"ГОСТ 741.10-80. Кобальт. Метод определения кремния" // Технорма.RU

Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 7 января 1980 г. N 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОБАЛЬТ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

COBALT

Method for the determination of silicon

ГОСТ 741.10-80

Группа В59

ОКСТУ 1709

(код ОКСТУ введен Изменением N 1, введенным в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Взамен ГОСТ 741.10-69

Срок действия

с 1 июля 1981 года

до 1 июля 1986 года

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения кремния от 0,0001 до 1,0%.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 741.1-80.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ

(при массовой доле кремния от 0,0001 до 0,01%)

2.1. Сущность метода

Метод основан на измерении светопоглощения восстановленной кремнемолибденовой гетерополикислоты при длине волны 656 нм после предварительного отделения экстракцией н-бутиловым спиртом.

(п. 2.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоколориметр или спектрофотометр любого типа.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

рН-метр.

(абзац введен Изменением N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Кислота азотная по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77, перегнанная, растворы 1:1 и 1:2.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, раствор 1:9 и 0,25 М раствор.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54, Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Кислота соляная по ГОСТ 14261-77 или ГОСТ 3118-77, раствор 1:1.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Кислота лимонная по ГОСТ 3652-69, раствор 500 г/дм3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, перегнанный, плотностью 0,91 г/см3, разбавленный 1:1.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, перекристаллизованный: 70 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при слабом нагревании (70 - 80 °С). Раствор фильтруют два раза через один и тот же фильтр "синяя лента". Фильтрат переводят в стакан, охлаждают и прибавляют 250 см3 этилового спирта. После отслаивания в течение 1 ч кристаллы отфильтровывают на воронку Бюхнера. Полученный молибденовокислый аммоний снова растворяют в воде и повторяют перекристаллизацию. Затем кристаллы промывают несколько раз смесью воды со спиртом на воздухе. Из данной соли перед применением готовят раствор 50 г/дм3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-72.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Абзац исключен с 1 мая 1992 года. - Изменение N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800.

Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332-76.

Олово двухлористое, растворы 20 и 100 г/дм3: 10 г двухлористого олова растворяют в 12 см3 нагретой до кипения соляной кислоты и доливают водой до 100 см3. Вся навеска должна полностью раствориться, и раствор должен быть прозрачным. Если есть остаток, то лучше раствор двухлористого олова приготовить из металлического олова. Раствор 20 г/дм3 готовят из раствора 100 г/дм3 путем разбавления соляной кислотой 1:1 в пять раз. Раствор готовят перед применением.

Промывной раствор I (для работы по желтому комплексу): к 50 см3 воды приливают 12 см3 концентрированной азотной кислоты и 3 см3 раствора молибденовокислого аммония.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Промывной раствор II (для работы по синему комплексу): к 50 см3 серной кислоты, разбавленной 1:9, прибавляют 3 см3 раствора молибденовокислого аммония.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Кристаллический фиолетовый раствор 1 г/дм3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Спирт бутиловый нормальный по ГОСТ 6006-78.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Фенолфталеин, раствор 10 г/дм3 в этиловом спирте.

Диоксид кремния по ГОСТ 9428-73, прокаленный при 1000 °С.

(абзац введен Изменением N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Стандартные растворы кремния.

Раствор А: 0,1072 г прокаленного диоксида кремния сплавляют в платиновом тигле, накрытом крышкой, с 1 г калия-натрия углекислого. Тигель и крышку помещают в стакан, плав выщелачивают водой, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой.

1 см3 раствора содержит около г кремния.

Массовую долю кремния устанавливают весовым методом.

Раствор Б: часть раствора А, содержащую 1 мг кремния, помещают в делительную воронку вместимостью 250 см3, прибавляют 50 см3 воды, 2 - 3 капли фенолфталеина и по каплям азотную кислоту, разбавленную 1:2, до исчезновения розовой окраски, а затем и избыток ее 1 см3. К раствору приливают 6 см3 раствора молибденовокислого аммония, разбавляют водой до 100 см3, перемешивают и оставляют на 10 мин. После этого прибавляют 5 см3 н-бутилового спирта, 10 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:2, и перемешивают. Затем прибавляют 25 см3 н-бутилового спирта и осторожно перемешивают, переворачивая воронку 30 раз. При этом кремнемолибденовый комплекс извлекается в н-бутиловый спирт, окрашивая его в желтый цвет со слабым зеленоватым оттенком. После расслоения жидкостей водный слой сливают в другую делительную воронку. Экстракцию повторяют, приливая каждый раз по 10 см3 н-бутилового спирта до тех пор, пока последняя спиртовая вытяжка будет не окрашена. Все экстракты н-бутилового спирта объединяют и промывают раствором I, затем раствор сливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки н-бутиловым спиртом и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит около г. Раствор Б устойчив в течение одного месяца.

Раствор В: 50 см3 раствора Б переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки н-бутиловым спиртом. Содержание кремния в 1 см3 раствора В составляет около г.

Кислоты, аммиак и растворы необходимо хранить в полиэтиленовой посуде.

2.3. Проведение анализа

Навеску кобальта массой (см. табл. 1) помещают в кварцевый стакан вместимостью 250 см3. Разложение навески проводят при нагревании на водяной бане в азотной кислоте, предварительно нагретой до 60 - 70 °С и разбавленной 1:1, которую берут из расчета 10 см3 на 1 г металла. По окончании разложения навески при нагревании из раствора удаляют окислы азота, прибавляют воду до 75 см3 и нейтрализуют аммиаком до рН 1,5 при постоянном перемешивании.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Таблица 1

────────────────────────────────────┬─────────────────────────────

Массовая доля кремния, % │ Масса навески кобальта, г

────────────────────────────────────┼─────────────────────────────

От 0,0001 до 0,0005 │ 3

Св. 0,0005 до 0,01 │ 0,5 - 1

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением

Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

рН раствора устанавливают по рН-метру, либо капельной пробой с раствором кристаллического фиолетового. При рН 1,5 окраска капли смешанного раствора имеет синий цвет.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

Раствор, имеющий рН 1,5, переводят в делительную воронку вместимостью 200 - 250 см3, тщательно обмывают стакан водой и доводят объем раствора до 100 см3. Затем добавляют 6 см3 молибденовокислого аммония, перемешивают и оставляют на 10 мин, после чего вводят 2 см3 лимонной кислоты и энергично перемешивают раствор. К полученному раствору приливают 5 см3 н-бутилового спирта для насыщения раствора, 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:2, все энергично перемешивают, добавляют 15 см3 н-бутилового спирта и осторожно, во избежание образования эмульсии, перемешивают раствор, переворачивая воронку 30 раз. После расслоения жидкостей (водный слой должен быть совершенно прозрачным) нижний водный слой сливают во вторую делительную воронку вместимостью 200 - 250 см3, а органический слой переводят в воронку вместимостью 120 - 150 см3. В первую воронку приливают 10 см3 н-бутилового спирта, осторожно ополаскивают стенки воронки спиртом и переводят н-бутиловый спирт во вторую делительную воронку, где находится водный слой.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Воронку осторожно переворачивают 25 - 30 раз. После расслоения жидкостей водный слой переводят в первую воронку, а органический слой присоединяют к первой порции органического экстракта. Экстракцию повторяют еще раз с 10 см3 н-бутилового спирта. Из объединенных органических экстрактов по возможности полнее удаляют капли воды, а затем промывают 50 см3 промывного раствора II, переворачивая осторожно воронку 20 - 25 раз. После расслоения жидкостей водный слой отбрасывают, а органический переводят в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют н-бутиловый спирт, 2 - 3 капли двуххлористого олова и доливают до метки н-бутиловым спиртом. Затем раствор перемешивают и измеряют светопоглощение раствора при длине волны 656 нм.

В качестве раствора сравнения используют н-бутиловый спирт.

Массу кремния в анализируемом растворе находят по градуировочному графику с поправкой на массу кремния в растворе контрольного опыта.

Абзац исключен с 1 мая 1992 года. - Изменение N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800.

2.3.1. Построение градуировочных графиков

При массовой доле кремния от 0,0001 до 0,0015% в мерные колбы вместимостью 50 см3 отбирают 0; 0,50; 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00 см3 стандартного раствора В, что соответствует (0; 0,0025; 0,0050; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025) г кремния.

При массовой доле кремния от 0,0015 до 0,01% в мерные колбы той же вместимости отбирают 0; 1,00; 2,00; 4,00; 8,00; 20,00 см3 стандартного раствора Б, что соответствует (0; 0,010; 0,020; 0,040; 0,080; 0,20) г кремния.

Затем в мерные колбы приливают н-бутиловый спирт и далее в соответствии с п. 2.3.

По полученным значениям светопоглощения и соответствующим им массам кремния строят градуировочные графики с поправкой на значение светопоглощения градуировочного раствора, не содержащего кремния.

(п. 2.3.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле

где - масса кремния, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески кобальта, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d), и результатов двух анализов, характеризующие воспроизводимость метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

─────────────────────────────┬────────────────────────────────────

Массовая доля кремния, % │Абсолютные допускаемые расхождения,

│ %

├─────────────────────┬──────────────

│ d │ D

─────────────────────────────┼─────────────────────┼──────────────

От 0,00010 до 0,00020 включ.│0,00006 │0,00009

Св. 0,0002 " 0,0004 " │0,0001 │0,0002

" 0,0004 " 0,0008 " │0,0002 │0,0003

" 0,0008 " 0,0015 " │0,0003 │0,0004

" 0,0015 " 0,0030 " │0,0005 │0,0006

" 0,003 " 0,008 " │0,001 │0,002

" 0,008 " 0,020 " │0,002 │0,003

" 0,020 " 0,050 " │0,006 │0,007

" 0,050 " 0,100 " │0,012 │0,014

" 0,10 " 0,20 " │0,02 │0,02

" 0,20 " 0,50 " │0,03 │0,03

" 0,50 " 1,00 " │0,05 │0,05

(п. 2.4.2 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ

(при массовой доле от 0,01 до 0,05%)

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении светопоглощения кремнемолибденовой гетерополикислоты при длине волны 413 нм после предварительного отделения экстракцией н-бутиловым спиртом.

(п. 3.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Аппаратура, реактивы и растворы те же, что указаны в п. 2.2.

3.3. Проведение анализа

Навеску кобальта массой 1 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 100 - 150 см3. Разложение проводят при нагревании на водяной бане в 10 см3 предварительно нагретой до 60 - 70 °С азотной кислоты, разбавленной 1:1. После разложения навески при нагревании удаляют окислы азота раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Затем пипеткой отбирают 10 см3 раствора, переводят в стакан вместимостью 150 - 250 см3, прибавляют 75 см3 воды, устанавливают рН, равный 1,5, и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3, за исключением применения двухлористого олова и используя промывной раствор I. Измеряют светопоглощение раствора при длине волны 413 нм.

В качестве раствора сравнения используют н-бутиловый спирт. Массу кремния в анализируемом растворе находят по градуировочному графику с поправкой на массу кремния в растворе контрольного опыта.

3.3.1. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 50 см3 отбирают 0; 1,00; 2,00, 4,00; 5,00; 8,00; 10,00 см3 стандартного раствора Б, что соответствует (0; 0,010; 0,020; 0,040; 0,050; 0,080; 0,10) кремния, приливают н-бутиловый спирт и далее в соответствии с п. 3.3.

По полученным значениям светопоглощения и соответствующим им массам кремния строят градуировочный график с поправкой на значение светопоглощения градуировочного раствора, не содержащего кремния.

(п. 3.3.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле

где - масса кремния, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески кобальта, г;

- общий объем раствора, см3;

V - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d), и результатов двух анализов, характеризующие воспроизводимость метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

(п. 3.4.2 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ

(при массовой доле от 0,05 до 1,0%)

4.1. Метод основан на измерении светопоглощения водного раствора восстановленной кремнемолибденовой гетерополикислоты при длине волны 610 нм.

(п. 4.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Аппаратура, реактивы и растворы те же, что указаны в п. 2.2, со следующими дополнениями:

Абзац исключен с 1 мая 1992 года. - Изменение N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, раствор 30 г/дм3: 3 г соли растворяют в 100 см3 воды, подкисленной 2 см3 концентрированной серной кислоты.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208-72, раствор 40 г/дм3: 20 г соли растворяют в 250 см3 воды, подкисленной 1 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, фильтруют, добавляют 50 см3 концентрированной серной кислоты и доливают водой до 500 см3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Стандартные растворы кремния.

Раствор Г: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Титр раствора вычисляют на основании данных весового анализа. Содержание кремния в 1 см3 раствора Г должно быть около 0,01 мг.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Раствор готовят перед применением.

4.3. Проведение анализа

Навеску кобальта, объем мерной колбы и аликвотную часть раствора берут в соответствии с табл. 3. Весь анализ следует проводить не более 8 ч.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Таблица 3

─────────────────────────────┬──────────┬──────────────┬──────────

Массовая доля кремния, % │ Масса │ Объем мерной │Аликвотная

│навески, г│ колбы, см3 │часть, см3

─────────────────────────────┼──────────┼──────────────┼──────────

От 0,05 до 0,1 │0,5 │100 │10

Св. 0,1 " 0,5 │0,5 │250 │10

" 0,5 " 1,0 │0,5 │500 │5

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Разложение проводят, как указано в п. 3.2. После удаления окислов азота навеску снимают с водяной бани, переводят раствор в мерную колбу, доливают водой до метки и перемешивают. После этого берут две аликвотные части: одну переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, вторую - в стакан вместимостью 50 см3. К аликвотной части раствора, находящегося в стакане, добавляют воду до 15 см3 и на рН-метре устанавливают рН, равным 1,5, вводят аммиак каплями (капли считают). К аликвотной части, находящейся в колбе, добавляют воду до 15 см3 и при перемешивании столько капель аммиака, сколько потребовалось на получение рН, равного 1,5. Затем прибавляют 5 см3 молибденовокислого аммония, перемешивают и оставляют на 5 мин, после чего прибавляют 5 см3 0,25 М серной кислоты, 10 см3 раствора щавелевокислого аммония и немедленно (из бюретки) 5 см3 раствора соли Мора, доводят водой до метки и перемешивают.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

Измеряют светопоглощение раствора при длине волны 610 нм.

В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду.

Массу кремния находят по градуировочному графику с поправкой на массу кремния в растворе контрольного опыта.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

4.3.1. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают 0; 1,00; 2,00; 3,00; 5,00; 8,00; 10,00 см3 стандартного раствора Г, что соответствует (0; 0,010; 0,020; 0,030; 0,050; 0,080; 0,10) г кремния, приливают 0,2 см3 раствора азотной кислоты 1:1, доливают воду до 15 см3, 5 см3 раствора молибденовокислого аммония и далее в соответствии с п. 4.3.

(п. 4.3.1 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле

где - масса кремния, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески кобальта, г;

- общий объем раствора, см3;

V - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3.

(в ред. Изменения N 1, введенного в действие Постановлением Госстандарта СССР от 09.01.1986 N 54)

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d), и результатов двух анализов, характеризующие воспроизводимость метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

(п. 4.4.2 в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 26.11.1991 N 1800)