степень интенсивности для построения характеристической кривой.
По характеристической кривой фотопластинки находят соответствующие измеренным почернениям значения логарифмов интенсивности lg/д+ф, lg/ф.
Вычисляют значение 1g у- , находят среднее арифметическое 4
результатов, полученных по трем спектрограммам каждого градуиро- ? М •
вечного образца 1g — и строят градуировочные графики в
координатах lg -у2- , 1g С, где С — содержание примеси в образцах 4
сравнения в процентах. Все расчеты производят, пользуясь расчетным прибором.
По полученным градуировочным графикам находят содержание примесей, соответствующее вычисленным для проб значениям
18 4 ср ’
Расхождения результатов двух параллельных определений (d) и результатов двух анализов (D) при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать допускаемых расхождений, указанных в табл. За.
Таблица За
Наименование элемента |
Массовая доля элемента, % |
Расхождение результатов двух параллельных определений, % |
Расхождение результатов двух анализов, % |
Железо |
5-Ю-4 |
2-Ю-4 |
2-Ю-4 |
|
110—3 |
0,ЗЮ~3 |
0,4 10—3 |
|
5 10—3 |
2-Ю-3 |
210-3 |
|
1 io—2 |
0,3 io-2 |
0,4-10—2 |
|
2 10—2 |
0,610-2 |
0,8-IO"2 |
Сурьма |
5-Ю-3 |
210-3 |
2-10—3 |
Цинк |
1 IO-2 |
0,310-2 |
0,4-10-2 |
|
ЗЮ-2 |
0,610-2 |
0,8 IO-2 |
Мышьяк |
1-ю-5 |
0,410-5 |
0,6-10—5 |
Продолжение табл. За
Наименование элемента |
Массовая доля элемента, % |
Расхождение результатов двух параллельных определений, % |
Расхождение результатов двух анализов, % |
Теллур |
5-Ю-5 |
2-10—5 |
3-Ю-5 |
|
1-ю-4 |
0,4 10—4 |
0,6 1 о-4 |
|
5-Ю-4 |
2-Ю-4 |
3-Ю-4 |
|
1-Ю-3 |
0,4-Ю-з |
0,6-10-3 |
|
2-Ю—3 |
0,8-Ю-з |
1 10-3 |
Допускаемые расхождения для промежуточных массовых долей рассчитывают методом линейной интерполяции или по формулам: г/=0,ЗС; /)=0,4С при определении железа, сурьмы и цинка;
rf=0,4C; Л=0,6С при определении мышьяка и теллура,
где С— среднее арифметическое результатов двух анализов;
С — среднее арифметическое результатов параллельных определений.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, полученных на одной фотопластинке (при определении мышьяка и теллура готовят два концентрата, каждый из которых получают объединением растворов от трех навесок висмута).
2.4.5. (Измененная редакция, Изм. № 2, 3).
СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА ВИСМУТА МАРКИ ВиОО
Сущность метода
Метод основан на возбуждении и регистрации спектра элементов основы и примесей в дуге постоянного тока. Количественную оценку содержания примесей проводят методом сравнения интенсивностей спектров проб и образцов сравнения.
Прямой спектральный метод обеспечивает определение примесей в металлическом висмуте в процентах в следующих концентрациях:
серебро от 3-Ю-6 до 3-10“4;
медь » 3-Ю-6 » 1-Ю-3;
кадмий » 1-Ю-5 » 1-Ю-3;
теллур |
» |
3-10“4 |
» 3-10—2; |
свинец |
» |
3-Ю”3 |
» 210~2; |
цинк |
» |
1-Ю-3 |
» 1-Ю-1; |
сурьма |
» |
3-Ю-4 |
» 1-Ю-2; |
железо |
» |
3-Ю-4 |
» 3-Ю-2; |
кобальт |
» |
1-Ю-4 |
» 1-Ю-2; |
марганец |
» |
1-Ю-5 |
» ЗЮ-4. |
(Измененная редакция, Изм, № 2, 3).
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрограф кварцевый типа ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения (можно использовать кварцевый спектрограф средней дисперсии любого другого типа).
Ослабители трех- и девятиступенчатые.
Генератор дуги типа ДГ-2.
Источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение не менее 200 В и рассчитанный на нагрузку не менее 30 А.
Микрофотометр, предназначенный для измерения почернений спектральных линий.
Весы аналитические.
Электроды угольные из спектральных углей марки С-2 — нижний с кратером глубиной 6 мм и диаметром 4,5 мм.
Ступки и пестики стальные и агатовые.
Фотопластинки спектрографические типов II и УФШ.
Станок для заточки угольных электродов.
Боксы, кюветы, стеклянные колпачки для хранения электродов.
Формалин по ГОСТ 1625.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.
Фенол по ТУ 6—09—5303 или клей медицинский БФ-6, разбавленный этиловым спиртом 1:5.
Бакелитовый клей; готовят следующим образом: 25 г фенола и 25 г формалина помещают во взвешенную фарфоровую чашку и нагревают на водяной бане, затем добавляют 5—7 см3 аммиака и ставят на водяную кипящую баню (аммиак готовят насыщением тридистиллята воды). Клей варят 5—6 ч, помешивая палочкой до тех пор, пока он не станет желто-янтарный, прозрачный. Вытянутая кварцевой палочкой нить клея должна быть тонкой и хрупкой, клей не должен пахнуть. Когда клей готов, его взвешивают и сразу добавляют спирт для получения 5 %-ного раствора.
Бакелитовый клей хранят в стеклянной баночке с притертой пробкой.
Весы торзионные типа ВТ, предел взвешивания до 1000 мг.
Образцы сравнения, приготовленные по приложению.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).
Подготовка проб
5—10 г металлического висмута дробят до порошкообразного состояния, растирают в агатовой ступке. Порошок металла смешивают в кварцевом тигле с графитом порошковым в соотношении 30:1. К смеси добавляют 5 %-ный спиртовой раствор бакелитового клея или спиртового раствора клея БФ-6 из расчета 2 см3 на 25 г порошка. Смесь тщательно размешивают, подсушивают при 100 °С и растирают.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
(Исключен, Изм. № 2).
Проведение анализа
Угольные электроды предварительно обжигают в дуге постоянного тока силой 12 А в течение 15 с.
После обжига в кратер угольного электрода загружают по 30 мг порошка пробы и образцов сравнения. Для каждого образца сравнения берут по три, пробы — по шесть навесок.
Для регистрации спектров используют спектрограф типа ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения. Ширина щели — 0,01 мм. Перед щелью спектрографа устанавливают двуступенчатый ослабитель со ступеньками пропускаемое™ 10 и 100 %. Пробы и образцы сравнения сжигают в дуге постоянного тока силой 12 А. Экспозиция — 2 мин. Спектры образцов сравнения и проб фотографируют по три раза на двух параллельных пластинах. Характеристическую кривую фотопластинки строят по маркам интенсивности (ГОСТ 24977.1, приложение 2).
Проявление и фиксирование пластинок ведут, как указано в ГОСТ 16274.0.
Обработка результатов
Подсчет результатов анализа проводят, как указано в п. 2.4.5.
Применяемые аналитические линии приведены в табл. 5.
Таблица 5
Определяемый элемент |
Длина волны аналитической линии определяемого элемента, нм |
Серебро |
328,07 |
Медь |
324,76 |
Кадмий |
228,80 |
Продолжение табл. 5
Определяемый элемент |
Длина волны аналитической линии определяемого элемента, нм |
Теллур |
238,57 |
Свинец |
283,31 |
Цинк |
334,50 |
Железо |
271,90 |
Марганец |
279,48 |
Сурьма |
259,81 |
Кобальт |
341,26 |
Сходимость метода характеризуется относительным стандартным отклонением S не более 0,2 при определении серебра, меди, свинца, кобальта, марганца, сурьмы, железа и не более 0,3 — при определении кадмия, теллура, цинка.
Расхождения результатов двух параллельных определений (d) и результатов двух анализов (Z>) при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 5а.
Таблица 5а
Наименование элемента |
Массовая доля элемента, % |
Расхождение результатов двух параллельных определений, % |
Расхождение результатов двух анализов, % |
Серебро |
3-ю-6 |
но-6 |
2-Ю-6 |
Медь |
по-5 3-Ю-5 по-4 3-Ю-4 |
0,4 10—5 МО-5 0,4 10-4 1-Ю-4 |
0,6-10_5 2 10—5 0,6 ю-4 2-Ю-4 |
Свинец |
і 7 7 7 і 2 ° S' rq |
МО-3 0,4 IO—2 0,810—2 |
2-Ю-з 0,6-10—2 1-Ю-2 |
Кобальт |
по-4 5-Ю-4 по-3 5-Ю-3 по-2 |
0,4 10—4 2-Ю-4 0,4 10—3 2-Ю-3 0,410—2 |
0,6-1 о-4 ЗЮ-4 0,6-10-3 3 10—3 0,6-10—2 |
Марганец |
W н- N2 ь- О О О О 1 1 і. і |
0,4-10-5 1-ю-5 0,4 10—4 МО-4 |
0,6 -io—5 2 10—5 0,6-ю—4 2 10—4 |
Продолжение табл. 5а |
|||
Наименование элемента |
Массовая доля элемента, % |
Расхождение результатов двух параллельных определений, % |
Расхождение результатов двух анализов, % |
Сурьма |
3-ю-4 1 10—3 ЗЮ-3 1-Ю-2 |
1-ю-4 0,4-10“3 1-ю-3 0,4-Ю-2 |
2 10-4 0,6-10—3 2-Ю-3 0,6-10-2 |
Железо |
3-Ю-4 1-Ю-3 ЗЮ-3 1 10—2 3-10-2 |
1-ю-4 0,4-10—3 1-ю-3 0,4-10-2 1-Ю—2 |
2-Ю-4 0,6 10—3 2-Ю—3 0,6-10-2 2-Ю-2 |
Кадмий |
по-5 3-10-5 1-Ю-4 ЗЮ-4 1-Ю-3 |
0,6-10-5 2 10-5 0,6 ю-4 2-Ю-4 0,610-3 |
0,8-10-5 2-Ю-5 0,8-10-4 2-Ю-4 0,8-10-3 |
Теллур |
3-Ю-4 1-ю-3 3-Ю-3 110-2 3-10-2 |
2-Ю-4 0,6-Ю-3 2-Ю-3 0,6-10-2 2-Ю-2 |
2-Ю-4 0,8-10—3 2-Ю-3 0,8-10-2 2-Ю-2 |
Цинк |
1-Ю-3 3-Ю-3 1-10-2 2 10—2 1-Ю-1 |
0,6Ю-3 2-Ю-3 0,6-10-2 2-Ю-2 0,6 10—1 |
0,8Ю-3 2-Ю-3 0,8-10-2 2-Ю-2 0,8-10—1 |