ГОСТ 6689.3-92. Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Метод определения суммы никеля и кобальта

(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 18.02.1992 № 167)

от 18 февраля 1992 г. № 167

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Method for the determination of nickel and cobalt sum

с 1 января 1993 года

Разработан и внесен Министерством металлургии СССР.

Разработчики: В.Н. Федоров, Б.П. Краснов, Ю.М. Лейбов, А.Н. Боганова, Н.А. Воробьева.

Утвержден и введен в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 № 167.

Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, подпункта, раздела
ГОСТ 8.315-91	4.3
ГОСТ 492-73	Вводная часть
ГОСТ 1277-77	Разд. 2
ГОСТ 3118-77	Разд. 2
ГОСТ 3760-79	Разд. 2
ГОСТ 3769-78	Разд. 2
ГОСТ 4139-75	Разд. 2
ГОСТ 4204-77	Разд. 2
ГОСТ 4233-77	Разд. 2
ГОСТ 4328-77	Разд. 2
ГОСТ 4461-77	Разд. 2
ГОСТ 5828-77	Разд. 2
ГОСТ 5841-74	Разд. 2
ГОСТ 6563-75	Разд. 2
ГОСТ 6689.1-92	Разд. 1; 3.2.1; 3.2.2
ГОСТ 6689.2-92	Вводная часть, 4.3
ГОСТ 6689.9-92	Вводная часть, 4.3
ГОСТ 10484-78	Разд. 2
ГОСТ 18300-87	Разд. 2
ГОСТ 19241-80	Вводная часть
ГОСТ 20478-75	Разд. 2
ГОСТ 25086-87	Разд. 1; 4.3

Настоящий стандарт устанавливает электрогравиметрический метод определения суммы никеля и кобальта (при массовой доле свыше 0,5%) в никелевых и медно-никелевых сплавах, кроме сплава хромель по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241.

Метод основан на электролитическом осаждении никеля и кобальта из аммиачной среды в присутствии сернокислого аммония.

Допускается определение суммарной массовой доли никеля и кобальта сложением результатов раздельного определения никеля по ГОСТ 6689.2 и кобальта по ГОСТ 6689.9.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ, РАСТВОРЫ

Платиновые электроды по ГОСТ 6563.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

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

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 2 моль/дм3.

Смесь кислоты свежеприготовленной: готовят смешением трех частей концентрированной соляной кислоты с одной частью концентрированной азотной кислоты.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:1 и 1:50.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор 200 г/дм3.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, раствор 10 г/дм3.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, спиртовой раствор 10 г/дм3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, насыщенный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 50, 100 г/дм3 и 2 моль/дм3.

Калий роданистый по ГОСТ 4139, раствор 10 г/дм3.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор 5 г/дм3.

Анионит АВ-17, АН-31 или ЭДЭ-10П.

2.1 Подготовка хроматографических колонок

50 г анионита помещают в стакан вместимостью 500 см3, заливают 400 см3 насыщенного раствора хлористого натрия и выдерживают в течение 24 ч при комнатной температуре. Раствор сливают и промывают анионит декантацией 2 моль/дм3 раствором соляной кислоты до удаления ионов железа (реакция с роданидом калия).

Анионит последовательно промывают раствором гидроокиси натрия 50 г/дм3, затем раствором 100 г/дм3 до полного удаления хлорид-ионов (реакция с азотнокислым серебром). Анионит промывают водой до слабощелочной реакции, затем обрабатывают тремя порциями 2 моль/дм3 соляной кислоты.

В нижнюю часть ионообменных колонок помещают стеклянную вату слоем 3 — 5 мм и заполняют колонки анионитом на высоту 30 — 32 см и заливают 2 моль/дм3 соляной кислотой, при этом тщательно следят, чтобы пузырьки воздуха не задерживались между зернами анионита. Перед пропусканием раствора через анионит слой соляной кислоты над анионитом должен быть 1 — 2 см.

По окончании хроматографического разделения анионит регенерируют, пропуская через колонку воду до слабощелочной реакции промывных вод, затем 100 см3 2 моль/дм3 соляной кислоты.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1 Для сплавов, содержащих менее 0,05% меди

3.1.1 Для сплавов, содержащих менее 0,1% кремния

Навеску сплава 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 15 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения сплава часовое стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения дыма серной кислоты.

Остаток охлаждают и растворяют в 100 см3 воды при нагревании.

Для сплавов, содержащих марганец свыше 1%, в раствор добавляют 20 см3 раствора надсернокислого аммония. Раствор нагревают до кипения и слабо кипятят в течение 15 — 20 мин до полного разрушения избытка надсернокислого аммония (до прекращения выделения пузырьков кислорода).

В охлажденный раствор прибавляют аммиак до полного перехода никеля в растворимый аммиачный комплекс. В случае выделения осадка гидроокиси алюминия, железа и марганца раствор с осадком нагревают до 60 — 70 °С и выдерживают при этой температуре около 30 мин. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают стакан и фильтр с осадком 3 — 4 раза горячим аммиаком (1:50). Фильтрат сохраняют. Осадок растворяют в 10 см3 горячей серной кислоты (1:4). Фильтр тщательно промывают горячей водой, собирая раствор и промывную воду в стакан, в котором проводилось осаждение, и вновь осаждают гидроокиси алюминия, железа и марганца аммиаком. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и тщательно промывают горячим раствором аммиака (1:50) до отрицательной реакции на никель (реакция с диметилглиоксимом, см. ниже). Оба фильтрата объединяют и упаривают до объема 120 см3.

Аммиачный раствор или фильтрат нагревают до 60 — 70 °С, прибавляют 25 см3 аммиака (1:1) и 3 г сернокислого аммония.

Погружают электроды в раствор и проводят электролиз при токе 2 — 3 А и перемешивании. Стакан с электролитом накрывают двумя половинками часового стекла, стеклянной или пластиковой пластинкой с прорезями для электродов и мешалки. Во время электролиза рекомендуется добавить в электролит небольшими порциями 0,5 — 1,5 см3 раствора сернокислого гидразина.

После обесцвечивания раствора электролиз продолжают 10 мин и затем контролируют полноту выделения никеля. Для этого в фарфоровую чашку отбирают несколько капель электролита, прибавляют несколько капель раствора диметилглиоксима и нагревают до удаления избытка аммиака. Если при этом не образуется красный осадок или раствор не окрашивается в розовый цвет, то электролиз считается законченным. Не выключая тока, электроды ополаскивают водой и промывают катод последовательно в трех стаканах с водой, а затем, выключив ток, промывают катод в стакане с 200 см3 этилового спирта. Одна порция спирта может быть использована для промывки не более 20 электродов. Катод высушивают при 105 °С до постоянной массы и взвешивают.

3.1.2 Для сплавов, содержащих более 0,1% кремния

Навеску сплава массой 1 г помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см3 концентрированной азотной кислоты, 2 — 3 см3 фтористоводородной кислоты, накрывают крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После растворения сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Охлажденный остаток растворяют в 100 см3 воды при нагревании, переносят в стакан вместимостью 300 см3 и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2 Для сплавов, содержащих более 0,05% меди

3.2.1 Для сплавов, содержащих менее 0,1% кремния

Навеску сплава массой 2 г при массовой доле суммы никеля и кобальта менее 10% и 1 г при массовой доле более 10% помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 30 или 15 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают стакан часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения пробы ополаскивают часовое стекло или пластинку и стенки стакана водой и кипятят раствор до удаления оксидов азота. Раствор разбавляют водой до 150 см3, добавляют 7 см3 серной кислоты (1:4) и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.

В электролит после отделения меди добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2.2 Для сплавов, содержащих более 0,1% кремния

Навеску сплава массой 1 г помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см3 концентрированной азотной кислоты, 2 — 3 см3 фтористоводородной кислоты, накрывают крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После растворения сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают и растворяют в воде при нагревании. Раствор переносят в стакан вместимостью 300 см3, разбавляют водой до 150 см3, прибавляют 15 см3 прокипяченной азотной кислоты (1:1) и выделяют медь электролизом по ГОСТ 6689.1.

Электролит после отделения меди упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.3 Для сплава нейзильбер

Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 20 см3 смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании.

Раствор выпаривают досуха. К остатку добавляют 10 см3 концентрированной соляной кислоты и вновь выпаривают досуха. Эту операцию повторяют еще 3 раза до полного удаления азотной кислоты.

Охлажденный сухой остаток растворяют в 50 см3 соляной кислоты 2 моль/дм3 при нагревании.

Раствор охлаждают и пропускают через свежеприготовленную хроматографическую колонку со скоростью 5 см3/мин для выделения никеля и кобальта. Колонку и стакан промывают 2 моль/дм3 соляной кислоты до отрицательной реакции элюата на никель (проба с диметилглиоксимом). В элюат добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и раствор упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, растворяют в воде при нагревании, разбавляют водой до 150 см3, прибавляют 15 см3 прокипяченной азотной кислоты (1:1) и далее поступают, как указано в п. 3.2.2.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Массовую долю суммы никеля и кобальта ( X ) в процентах вычисляют по формуле

m_{1} — масса катода, г;

m_{2} — масса навески, г.

4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в таблице.

Массовая доля никеля и кобальта, %	Допускаемые расхождения, %
	d	D
От 0,5 до 1,0 включ.	0,04	0,06
Св. 1,0 до 3,0 «»	0,05	0,07
« 3,0 » 5,0 «»	0,06	0,08
« 5,0 » 7,0 «»	0,07	0,1
« 7,0 » 9,0 «»	0,08	0,1
« 9,0 » 11,0 «»	0,10	0,1
« 11,0 » 18,0 «»	0,13	0,2
« 18,0 » 35,0 «»	0,2	0,3
« 35,0 » 55,0 «»	0,3	0,4
« 55,0 » 75,0 «»	0,4	0,5
« 75,0»	0,5	0,7

4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, в соответствии с ГОСТ 25086.

---