ГОСТ 16698.7-71. Марганец металлический и марганец металлический азотированный . Методы определения никеля (73834)

УДК 669.74:546.74.06 Группа В19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

М

ГОСТ

16698.7—71 f

Метод определения содержания никеля
Metallic manganese. Method for the determination
of nickel content

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров GCCP от 17/11 1971 г. № 260 срок введения установлен

с 1/VII 1972 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на металлический мар­ганец и устанавливает фотоколориметрический метод определения содержания никеля (при содержании никеля от 0,0002 до 0,1%).

Метод основан на образовании окрашенного в винно-красный цвет растворимого комплексного соединения никеля с диметилгли- оксимом в щелочной среде в присутствии окислителя — надсерно­кислого аммония.

При содержании никеля до 0,02 %' комплексное соединение ни­келя с диметилглиоксимом отделяют от мешающих элементов пу­тем экстракции хлороформом.

Предварительно проводят отделение никеля от больших ко­личеств марганца путем фракционного осаждения совместно с же­лезом в виде сульфидов.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 16698.0—71.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-М или другого типа.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—67 и 0,5 н раствор, 20%-ный раствор и разбавленная 1:1.

Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053—66, 10%-ный и 1%-ный растворы.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—67.

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841—65.

Хлороформ (трихлорметан) по ГОСТ 3160—51.

Аммиак водный по ГОСТ 3760—64 и разбавленный 1 :50.

Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845—70 (сегнетова соль), 20%-ный раствор.

Натрия гидрат окиси (натр едкий) по ГОСТ 4328—66, 20%-ный раствор.

Аммоний надсернокислый (персульфат) по ГОСТ 3766—64, 5%-ный раствор.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828—67, щелочной раствор и 1%- ный спиртовой раствор; щелочнсй раствор готовят следующим об­разом: 10 г диметилглиоксима растворяют на холоду в 1 л 5%- ного раствора едкого натра.

Железо азотнокислое по ГОСТ 4111—65, раствор, содержа­щий 0,0005 г железа в 1 мл.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—65, 20%-ный раствор.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69, 20%-ный раствор.

Метиловый оранжевый (пара-диметиламиноазобензосульфо- кислый натрий) по ГОСТ 1’0816—64, раствор 1 г/л.

Стандартный раствор никеля; готовят следующим образом: 0,1 г электролитического никеля растворяют в 5—10 мл разбав­ленной 1 :1 азотной кислоты, кипятят для удаления окислов азо­та, переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают водой до метки и хорошо перемешивают.

1 мл раствора содержит 0,0001 г никеля.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. При содержании никеля от 0,0002 до 0,001%

Навеску металлического марганца 10 г (при содержании нике­ля от 0,0002 до 0,0005%) и 5 г (при содержании никеля свыше 0,0005 до 0,001%) помещают в стакан вместимостью 400—500 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стекло, при­ливают небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 50—60 мл концентрированной соляной кислоты. После прекраще­ния бурной реакции содержимое стакана нагревают для оконча­тельного растворения всей навески, а затем обмывают часовое стекло и выпаривают раствор до образования влажных солей. Со­держимое стакана растворяют в горячей воде, разбавляют приб­лизительно до 200 мл водой, прибавляют в качестве коллектора 5 мл раствора азотнокислого железа, нагревают до кипения и медленно, по каплям, прибавляют 10%-ный раствор сернистого натрия до прекращения появления черного осадка сульфида же­леза, содержащего никель, и появления светлого, медленно исче­зающего осадка сернистого марганца. Содержимое стакана ки­пятят в течение 5 мин, после чего дают отстояться и фильтруют через фильтр «синяя лента».

Осаждение железа и никеля считается законченным, если кап­ли раствора сернистого натрия вызывают лишь потемнение первых порций фильтрата. Если образуется интенсивное черное окрашива­ние, фильтрат сливают в неотфильтрованный раствор, который снова нагревают, и остаток железа доосаждают добавлением раст­вора сернистого натрия. Отфильтрованный осадок сульфидов же­леза и никеля промывают один раз холодным 1%-ным раствором сернистого натрия, смывают с фильтра водой в тот же стакан, где велось осаждение, и растворяют основной осадок и остатки на фильтре в 20—25 мл горячего 20%-ного раствора соляной кисло­ты. Фильтр промывают бромной водой до исчезновения черных частиц нерастворившихся сульфидов и полного окисления железа в фильтрате. Для удаления избытка брома раствор кипятят, до­бавляют кристаллик сернокислого гидразина и выпаривают до образования влажных солей, которые растворяют в 10—15 мл горячей воды. К охлажденному раствору прибавляют 10 мл раст­вора солянокислого гидроксиламина, 20 мл раствора сегнетовой со­ли, раствор аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бума­ге) и 2 мл спиртового раствора диметилглиоксима. Полученный раствор (объемом около 40—60 мл) переносят в делительную во­ронку вместимостью 100 мл и экстрагируют хлороформом, при­бавляя его по 5 мл и энергично взбалтывая каждый раз в течение 1 мин- Соединенные хлороформные экстракты в делительной во­ронке встряхивают с 10 мл разбавленного 1:50 аммиака и не­сколькими каплями раствора сегнетовой соли. Хлороформный слой отделяют и затем встряхивают 1—2 мин с 3—4 порциями по 5 мл 0,5 н раствора соляной кислоты для перевода никеля из хлоро­формного раствора в водный и собирают раствор в мерную колбу вместимостью 100 мл. К содержимому колбы объемом около 20 мл прибавляют 5 мл раствора сегнетовой соли, 10 мл 10%-ного раст­вора едкого натра, 10 мл 5%-ного раствора надсернокислого ам­мония и 10 мл щелочного раствора диметилглиоксима. После при­бавления каждого реактива растворы перемешивают. Через 10 мин (время, необходимое для развития окраски) мерную колбу запол­няют водой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 480—520 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора срав­нения применяют воду.

Одновременно проводят контрольный опыт на содержание ни­келя в реактивах.

Навеску металлического марганца 1 г (при содержании нике­ля от 0,001 до 0,005%), 0,5 г (при содержании никеля свыше

0,005 до 0,01%) или 0,25 г (при содержании никеля свыше 0,01 до 0,02%) помещают в стакан вместимостью 250—300 мл и нак­рывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стекло, прибав­ляют небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 20— 25 мл разбавленной 1 : 1 азотной кислоты. После прекращения выделения бурых окислов азота содержимое стакана нагревают на песчаной бане для окончательного растворения всей навески, а затем выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 20— 25 мл концентрированной соляной кислоты, накрывают стакан ча­совым стеклом, нагревают, а затем снова выпаривают содержи­мое досуха. Обработку соляной кислотой с последующим выпари­ванием досуха повторяют. К сухому остатку приливают 5—7 мл концентрированной соляной кислоты, нагревают до растворения солей, разбавляют небольшим количеством горячей воды и от­фильтровывают кремниевую кислоту через фильтр средней плот­ности в стакан вместимостью 450—500 мл. Фильтр с осадком про­мывают несколько раз горячей водой и отбрасывают. Фильтрат разбавляют водой приблизительно до 200 мл, прибавляют раст­вор углекислого аммония до выпадения осадка гидроокиси желе­за, который растворяют, прибавляя по каплям разбавленную 1 : 1 соляную кислоту, нагревают до кипения и по каплям прибавляют 10%-ный раствор сернистого натрия до прекращения выделения черного осадка сульфида железа, содержащего никель, и появле­ния светлого медленно исчезающего осадка сернистого марганца (в данном случае коллектором служит железо, содержащееся в образцах металлического марганца). Содержимое стакана кипятят в течение 5 мин, затем дают отстояться и фильтруют через фильтр «синяя лента». Осаждение железа и никеля считается закончен­ным, если капля раствора сернистого натрия вызывает лишь по­темнение первых порций фильтрата. Если образуется интенсивное черное окрашивание, фильтрат сливают в неотфильтрованный раствор, который снова нагревают, и остаток железа доосаждают добавлением раствора сернистого натрия. Осадок на фильтре и стакан промывают один раз холодным 1%-ным раствором сернисто­го натрия. Осадок сульфидов железа и никеля смывают горячей водой в стакан, в котором велось осаждение. Приставшие к фильт­ру частицы осадка растворяют в 20—25 мл царской водки, соби­рая стекающий с фильтра раствор в стакан с основным осадком, а затем промывают фильтр несколько раз горячей водой. Раствор кипятят до полного растворения осадка сульфидов железа и ни­келя и фильтруют через быстрофильтрующий фильтр. Серу на фильтре и стакан промывают несколько раз горячей водой. Раст­вор помещают в небольшую фарфоровую чашку, выпаривают на водяной бане досуха и двукратной обработкой концентрирован­ной соляной кислотой по 10—15 мл с последующим выпариванием досуха, удаляют азотную кислоту. Остаток в чашке смачивают 2—3 каплями концентрированной соляной кислоты, растворяют в небольшом количестве воды, переносят в стакан вместимостью 100 мл и выпаривают до объема 10 мл. К охлажденному раствору приливают 10 мл раствора солянокислого гидроксиламина, 30 мл 20 %-ного раствора сегнетовой соли, раствор аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бумаге) и 2 мл Г%-ного спиртового раст­вора диметилглиоксима. Далее анализ проводят, как указано- в п. 3.1.

Навеску металлического марганца 1 г помещают в стакан’ вместимостью 250—300 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка: сдвинув часовое стекло, прибавляют небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 25 мл разбавленной 1 : 1 азотной кис­лоты. После прекращения выделения бурых окислов азота содер­жимое стакана нагревают на песчаной бане для окончательного растворения всей навески, а затем выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 25 мл концентрированной соляной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом, нагревают, а затем снова выпаривают содержимое досуха. Обработку соляной кислотой с последующим выпариванием досуха повторяют. К сухому остатку приливают 5—7 мл концентрированной соляной кислоты, нагрева­ют до растворения солей, разбавляют небольшим количеством го­рячей воды и отфильтровывают кремниевую кислоту через фильтр средней плотности в стакан вместимостью 450—500 мл. Фильтр с осадком промывают несколько раз горячей водой и отбрасывают. Фильтрат разбавляют водой приблизительно до 250—300 мл, до­бавляют 5—7 г лимонной кислоты, нейтрализуют раствор аммиа­ком до появления слабого запаха, нагревают до 50—60°С и осаж­дают никель спиртовым раствором диметилглиоксима, добавляя его в количестве 25 мл. Раствор с осадком тщательно перемеши­вают и выдерживают на плите при 50°С в течение 10—15 мин.

Осадок глиоксимата никеля переносят на фильтр средней плот­ности, промывают 10—12 раз теплой водой, растворяют в 30 мл горячей разбавленной 1 : 1 соляной кислоты и промывают горячей водой 8—10 раз. К фильтрату добавляют 2—3 мл лимонной кис­лоты, 2—3 капли метилового оранжевого, раствор, аммиака до из­менения цвета индикатора и осаждают глиоксимат никеля 20 мг спиртового раствора диметилглиоксимата на холоду.

Раствор с осадком тщательно перемешивают и оставляют на 20—30 мин. Осадок глиоксимата никеля переносят на фильтр- средней плотности, промывают 8—10 раз горячей водой, а затем растворяют в 30 мл (разбавленной 1 : 1 соляной кислоты и промы­вают фильтр 8—10 раз горячей водой. Фильтрат выпаривают до- 5-Ю мл, разбавляют водой, переливают в мерную колбу вмести­мостью 100 мл, доводят водой до метки и перемешивают

.После этого отбирают аликвотную часть раствора: 25 мл (при содержании никеля от 0,02 до 0,05%) или 10 мл (при содержа­нии никеля свыше 0,05 до 0,1%), помещают в мерную колбу вмес­тимостью 100 мл, прибавляют 10 мл 20%-ного раствора сегнето- вой соли, 10 мл 20%-ного раствора едкого натра, 10 мл 5%-ного раствора надсернокислого аммония и 10 мл 1 %-ного щелочного раствора диметилглиоксима. После прибавления каждого реакти­ва раствор тщательно перемешивают. Для развития окраски раст­вору дают постоять в течение 5—7 мин, а затем доливают до мет­ки водой и снова перемешиваю! .

Оптическую плотность растворов измеряют на фотоэлектроко­лориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 480—520 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 или 30 мм. В качест­ве раствора сравнения применяют воду. Одновременно проводят контрольный опыт на содержание никеля в реактивах.

В пять мерных колб вместимостью по 100 мл помещают 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 мл стандартного раствора никеля, что соответст­вует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04 и 0,05 мг никеля. В шестую колбу стан­дартный раствор не вносят, она служит для определения поправки на содержание никеля в реактивах. В каждую колбу прибавляют по 5 мл 20%-ного раствора сегнетовой соли, по 5 мл 20%-ного раствора едкого натра, по 10 мл 5 %-ного раствора надсернокис­лого аммония и по 10 мл 1 %-ного щелочного раствора диметил­глиоксима. После выдержки в течение 3 мин колбы доливают во­дой до метки и перемешивают.

Оптическую плотность растворов измеряют на фотоколоримет­ре с зеленым светофильтром (область светопропускания 480—520 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора срав­нения применяют воду.