УДК 669Л5/Л6.018й43.06:006.354 Группа В59
I
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
С
гост
25278.16—87
ПЛАВЫ И ЛИГАТУРЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ ИМетоды определения рения
Alloys and foundry alloys of rare metals. Methods for
determination of rhenium
ОКСТУ 1709
до 01.07.93
*1
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения рения с диметилглиоксимом в бинарных сплавах на основе гафния (от 1 до 10 %), в бинарных сплавах на основе ниобия (от 5 до 10 %), в бинарных сплавах на основе вольфрама (от 1 до 25 %) и в сплавах на основе тантала, содержащих гафний и вольфрам; дифференциальный фотометрический метод определения рения (от 25 до 50 %) в бинарных сплавах нио-
|
бий-рений;
ютометрический метод определения рения с тиомочевиной вбинарных сплавах на основе молибдена (от 20 до 50 %) ив бинарных сплавах на основе вольфрама (от 0,5 до 30 %).
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 26473.0-85.
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕНИЯ С ДИМЕТИЛ-
ГЛИОКСИМОМ
Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения рения (IV) с диметилглиоксимом в сернокислом растворе. В качестве восстановителя применяют двухлористое олово. Гафний, цирконий определению не мешают. Ниобий маскируют перекисью водорода, тантал и вольфрам — лимонной кислотой.
Аппаратур а, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или аналогичный прибор.
Весы аналитические.
Весы технические.
Плитка электрическая.
■
Издание официальное
J ■_ - ■■ ...Перепечатка воспрещенаКолбы мерные вместимостью 50,100, 250, 500 см3 и 1 дм3.
Микробюретка вместимостью 5 см3.
Пипетки с делениями на 5 см3.
Пипетки без деления на 5 и 10 см 3.
Колбы конические вместимостью 100 см3.
Стекла часовые диаметром 40 мм.
Тигли никелевые.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1.
Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769—78.
Водорода перекись по ГОСТ 10929-76.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Калия гидроокись и раствор 10 г/дм3.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69, раствор 100 г/дм3.
Спирт этиловый
ректификованный
технический по ГОСТ 18300—72.
Ацетон по ГОСТ 2603-79.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828—77, спиртовый (ацетоновый) раствор 10 г/дм3.
Олово двухлористое по ГОСТ 36-78, раствор 100 г/дм3, готовят в день употребления: 10 г двухлористого олова растворяют при нагревании в 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и разбавляют водой до 100 см 3.
Рений металлический, содержащий не менее 99,9 % рения.
Стандартный раствор рения (запасной), содержащий 1 мг/см3 рения: 0,1 г металлического рения растворяют при нагревании в 2—3 см3 перекиси водорода. Полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
Раствор рения (рабочий), содержащий 100 мкг/см3 рения, готовят разбавлением стандартного раствора водой в 10 раз.
П р о в е д е н и е анализа
Для сплавов на основе ниобия или гафния
Навеску анализируемой пробы массой 0,2 г (при массовой доле рения от 1 до 4 %) или 0,1 г (при массовой доле рения от 4 до 10 %) помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании на горячей электроплитке в 3 см3 концентрированной серной кислоты в присутствии 3 г сернокислого аммония, накрыв колбу часовым стеклом (растворение происходит в течение 10—15 мин).
Прозрачный плав охлаждают и растворяют п^5и нагревании в 30 см 3 воды, содержащей 2 см3 перекиси водорода, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3 (при массовой доле рения от 1 до 4 %) или 250 см3 (при массовой доле рения от 4 до 10 %) охлаждают и доводят водой до метки.
Для сплавов на основе тантала
Навеску анализируемой пробы массой 0,2 г помещают в никелевый тигель, добавляют 4 г гидроокиси калия и сплавляют в муфеле при температуре 600—700°С до получения однородного плава. Плав выщелачиваютгорячим раствором гидроокиси калия 10 г/дм3; раствор с осадком переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки раствором гидроокиси калия.
Для сплавов на основе вольфрама
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 15 см3 Перекиси водорода, накрывают колбу часовым стеклом и оставляют при комнатной температуре на 30—40 мин. Затем слабо нагревают до полного растворения навески. К охлаждаемому раствору осторожно, по каплям, добавляют 1 см3 аммиака (появляется желтое окрашивание) и снова слабо нагревают до обесцвечивания раствора. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 (при массовой доле рения от 1 до 5 %) или 250 см3 (при массовой доле рения от 5 до 20 %), охлаждают и доводят водой до метки.
Для определения рения в мерную колбу вместимостью 50 см3 отбирают аликвотную часть раствора (4,5 или 10 см3), содержащую 100— 500 мкг рения. При анализе сплава на основе тантала аликвотную часть отбирают от щелочного раствора, отфильтрованного через сухой фильтр средней плотности, или отбирают аликвотную часть из прозрачной части раствора после отстаивания осадка до следующего дня.
Добавляют 2 см3 раствора лимонной кислоты (для сплавов на основе тантала, вольфрама), приливают 4,5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, до 15 см3 воды, 5 см3 раствора диметилглиоксима, 3 см3 раствора двухлористого олова, перемешивая растворы после добавления каждого реактива, * доводят до метки водой, перемешивают.
Через 1 ч измеряют оптическую плотность раствора на (|)отоэлектроко- лориметре при Хтах = 440 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм по отношению к воде.
Массу рения находят по градуировочному графику.
Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью 50 см3 вводят из микробюретки 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 рабочего раствора рения, что соответствует 100, 200, 300, 400 и 500 мкг рения. Приливают 2 см3 раствора лимонной кислоты (для сплавов на основе тантала или цольфрама), 4,5 см 3 серной кислоты, разбавленной 1:1, до 15 см3 воды, 5 см3 раствора диметилглиоксима, 3 см3 раствора двухлористого олова, перемешивая растворы после добавления каждого реактива, доводят водой до метки и снова перемешивают.
Через 1 ч измеряют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколориметре при Атах = 440 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм по отношению к воде.
По полученным данным строят градуировочный график в координатах оптическая плотность — масса рения. Отдельные точки графика проверяют одновременно с проведением анализа проб.
2.3.Обработка результатов
Массовую долю рения (X) в процентах вычисляют по формуле
w. * И,- 10
где т — масса рения, найденная по градуировочному графику, мг;
— вместимость мерной колбы, см123;
— объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см3;
т і — масса навески анализируемой пробы, г.
Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
М
Допускаемые расхождения, %
0,1 0,2 0,4
0,8
1,2
ассовая доля рения,%Раствор реактивов: к 100 см3 серной кислоты 2 моль/дм3 добавляют 2 см3 перекиси водорода и разбавляют водой до 25b см3.
Калий рениевокислый.
Стандартный раствор рения (запасной), содержащий 1 мг/см3 рения: 0,1550 г перрената калия растворяют при нагревании в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают и доводят до мет^и водой.
Раствор рения (рабочий), содержащий 100 мкг/см3 рения, готовят разбавлением стандартного раствора водой в 10 раз.
Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,2 г (при массовой доле рения от 25 до 30 %) или 0,15 г (при массовой доле рения 40 %), или 0,1 г (при массовой доле рения 50 %) помещают в коническую колбу вместимостью 50 см3 и растворяют при нагревании на горячей электроплитке в 3 см3 концентрированной серной кислоты в присутствии 0,3 г сернокислого аммония, накрыв колбу часовым стеклом (растворение происходит в течение 10—15 мин).
Прозрачный раствор охлаждают, добавляют 30-40 см3 воды, содержащей 2 см3 перекиси водорода, нагревают до кипения, охлаждают и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 200 см3 (при массовой доле рения от 30 до 40 %) или 250 см3 (при массовой доле рения от 40 до 50 %), доводят до метки водой.
Для определения рения в мерную колбу вместимостью 50 см3 отбирают аликвотную часть раствора (5 см3), содержащую 1,1—1,3 мг рения (и не более 3 мг ниобия), добавляют 3 см3 серной кислоты,разбавленной 1:1, 15 см3 воды, 5 см3 раствора диметилглиоксима, 4 см3 раствора двухлористого олова, перемешивая после добавления каждого реактива (прибавление реактивов нужно производить быстро), доводят до метки водой.
Через 2 ч (окрашенные растворы устойчивы 6 ч) измеряют оптическую
плотность раствора на спектрофотометре при X = 440 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, содержащему 1,0 мг рения: в мерную колбу вместимостью 50 см3 отбирают 10 см3 рабочего раствора рения, 5 см3 раствора реактивов, добавляют 3 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, 15 см3 воды, 5 см3 раствора диметилглиоксима, 4 см3раствора двухлористого олова, перемешивая после добавления каждого реактива, доводят до метки водой. Через 3 ч раствор используют в качестве раствора сравнения.
Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью 50 см3 вводят 10,0; 11,0; 12,0 и 13,0 см3 рабочего раствора рения, что соответствует 1,0; 1,1; 1,2 и 1,3 мг рения. Приливают 5 см3 раствора реактивов, добавляют 3 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, 15 см3 воды, 5 см3 раствора диметилглиоксима, 4 см3 раствора двухлористого олова, перемешивая после добавления каждого реактива, доводят до метки водой.
Через 2 ч измеряют оптическую плотность растворов, содержащих 1,1 — 1,3 мг рения, по отношению к раствору, содержащему 1,0 мг рения, 33 на спектрофотометре при X = 440 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм.
По полученным данным строят градуировочный график в координатах оптическая плотность — масса рения. Отдельные точки графика проверяют одновременно с проведением анализа проб.
бработка результатов
. Массовую долю рения (X) в процентах вычисляют по формуле
X mV
т, ■ • 10 ’
где т — масса рения, найденная по градуировочному графику, мг;
К — вместимость мерной колбы, смэ;
Vi — объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см3;
тлі — масса навески анализируемой пробы, г.
3.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений и результатами двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Д
Массовая доля рения, %
0,7
0,8
1,1
1,4
опускаемые расхождения, % 45Водорода перекись по ГОСТ 10929—76.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, растворы 30 и 150 г/дм3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Тиомочевина по ГОСТ 6344—73, раствор 100 г/дм3.
Олово двухлористое по ГОСТ 36—78, раствор 200 г/дм3, готовят в день употребления: 20 г двухлористого олова растворяют при нагревании в 50 см3 соляной кислоты, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
Аммоний рениевокислый.
Стандартный раствор рения (запасной), содержащий 0,2 мг/см3, готовят одним из двух способов:
Способ 1: 0,2882 г перрената аммония растворяют в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят до метки водой.
Способ 2: 0,3100 г перрената калия растворяют при нагревании в воде, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доводят до метки водой.
Раствор рения (рабочий), содержащий 50 мкг/см3 рения, готовят разбавлением стандартного раствора водой в 4 раза.
Проведение анализа
Навеску анализируемой пробы массой 0,1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании на водяной бане в 10 см3 перекиси водорода, накрыв колбу часовым стеклом и добавляя дополнительно по мере необходимости перекись водорода до полного растворения сплава. По растворении навески стенки колбы и часовое стекло смывают 5—10 см3 воды, раствор охлаждают. Добавляют осторожно, по каплям аммиак (3—4 см3) до обесцвечивания раствора и окончания выделения пузырьков. Раствбр кипятят несколько минут для полного разрушения перекиси водорода, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 раствора винной кислоты 150 г/дм3, охлаждают, доводят до метки водой. Раствор разбавляют еще раз (при ожидаемой массовой доле рения более 5 %): в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают пипеткой 10 см3 раствора и доводят до метки раствором винной кислоты 30 г/дм3.
Для определения рения в мерную колбу вместимостью 25 см3 отбирают аликвотную часть раствора (5 или 10 см3), содержащую 50—250 мкг рения, разбавляют (при необходимости) до 10 см3 раствором винной кислоты 30 г/дм3, приливают 5 см3 соляной кислоты и разбавляют водой до 20 см3. Затем добавляют 2,5 см3 раствора тио моче вины и 1 см3 раствора двухлористого олова, перемешивая после добавления каждого реактива, доводят до метки водой.