ГОСТ 1953.11-79. Бронзы оловянные. Методы определения висмута
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 10.10.1979 № 3899)
(ред. от 01.08.1990)
от 10 октября 1979 г. № 3899
Tin bronze. Methods for the determination of bismuth
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10.10.79 № 3899.
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1540-79.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который даны ссылки | Номер раздела, пункта, подпункта |
|---|---|
| ГОСТ 8.315-97 | 4.4; 5.4.4; 6.4.4 |
| ГОСТ 84-76 | 6.2 |
| ГОСТ 1953.1-79 | 1.1 |
| ГОСТ 2062-77 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 3118-77 | 5.2; 6.2 |
| ГОСТ 3760-79 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 3773-72 | 6.2 |
| ГОСТ 4109-79 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 4147-74 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 5.2 |
| ГОСТ 4232-74 | 6.2 |
| ГОСТ 4404-78 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 5.2; 6.2 |
| ГОСТ 4463-76 | 2; 6.2 |
| ГОСТ 5017-74 | Вводная часть |
| ГОСТ 6344-73 | 6.2 |
| ГОСТ 10928-90 | 2; 5.2; 6.2 |
| ГОСТ 10929-76 | 2; 5.2; 6.2 |
| ГОСТ 20490-75 | 2; 5.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1; 4.4; 5.4.4; 6.4.4 |
6. Ограничение срока действия снято по Протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94).
7. Издание с Изменениями № 1, 2, утвержденными в феврале 1983 г., августе 1990 г. (ИУС 6-83, 11-90).
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (от 0,001% до 0,02%) и атомно-абсорбционный (от 0,001% до 0,02%) методы определения висмута в оловянных бронзах по ГОСТ 5017.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1540-79.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением по п. 1.1 ГОСТ 1953.1.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
2а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА (от 0,001% до 0,02%)
Метод основан на образовании висмутом с ксиленоловым оранжевым окрашенного комплекса и измерении его оптической плотности после предварительного выделения висмута соосаждением с гидроокисью железа или с двуокисью марганца из 1,5 моль/дм3 раствора азотной кислоты. Мешающее влияние железа устраняется аскорбиновой кислотой, а следов олова — фтористым натрием.
Разд. 2а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и растворы 1 моль/дм3, 0,1 моль/дм3 и разбавленная 1:1.
Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.
Кислота аскорбиновая (витамин С) свежеприготовленный раствор, 100 г/дм3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, 1,5 моль/дм3 раствор.
Марганец азотнокислый по НД, раствор 50 г/дм3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 6 г/дм3.
Перекись водорода (пергидроль) по ГОСТ 10929.
Медь с массовой долей висмута менее 0,0005%.
Медь азотнокислая, раствор 20 г/дм3; готовят следующим образом: 2 г меди растворяют в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, удаляют окислы азота кипячением, раствор охлаждают и доливают водой до 100 см3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:50.
Смесь для растворения, свежеприготовленная; готовят следующим образом: девять объемов бромистоводородной кислоты смешивают с одним объемом брома.
Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 1 г/дм3, готовят следующим образом: 1 г хлорного железа растворяют в 250 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и доливают водой до 1 дм3.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463, раствор 5 г/дм3.
Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм3 в 0,1 моль/дм3 раствора азотной кислоты.
Висмут по ГОСТ 10928, марки ВиО.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г висмута растворяют до 20 см3 концентрированной азотной кислоты. Удаляют окислы азота кипячением, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г висмута.
Раствор Б; готовят следующим образом: помещают 10 см3 раствора А в мерную колбу вместимостью 100 см3 и разбавляют до метки водой.
1 см3 раствора Б содержит 0,00001 г висмута.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Навеску бронзы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 15 см3 смеси для растворения, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. При неполном растворении навески в раствор по каплям добавляют бром. По окончании растворения приливают к раствору 20 см3 хлорной кислоты и упаривают раствор при умеренном нагревании до выделения густого белого дыма и осветления раствора. Раствор охлаждают, ополаскивают часовое стекло и стенки стакана водой и повторяют выпаривание до появления густого белого дыма хлорной кислоты. Раствор охлаждают, ополаскивают стенки стакана небольшим количеством воды и нагревают до растворения выпавших солей. Раствор разбавляют водой до 150 см3, добавляют 10 см3 раствора хлорного железа и концентрированный раствор аммиака до полного перехода меди в растворимый аммиачный комплекс. Раствор с осадком выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокисей железа и висмута. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Осадок на фильтре и стакан промывают 3 — 5 раз горячим раствором аммиака, разбавленного 1:50. Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение гидроокисей железа и висмута, и растворяют в 20 см3 горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр тщательно промывают горячей водой. Повторяют осаждение гидроокисей железа и висмута аммиаком, фильтрование и промывание осадка.
Промытый осадок на фильтре растворяют в 20 см3 горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор собирают в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают горячей водой 5 — 7 раз.
При массовой доле висмута в сплаве от 0,001% до 0,008% раствор упаривают почти досуха. При массовой доле висмута свыше 0,008% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть 10 см3 упаривают почти досуха. К остатку приливают 5 см3 1 моль/дм3 раствора азотной кислоты, ополаскивают стенки стакана 5 см3 воды и кипятят. Добавляют 4 см3 раствора аскорбиновой кислоты, охлаждают, приливают 1 см3 раствора фтористого натрия, 1 см3 раствора ксиленолового оранжевого, смесь переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доливают до метки водой, перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора в кювете с толщиной поглощающего слоя 5 см на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром или на спектрофотометре при 540 нм относительно раствора контрольного опыта.
3.1а. Навеску бронзы массой 1 г помещают в широкий стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 15 см3 смеси для растворения сначала на холоде, а затем при нагревании. При неполном растворении пробы добавляют несколько капель брома. Затем добавляют 10 см3 хлорной кислоты и выпаривают до влажного остатка. Остаток охлаждают, раствор разбавляют водой до 50 см3. Добавляют 5 см3 раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до появления осадка гидроокиси меди, добавляют 18 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и воды до объема 90 см3. Раствор нагревают почти до кипения, добавляют 10 см3 раствора марганцовокислого калия и кипятят 2 мин. Спустя 30 мин осадок фильтруют на плотный фильтр и промывают стакан и осадок 8 — 10 раз горячей 1,5 моль/дм3 азотной кислотой до исчезновения синей окраски образовавшейся азотнокислой меди. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводилось выделение, фильтр промывают 20 см3 горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1, содержащей несколько капель раствора перекиси водорода, а затем водой. Далее анализ ведут, как указано в п. 3.1.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
3.2 Построение градуировочного графика
В стаканы вместимостью по 50 см3 помещают 0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 8,0 см3 стандартного раствора Б висмута и упаривают почти досуха. К сухому остатку приливают 5 см3 1 моль/дм3 азотной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1. В качестве раствора сравнения используют раствор, не содержащий висмута.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Массовую долю висмута (Х) в процентах вычисляют по формуле
X = \frac{m_{1} \cdot 100}{m} ,
где m_{1} — масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;
4.2. Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, допускаемых расхождений (d — показатель сходимости при n = 3), указанных в таблице.
| Массовая доля висмута, % | d, % | D, % |
|---|---|---|
| От 0,001 до 0,003 включ. Св. 0,003 « 0,006 » « 0,006 » 0,010 « » 0,01 « 0,02 » | 0,0003 0,0006 0,001 0,002 | 0,0004 0,0008 0,001 0,003 |
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.
4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
4.3, 4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).
5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА (от 0,001% до 0,02%)
5.1 Сущность метода
Метод основан на измерении абсорбции света атомами висмута, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух, после предварительного выделения висмута на двуокись марганца.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для висмута.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1, 2 моль/дм3 и 1,5 моль/дм3 растворы.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, 1 моль/дм3 раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Марганец азотнокислый по НД, раствор 20 г/дм3.
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 6 г/дм3.
Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929.
Висмут по ГОСТ 10928 с массовой долей висмута не менее 99,9%.
Раствор А; готовят следующим образом: 0,25 г висмута растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки.
1 см3 раствора А содержит 0,0005 г висмута.
Раствор Б; готовят следующим образом: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 2 моль/дм3 раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.
1 см3 раствора Б содержит 0,00005 г висмута.
Раствор В; готовят следующим образом: 20 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 2 моль/дм3 раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.
1 см3 раствора В содержит 0,00001 г висмута.
5.3 Проведение анализа
5.3.1. Навеску бронзы массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют при нагревании в 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. Окислы азота удаляют кипячением и раствор разбавляют водой до объема 50 см3. Добавляют 5 см3 раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до появления осадка гидроокиси меди, добавляют 18 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и воды до объема 90 см3. Раствор нагревают до кипения, добавляют 10 см3 раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 2 мин. Через 30 мин осадок отфильтровывают на плотный фильтр и промывают стакан и осадок 4 — 5 раз горячим 1,5 моль/дм3 раствором азотной кислоты. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводили осаждение, фильтр промывают 10 см3 горячего раствора серной кислоты, разбавленной 1:4, содержащего несколько капель раствора перекиси водорода, водой. А затем промытый фильтр отбрасывают, а раствор упаривают до влажных солей. После охлаждения добавляют 8 см3 1 моль/дм3 раствора соляной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки 1 моль/дм3 раствором соляной кислоты.
Измеряют атомную абсорбцию висмута в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм параллельно с градуировочными растворами.
5.3.2 Построение градуировочного графика
В восемь из девяти стаканов вместимостью по 250 см3 помещают 1,0; 2,5; 5,0 и 10,0 см3 стандартного раствора В и 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора Б.
Во все стаканы добавляют воды до объема 50 см3, добавляют по 5 см3 раствора азотнокислого марганца и далее анализ ведут, как указано в п. 5.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.
5.4 Обработка результатов
5.4.1 Массовую долю висмута (X) в процентах вычисляют по формуле
где С — концентрация висмута, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем конечного раствора пробы, см3;
5.1 — 5.4.1. (Измененная редакция, Изм. № 1).
5.4.2. Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений (d — показатель сходимости при n = 3), указанных в таблице.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
5.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.
5.4.4. Контроль точности результатов анализа проводится по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
6. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИОДИДА КАЛИЯ
6.1 Сущность метода
Метод основан на образовании висмутом с иодидом калия окрашенного комплекса и измерении его оптической плотности после предварительного удаления олова в виде тетрабромида и выделении висмута соосаждением с гидроокисью железа. Для восстановления иодидного комплекса применяют тиомочевину, которая еще является и маскирующим реагентом, образуя бесцветные комплексы с железом, медью, никелем.
6.2 Аппаратура, реактивы, растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 3:2.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4404, разбавленная 1:3.
Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.
Смесь для растворения, свежеприготовленная: девять объемов бромистоводородной кислоты смешивают с одним объемом брома.
Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:20.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 200 г/дм3.
Натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463, раствор 40 г/дм3.
Калий иодистый по ГОСТ 4232, свежеприготовленный раствор 200 г/дм3.
Тиомочевина по ГОСТ 6344, раствор 100 г/дм3.
Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 10 г/дм3: 1 г хлорного железа растворяют в 25 см3 соляной кислоты (1:1) и доливают водой до 100 см3.
Висмут по ГОСТ 10928 марки ВиО.
Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 20 см3 азотной кислоты (3:2), окислы азота удаляют кипячением, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г висмута.
Раствор Б: 20 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,00002 г висмута.
6.3 Проведение анализа
6.3.1. Навеску бронзы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 15 — 20 см3 смеси для растворения, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. При неполном растворении навески в раствор по каплям добавляют бром. По окончании растворения приливают к раствору 20 — 30 см3 хлорной кислоты и упаривают раствор при умеренном нагревании до выделения густого белого дыма и осветления раствора. Раствор охлаждают, ополаскивают часовое стекло и стенки стакана водой и повторяют выпаривание до появления густого белого дыма хлорной кислоты. Раствор охлаждают, ополаскивают стенки стакана небольшим количеством воды и нагревают до растворения выпавших солей. Раствор разбавляют водой до 100 — 150 см3, добавляют 10 см3 раствора хлорного железа, 20 см3 раствора хлористого аммония, нагревают до 70 — 80 °С, добавляют 1 г углекислого натрия и концентрированный аммиак до полного перехода меди в растворимый аммиачный комплекс. Раствор с осадком выдерживают при 60 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа и висмута. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Осадок на фильтре и стакан промывают 5 раз горячим раствором аммиака (1:20). Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение гидроокисей железа и висмута, и растворяют в 20 см3 горячей соляной кислоты (1:1). Если в бронзе присутствует марганец, то при растворении осадка добавляют несколько капель перекиси водорода. Фильтр тщательно промывают горячей водой. Повторяют осаждение гидроокисей железа и висмута, фильтрование, промывание, растворение осадка и промывание фильтра.
При массовой доле висмута в бронзе от 0,001% до 0,008% раствор упаривают почти досуха, но не пережигая. При массовой доле висмута свыше 0,008% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, доливают до метки водой, перемешивают, отбирают аликвотную часть — 10 см3 и упаривают почти досуха, но не пережигая. К остатку добавляют 2,2 см3 серной кислоты (1:3), 10 см3 воды, 1 см3 раствора тиомочевины и оставляют на 1 ч. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, добавляют 1 см3 раствора фтористого натрия, 1 см3 раствора иодистого калия, доливают водой до метки и перемешивают. Через 5 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при 465 нм или на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 5 см3, используя воду в качестве раствора сравнения. Через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
6.3.2 Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью по 25 см3 помещают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора Б висмута, добавляют по 2,2 см3 серной кислоты (1:3) и далее поступают, как указано в п. 6.3.1. В качестве раствора сравнения используют раствор, не содержащий висмута.
6.4 Обработка результатов
6.4.1 Массовую долю висмута (X) в процентах вычисляют по формуле
\text{Х } = \frac{(m_{1} - m_{2}) \cdot 100}{m} ,
где m_{1} — масса висмута в пробе, найденная по градуировочному графику, г;
m_{2} — масса висмута в контрольной пробе, найденная по градуировочному графику, г;
m — масса навески бронзы или масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.
6.4.2. Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений (d — показатель сходимости при n = 3), указанных в таблице.
6.4.3. Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.
6.4.4. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.