ГОСТ 19014.4-73*. Кремний кристаллический. Метод определения титана
(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 23.07.1973 № 1804)
(ред. от 01.08.1984)
от 23 июля 1973 г. № 1804
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Crystal silicon. Method of titanium determination
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 июля 1973 г. № 1804 срок введения установлен с 01.01.1975.
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15 августа 1984 г. № 2874 срок действия продлен до 01.01.1990.
Взамен ГОСТ 2178-54 в части разд. VI.
Переиздание (ноябрь 1985 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июле 1979 г., августе 1984 г. («ИУС», № 8-79, 11-84).
Настоящий стандарт устанавливает фотоколориметрический метод определения титана (при массовой доле титана от 0,1 до 0,4%) в кристаллическом кремнии.
Метод основан на образовании желтого комплекса титана с диантипирилметаном в кислой среде, интенсивность окраски которого подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера.
Мешающее влияние трехвалентного железа устраняется восстановлением его аскорбиновой кислотой в присутствии катализатора — сернокислой меди.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 19014.0-73.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Фотоколориметр или спектрофотометр.
Диантипирилметан, раствор с массовой долей 5% в 1 н. растворе соляной кислоты.
Аскорбиновая кислота (витамин С), свежеприготовленный раствор с массовой долей 2%.
Медь сернокислая по ГОСТ 4165-78, раствор с массовой долей 5%.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1, 1:2 и 1:19.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,1670 г прокаленной при 600 — 700 °С двуокиси титана сплавляют при 900 — 950 °С с двадцатикратным количеством пиросернокислого калия. Плав выщелачивают при нагревании 100 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см3. Затем приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора А содержит 0,1 мг титана.
Если раствор получился мутный, его фильтруют и определяют массовую долю титана в фильтрате весовым методом.
Для этого отбирают 100 — 200 см3 фильтрата в стакан вместимостью 300 см3, нагревают и осаждают титан, добавляя аммиак до появления запаха. Затем раствор нагревают до коагуляции осадка, фильтруют и промывают водой с аммиаком 9 — 10 раз. Фильтр с осадком помещают в прокаленный и взвешенный фарфоровый или кварцевый тигель, озоляют, прокаливают и взвешивают осадок двуокиси титана.
Раствор Б; готовят перед применением следующим образом: 25 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доливают до метки серной кислотой, разбавленной 1:19.
В том случае, если раствор А прозрачный и содержит 0,1 мг титана в 1 см3, в 1 см3 раствора Б содержится 0,01 мг титана. Если же в растворе А массовая доля титана определялась весовым методом, то массовая доля титана в растворе Б определяется в соответствии с результатом весового метода и будет несколько ниже, чем 0,01 мг/см3.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Для проведения анализа используют раствор, приготовленный, как указано в п. 3.1 ГОСТ 19014.1-73.
Если исходный раствор получился мутным, часть его отфильтровывают через сухой фильтр средней плотности в сухую коническую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.
В зависимости от массовой доли титана отбирают 5 — 10 см3 фильтрата (если раствор прозрачный, отбирают аликвотную часть непосредственно из мерной колбы вместимостью 250 см3) в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до 50 см3, затем приливают при перемешивании 15 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, 5 см3 раствора аскорбиновой кислоты, две капли раствора сернокислой меди и охлаждают до комнатной температуры. Через 3 — 4 мин приливают 10 см3 раствора диантипирилметана, доливают до метки водой и перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре (область светопропускания 400 нм). Раствором сравнения служит вода.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.
Массовую долю титана находят по градуировочному графику.
3.2 Построение градуировочного графика
В семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают 0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 12,0 см3 стандартного раствора Б. Добавляют по 2 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, разбавляют водой до 50 см3, затем во все колбы приливают по 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:2, и далее анализ проводят, как указано в п. 3.1.
По полученным значениям оптических плотностей и известным содержаниям титана в растворах строят градуировочный график.
4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА
4.1 Массовую долю титана (Х) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{mV \cdot 100}{m_{1}V_{1} \cdot 1000} ,
где m — количество титана, найденное по градуировочному графику, мг;
V — объем исходного раствора, см3;
V_{1} — аликвотная часть раствора, см3;
4.2. Допускаемые расхождения между крайними результатами анализа не должны превышать 0,02 абс. % при массовой доле титана от 0,1 до 0,4%.