ГОСТ 27973.2-88. Золото. Метод атомно-эмиссионного анализа с индукционной плазмой

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 21.12.1988 № 4375)

от 21 декабря 1988 г. № 4375

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЗОЛОТО

МЕТОД АТОМНО-ЭМИССИОННОГО АНАЛИЗА С ИНДУКЦИОННОЙ ПЛАЗМОЙ

Gold. Method of atomic-emission analysis

1 июля 1990 года

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Главным Управлением драгоценных металлов и алмазов при Совете Министров СССР.

Разработчики: Ю.А. Карпов, д-р хим. наук (руководитель темы); О.И. Ширяева, канд. хим. наук; Л.Н. Рязанова; В.И. Балуда; И.Н. Владимирская; С.В. Соколов.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21.12.1988 № 4375.

3. Введен впервые.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер раздела
ГОСТ 849-97	2
ГОСТ 859-78	2
ГОСТ 860-75	2
ГОСТ 1089-82	2
ГОСТ 1770-74	2
ГОСТ 3640-94	2
ГОСТ 5905-79	2
ГОСТ 6008-90	2
ГОСТ 6836-80	2
ГОСТ 10157-79	2
ГОСТ 10928-90	2
ГОСТ 11125-84	2
ГОСТ 12342-81	2
ГОСТ 13610-79	2
ГОСТ 14261-77	2
ГОСТ 14262-78	2
ГОСТ 14836-82	2
ГОСТ 14837-79	2
ГОСТ 22861-93	2
ГОСТ 25336-82	2

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95).

6. Переиздание. Июнь 1999 г.

Настоящий стандарт устанавливает атомно-эмиссионный (с индукционной высокочастотной плазмой) метод определения содержания примесей: серебра, меди, железа, платины, палладия, родия, висмута, свинца, сурьмы, цинка, марганца, никеля, хрома и олова в золоте с массовой долей золота не менее 99,9%.

Метод основан на возбуждении атомов пробы в индукционной высокочастотной плазме и измерении интенсивности аналитической спектральной линии определяемого элемента при распылении раствора анализируемой пробы в плазму. Связь интенсивности линии с концентрацией элемента в растворе устанавливают с помощью градуировочного графика.

Метод позволяет определять массовые доли примесей в интервалах, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Определяемый элемент	Массовая доля, %
Серебро	От 0,0001 до 0,04
Медь	« 0,0003 » 0,01
Железо	« 0,0002 » 0,02
Платина	« 0,0002 » 0,02
Палладий	« 0,0001 » 0,02
Родий	« 0,0002 » 0,01
Висмут	« 0,0002 » 0,01
Свинец	« 0,0001 » 0,01
Сурьма	« 0,0002 » 0,01
Цинк	« 0,0001 » 0,01
Марганец	« 0,0001 » 0,01
Никель	« 0,0001 » 0,01
Хром	« 0,0002 » 0,01
Олово	« 0,0002 » 0,01

Нормы погрешности результатов анализа определяемых значений массовых долей примесей с доверительной вероятностью P = 0,95 приведены в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля примеси, %	Норма погрешности, %
0,00010	+/- 0,00006
0,00030	+/- 0,00015
0,0005	+/- 0,0002
0,0010	+/- 0,0003
0,0030	+/- 0,0005
0,0050	+/- 0,0007
0,008	+/- 0,001
0,020	+/- 0,002
0,040	+/- 0,005

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методу анализа по ГОСТ 27973.0.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Спектрально-аналитический комплекс, состоящий из высокочастотного генератора мощностью 0,8 — 1,5 кВт, плазменной горелки с распылительной системой, квантометра (полихроматора) или монохроматора с обратной линейной дисперсией не хуже 0,5 нм/мм и фотоэлектрической регистрацией интенсивности излучения, управляющей ЭВМ, дисплея и печатающего устройства.

Аргон газообразный по ГОСТ 10157.

Весы аналитические 2-го класса.

Печь муфельная с терморегулятором.

Плита электрическая с закрытой спиралью.

Автоклав аналитический.

Ступка агатовая.

Стаканы термостойкие вместимостью 100 и 250 см3 по ГОСТ 25336.

Тигли корундовые.

Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 см3 с делениями по НТД.

Колбы мерные вместимостью 50 и 100 см3 по ГОСТ 1770.

Фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента», «белая лента».

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261 и разбавленная 1:1, 1:5 и 1:9.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262 и разбавленная 1:9.

Бария пероксид по нормативно-технической документации.

Золото высокой чистоты с массовой долей золота не менее 99,999%.

Серебро по ГОСТ 6836.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610.

Медь по ГОСТ 859.

Висмут по ГОСТ 10928.

Свинец высокой чистоты по ГОСТ 22861.

Цинк по ГОСТ 3640.

Сурьма по ГОСТ 1089.

Марганец металлический по ГОСТ 6008.

Никель по ГОСТ 849.

Олово по ГОСТ 860.

Хром металлический по ГОСТ 5905.

Палладий в порошке по ГОСТ 14836.

Платина в порошке по ГОСТ 14837.

Родий в порошке по ГОСТ 12342 или родий треххлористый четырехводный.

Стандартные образцы состава золота.

2.1 Приготовление основных стандартных растворов

Стандартные растворы, содержащие по 1 мг/см3 висмута, меди, никеля, свинца и железа: навеску каждого из перечисленных металлов массой 100 мг растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор кипятят до удаления оксидов азота, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 серебра: навеску металла массой 100 мг растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты (1:1) при нагревании. Затем добавляют 50 см3 соляной кислоты и кипятят до полного растворения осадка хлорида серебра. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:1) и перемешивают.

Стандартные растворы, содержащие по 1 мг/см3 цинка, хрома и марганца: навеску массой 100 мг каждого из перечисленных металлов растворяют в 10 см3 раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 сурьмы: навеску металлической сурьмы массой 100 мг растворяют в 20 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор упаривают до объема 2 — 3 см3, прибавляют 20 см3 раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 олова: навеску металла массой 100 мг растворяют в 10 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 платины: навеску платины массой 100 мг растворяют в 20 см3 смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор упаривают до объема 3 — 5 см3, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 палладия: навеску палладия массой 100 мг растворяют в 10 см3 азотной кислоты при нагревании, раствор упаривают до объема 3 — 5 см3, приливают 20 см3 раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см3 родия, готовят одним из приведенных ниже способов.

Навеску родия (в виде порошка) массой 100 мг тщательно перемешивают с пятикратным количеством пероксида бария, перетирают в агатовой ступке, переносят в корундовый тигель и спекают в течение 2 — 3 ч при температуре 800 — 900 °С (тигель ставят в холодный муфель). Спек охлаждают, переносят в стакан вместимостью 200 см3, смачивают водой и растворяют в растворе соляной кислоты (1:1) до полного растворения. Если после растворения спека в растворе соляной кислоты остается остаток, спекание и растворение повторяют. Полученный раствор разбавляют водой до объема 50 см3 и осаждают сульфат бария добавлением раствора серной кислоты (1:9) порциями при постоянном перемешивании. Раствор нагревают до температуры 60 — 70 °С. Через 2 — 3 ч проверяют полноту осаждения сульфата бария и отфильтровывают его через фильтр «синяя лента» или двойной фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 100 см3. Осадок на фильтре промывают 4 — 5 раз горячим раствором соляной кислоты (1:5), а затем 5 — 6 раз горячей водой. Раствор доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

Навеску треххлористого родия массой 273,4 мг растворяют в 20 см3 раствора соляной кислоты (1:1) при слабом нагревании, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

2.2 Приготовление стандартных растворов, содержащих сумму определяемых элементов

Раствор А: в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают по 1 см3 основных стандартных растворов серебра, платины, палладия, родия, железа, меди, висмута, хрома, марганца, никеля, олова, сурьмы, свинца и цинка, добавляют 20 см3 соляной кислоты, доводят до метки водой и перемешивают. 1 см3 раствора содержит по 10 мкг каждого из определяемых элементов. Раствор устойчив в течение месяца.

Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 10 см3 раствора А, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают. 1 см3 раствора содержит по 1 мкг каждого из определяемых элементов. Раствор Б готовят в день применения.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1 Растворение проб в открытой системе

Для выполнения анализа отбирают две навески золота массой 0,5 — 1,0 г, каждую из которых помещают в стакан вместимостью 50 — 100 см3, очищают поверхность золота в соответствии с ГОСТ 27973.0, добавляют 10 — 20 см3 свежеприготовленной смеси соляной и азотной кислот (3:1) и растворяют металл под часовым стеклом при слабом нагревании. После растворения навески раствор упаривают до объема 4 — 5 см3, добавляют 20 см3 раствора соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки водой и перемешивают.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на чистоту реактивов.

3.2 Растворение проб в закрытой системе

Отбирают две навески золота массой 0,5 — 1,0 г, каждую из которых помещают во внутренний фторопластовый стаканчик автоклава. Очищают поверхность золота по ГОСТ 27973.0, добавляют 2 — 3 см3 свежеприготовленной смеси соляной и азотной кислот (3:1), автоклав герметизируют и помещают в сушильный шкаф. Растворение ведут при температуре не выше 160 °С в течение 2 ч.

Автоклав вынимают из сушильного шкафа, охлаждают и содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляя 20 см3 раствора соляной кислоты (1:1). Объем в колбе доводят до метки водой и перемешивают.

3.3 Приготовление растворов сравнения

Для определения примесей в золоте используют растворы сравнения, содержащие все определяемые элементы и золото.

Раствор, содержащий 50 мг/см3 золота, готовят растворением навески золота высокой чистоты массой 5,0 г по п. 4.1. Раствор золота переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

Растворы сравнения с массовой концентрацией каждой из определяемых примесей 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 2,0 мкг/см3 и золота — 10 мг/см3: в мерные колбы вместимостью 50 см3 помещают по 10 см3 раствора золота, содержащего 50 мг/см3 золота, аликвотные части растворов А или Б (табл. 3), доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Раствор сравнения	Объем вводимого раствора А или Б, см3	Массовая концентрация элементов, мкг/см3

Раствор Б

РС-1 РС-2 РС-3 РС-4 РС-5	1,0 2,0 3,0 4,0 5,0	0,02 0,04 0,06 0,08 0,10

Раствор А

РС-6 РС-7 РС-8 РС-9 PC-10	1,5 3,0 5,0 10 25	0,3 0,6 1,0 2,0 5,0

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Спектрально-аналитический комплекс готовят к работе и включают согласно «Рабочей инструкции по эксплуатации прибора» (РИ).

Длины волн аналитических спектральных линий приведены в табл. 4.

Таблица 4

Определяемый элемент	Длина волны, нм
Серебро	328,07
Медь	324,75
Железо	238,20
Платина	265,95
Палладий	340,40
Родий	343,49
Висмут	223,06
Свинец	220,35
Сурьма	206,83
Цинк	213,86
Марганец	257,61
Никель	231,60
Хром	205,55
Олово	235,48

Последовательно вводят в плазму растворы сравнения и с помощью специальной программы методом наименьших квадратов получают числовые значения коэффициентов полиномов, аппроксимирующих градуировочные характеристики для каждого из определяемых элементов, которые вводят в долговременную память ЭВМ.

Градуировочные характеристики получают в координатах (I-C), где I — интенсивность аналитической линии определяемого элемента за вычетом интенсивности излучения спектра для раствора контрольного опыта на длине волны аналитической линии определяемого элемента; С — концентрация определяемого элемента в растворах сравнения, мкг/см3.

Растворы анализируемых проб последовательно вводят в плазму и измеряют интенсивности аналитических линий определяемых элементов. В соответствии с программой для каждого раствора выполняют по 3 измерения интенсивности и вычисляют среднее значение, по которому с помощью градуировочной характеристики находят концентрацию элемента (в мкг/см3) в растворе пробы.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Массовую долю определяемого элемента (X) в процентах вычисляют по формуле

X = \frac{C \cdot V}{m} \cdot 10^{- 4} ,

где C — массовая концентрация определяемого элемента в анализируемом растворе, мкг/см3;

V — объем раствора пробы, см3;

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, каждое из которых выполнено из отдельной навески.

6. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

6.1. При контроле сходимости и воспроизводимости расхождения результатов параллельных определений и результатов двух анализов (разность большего и меньшего) с доверительной вероятностью Р = 0,95 не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 5.

Таблица 5

Массовая доля элемента, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
0,00010	0,00008
0,0003	0,0002
0,0005	0,0003
0,0010	0,0005
0,0030	0,0005
0,0050	0,0006
0,0080	0,0006
0,0200	0,0007
0,0400	0,0008

Для промежуточных значений массовых долей допускаемые расхождения рассчитывают методом линейной интерполяции.

---