ГОСТ 14250.10-80*. Ферротитан. Методы определения олова
(введен Постановлением Госстандарта СССР от 17.03.1980 № 1172)
(ред. от 01.11.1990)
от 17 марта 1980 г. № 1172
Ferrotitanium. Methods for determination of tin
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. № 1172 дата введения установлена с 01.07.1980.
Ограничение срока действия снято по Протоколу № 5-94 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94).
Переиздание (декабрь 1998 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г., ноябре 1990 г. (ИУС 7-85, 1-91).
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический и атомно-абсорбционный методы определения олова (при массовой доле олова от 0,01 до 0,20%) в ферротитане.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4527-84.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473-90.
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613-86.
1а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Метод основан на реакции образования окрашенного комплексного соединения четырехвалентного олова с паранитрофенилфлуороном или фенилфлуороном в сернокислой среде.
Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 530 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 510 — 560 нм.
Разд. 1а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
рН-метр со всеми принадлежностями.
Муфельная печь с температурой нагрева (1000 +/- 25) °С.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:3, 1:4, 1:200.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3.
Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой концентрацией 250 г/дм3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:4.
Квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
Ртуть (II) азотнокислая (I-водная) по ГОСТ 4520-78, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
Тиоацетамид, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.
Желатин, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.
Железо металлическое восстановленное.
Спирт ректификованный по ГОСТ 5962-67 или гидролизный высокой очистки.
Паранитрофенилфлуорон, раствор с массовой концентрацией 0,5 г/дм3, или фенилфлуорон, раствор с массовой концентрацией 0,25 г/дм3, готовят следующим образом: 0,125 г паранитрофенилфлуорона, смоченного несколькими каплями раствора соляной кислоты, растирают до кашицеобразного состояния стеклянным пестиком в стакане вместимостью 50 см3, затем растворяют в спирте порциями и переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3. Остаток в стакане растворяют в спирте, приливаемом порциями, при нагревании на водяной бане, присоединяют к раствору в мерной колбе, доливают до метки спиртом и перемешивают;
или 0,063 г фенилфлуорона растворяют в 100 см3 спирта, добавляют 2,5 см3 раствора серной кислоты 1:1, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки спиртом и перемешивают.
Раствор хранят в темной посуде, перед применением фильтруют через фильтр средней плотности. Раствор применяется через 12 ч.
Олово металлическое, стандартные растворы олова.
Раствор А: 0,2500 г олова помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 100 см3 раствора серной кислоты 1:1, 5 см3 азотной кислоты и растворяют при нагревании. Затем раствор нагревают до паров серной кислоты, охлаждают. Раствор в стакане разбавляют раствором серной кислоты 1:1, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки раствором серной кислоты 1:1 и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0005 г олова.
Раствор Б: 10,0 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки раствором серной кислоты 1:1 и перемешивают. Раствор готовят перед применением.
1 см3 раствора Б содержит 0,00005 г олова.
Раствор В: 5,0 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки раствором серной кислоты 1:1 и перемешивают. Раствор готовят перед применением.
1 см3 раствора В содержит 0,00001 г олова.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Массу навески лабораторной пробы, приготовленной в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито со стороной ячейки в свету 0,16 мм, в зависимости от массовой доли олова, определяют по табл. 1.
| Массовая доля олова, % | Масса навески, г | Объем аликвотной части раствора, см3 | Масса олова в аликвотной части раствора, г |
|---|---|---|---|
| От 0,01 до 0,025 Св. 0,025 « 0,05 » 0,05 « 0,1 » 0,1 « 0,2» | 0,5 0,5 0,25 0,25 | 50 20 20 10 | От 0,000025 до 0,000625 « 0,000025 » 0,0005 « 0,000025 » 0,0005 « 0,000025 » 0,0005 |
Навеску помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, растворяют в 50 см3 раствора серной кислоты (1:4), приливают 5 см3 азотной кислоты и нагревают до начала выделения паров серной кислоты. Стенки колбы обмывают водой и повторно нагревают до начала выделения паров серной кислоты. Охлажденные соли растворяют в 100 см3 горячей воды и отфильтровывают выделившуюся кремниевую кислоту на фильтр средней плотности в стакан вместимостью 400 см3, в который предварительно наливают 50 см3 раствора винной кислоты (основной раствор).
Осадок на фильтре промывают 6 — 8 раз раствором серной кислоты (1:200). Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают в муфельной печи при 600 — 700 °С. После охлаждения осадок в тигле увлажняют несколькими каплями воды, прибавляют 3 — 4 капли серной кислоты, 3 — 4 см3 фтористо-водородной кислоты и содержимое тигля осторожно выпаривают до полного удаления серной кислоты. Сухой остаток прокаливают 10 — 15 мин при 600 — 700 °С, затем сплавляют с 1 г пиросернокислого калия при 650 — 700 °С.
Плав растворяют в воде при нагревании с добавлением 2 — 5 капель серной кислоты; раствор присоединяют к фильтрату. Объединенный раствор упаривают до 150 см3, приливают 1 см3 раствора азотнокислой ртути и нейтрализуют аммиаком до рН = 2 по универсальной индикаторной бумаге, приливают 2 см3 соляной кислоты и доливают водой до 250 см3.
К раствору, нагретому до 80 — 90 °С, приливают 30 см3 раствора тиоацетамида порциями по 10 см3 с интервалом 10 мин и выдерживают при этой температуре 20 — 30 мин, затем выдерживают 12 ч.
Выпавший осадок сульфидов металлов отфильтровывают на плотный фильтр, содержащий бумажную кашицу, и промывают 8 — 10 раз холодной водой.
Осадок на фильтре растворяют в 30 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) в стакан, в котором проводилось осаждение; фильтр промывают 3 — 4 раза горячей водой.
К раствору в стакане приливают 20 см3 раствора серной кислоты (1:1) и нагревают до выделения паров серной кислоты. Для полного разрушения органических веществ добавляют по каплям азотную кислоту до обесцвечивания раствора.
Стенки стакана обмывают водой и повторно нагревают раствор до выделения паров серной кислоты. Если раствор окрашен в темный цвет, разрушение органических веществ повторяют.
Затем охлажденный раствор в стакане разбавляют водой до 70 — 80 см3, приливают 10 см3 раствора алюмокалиевых квасцов, 1 — 2 капли индикатора метилового красного и осаждают аммиаком гидроокиси алюминия и олова (рН = 8 — 9).
Осадку гидроокисей металлов дают скоагулироваться, нагревая раствор до кипения, отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 4 — 5 раз горячей водой с добавлением нескольких капель аммиака. Фильтрат отбрасывают. В случае неполного отделения меди осаждение гидроокиси металлов повторяют.
Осадок на фильтре растворяют в 25 см3 горячего раствора серной кислоты (1:3), промывают 3 — 4 раза горячей водой.
Фильтрат и промывные воды собирают в стакан, в котором производилось осаждение, затем раствор переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают воду до метки и перемешивают.
Аликвотную часть анализируемого раствора, выбранную по табл. 1, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, прибавляют воду до объема 50 см3, нейтрализуют по индикаторной бумаге конго раствором аммиака до изменения цвета бумаги от синего до сиреневого (рН = 5), добавляют 3 см3 раствора серной кислоты (1:1), 4 см3 раствора марганцовокислого калия. Через 5 мин к раствору в колбе добавляют 2 см3 раствора аскорбиновой кислоты, 2 см3 раствора желатина, 10 см3 спирта и 5 см3 раствора паранитрофенилфлуорона или фенилфлуорона.
Раствор в колбе доливают водой до метки и перемешивают. Оптическую плотность полученного раствора измеряют через 60 мин на спектрофотометре при длине волны 530 нм или фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром в области светопропускания от 500 до 560 нм.
Окраска раствора устойчива в течение 50 мин.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на определение содержания олова в реактивах.
В качестве раствора сравнения применяют раствор контрольного опыта.
Массу олова определяют по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.2. Для построения градуировочного графика в конические колбы вместимостью по 250 см3 в зависимости от массовой доли олова в пробе поочередно отбирают:
0,0; 5,0; 7,0; 9,0; 11,0 и 13,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,0000; 0,00005; 0,00007; 0,00009; 0,00011 и 0,00013 г олова — при массовой доле олова от 0,01 до 0,025%;
0,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 и 5,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0000; 0,000125; 0,000150; 0,000175; 0,000200; 0,000225 и 0,000250 г олова — при массовой доле олова свыше 0,025 до 0,1%;
0,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 и 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,0000; 0,00025; 0,00030; 0,00035; 0,00040; 0,00045 и 0,00050 г олова — при массовой доле олова свыше 0,1%.
Затем во все колбы прибавляют навески железа и титана массой, соответствующей массовой доле их в навеске пробы, приливают по 50 см3 раствора серной кислоты 1:4 и растворяют при нагревании. Далее поступают, как указано в п. 3.1. Раствор, не содержащий стандартного раствора олова, служит раствором сравнения.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массовым долям олова строят градуировочный график.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Массовую долю олова (Х) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{m \cdot 100}{m_{1}} ,
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли олова приведены в табл. 2.
| Массовая доля олова, % | Погрешность | Допускаемое расхождение, % | |||
| результатов анализа, % | двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях | двух параллельных определений | трех параллельных определений | результатов анализа стандартного образца от аттестованного значения | |
| От 0,01 до 0,02 включ. Св. 0,02 « 0,05 » « 0,05 » 0,10 « » 0,1 « 0,2 » | 0,006 0,008 0,02 0,02 | 0,007 0,010 0,02 0,03 | 0,006 0,008 0,02 0,02 | 0,007 0,010 0,02 0,03 | 0,004 0,005 0,01 0,01 |
(Измененная редакция, Изм. № 2).
5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции олова при длине волны 224,6 нм.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 1:2.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Калий хлористый по ГОСТ 4234-77, раствор с массовой долей 19 г/дм3.
Железо треххлористое по ГОСТ 4147-74.
Раствор железа: 12,5 г металлического железа или 60,5 г железа треххлористого растворяют в 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и окисляют 4 — 6 каплями азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,025 г железа.
Раствор титана: 12,5 г титана растворяют при нагревании в 250 см3 раствора соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки раствором соляной кислоты 1:1 и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,025 г титана.
Стандартный раствор олова: 0,4000 г олова растворяют в 100 см3 соляной кислоты при нагревании до температуры не выше 80 — 90 °С. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки раствором соляной кислоты 1:2 и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,0004 г олова.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
5.3 Проведение анализа
5.3.1. Навеску ферротитана массой 1 г растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.
Способ 1. При массовой доле кремния до 5% навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см3, добавляют 10 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см3 раствора серной кислоты.
Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5% навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 10 см3 раствора фтористоводородной кислоты и небольшими порциями 5 см3 азотной кислоты. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до растворения пробы, затем добавляют 10 см3 раствора серной кислоты. Раствор, полученный способом 1 или 2, выпаривают до паров серной кислоты, выпаривание продолжают еще в течение 5 мин, затем раствор охлаждают, добавляют 50 см3 воды и нагревают до растворения солей. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 хлористого калия, доливают до метки водой и перемешивают. При необходимости раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
5.3.2. Для построения градуировочного графика в семь стаканов вместимостью по 250 см3 наливают по 4 см3 раствора железа и по 4 см3 раствора титана на каждые 10% их содержания в навеске пробы, добавляют по 5 см3 азотной и по 10 см3 раствора серной кислоты, затем в шесть стаканов отбирают 0,5; 1,0; 2,5; 4,0; 5,0 и 6,5 см3 стандартного раствора олова, что соответствует 0,0002; 0,0004; 0,0010; 0,0016; 0,0020 и 0,0026 г олова. Растворы выпаривают до паров серной кислоты, продолжают выпаривание еще в течение 5 мин и далее поступают, как указано в п. 5.3.1.
5.3.3. Атомную абсорбцию олова измеряют в анализируемом растворе, в растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 224,6 нм в пламени закись азота-ацетилен.
Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения атомной абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор олова, из значений атомных абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им массовым долям олова.
После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции анализируемого раствора находят концентрацию олова в растворе пробы по градуировочному графику.
5.4 Обработка результатов
5.4.1 Массовую долю олова (Sn) в процентах вычисляют по формуле
Sn = \frac{C \cdot V}{m} \cdot 100 ,
где С — концентрация олова в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем анализируемого раствора, см3;
5.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли олова приведены в табл. 2.