ГОСТ 14638.13-84 (СТ СЭВ 4044-83). Ферровольфрам. Методы определения олова

Государственный комитет СССР по стандартам · № ГОСТ 14638.13-84Действующий акт

(введен Постановлением Госстандарта СССР от 22.05.1984 № 1699)

(ред. от 30.10.1989)

Введен
Постановлением Госстандарта СССР

от 22 мая 1984 г. № 1699

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОВОЛЬФРАМ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЛОВА

Ferrotungsten. Methods for determination of tin content

ГОСТ 14638.13-84

(СТ СЭВ 4044-83)

Группа В19

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 мая 1984 г. № 1699 срок действия установлен с 01.07.1985 до 01.07.1990.

Взамен ГОСТ 14638.13-69.

Настоящий стандарт устанавливает полярографический и флотационно-фотометрический методы определения в ферровольфраме массовой доли олова в диапазоне от 0,01 до 0,3%.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4044-83.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 27349-87.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613-86.

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1 Сущность метода

Метод основан на полярографировании олова на фоне соляной кислоты при потенциале пика минус 0,46 В относительно ртутного анода.

Режим полярографирования — переменно-токовый.

От мешающих определению элементов олово отделяют осаждением на гидрооксиде бериллия в присутствии трилона Б.

2.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф переменного тока со всеми принадлежностями.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484-78.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 0,2%.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная, (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с массовой долей 10%, свежеприготовленный.

Промывная жидкость: к 30 см3 свежеприготовленного раствора трилона Б приливают 13 см3 аммиака и воду до объема 600 см3.

Индикатор феноловый красный, раствор с массовой долей 0,1%: 0,1 г индикатора растворяют в 50 см3 воды с добавлением 5,7 см3 раствора гидроокиси натрия и разбавляют водой до объема 100 см3.

Бериллий сернокислый ( BeSO_{4} \cdot 4H_{2}O ), раствор с массовой концентрацией бериллия 0,001 г/см3: 3,92 г бериллия сернокислого растворяют в 2 см3 серной кислоты и разбавляют водой до 200 см3. При отсутствии бериллия сернокислого раствор можно приготовить из окиси бериллия: 0,578 г окиси бериллия растворяют в 2 см3 серной кислоты, приливают 50 см3 воды, перемешивают, охлаждают и переливают в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Олово металлическое.

Стандартные растворы олова.

Раствор А: 0,1000 г олова растворяют при нагревании в 20 см3 серной кислоты. Раствор охлаждают, переносят серной кислотой (1:4) в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки этим же раствором серной кислоты и перемешивают.

Массовая концентрация олова в растворе А равна 0,0001 г/см3.

Раствор Б: 20 см3 стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки серной кислотой (1:4) и перемешивают.

Массовая концентрация олова в растворе Б равна 0,00002 г/см3.

Баллон с аргоном, азотом или водородом, не содержащими кислород.

2.3 Проведение анализа

2.3.1. Навеску ферровольфрама массой 0,25 г при массовой доле олова до 0,2% и 0,1 г при массовой доле олова свыше 0,2% помещают в платиновую чашку или стакан из фторпласта (тефлона), приливают 10 — 15 см3 фтористо-водородной кислоты и разбавленной азотной кислоты по каплям до полного растворения навески. Затем приливают 5 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 10 — 15 см3 воды и переносят в стакан вместимостью 250 см3. Оставшийся небольшой осадок вольфрамовой кислоты растворяют несколькими каплями аммиака и смывают водой в тот же стакан. Ополаскивают стенки чашки или стакана 1 — 2 см3 серной кислоты (1:1), небольшим количеством воды и присоединяют к раствору пробы. Затем приливают 40 см3 раствора трилона Б, 8 см3 раствора сернокислого бериллия. Раствор кипятят в течение 3 мин, добавляют 2 — 3 капли раствора индикатора фенолового красного и аммиака до изменения окраски раствора в красный цвет и еще 1 — 2 см3 аммиака в избыток. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Стакан и фильтр промывают 30 см3 промывной жидкости порциями по 5 см3. Осадок на фильтре растворяют 50 см3 соляной кислоты, собирая раствор в тот же стакан, в котором проводилось осаждение. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Для удаления кислорода через раствор продувают аргон, водород или азот в течение 5 мин и полярографируют олово при потенциале пика минус 0,46 В относительно ртутного анода.

2.3.2. Содержание олова в испытуемом растворе определяют методом сравнения со стандартным раствором или методом градуировочного графика, или методом добавок.

2.3.2.1. При применении метода сравнения в зависимости от массовой доли олова отбирают соответствующий объем стандартного раствора Б, который помещают в стакан, приливают 2 см3 азотной кислоты, 5 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров серной кислоты. Охлаждают и приливают 50 см3 воды, 40 см3 раствора трилона Б, 8 см3 раствора сернокислого бериллия. Далее анализ проводят по п. 2.3.1.

2.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в семь стаканов из восьми вместимостью по 250 см3 помещают 1,0; 3,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 и 25,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00002; 0,00006; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040 и 0,00050 г олова. В каждый из восьми стаканов приливают по 2 см3 азотной кислоты, по 5 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до появления паров серной кислоты. Охлаждают и приливают по 50 см3 воды, по 40 см3 раствора трилона Б, по 8 см3 раствора сернокислого бериллия. Далее анализ проводят по п. 2.3.1.

Раствор восьмого стакана, содержащий все реактивы, применяемые при построении градуировочного графика, кроме стандартного раствора, служит для проведения контрольного опыта.

2.3.2.3. При применении метода добавок к навеске пробы добавляют такое количество стандартного раствора олова, при котором масса добавки олова составила не менее половины массы олова в анализируемой пробе. Далее анализ проводят по п. 2.3.1.

2.4 Обработка результатов

2.4.1 Массовую долю олова в процентах вычисляют по формулам:

для метода сравнения Х

X = \frac{m_{1} \cdot h}{m \cdot h_{1}} \cdot 100 ,

где m_{1} — масса олова в стандартном растворе, взятая для полярографирования, г;

h — высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы, мм;

m — масса навески пробы, г;

h_{1} — высота пика, полученная при полярографировании стандартного раствора, мм;

для метода градуировочного графика X_{1}

X_{1} = \frac{m_{2}}{m} \cdot 100 ,

где m_{2} масса олова в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

m — масса навески пробы, г;

для метода добавок X_{2}

X_{2} = \frac{m_{3} \cdot h}{m(h_{2} - h)} \cdot 100 ,

где m_{3} — масса олова, добавленная к раствору пробы, г;

h — высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы без добавки стандартного раствора олова, мм;

m — масса навески пробы, г;

h_{2} — высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора олова, мм.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли олова приведены в табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля олова, %	Погрешность	Допускаемые расхождения, %
Массовая доля олова, %	результатов анализа, %	двух средних результатов анализа, выполненных в различных условиях	двух параллельных определений	трех параллельных определений	результатов анализа стандартного образца и аттестованного значения
От 0,01 до 0,02 включ. Св. 0,02 « 0,05 » « 0,05 » 0,10 « » 0,1 « 0,3 »	0,004 0,006 0,007 0,01	0,005 0,007 0,009 0,02	0,004 0,006 0,007 0,01	0,005 0,007 0,009 0,02	0,003 0,004 0,005 0,01

3. ФЛОТАЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1 Сущность метода

Метод основан на флотации красного комплексного соединения четырехвалентного олова с галлеином из водных растворов при рН 1,4 и последующем растворении осадка в смеси бензола или толуола и этилового спирта. Олово предварительно отделяют от вольфрама и железа осаждением на гидроксиде бериллия в присутствии трилона Б.

3.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

рН-метр 340; допускается применять рН-метры других типов.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:4.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:2 и раствор с молярной концентрацией 0,2 моль/дм3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-71 и разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Бериллий сернокислый ( BeSO_{4} \cdot 4H_{2}O ), раствор с массовой концентрацией бериллия 0,001 г/см3: 3,92 г бериллия сернокислого растворяют в 2 см3 серной кислоты и разбавляют водой до метки 200 см3. При отсутствии бериллия сернокислого раствор можно приготовить из окиси бериллия: 0,578 г окиси бериллия растворяют в 2 см3 серной кислоты, приливают 50 см3 воды, перемешивают, охлаждают и переливают в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, растворы: раствор с массовой долей 25% и с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3.

Индикатор феноловый красный, раствор с массовой долей 0,1%: 0,1 г индикатора растворяют в 50 см3 воды с добавлением 5,7 см3 раствора гидроокиси натрия с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 и разбавляют водой до объема 100 см3.

Промывная жидкость: к 30 см3 раствора трилона Б приливают 13 см3 аммиака и воды до объема 600 см3.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Железо (III) сернокислое 9-водное по ГОСТ 9485-74, раствор с массовой концентрацией железа 0,01 г/см3: 50 г сернокислого железа растворяют при слабом нагревании в 500 см3 воды, содержащей 5 см3 серной кислоты, фильтруют, разбавляют водой до 1 дм3 и перемешивают.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77.

Кислота аскорбиновая.

Смесь кислот винной и аскорбиновой, свежеприготовленная: по 5 г каждой кислоты растворяют в 20 — 30 см3 воды, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Галлеин (пирогаллолфталеин), раствор с массовой долей 0,1%: 0,1 г галлеина помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растирают стеклянной палочкой с 0,5 см3 соляной кислоты, затем приливают 50 см3 этилового спирта и оставляют на сутки. После этого раствор фильтруют через быстрофильтрующий фильтр в мерную колбу вместимостью 100 см3, промывают фильтр несколько раз спиртом и отбрасывают. Раствор доливают спиртом до метки и перемешивают.

Толуол по ГОСТ 5789-78.

Бензол по ГОСТ 5955-75.

Калий хлористый по ГОСТ 4234-77, раствор с молярной концентрацией 0,2 моль/дм3.

Буферный раствор, содержащий галлеин: в делительную воронку вместимостью 2 дм3 приливают 250 см3 раствора хлористого калия, 322,5 см3 соляной кислоты с молярной концентрацией 0,2 моль/дм3, 427,5 см3 воды и перемешивают. К раствору приливают 100 см3 галлеина, 70 см3 толуола и смесь встряхивают в течение 5 мин. Органическую фазу, содержащую продукты окисления галлеина, отбрасывают. К раствору вновь приливают 70 см3 толуола, встряхивают в течение 5 мин, органическую фазу отбрасывают. Операцию экстракции с толуолом повторяют до тех пор, пока толуольный экстракт не будет бесцветным. Водную фазу, содержащую 0,1 г/дм3 галлеина, переливают в колбу и хранят в темном месте не более 5 сут.

Олово металлическое по ГОСТ 860-75.

Стандартные растворы олова.

Раствор А: 0,1 г металлического олова растворяют в 20 см3 серной кислоты при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 раствором серной кислоты (1:4), охлаждают, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают.

Массовая концентрация олова в растворе А равна 0,0001 г/см3.

Массовая концентрация олова в растворе Б равна 0,00002 г/см3.

3.3 Проведение анализа

3.3.1. Массу навески ферровольфрама устанавливают в зависимости от ожидаемой массы олова в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля олова, %	Масса навески, г	Разбавление, см3
От 0,01 до 0,05 включ. Св. 0,05 « 0,15 » « 0,15 » 0,3 «»	0,25 0,1 0,1	100 100 200

(в ред. Изменения № 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от

30.10.1989 № 3261)

Навеску помещают в платиновую чашку или стакан из фторпласта, приливают 10 см3 фтористо-водородной кислоты и раствор азотной кислоты по каплям до полного растворения навески. Затем приливают 5 см3 серной кислоты (1:1) и выпаривают до начала выделения паров серной кислоты. Соли растворяют в 15 — 20 см3 воды и переносят в стакан вместимостью 250 см3. Оставшийся небольшой осадок вольфрамовой кислоты растворяют несколькими каплями аммиака и смывают водой в тот же стакан. В чашку или стакан приливают 1 — 2 см3 серной кислоты (1:1), ополаскивают стенки чашки небольшим количеством воды и присоединяют к основному раствору пробы. Затем приливают 40 см3 раствора трилона Б, 8 см3 раствора сернокислого бериллия и кипятят раствор в течение 3 мин. Добавляют 2 — 3 капли индикатора фенолового красного и аммиака до изменения окраски раствора в красный цвет и еще 1 — 2 см3 аммиака в избыток. Раствор кипятят в течение 3 мин и охлаждают. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Стакан ополаскивают, фильтр промывают 30 см3 промывной жидкости порциями по 5 см3. Осадок на фильтре растворяют 50 см3 соляной кислоты (1:2), собирая раствор в тот же стакан, в котором проводилось осаждение. Раствор переводят в мерную колбу согласно табл. 2, доливают водой до метки и перемешивают. 25 см3 аликвотной части раствора помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 4 см3 смеси кислот, перемешивают и выдерживают 1 — 2 мин. Затем приливают 20 см3 буферного раствора, на рН-метре устанавливают рН 1,4, приливая раствор аммиака. Небольшим количеством воды раствор переводят в делительную воронку вместимостью 100 см3. Дают раствору постоять в течение 30 мин, затем приливают 10 см3 бензола или толуола и встряхивают 2 мин. После разделения фаз водную фазу отбрасывают, а к органической фазе приливают 7 см3 этилового спирта и растворяют осадок в делительной воронке при перемешивании. Раствор из делительной воронки переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, стенки воронки обмывают небольшими порциями этилового спирта, им же доливают колбу до метки и перемешивают. Комплекс устойчив в течение 2 — 3 ч.

Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин на спектрофотометре при длине волны 490 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн 480 — 530 нм. Раствором сравнения служит смесь бензола или толуола с этиловым спиртом в соотношении 2:3.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят массу олова или по градуировочному графику, или методом сравнения.

3.3.1.1. При применении метода градуировочного графика в шесть из семи стаканов вместимостью по 250 см3 приливают по 40 см3 серной кислоты (1:4), по 7,5 см3 раствора железа и последовательно приливают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора Б. Седьмой стакан, не содержащий стандартного раствора Б, служит для проведения контрольного опыта на содержание олова в реактивах.

Растворы выпаривают до начала выделения паров серной кислоты и далее проводят анализ по п. 3.3.1. По результатам, полученным путем вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значений оптических плотностей стандартных растворов и соответствующих им содержаниям олова, строят градуировочный график.

3.3.1.2. При применении метода сравнения стандартный образец ферровольфрама, близкий по составу к анализируемой пробе, проводят через все стадии анализа по п. 3.3.1.

3.4 Обработка результатов

3.4.1 Массовую долю олова в процентах вычисляют по формулам:

для метода градуировочного графика Х

X = \frac{m \cdot 100}{m_{1}} ,

где m — масса олова, найденная по градуировочному графику, г;

m_{1} — масса навески пробы, г;

для метода сравнения X_{1}

X_{1} = \frac{C(D - D_{2})}{D_{1} - D_{2}} ,

где С — массовая доля олова в стандартном образце, %;

D — оптическая плотность раствора анализируемой пробы;

D_{1} — оптическая плотность раствора стандартного образца;

D_{2} — оптическая плотность раствора контрольного опыта на загрязнение реактивов.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли олова приведены в табл. 1.