Никель. Кобальт. Методы определения никеля в никеле

ГОСТ 13047.2-2002

Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения никеля в никеле

Nickel. Cobalt.
Methods for determination of nickel in nickel

МКС 77.120.40*
ОКСТУ 1732

_____________________

* В указателе "Национальные стандарты" 2005 год -
код МКС - 77.120.40 и 77.120.70. - Примечание.

Дата введения 2003-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 "Никель" и МТК 502 "Кобальт", АО "Институт Гипроникель"

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 21 от 30 мая 2002 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. N 334-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.2-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 13047.1-81, кроме раздела 1

1 Область применения

     1 Область применения
     

Настоящий стандарт устанавливает электрогравиметрический (при массовой доле до 98,8%) и расчетный (при массовой доле свыше 98,8%) методы определения никеля в первичном никеле по ГОСТ 849.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 849-97 Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3769-78 Аммоний сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 5828-77 Диметилглиоксим. Технические условия

ГОСТ 5845-79 Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия

ГОСТ 6012-98 Никель. Методы химико-атомно-эмиссионного спектрального анализа

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 9722-97 Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2002 Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 13047.4-2002 Никель. Кобальт. Методы определения кобальта в никеле

ГОСТ 13047.6-2002 Никель. Кобальт. Методы определения углерода

ГОСТ 13047.7-2002 Никель. Кобальт. Методы определения серы

ГОСТ 13047.8-2002 Никель. Кобальт. Метод определения кремния

ГОСТ 13047.9-2002 Никель. Кобальт. Метод определения фосфора

ГОСТ 13047.10-2002 Никель. Кобальт. Методы определения меди

ГОСТ 13047.11-2002 Никель. Кобальт. Метод определения цинка

ГОСТ 13047.12-2002 Никель. Кобальт. Методы определения сурьмы

ГОСТ 13047.13-2002 Никель. Кобальт. Методы определения свинца

ГОСТ 13047.14-2002 Никель. Кобальт. Методы определения висмута

ГОСТ 13047.15-2002 Никель. Кобальт. Метод определения олова

ГОСТ 13047.16-2002 Никель. Кобальт. Методы определения кадмия

ГОСТ 13047.17-2002 Никель. Кобальт. Методы определения железа

ГОСТ 13047.18-2002 Никель. Кобальт. Методы определения мышьяка

ГОСТ 13047.19-2002 Никель. Кобальт. Метод определения алюминия

ГОСТ 13047.20-2002 Никель. Кобальт. Метод определения магния

ГОСТ 13047.21-2002 Никель. Кобальт. Методы определения марганца

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 24147-80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

3 Общие требования и требования безопасности

Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении работ - по ГОСТ 13047.1.

4 Электрогравиметрический метод

4.1 Метод анализа

Метод основан на взвешивании массы никеля, кобальта, меди и цинка, выделяемой электролизом на платиновом катоде из аммиачной среды, и определении остаточной массы никеля в растворе после электролиза спектрофотометрическим или атомно-абсорбционным методом. Массовые доли кобальта, меди и цинка определяют по ГОСТ 13047.4, ГОСТ 13047.10, ГОСТ 13047.11 или ГОСТ 6012 и учитывают при обработке результатов анализа.

Спектрофотометрический метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 440 нм комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в щелочной среде в присутствии окислителя - надсернокислого аммония.

Атомно-абсорбционный метод основан на измерении поглощения при длине волны 232,0 нм резонансного излучения атомами никеля, образующимися в результате атомизации при введении раствора пробы в пламя ацетилен-воздух.

4.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Установка для электролиза с амперметром, вольтметром, реостатом, обеспечивающая проведение электролиза при перемешивании при силе тока 3-4 А и напряжении 2-3 В.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр, обеспечивающий проведение измерений в пламени ацетилен-воздух.

Лампа с полым катодом для возбуждения спектральной линии никеля.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин волн 420-460 нм.

Электроды платиновые сетчатые по ГОСТ 6563.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1 и 1:9.

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

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 или при необходимости по ГОСТ 24147, разбавленный 1:9.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой концентрации 0,03 г/см.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,05 г/см.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,2 г/см.

Калий-натрий виннокислый 4-водный по ГОСТ 5845, раствор массовой концентрации 0,2 г/см.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор массовой концентрации 0,01 г/см в этиловом спирте и раствор массовой концентрации 0,01 г/см в растворе гидроокиси натрия.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Универсальная индикаторная бумага по [1].

Фильтры обеззоленные по [2] или другие средней плотности.

Никель первичный по ГОСТ 849.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,001 г/см: в стакан вместимостью 250 см помещают навеску первичного никеля или карбонильного никелевого порошка массой 1,0000 г, приливают 20-25 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 2-3 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через фильтр (красная или белая лента), предварительно промытый 2-3 раза азотной кислотой, разбавленной 1:9, и осадок промывают 5-6 раз горячей водой и отбрасывают. К раствору приливают 20 см серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, к остатку приливают 80-100 см воды, растворяют соли при нагревании, охлаждают, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см и доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,0001 г/см: в мерную колбу вместимостью 100 см отбирают 10 см раствора А, приливают 5 см серной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до метки водой.

Раствор В массовой концентрации никеля 0,00001 г/см: в мерную колбу вместимостью 100 см отбирают 10 см раствора Б, доливают до метки водой.

4.3 Подготовка к анализу

4.3.1 Для построения градуировочного графика при определении массы никеля спектрофотометрическим методом в мерные колбы вместимостью 100 см отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см раствора В, приливают 10 см виннокислого калия-натрия и далее поступают, как указано в 4.4.4.

Масса никеля в растворах для градуировочного графика составляет 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,00010 г.

По значениям светопоглощения и соответствующим им массам никеля строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения раствора, подготовленного без введения раствора никеля.

4.3.2 Для градуировочного графика при определении массы никеля атомно-абсорбционным методом в мерные колбы вместимостью 250 см отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см раствора Б, приливают 10 см серной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 4.4.

Масса никеля в растворах для градуировки составляет 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,0010 г.

4.4 Проведение анализа

4.4.1 В стакан или колбу вместимостью 250 см помещают навеску пробы массой 1,000 г, приливают 15-20 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят раствор 2-3 мин, охлаждают, приливают 15 см серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают раствор до паров серной кислоты, охлаждают.

К остатку приливают 50-60 см воды, добавляют 3-4 г сернокислого аммония, растворяют соли при нагревании и охлаждают. К раствору приливают при перемешивании аммиак до появления его запаха и еще 80 см избыток.

Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 25-30 мин, осадок отфильтровывают на фильтре (красная или белая лента), собирая фильтрат в стакан вместимостью 250 см, промывают аммиаком, разбавленным 1:9, фильтрат используют, как указано в 4.4.2.

Осадок на фильтре растворяют в 10-15 см горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр промывают 3-4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение. К раствору приливают 10 см серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, приливают 20-30 см воды и растворяют соли при нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см и используют, как указано в 4.

4.3.

4.4.2 К фильтрату приливают воду до объема 200 см и проводят электролиз в течение 1-1,5 ч при перемешивании раствора, используя предварительно взвешенные платиновые электроды, при силе тока 3-4 А и напряжении 2-3 В. После обесцвечивания раствора стенки стакана и выступающие части электродов обмывают водой, приливают 15-20 см воды и продолжают электролиз 10-15 мин.

Электроды вынимают из раствора, промывают водой, выключают ток. Электроды промывают этиловым спиртом, высушивают при температуре 95-105 °С в течение 15-20 мин, охлаждают и взвешивают.

4.4.3 Раствор после проведения электролиза выпаривают до объема 40-50 см и приливают серную кислоту, разбавленную 1:1, до рН 1-2 по универсальной индикаторной бумаге. Раствор присоединяют к раствору в мерной колбе вместимостью 250 см, доливают до метки водой и определяют в растворе массу никеля спектрофотометрическим методом, как указано в 4.4.4, или атомно-абсорбционным методом, как указано в 4.4.5.

4.4.4 При использовании спектрофотометрического метода определения в мерную колбу вместимостью 100 см отбирают аликвотную часть раствора, подготовленного по 4.4.3, приливают 10 см виннокислого калия-натрия, 10 см раствора гидроокиси натрия, 5 см раствора надсернокислого аммония, 10 см раствора диметилглиоксима в растворе гидроокиси натрия, доливают до метки водой.

Через 5-7 мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 440 нм или на фотоэлектроколориметре в области длин волн 420-460 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор градуировочного графика, в который перед приливанием растворов для образования комплексного соединения добавлено 2-3 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, и не введен раствор никеля.

Массу никеля в растворе пробы находят по градуировочному графику, построенному по 4.3.1, с учетом коэффициента разбавления раствора.

4.4.5 При использовании атомно-абсорбционного метода определения измеряют абсорбцию раствора пробы по 4.4.3 и растворов для градуировки по 4.3.2 при длине волны 232,0 нм, ширине щели не более 0,2 нм не менее двух раз, последовательно вводя их в пламя, промывают систему водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика, подготовленного без введения раствора никеля.

По значениям абсорбции растворов для градуировки и соответствующим им массам никеля строят градуировочный график.

По значению абсорбции раствора пробы находят массу никеля по градуировочному графику.

4.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля , %, вычисляют по формуле

, (1)

где - масса катода после электролиза, г;

- масса катода до электролиза, г;

- масса анода до электролиза, г;

- масса анода после электролиза, г;

- масса никеля в растворе пробы, г;

- масса навески пробы, г;

- массовая доля кобальта в пробе, %;

- массовая доля меди в пробе, %;

- массовая доля цинка в пробе, %.

4.6 Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Погрешность метода анализа составляет 0,3%. Нормативы контроля: допускаемые расхождения результатов двух или трех параллельных определений или соответственно составляют 0,2% и 0,3%; допускаемые расхождения двух результатов анализа составляют 0,4%.

5 Расчетный метод

При массовой доле никеля свыше 98,8% массовую долю никеля определяют расчетным методом. Для этого находят сумму массовых долей примесей, нормируемых в ГОСТ 849, определенных по ГОСТ 13047.4, ГОСТ 13047.6 - ГОСТ 13047.21 или по ГОСТ 6012, взятых без округления, и вычитают ее из 100%.

Округление разности проводят до числа значащих цифр, указанных в таблицах химического состава в ГОСТ 849.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). Библиография

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

[1] ТУ 6-09-1181-89 Бумага индикаторная универсальная для определения рН 1-10 и 7-14

[2] ТУ 6-09-1678-95* Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты)
________________
* Действует на территории Российской Федерации.