2.3. Спектральный метод

  1. Сущность метода

Метод основан на возбуждении спектра анализируемого раствора и измерении относительной интенсивности спектральных линий бора. Чувствительность метода 0,5 мг/дм3.

  1. Аппаратура, посуда, реактивы, растворы

Спектрограф кварцевый, средней дисперсии типа ИСП-28, ИСП-30 и др.

Генератор дуговой.

Микрофотометр.

Приспособление для подачи раствора в зону горения дуги любой конструкции (например, вращающийся диск) с линейной скоростью перемещения в зоне разряда около 4 мм/с).

Посуда, указанная в п. 2.1.2.

Угли спектральные, безборные, заточенные на конус, или медные электроды марки М-1 по ГОСТ 859, заточенные на полусферу.

Фильтры обеззоленные 9 мм, плотные и средней плотности.

Фотопластинки спектральные УФШ, типа 3 или 1(в зависимости от определяемых концентра­ций).

Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор с массовой долей 4 %.

Натрий тетраборнокислый по ГОСТ 4199.

Кобальт азотнокислый по ГОСТ 4528, водный раствор с массовой долей кобальта 1 %.

Примечание. Все реактивы должны быть квалификации не ниже ч. д. а.

  1. Стандартные растворы

Исходный стандартный раствор: растворяют 88,6 мг тетраборнокислого натрия в 300—500 см3 4 %-ной уксусной кислоты (по массе), переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют 4 %-ной уксусной кислотой до метки; 1 дм3 раствора содержит 10 мг бора.

Рабочие стандартные растворы: разбавляют исходный стандартный раствор 4 %-ным раствором уксусной кислоты; готовят не менее четырех рабочих стандартных растворов с концентрацией бора от 1 до 8 мг/дм3. Допускается изменение верхнего или нижнего предела интервала концентраций бора в стандартных растворах в соответствии с определяемой концентрацией.

  1. Проведение анализа

50 см3 вытяжки и по 50 см3 каждого рабочего стандартного раствора помещают в фарфоровые чашки, добавляют по 1 см3 раствора азотнокислого кобальта с массовой долей 1 %.

Подставной угольный или медный электрод устанавливают в штативе, выводят его на опти­ческую ось спектрографа по теневой проекции, расстояние между противоэлектродом и медным диском 2 мм. Обеззоленный фильтр диаметром 9 мм смачивают в анализируемом растворе и укладывают на медный диск, избыток раствора устраняют фильтровальной бумагой. Одновременно включают генератор дуги и приводят во вращение диск с фильтром: сила тока дуги 4 А, скорость вращения фильтра 1 оборот за 60 с, экспозицию устанавливают в зависимости от чувствительности фотопластинок.

Примечание. Допускается использовать для подачи раствора в зону разряда другие приспособления (например, фульгураторы). Спектры регистрируют при ширине щели спектрографа 0,018 мм, щель освещается конденсором/= 75 мм, установленным на расстоянии 100 мм от источника и дающим его резкое изображение на крышке щели. Для каждой анализируемой пробы и стандартного раствора получают по три спектрограммы.

На микрофотометре измеряют плотности почернений аналитической пары спектральных линий бора 249,8 нм и кобальта 252,1 нм.

Для каждой пробы и стандартного раствора вычисляют разность почернений аналитической пары линий и определяют среднее арифметическое результатов трех параллельных измерений.

  1. Обработка результатов

По разности почернений аналитической пары линий для стандартных растворов и соответст­вующим им логарифмам концентрации бора строят градуировочный график; по графику определяют концентрацию бора в пробах.

Допускается использовать заранее построенный градуировочный график. Для контроля его стабильности применяют стандартный раствор с предельно допустимой концентрацией бора по нормативно-технической документации.

Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать 0,3 мг/дм3 для концентраций бора 0,5—1 мг/дм3, 0,4 мг/дм3 для концентраций 1—3 мг/дм3, 0,5 мг/дм3 для концентраций 3—6 мг/дм3.

  1. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРА

    1. Сущность метода

Метод основан на ослаблении окраски ализаринциркониевого лака, благодаря способности фторид-ионов образовывать с цирконием бесцветный комплекс. Чувствительность метода 0,05 мг/дм3.

  1. Аппаратура, посуда, реактивы

Фотоэлектроколориметр.

Колбы мерные вместимостью 100, 500, 1000 см3 по НТД.

Пипетки мерные вместимостью 5 и 10 см3 по ГОСТ 1770.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463.

Ализариновый красный С.

Цирконил хлорид (оксилхлорид циркония).

Цирконил азотнокислый двуводный (циркония нитрат) или цирконил азотнокислый двувод­ный основной.

примечание. Все реактивы должны быть квалификации не ниже ч. д. а.

  1. Приготовление растворов

    1. Стандартный раствор фтора (раствор А): 0,0221 г фтористого натрия растворяют в дистиллированной воде, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки; 1 см3 раствора содержит 0,1 мг фтора. Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимос­тью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой; 1 см3 раствора содержит 0,01 мг фтора. Раствор Б готовят перед употреблением.

    2. Раствор ализаринового красного С: 0,75 г ализаринового красного С растворяют в дистиллированной воде, переводят в мерную колбу и доводят объем до 1 дм3.

    3. Раствор хлорида цирконила: 0,354 г хлорида цирконила растворяют в 600—800 см3 дистиллированной воды, добавляют 33,3 см3 концентрированной серной кислоты, перемешивают, добавляют 100 см3 концентрированной соляной кислоты и снова перемешивают; охлаждают; доводят объем дистиллированной водой до 1 дм3, перемешивают и выдерживают 1 ч. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

    4. Раствор азотнокислого цирконила: 0,371 г азотнокислого цирконила растворяют в 200 см3 дистиллированной воды, приливают 10 см3 серной кислоты и 15 см3 соляной кислоты, охлаждают, фильтруют, доводят дистиллированной водой до 500 см3 и перемешивают.

  2. Проведение анализа

    1. Выполняют два параллельных определения фтора в вытяжке. К 100 см3 вытяжки добав­ляют последовательно 5 см3 раствора ализаринового красного С и 5 см3 раствора хлорида (или нитрата) цирконила, раствор перемешивают и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной колориметрируемого слоя 20—50 мм в ин­тервале длин волн 520—550 нм (зеленый светофильтр). Количество фтора в растворе находят по градуировочному графику.

    2. Построение градуировочного графика

В химические стаканы вместимостью 150—200 см3 вносят 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,10 и 0,12 мг фтора.

Объем каждого раствора доводят до 100 см3 дистиллированной водой и далее поступают по п. 3.4.1. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям фтора строят градуировочный график. Для построения графика используют среднее арифметическое значений оптических плотностей двух параллельных измерений для каждой концентрации.

  1. Обработка результатов

    1. Концентрацию фтора (А) в испытуемой вытяжке, мг/дм3, вычисляют по формуле

v rn-1000

Аў,

где т — масса фтора, найденная по градуировочному графику, мг;

V— объем водной вытяжки, взятой для анализа, см3.

    1. Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений при довери­тельной вероятности Р = 0,95 не должны превышать 0,08 мг/дм3 для концентраций фтора 0,2— 1,0 мг/дм3.

  1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ

    1. Фотометрический метод

      1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в коричнево-красный цвет комплексного соеди­нения никеля с диметилглиоксимом в щелочной среде в присутствии окислителя.

Определению никеля не мешают медь, кобальт, железо при массовых концентрациях, не превышающих соответственно 0,02 мг/дм3, 0,2 мг/дм3 и 0,1 мг/дм3. Чувствительность метода 0,05 мг/дм3.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

  1. Аппаратура, реактивы, растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Пробирки вместимостью 10 см3.

Колбы мерные вместимостью 100 см3 про ГОСТ 1770.

Пипетки мерные вместимостью 1,5 и 10 см3 по ГОСТ 29227.

Воронки делительные вместимостью 250 см3 по ГОСТ 25336.

Чашки фарфоровые диаметром 5—6 см по ГОСТ 9147.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой долей 20 %.

Натрий лимоннокислый, 3-замещенный по ГОСТ 22280, раствор с массовой долей 20 %.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор с массовой долей 0,1 % в растворе гидроокиси натрия с массовой долей 5 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Хлороформ.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 0,5 моль/дм3.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы с массовой долей 5%и 30%.

Йод кристаллический по ГОСТ 4159, раствор с массовой долей 1 % в этиловом спирте.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор с массовой долей 15 %.

Никель сернокислый по ГОСТ 4465.

Стандартный раствор А: 0,4786 г перекристаллизованного сернокислого никеля помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, растворяют в дистиллированной воде, добавляют 0,1 см3 концентрированной азотной кислоты, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают; 1 см3 раствора содержит 1 мг никеля.

Стандартный раствор Б: 10 см3 раствора переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки водой; 1 см3 раствора содержит 0,1 мг никеля.

Примечание. Все реактивы должны быть квалификации не ниже ч. д. а.

  1. Проведение анализа

Выполняют два параллельных определения никеля в вытяжке.

  1. Проведение анализа при концентрации кобальта и меди не более 0,5 мг/дм3

25 см3 вытяжки помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 1 см3 винной кислоты или лимоннокислого натрия, 10 см3 аммиака, 5 см3 раствора гидроокиси натрия с массовой долей 30 %, 3 см3 надсернокислого аммония, 10 см3 диметилглиоксима, перемешивают раствор после добавления каждого реактива, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки, еще раз перемешивают. Измеряют оптическую плотность раствора в кювете с толщиной слоя 10—20 нм при длине волны 430—445 нм (синий светофильтр).

Для сравнения применяют раствор контрольного опыта, полученный в аналогичных условиях.

Количество никеля в растворе устанавливают по градуировочному графику.

Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см3 вносят 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1 мг никеля, добавляют 1 см3 винной кислоты или лимоннокислого натрия и далее измеряют оптическую плотность полученных растворов.

Для построения графика используют среднее арифметическое оптических плотностей двух параллельных измерений каждой из концентраций.

  1. Проведение анализа в присутствии кобальта и меди более 0,5 мг/дм3

В делительную воронку помещают 25 см3 вытяжки, 2 см3 раствора винной кислоты или лимоннокислого натрия, 0,5 см3 раствора диметилглиоксима, 3 см3 аммиака; выдерживают 2—3 мин, разбавляют водой до 50—60 см3 и добавляют 5 см3 хлороформа. Содержимое воронки встряхивают в течение 2 мин. Фазы разделяют. Никель из хлороформного экстракта реэкстрагируют. Для этого добавляют 15 см3 0,5 моль/дм3 соляной кислоты и снова встряхивают.

Водный слой сливают в фарфоровую чашку. Содержимое чашки выпаривают до влажных солей, которые обрабатывают дистиллированной водой и переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3. Обмывают стенки чашек дистиллированной водой и раствор также переносят в колбу.

Далее к полученному раствору добавляют 0,1 см3 раствора диметилглиоксима, 0,1 см3 спирто­вого раствора йода и 1 см3 аммиака.

После прибавления каждого реактива содержимое пробирки хорошо перемешивают. Через 15 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 445 нм (синий светофильтр), применяя для сравнения раствор контрольного опыта, полученный в аналогичных условиях.

Количество никеля в растворе определяют по градуировочному графику.

Для построения градуировочного графика в делительные воронки вносят 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,09; 0,1 мг никеля, и далее измеряют оптическую плотность растворов.

Для построения градуировочного графика используют среднее арифметическое оптических плотностей двух параллельных определений каждой из концентраций.

  1. Обработкарезультатов

Концентрацию никеля (Л) в вытяжке, мг/дм3, вычисляют по формуле

т т ■ 1000

Л~ V

где т — масса никеля, найденная по градуировочному графику, мг;

V— объем анализируемого раствора, взятого на определение, см3.

Допускаемые расхождения между параллельными определениями при доверительной вероят­ности Р = 0,95 не должны превышать 0,3 мг/дм3 для концентрации никеля от 0,5 до 1,5 мг/дм3.

  1. Атомно-абсорбционный метод

    1. Сущность метода