| Введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 23 июля 1973 г. N 1804 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР КРЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Crystal silicon. Methods of aluminium determination ГОСТ 19014.1-73* Группа В59 ОКСТУ 1709 Взамен ГОСТ 2178-54 в части разд. III Срок введения с 1 января 1975 года Переиздание (ноябрь 1985 г.) с
Изменениями N 1, 2, утвержденными в июле 1979 г., августе 1984 г., (ИУС 8-79,
11-84). Настоящий стандарт устанавливает
титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия (при
массовой доле алюминия от 0,30 до 1,60%) в кристаллическом кремнии. (вводная часть в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта
СССР от 27.06.1989 N 2091) 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 1.1. Общие требования к методу анализа -
по ГОСТ 19014.0-73. 1а.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД (раздел 1а введен Изменением N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) Сущность метода состоит в удалении
кремния в виде тетрафторида в отделении титана и
железа в виде гидроксидов. Алюминий определяют комплексонометрическим
методом, титруя избыток трилона Б
раствором азотнокислого цинка с индикатором ксиленоловым
оранжевым при рН = 5,5. 2. РЕАКТИВЫ И
РАСТВОРЫ Кислота фтористоводородная по ГОСТ
10484-78. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77. Кислота серная по ГОСТ 4204-77,
разбавленная 1:1. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77,
разбавленная 1:1. Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328-77,
раствор с массовой долей 20%. Калий пиросернокислый
по ГОСТ 7172-76. Цинк металлический по ГОСТ 3640-79. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Стандартный раствор азотнокислого цинка,
раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом:
3,269 г цинка растворяют при нагревании в смеси 100 см3 воды и 15 см3 азотной
кислоты. Раствор выпаривают до 5 - 10 см3 и разбавляют водой до 1000 см3. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Аммиак водный по ГОСТ 3760-79. Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78. Кислота уксусная по ГОСТ 61-75. Ацетатный буферный раствор; готовят
следующим образом: 250 г кристаллического уксуснокислого натрия помещают в
мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в воде, добавляют 20 см3
уксусной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают. Ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%. Раствор годен в течение 10 дней. Трилон Б
(комплексон III, двунатриевая соль этилендиамин-тетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652-73,
раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3; готовят следующим образом: 18,6
г трилона Б растворяют в воде; фильтруют в мерную
колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют водой до метки и тщательно
перемешивают. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Для определения поправочного коэффициента
раствора трилона Б с
молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 отбирают из бюретки 20 см3 раствора трилона Б в коническую колбу вместимостью 500 см3 и
разбавляют водой до 200 см3. Прибавляют 5 - 6 капель ксиленолового оранжевого и по каплям аммиак до появления
синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям соляной кислоты,
разбавленной 1:1, до появления желтой окраски. Затем в колбу приливают
20 см3 ацетатного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до
изменения окраски из желтой в розовую. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Поправочный коэффициент для раствора трилона Б (К) с молярной
концентрацией 0,05 моль/дм3 вычисляют по формуле (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091)
где v - количество раствора азотнокислого
цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3 , см3; (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091)
Если для контрольного опыта берут столько
же раствора трилона Б,
сколько для пробы, то поправочный коэффициент для раствора трилона
Б можно не определять. (Измененная
редакция, Изм. N 2). Натрий углекислый по ГОСТ 83-79. (абзац введен Изменением N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоженный при 400 °С. (абзац введен Изменением N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Смесь для сплавления: смешивают натрий
углекислый и натрий тетраборнокислый в соотношении
6:1 (по массе). (абзац введен Изменением N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) 3. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА 3.1. Навеску кремния массой 2 г помещают
в платиновую чашку вместимостью 200 см3, смачивают водой, добавляют 30 см3
фтористоводородной кислоты, затем небольшими порциями 15 см3 азотной кислоты. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением
Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) Осторожным вращением перемешивают
содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой,
добавляют 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до
появления белых паров ангидрида серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно
обмывают стенки чашки водой из промывалки и
выпаривают на бане досуха. К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре
800 °С или сухой остаток сплавляют с 8 г смеси для
сплавления в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют,
добавляя 15 - 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и 40 - 50 см3 воды,
нагревают для полного растворения плава, переводят в
мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают, доводят до метки водой и
перемешивают. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Из приготовленного таким образом раствора
определяют массовую долю алюминия, железа, кальция и титана, отбирая на каждое
определение соответствующую аликвотную часть. (в ред. Изменения N 3, утв. Постановлением Госстандарта СССР от
27.06.1989 N 2091) Из мерной колбы вместимостью 250 см3
отбирают 100 см3 раствора в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3
раствора трилона Б,
нагревают почти до кипения, прибавляют при перемешивании 50 см3 раствора
гидроокиси натрия, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор
фильтруют через сухой складчатый фильтр "синяя лента". Фильтрат
собирают в сухую коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отбирают 100 - 200 см3 раствора, помещают
в коническую колбу вместимостью 500 см3, добавляют 3 - 4 капли ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор соляной
кислотой, разбавленной 1:1, до перехода окраски индикатора в желтый цвет. После
нейтрализации к раствору прибавляют 20 см3 ацетатного буферного раствора,
кипятят 2 - 3 мин, охлаждают, вновь прибавляют 3 - 4 капли ксиленолового
оранжевого и оттитровывают избыток трилона Б раствором азотнокислого
цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую. Одновременно через все стадии анализа
проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. 4. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ (раздел 4 в ред. Изменения N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) 4.1. Массовую долю алюминия (Х) в
процентах вычисляют по формуле
где v - объем раствора трилона Б с молярной концентрацией
0,05 моль/дм3, содержащийся в аликвотной части, взятой для титрования, см3; К - поправочный коэффициент раствора трилона Б с молярной концентрацией
0,05 моль/дм3;
0,00135 - массовая концентрация раствора трилона Б с молярной концентрацией
0,05 моль/дм3, выраженный в граммах алюминия, на см3; V - общий объем раствора, см3;
m - масса навески кремния, г. Если для контрольного опыта прибавляют
столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то
массовую долю алюминия (
где v - объем раствора азотнокислого
цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3, израсходованный на титрование
избытка трилона Б в
контрольном опыте, см3;
V - общий объем раствора, см3;
m - масса навески кремния, г. 4.2. Допускаемые расхождения результатов
параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице. Таблица ──────────────────────────┬────────────────┬────────────────────── Массовая доля алюминия, % │ Допускаемые │ Допускаемые │ расхождения │ расхождения │ сходимости, % │ воспроизводимости, % ──────────────────────────┼────────────────┼────────────────────── От 0,30 до 1,00 включ. │0,03 │0,05 Св. 1,00 " 1,60 " │0,06 │0,09 Метод применяют при разногласиях в оценке
качества кремния кристаллического. 5.
АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД (раздел 5 введен Изменением N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) Сущность метода состоит в измерении
атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в
пламени закись азота - ацетилен. 6. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ (раздел 6 введен Изменением N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми
принадлежностями типа "Перкин Эльмер", "Сатурн" или аналогичный. Лампа с полым катодом для алюминия. Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ
5457-75. Закись азота в баллонах медицинская. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77,
разбавленная 1:1. Кислота азотная по ГОСТ 4461-77. Кислота фтористоводородная по ГОСТ
10484-78. Кислота серная по ГОСТ 4204-77,
разбавленная 1:1. Натрий углекислый по ГОСТ 83-79. Натрий тетраборнокислый
10-водный по ГОСТ 4199-76, обезвоженный при 400 °С. Смесь для сплавления: смешивают натрий
углекислый и натрий тетраборнокислый в соотношении
6:1 (по массе). Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069-74. Стандартный раствор алюминия: 0,5000 г
алюминия помещают в стакан вместимостью 400 см3, небольшими порциями добавляют
50 см3 соляной кислоты разбавленной 1:1. Раствор нагревают до полного
растворения алюминия. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 1,0 см3 раствора содержит 0,001 г
алюминия. Раствор-фон: 160 г смеси для сплавления
помещают в стакан вместимостью 1000 см3, смачивают водой и осторожно,
небольшими порциями, приливают 700 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. После растворения раствор переводят в
мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой и перемешивают. 7. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА (раздел 7 введен Изменением N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) 7.1. Навеску кремния массой 2 г помещают
в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 30 см3 фтористоводородной
кислоты, затем небольшими порциями 15 см3 азотной кислоты. Осторожным вращением перемешивают
содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой,
добавляют 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до
появления белых паров серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают
стенки чашки водой и выпаривают на бане досуха. К сухому остатку прибавляют
8 г смеси для сплавления и сплавляют в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют, добавляя 30 см3 соляной кислоты,
разбавленной 1:1, и 40 - 50 см3 воды, нагревают до полного растворения плава, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают,
доводят до метки водой и перемешивают. В приготовленном растворе определяют
массовую долю алюминия, кальция, железа и титана. Одновременно через все стадии
анализа проводят контрольный опыт. В полученных растворах проб, растворе
контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного
графика измеряют значение атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени закись азота - ацетилен. Массу алюминия в растворе пробы и в
растворе контрольного опыта определяют по градуировочному
графику, который строят при каждой съемке. 7.2. Построение градуировочного
графика В шесть мерных колб вместимостью 250 см3
приливают по 50 см3 раствора фона. Затем вводят 0; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0
см3 стандартного раствора, что соответствует 0; 0,002; 0,005; 0,010; 0,020;
0,030 г алюминия. Растворы доливают до метки водой, перемешивают и измеряют
абсорбцию растворов, как указан в п. 7.1. По полученным значениям атомной абсорбции
и соответствующим им массам алюминия строят градуировочный
график. 8. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ (раздел 8 введен Изменением N 3, утв.
Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.1989 N 2091) 8.1. Массовую долю алюминия (
где
m - масса навески пробы, г. 8.2. Допускаемые расхождения результатов
параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице. |
