ГОСТ 1762.7-71. Силумин в чушках. Методы определения цинка

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 08.10.1977 № 141)

(ред. от 01.03.1989)

Постановлением Госстандарта СССР от 8 октября 1977 г. № 141

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИЛУМИН В ЧУШКАХ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА

Aluminium-silicon alloy ingots.

Срок действия с 1 января 1973 года до 1 июля 1995 года

Разработан и внесен Министерством цветной металлургии СССР.

Разработчики стандарта: А.А. Костюков, Г.А. Романов, Н.М. Герцева, А.П. Нечитайлов, В.А. Лавров.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 08.10.77 № 141.

Периодичность проверки — 5 лет.

Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 83-79	4.2
ГОСТ 1762.0-71	1.1
ГОСТ 1762.6-71	2.2; 2.3.1
ГОСТ 2053-77	2.2
ГОСТ 2062-77	3.2
ГОСТ 3118-77	2.2; 4.2
ГОСТ 3640-79	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 3653-78	2.2
ГОСТ 3760-79	2.2
ГОСТ 4038-79	4.2
ГОСТ 4109-79	3.2
ГОСТ 4166-76	2.2
ГОСТ 4233-77	4.2
ГОСТ 4328-77	3.2; 4.2
ГОСТ 5457-75	4.2
ГОСТ 8864-71	2.2
ГОСТ 9293-74	3.2
ГОСТ 9428-73	4.2
ГОСТ 10157-79	3.2
ГОСТ 10165-79	2.2
ГОСТ 10929-76	4.2
ГОСТ 11069-74	4.2
ГОСТ 18300-87	2.2
ГОСТ 20288-74	2.2
ГОСТ 20298-74	2.2
ГОСТ 22280-76	2.2

Переиздание (май 1989 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в августе 1984 г., в марте 1989 г. (ИУС 12-84, 6-89).

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле цинка от 0,004 до 0,09%), полярографический (при массовой доле 0,005 до 0,1%) и атомно-абсорбционный методы определения цинка (при массовой доле цинка от 0,01 до 0,075%).

(Измененная редакция, Изм. № 2.)

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 1762.0-71.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Метод основан на измерении оптической плотности окрашенного комплексного соединения цинка с дитизоном, экстрагируемого четыреххлористым углеродом. Влияние меди и ряда других элементов устраняется предварительной экстракцией дитизонатов при рН < 2, маскированием диэтилдитиокарбаматом натрия, связыванием алюминия в цитратный комплекс.

(Измененная редакция, Изм. № 2.)

2.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК, спектрофотометр СФ-16, СФ-26 или аналогичные.

Вода дистиллированная, не содержащая тяжелых металлов. Воду очищают пропусканием через слой катионита (КУ-1, КУ-2), приготовленного как указано в ГОСТ 1762.6-71.

Катионит КУ-1, КУ-2 по ГОСТ 20298-74.

Все растворы готовят на очищенной таким способом воде.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:40, очищенный. Очищенный аммиак готовят насыщением парами аммиака очищенной воды. Для этого в эксикатор наливают раствор аммиака, на вкладыш эксикатора помещают кварцевую или платиновую чашку, содержащую очищенную воду. Через 24 ч вода насыщается аммиаком. Хранят аммиак в кварцевой или полиэтиленовой посуде.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:2, 1:5.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.

Дитизон (дифенилтиокарбазон) по ГОСТ 10165-79, растворы с массовой долей 0,01 и 0,002% в четыреххлористом углероде; раствор с массовой долей 0,01% готовят следующим образом: 0,05 г дитизона растворяют в 100 см3 четыреххлористого углерода, переводят раствор в делительную воронку вместимостью 1000 см3, приливают 200 см3 воды, 5 см3 раствора аммиака и энергично встряхивают содержимое воронки в течение 1 — 2 мин. Дитизон переходит в водно-аммиачный слой, окрашивая его в оранжевый цвет. Затем раствор отстаивают до исчезновений эмульсии и разделения слоев. Слой четыреххлористого углерода отбрасывают.

К аммиачному раствору в делительной воронке приливают 200 см3 четыреххлористого углерода, подкисляют соляной кислотой, разбавленной 1:5, и периодически встряхивают содержимое воронки до исчезновения оранжевой окраски водного слоя и перехода дитизона в органический слой. Раствор дитизона в четыреххлористом углероде, окрашенный в зеленый цвет, отделяют от водного слоя, промывают два раза водой и фильтруют через сухой бумажный складчатый фильтр в сухую склянку из темного стекла. Затем приливают 300 см3 четыреххлористого углерода и перемешивают. Хранят раствор в прохладном месте. При хранении дитизон частично окисляется, давая окрашенные продукты.

Перед анализом проверяют пригодность раствора дитизона, взбалтывая его с разбавленным аммиаком. При этом слой четыреххлористого углерода не должен быть окрашен; в противном случае проводят повторную очистку раствора дитизона, как описано выше.

Раствор с массовой долей дитизона 0,002% готовят перед применением из раствора с массовой долей 0,01%, разбавляя его четыреххлористым углеродом.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

Фенолфталеин по НТД спиртовой раствор с массовой долей 1%.

Аммоний лимоннокислый двузамещенный по ГОСТ 3653-78, 0,5 моль/дм3 очищенный раствор. Очищают следующим образом: к раствору добавляют несколько капель фенолфталеина и приливают аммиак до появления малиновой окраски. Раствор очищают экстрагированием порциями раствора с массовой долей дитизона 0,01%. Экстрагирование повторяют до получения неизменяющейся зеленой окраски экстракта. Последнюю порцию проверяют на содержание тяжелых элементов. Для этого избыток дитизона удаляют встряхиванием экстракта с 30 — 40 см3 разбавленного аммиака. Слой четыреххлористого углерода должен быть бесцветным. Для извлечения дитизона, перешедшего в раствор лимоннокислого аммония, последний встряхивают с несколькими порциями четыреххлористого углерода.

Натрий лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 22280-76 раствор с массовой долей 50%, очищают так же, как лимоннокислый аммоний.

Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864-71, свежеприготовленный раствор с массовой долей 0,2%.

Раствор А, готовят следующим образом: к 100 см3 раствора 0,5 моль/дм3 лимоннокислого аммония прибавляют аммиак до малинового окрашивания и разбавляют водой до 450 см3.

Раствор Б, готовят следующим образом: раствор с массовой долей 0,2% диэтилдитиокарбамата натрия смешивают с раствором А в соотношении 1:9.

Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053-77 растворы с массовой долей 1 и 0,05%. Последний готовят разбавлением раствора с массовой долей 1% перед применением.

Метаниловый желтый, водный раствор с массовой долей 0,1%.

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.

Стандартные растворы цинка

Раствор В, готовят следующим образом: 0,2000 г цинка растворяют в 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:2. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,2 мг цинка.

Раствор Г, готовят перед применением путем разбавления раствора в 100 раз водой.

1 см3 раствора Г содержит 0,002 мг цинка.

Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166-76.

(Измененная редакция, Изм. № 1.)

2.3 Проведение анализа

2.3.1. Для проведения анализа используют раствор, приготовленный по п. 2.3.1 ГОСТ 1762.6-71.

В зависимости от содержания цинка из мерной колбы вместимостью 250 см3 отбирают 5 — 25 см3 раствора в делительную воронку вместимостью 250 см3, приливают 1 — 2 см3 раствора с массовой долей лимоннокислого натрия 50%, 2 — 3 капли метанилового желтого и разбавляют водой до 40 см3. Затем нейтрализуют аммиаком до окрашивания индикатора в желтый цвет и соляной кислотой, разбавленной 1:5, до окрашивания в слабо-розовый цвет.

Приливают из бюретки 5 см3 раствора с массовой долей дитизона 0,002% и энергично встряхивают в течение 3 — 5 мин. После непродолжительного отстаивания дитизоновый слой отбрасывают и экстрагируют с новой порцией дитизона (5 см3) в течение 3 мин. Если необходимо, экстрагирование повторяют до неизменяющейся окраски дитизона. Органический слой вновь отбрасывают. При отбрасывании дитизонового слоя не допускают попадания водной фазы в отверстие крана.

К раствору в делительной воронке добавляют 40 см3 раствора Б, несколько капель фенолфталеина и, если необходимо, добавляют аммиак до появления малиновой окраски. Затем из бюретки добавляют 10 см3 раствора с массовой долей дитизона 0,1% и энергично встряхивают в течение 2 мин. После непродолжительного отстаивания слой четыреххлористого углерода переводят в сухой цилиндр с притертой пробкой. Экстрагирование повторяют еще два раза, используя 10 и 5 см3 раствора дитизона. Общий объем раствора дитизона, используемого для определения содержания цинка, составляет 25 см3.

Затем удаляют избыток дитизона взбалтыванием дитизонового экстракта с раствором с массовой долей сернистого натрия 0,05%. Для этого в 2 — 3 делительные воронки вместимостью 250 см3 наливают по 10 см3 раствора с массовой долей сернистого натрия 0,05%, в одну из них переносят содержимое цилиндра и встряхивают 3 — 4 раза. Слой четыреххлористого углерода переносят в следующую воронку. Эту операцию повторяют до тех пор, пока водный слой не будет оставаться бесцветным. Затем промывают раствор дитизоната цинка встряхиванием с водой и переводят его в цилиндр с притертой пробкой. Раствор дитизоната в цилиндре должен быть защищен от света.

Не позднее чем через 15 — 20 мин после отмывания избытка дитизона измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглощения раствора соответствует длине волны 538 нм. Раствором сравнения служит четыреххлористый углерод.

Для удаления остатков влаги при наполнении кювет растворы пропускают через сухой беззольный фильтр или к экстрактам в цилиндрах прибавляют 1 г безводного сульфата натрия.

Содержание цинка находят по градуировочному графику.

2.3.2 Построение градуировочного графика

В делительные воронки вместимостью 250 см3 приливают по 30 см3 воды, по 2 см3 раствора с массовой долей лимоннокислого натрия 50%, по 2 — 3 капли метанилового желтого и из бюретки 0; 1,0; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 см3 стандартного раствора Г, что соответствует 0; 0,002; 0,004; 0,005; 0,006; 0,007; 0,008, 0,009 мг цинка. Затем устанавливают среду по метаниловому желтому и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.

Раствором сравнения служит четыреххлористый углерод.

По полученным значениям оптической плотности и известным концентрациям цинка в растворах строят градуировочный график.

2.4 Обработка результатов

2.4.1 Массовую долю цинка (Х) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{m_{1} \cdot V \cdot 100}{v_{1} \cdot m \cdot 1000} ,

где m_{1} — масса цинка, найденная по градуировочному графику, мг;

V — общий объем раствора, см3;

v_{1} — объем аликвотной части раствора, см3;

m — масса навески силумина, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Массовая доля цинка, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
	сходимости	воспроизводимости
От 0,005 до 0,015 включ. Св. 0,015 « 0,050 » « 0,050 » 0,090 «»	0,004 0,006 0,008	0,006 0,010 0,012

(Измененная редакция, Изм. № 2.)

3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1 Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в растворе гидроокиси натрия, подкислении щелочного раствора бромистоводородной кислотой до рН 1 и полярографировании цинка в интервале потенциалов от минус 0,6 до минус 1,0 В.

3.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф переменного тока типа ПУ-1 или аналогичный.

Азот газообразный и жидкий технический по ГОСТ 9293-74 или аргон газообразный и жидкий по ГОСТ 10157-79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 20%.

Кислота бромисто-водородная по ГОСТ 2062-77, разбавленная 2:1.

Бром по ГОСТ 4109-79.

Аскорбиновая кислота свежеприготовленный раствор с массовой долей 25%.

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.

Стандартные растворы цинка: 1,0000 г цинка помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. После растворения цинка стенки стакана обмывают водой, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см3 раствора содержит 1 мг цинка.

Путем соответствующего разбавления (перед применением) готовят раствор А с концентрацией цинка 0,1 мг в 1 см3 раствора и раствор Б с концентрацией цинка 0,01 мг в 1 см3 раствора.

3.3 Проведение анализа

3.3.1. Навеску силумина массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 100 см3, приливают 15 см3 раствора гидроокиси натрия и покрывают стеклом. По окончании бурной реакции раствор кипятят 5 мин до растворения сплава, охлаждают, разбавляют водой до объема 20 см3 и осторожно приливают 30 см3 бромистоводородной кислоты. Раствор нагревают до просветления. После небольшого охлаждения прибавляют 2 — 3 капли брома и вновь нагревают до удаления избытка брома, доведя объем раствора до 45 см3. Затем добавляют по каплям раствор аскорбиновой кислоты до обесцвечивания раствора. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают до метки водой и перемешивают.

3.3.2 Построение градуировочного графика (при массовой доле цинка от 0,005 до 0,02%)

В три стакана вместимостью по 25 см3 приливают последовательно 0,5; 1,0; 2,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,01; 0,02% цинка. Растворы выпаривают досуха на водяной бане, к сухому остатку добавляют аликвотную часть 10 см3 одного из исследуемых растворов с меньшим содержанием цинка, перемешивают, часть раствора помещают в электролизер и полярографируют при тех же условиях, как описано в п. 3.3.1.

Из полученных высот пиков вычитают высоту пика разбавленного исследуемого раствора.

По полученным данным и известным концентрациям цинка строят градуировочный график.

При замене капилляра необходимо проверять график.

3.3.3 Построение градуировочного графика (при массовой доле цинка от 0,01 до 0,1%)

В три стакана вместимостью по 25 см3 приливают последовательно 0,1; 0,5; 1,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,05, 0,1% цинка. Далее поступают, как указано в п. 3.3.2.

3.4 Обработка результатов

Массовую долю цинка (X) в процентах определяют по градуировочному графику.

3.4.1. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля цинка, %	Абсолютные допускаемые расхождения, %
	сходимости	воспроизводимости
От 0,005 до 0,010 включ. Св. 0,010 « 0,030 » « 0,030 » 0,100 «»	0,001 0,002 0,004	0,002 0,003 0,006

(Измененная редакция, Изм. № 2.)

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1 Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции цинка в пламени ацетилен-воздух при длине волны 213,8 нм.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр атомно-абсорбционный модели Перкин-Эльмер, «Сатурн» или аналогичные.

Лампа с полым катодом, предназначенная для определения цинка.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру 1000 °С.

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

Водорода пероксид по ГОСТ 10920-76, раствор с массовой долей 3%.

Алюминий марки А-999 по ГОСТ 11069-74.

Раствор алюминия А, 20 г/дм3: 10,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см3, добавляют 250 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при нагревании с добавлением 1 см3 раствора хлористого никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Никель хлористый по ГОСТ 4038-79, раствор с массовой долей 0,2%.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428-73.

Раствор кремния Б, 1 г/дм3: 2,14 г тонко растертой в агатовой или из оргстекла ступке и предварительно прокаленной в течение одного часа при температуре 1000 °С двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 15,0 г углекислого натрия при температуре 900 °С в течение 15 мин до получения прозрачного плава. Плав растворяют в воде при нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют до метки водой и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77.

Раствор оксида натрия В, 100 г/дм3: 190 г высушенного при температуре 105 °С в течение 30 мин хлористого натрия растворяют в воде. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 30%.

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.

Стандартные растворы цинка

Раствор Д: 0,5000 г металлического цинка растворяют в 50 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

4.3 Проведение анализа

4.3.2 Построение градуировочного графика

4.4 Обработка результатов

---