Силумин в чушках. Методы определения меди

ГОСТ 1762.6-71
Группа В59

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИЛУМИН В ЧУШКАХ

Методы определения меди

Aluminium-silicon alloy ingots.
Methods for determination of copper

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.73
до 01.07.95*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 4, 1994 год). - Примечание.

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ СТАНДАРТА

А.А.Костюков, Г.А.Романов, Н.М.Герцева, А.П.Нечитайлов, В.А.Лавров

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 08.10.77 N 141

3. Периодичность проверки - 5 лет

4. ВЗАМЕН ГОСТ 1762-51 (в части разд.VII)

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Срок действия продлен до 01.07.95 Постановлением Госстандарта СССР от 27.03.89 N 742

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (май 1989 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в августе 1984 г., в марте 1989 г. (ИУС 12-84, 6-89)


Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод (при массовой доле меди от 0,001 до 0,04%), полярографический и атомно-абсорбционный методы определения меди (при массовой доле меди от 0,005 до 0,1%).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 1762.0-71.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода состоит в измерении оптической плотности окрашенного комплексного соединения меди с диэтилдитиофосфатом никеля, экстрагируемого четыреххлористым углеродом.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК, спектрофотометр СФ-16, СФ-26 или аналогичные.

Вода дистиллированная, не содержащая тяжелых металлов.

Дистиллированную воду очищают от следов тяжелых металлов пропусканием через слой сильно кислотного катионита (КУ-1, КУ-2).

Катионит КУ-1, КУ-2 по ГОСТ 20298-74.

Все реактивы готовят на очищенной таким способом воде.

Катионит; готовят следующим образом: 40-50 г катионита, отсеянного от пыли, помещают в стакан вместимостью 300 см, приливают 80-100 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают в течение 30-45 мин. Кислоту сливают и многократно промывают катионит водой при перемешивании декантацией до нейтральной реакции по метиловому оранжевому. Катионит переносят в колонку с притертым краном, на дно которой уложен пыж из стеклянной ваты. Колонку с катионитом заполняют дистиллированной водой, слой катионита должен быть всегда покрыт водой. Поглотительные свойства катионита после его насыщения могут быть восстановлены обработкой соляной кислотой и водой.

Диэтилдитиофосфат никеля, 0,04%-ный водный раствор.

Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 30%. Навеску гидроокиси натрия растворяют в воде в никелевой или платиновой чашке и, если нужно, фильтруют через гигроскопическую вату, собирая раствор в сосуд из полиэтилена.

Натрий сернокислый по ГОСТ 4166-76.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, и раствор с молярной концентрацией 0,2 моль/дм.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой долей 3%.

Медь по ГОСТ 859-78*.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 859-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание.

Стандартные растворы меди

Раствор А, готовят следующим образом: 0,2000 г меди растворяют в 5 см азотной кислоты. После растворения добавляют 10 см соляной кислоты и выпаривают до небольшого объема. Выпаривание с соляной кислотой повторяют еще два раза. К остатку добавляют 15 см соляной кислоты, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм и разбавляют до метки водой.

1 см раствора А содержит 0,2 мг меди.

Раствор Б, готовят перед применением путем разбавления раствора А в 100 раз водой.

1 см раствора Б содержит 0,002 мг меди.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску силумина массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см и приливают 20 см раствора гидроокиси натрия. После окончания бурной реакции раствор нагревают до полного растворения сплава, разбавляют водой и осторожно приливают 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до просветления, прибавляют 20-25 капель перекиси водорода и кипятят для разрушения ее избытка. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки очищенной водой и перемешивают.

В зависимости от содержания меди отбирают аликвотную часть раствора 20-100 см в делительную воронку вместимостью 250 см (носик воронки должен быть сухим), разбавляют раствор, если это необходимо, до 100 см раствором молярной концентрации 0,2 моль/дм соляной кислоты, прибавляют 3 см раствора диэтилдитиофосфата никеля и приливают из бюретки (кран бюретки не смазывать) 5 см четыреххлористого углерода.

Содержимое воронки энергично встряхивают в течение 1 мин, затем оставляют для расслаивания и после разделения фаз сливают окрашенный слой четыреххлористого углерода в сухой цилиндр с притертой пробкой. В делительную воронку приливают еще 5 см четыреххлористого углерода и повторяют экстрагирование. Экстракт сливают в тот же цилиндр и перемешивают.

Органическую фазу отделяют от водяной возможно тщательнее, не допуская попадания водной фазы в цилиндр.

Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглощения растворов соответствует длине волны 420 нм.

Раствором сравнения служит четыреххлористый углерод.

Для удаления остатков влаги при наполнении кювет растворы пропускают через сухой беззольный фильтр или к экстрактам в цилиндрах прибавляют 1 г безводного сульфата натрия.

Содержание меди находят по градуировочному графику, учитывая поправку контрольного опыта.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В делительные воронки приливают из бюретки 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 7,0; 8,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; 0,010; 0,014; 0,016 мг меди, разбавляют раствором молярной концентрации 0,2 моль/дм соляной кислоты до 100 см, приливают 3 см раствора диэтилдитиофосфата никеля и экстрагируют диэтилдитиофосфат меди двумя порциями по 5 см четыреххлористого углерода.

Далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.

Раствором сравнения служит четыреххлористый углерод.

По полученным значениям оптической плотности и известным массам меди в растворах строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю меди () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса меди, найденная по градуировочному графику, мг;

- общий объем раствора, см;

- объем аликвотной части раствора, см;

- масса навески силумина, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

2.3.1-2.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в растворе едкого натра, подкислении щелочного раствора бромистоводородной кислотой до рН 1 и полярографировании меди в интервале потенциалов от минус 0,05 до минус 0,4 В.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф переменного тока типа ПУ-1 или аналогичный.

Азот газообразный и жидкий технический по ГОСТ 9293-74 или аргон газообразный и жидкий по ГОСТ 10157-79.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 20%.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062-77, разбавленная 2:1.

Бром по ГОСТ 4109-79.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Аскорбиновая кислота, свежеприготовленный раствор с массовой долей 25%.

Медь по ГОСТ 859-78.

Стандартные растворы меди: 1 г меди помещают в стакан вместимостью 250 см, растворяют в 30 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, обмывают стенки стакана водой. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 1 мг меди.

Путем соответствующего разбавления (перед применением) готовят раствор А с концентрацией меди 0,1 мг в 1 см раствора и раствор Б с концентрацией меди 0,01 мг в 1 см раствора.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску силумина массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 15 см гидроокиси натрия и покрывают часовым стеклом. После окончания бурной реакции раствор нагревают, кипятят в течение 3-5 мин до растворения сплава, охлаждают, разбавляют водой до объема 20 см и осторожно приливают 30 см бромистоводородной кислоты. Раствор нагревают до просветления. После охлаждения добавляют 2-3 капли брома и вновь нагревают до удаления избытка брома, доводя объем раствора до 45 см. Затем добавляют по каплям раствор аскорбиновой кислоты до обесцвечивания раствора. Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Отливают часть раствора в электролизер с донной ртутью, пропускают азот в течение 5 мин и полярографируют в интервале потенциалов от минус 0,05 до минус 0,4 В при нужной чувствительности.

Содержание меди находят по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

3.3.2. Построение градуировочного графика (при массовой доле меди от 0,005 до 0,02%)

В три стакана вместимостью по 25 см приливают последовательно 0,5; 1,0; 2,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,01; 0,02% меди. Растворы выпаривают досуха на водяной бане, к сухому остатку добавляют аликвотную часть 10 см одного из исследуемых растворов с меньшим содержанием меди, перемешивают, часть раствора помещают в электролизер и полярографируют, как указано в п.3.3.1.

Из полученных высот пиков вычитают высоту пика разбавленного исследуемого раствора.

По полученным данным и известным концентрациям меди строят градуировочный график.

При замене капилляра необходимо проверять график.

3.3.3. Построение градуировочного графика (при массовой доле меди от 0,01 до 0,1%)

В три стакана вместимостью по 25 см приливают последовательно 0,1; 0,5; 1,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,05; 0,1% меди. Далее анализ проводят, как указано в п.3.3.2.

3.4. Обработка результатов

Массовую долю меди () в процентах определяют по градуировочному графику.

3.4.1. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл.2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. N 2).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции меди в пламени ацетилен-воздух при длине волны 324,7 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр атомно-абсорбционный модели Перкин-Эльмер, "Сатурн" или аналогичные.

Лампа с полым катодом, предназначенная для определения меди.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.

Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру 1000 °С.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, разбавленная 1:1.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой долей 3%.

Алюминий марки А-999 по ГОСТ 11069-74*.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069-2001. - Примечание.

Раствор алюминия А, 20 г/дм: 10,0 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см, добавляют 250 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при нагревании с добавлением 1 см хлористого никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Никель хлористый по ГОСТ 4038-79, раствор с массовой долей 0,2%.

Метиловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428-73.

Раствор кремния Б, 1 г/дм: 2,14 г тонко растертой в агатовой или из оргстекла ступке и предварительно прокаленной в течение одного часа при температуре 1000 °С, двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 15,0 г углекислого натрия при температуре 900 °С в течение 15 мин до получения прозрачного плава. Плав растворяют в воде при нагревании в платиновой, серебряной или никелевой чашке. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют до метки водой и перемешивают; раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77.

Раствор оксида натрия В, 100 г/дм: 190 г высушенного при температуре 105 °С в течение 30 мин хлористого натрия растворяют в воде. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доводят до метки водой и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 30%.

Медь сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165-78.

Медь металлическая по ГОСТ 859-78.

Стандартные растворы меди

Раствор Д: 3,9258 г сернокислой меди растворяют в воде, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, доводят до метки водой и перемешивают или 1,0000 г металлической меди растворяют в 20 см азотной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор выпаривают до небольшого объема, добавляют 10 см соляной кислоты и вновь выпаривают до небольшого объема. Выпаривание с соляной кислотой повторяют еще два раза. К остатку добавляют 15 см соляной кислоты, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Д содержит 1 мг меди.

Раствор Е: отбирают пипеткой 5 см раствора Д в мерную колбу вместимостью 200 см, разбавляют водой до метки и перемешивают; готовят перед применением.

1 см раствора Е содержит 0,025 мг ме

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску пробы силумина массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см и приливают 20 см раствора гидроокиси натрия. После окончания бурной реакции раствор нагревают до полного растворения сплава, добавляют 100 см воды и осторожно в охлажденный раствор приливают 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до просветления, прибавляют 1 см пероксида водорода и кипятят 3-5 мин для разрушения ее избытка. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доводят до метки водой и перемешивают.

Одновременно проводят через все стадии анализа контрольный опыт, используя все реактивы, с добавлением 20 см раствора алюминия А.

Измеряют атомную абсорбцию меди в растворе пробы, раствора контрольного опыта и в растворах, приготовленных для построения градуировочного графика при длине волны 324,7 нм в пламени воздух-ацетилен.

Массовую долю меди определяют по градуировочному графику, который строят при каждой съемке

4.3.2. Построение градуировочного графика

В семь мерных колб вместимостью 250 см приливают по 12,5 см раствора А, по 7 см раствора В и соответственно в каждую колбу 0; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0; 20,0 см раствора Е, что соответствует 0; 0,005; 0,01; 0,015; 0,025; 0,05; 0,1% массовой доли меди в силумине. Растворы доводят водой до объема 100 см и, медленно порциями, тщательно перемешивая, приливают по 25 см раствора Б, прибавляют 3-4 капли индикатора метилового оранжевого и по каплям соляную кислоту, разбавленную 1:1, до изменения окраски индикатора в красный цвет. Затем растворы в колбах доводят до метки водой, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию меди, как указано в п.4.3.1.

По полученным значениям атомной абсорбции растворов и известным значениям массовой доли меди строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю меди в процентах находят по градуировочному графику, за вычетом контрольного опыта.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Разд.4. (Введен дополнительно, Изм. N 2).