Никель. Методы определения кремния

ГОСТ 13047.4-81

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТ

НИКЕЛЬ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ

Методы определения кремния
Nickel. Methods for the determination
of silicon

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1981 г. № 5514 срок введения установлен
с 01.01.82
Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения кремния при массовой доле его в никеле от 0,0005 до 0,2 % и гравиметрический метод при массовой доле его от 0,1 до 0,2 %.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2248—80.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13047.1—81. Контроль точности резуль­татов анализа осуществляют по ГСО или методом добавок.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. МЕТОД ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ С ЭКСТРАКЦИЕЙ АМИЛОВЫМ СПИРТОМ

2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении никеля в азотной кислоте, образовании комплексного соеди­нения кремния с молибденовокислым аммонием при pH раствора 0,9—1,2, экстракции комплекса с амиловым спиртом, реэкстракции его в буферный раствор с pH 11, последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 840 или 660 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.
рН-метр.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84, раствор 1:1.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77, раствор 1:4.
Водорода перекись по ГОСТ 10929—76, раствор 1:1.
Кислота амидосульфоновая.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, раствор 1:1.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78, очищенный следующим образом: 70 г соли растворяют в 400 см3 горячей воды и раствор фильтруют через плотный фильтр. В раствор добавляют 250 см3 этилового спирта и через 2 ч кристаллы отсасывают на фарфоровой фильтрующей воронке. Полученный молибденовокислый аммоний снова растворяют в воде и повторяют перекристалли­зацию. Кристаллы сушат при 105 °С.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
★
* Переиздание (июнь 1999 г.) с Изменением Ns 1, утвержденным в июле 1986 г. (ИУС 10—86)
© Издательство стандартов, 1981 © ИПК Издательство стандартов, 1999
Аммоний молибденовокислый, раствор 50 г/дм3: 25,0 г молибденовокислого аммония раство­ряют в полиэтиленовом стакане в 300 см3 воды, добавляют 25 см3 аммиака, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69, раствор 500 г/дм3.
Спирт амиловый, перегнанный.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.
Натрий тетраборнокислый (Na2B4O710H2O) по ГОСТ 4199—76, 0,05 М раствор: 19,071 г тетраборнокислого натрия растворяют в воде и разбавляют водой до 1000 см3.
Буферный раствор с pH 11: раствор гидроокиси натрия и раствор тетраборнокислого натрия смешивают 1:1.
Олово двухлористое (SnCl2-2H2O) ТУ 6—09—5393—88, раствор 10 г/дм3: 1,0 г двухлористого олова растворяют в 10 см3 соляной кислоты в присутствии 0,2—0,4 г металлического олова и разбавляют водой до 100 см3.
Олово металлическое по ГОСТ 860—75.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73, прокаленная при 1000 °С до постоянной массы.
Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332—76.
Стандартные растворы кремния.
Раствор А: 0,1070 г двуокиси кремния помещают в платиновый тигель и сплавляют с 2,0 г углекислого калия-натрия. Плав выщелачивают горячей водой, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доливают водой до метки. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде не более 30 дней.
1 см3 раствора А содержит 0,1 мг кремния.
Раствор Б: 25 см3 раствора А отбирают в мерную колбу вместимостью 500 см3 доливают до метки водой и перемешивают; раствор готовят перед применением.
2 см3 раствора Б содержит 0,005 мг кремния.
Вода бидистиллированная.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску никеля массой, установленной в зависимости от массовой доли кремния в никеле в соответствии с табл. 1, помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 10 см3 раствора азотной кислоты на водяной бане при температуре от 60 до 70 °С.
Таблица I
Массовая доля кремния, %
Масса навески, г
Объем мерной колбы, см3
Аликвотная часть анализируемого раствора, см3
От 0,0005 до 0,003
1
—
Весь раствор
Св. 0,003 » 0,015
1
100
20
» 0,015 » 0,03
1
100
10
» 0,03 » 0,1
0,5
100
5
» 0,1 » 0,2
0,5
250
5

При массовой доле кремния свыше 0,003 % добавляют при растворении несколько капель раствора перекиси водорода. После растворения пробы раствор переносят в мерную колбу вмести­мостью 100 или 250 см3 в соответствии с табл. 1, доливают до метки водой и перемешивают. В стакан вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1, разбавляют водой до 30 см3 и кипятят 5 мин для разрушения перекиси водорода. Раствор охлаждают и разбавляют водой до 30 см3.
При массовой доле кремния до 0,003 % раствор после растворения и охлаждения разбавляют водой до 30 см3.
К раствору в стакане прибавляют 0,3 г амидосульфоновой кислоты, 5 см3 раствора молибде­новокислого аммония и устанавливают pH раствора 0,9—1,2 раствором аммиака или раствором соляной кислоты при помощи pH-метра или по индикаторной бумаге.
Через 10 мин добавляют 2,6 см3 раствора лимонной кислоты и оставляют стоять 5 мин. Затем раствор переносят в делительную воронку вместимостью 100 см3, ополаскивая стакан 10 см3 раствора азотной кислоты, добавляют 10 см3 амилового спирта и экстрагируют в течение 5 мин. Для хорошего расслоения фаз прибавляют после экстрагирования 3 см3 раствора азотной кислоты. Затем нижний водный слой сливают. Органический слой промывают 3 см3 воды, а водный слой отбрасывают. Органическую фазу переносят в делительную воронку вместимостью 50 см1, обмывая первую воронку 3—5 см3 амилового спирта, который присоединяют к органической фазе. Прибав­ляют 25,0 см3 буферного раствора и 0,2 см3 раствора двухлористого олова и реэкстрагируют до обесцвечивания органического слоя в течение 1 мин. После расслоения через 20—60 мин измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 840 или 660 нм.
Раствором сравнения служит вода.
Массу кремния находят по градуировочному графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В шесть из семи стаканов вместимостью по 100 см3 отбирают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025 и 0,030 мг кремния. Во все стаканы наливают воду до 30 см3, добавляют 0,3 г амидосульфоновой кислоты и далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.
Раствором сравнения служит раствор, не содержащий кремний.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массо­вым концентрациям кремния строят градуировочный график.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кремния в процентах (Л) вычисляют по формуле
т
где тх — масса кремния в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г;
т2 — масса кремния в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графи­ку, г;
т — масса навески никеля, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не долж­ны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля кремния, %
Абсолютное допускаемое расхождение, %
От 0,0005 до 0,0008
0,00024
Св. 0,0008 » 0,0016
0,0004
» 0,0016 » 0,003
0,0008
» 0,003 » 0,008
0,0015
» 0,008 » 0,02
0,003
» 0,02 » 0,05
0,005
» 0,05 » 0,1
0,015
»0,1 » 0,2
0,02
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78, перекристаллизованный: 70 г соли раство­ряют в 400 см3 горячей воды и раствор фильтруют через плотный фильтр. В раствор добавляют 250 см3 этилового спирта и через 2 ч кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера. Полученный молибденовокислый аммоний снова растворяют в воде и повторяют перекристаллизацию. Крис­таллы сушат при 105 °С.
Аммоний молибденовокислый, раствор 50 г/дм3: 25 г молибденовокислого аммония раство­ряют в полиэтиленовом стакане в 300 см3 воды, добавляют 25 см3 аммиака, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см3, доводят объем до метки водой и перемешивают.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.
Спирт бутиловый по ГОСТ 6006—78, перегнанный.
Олово двухлористое SnCl2-2H2O по ТУ 6—09—5393—88, раствор 10 г/дм3: 1,0 г двухлористого олова растворяют в 10 см3 соляной кислоты в присутствии 0,2—0,4 г металлического олова и разбавляют водой до 100 см3.
Олово металлическое по ГОСТ 860—75.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73, прокаленная при температуре 1000 °С до постоянной массы.
Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332—76, безводный.
Промывной раствор: к 50 см3 раствора серной кислоты прибавляют 3 см3 раствора 50 г/дм3 молибденовокислого аммония.
Стандартные растворы кремния.
Раствор А: 0,1070 г двуокиси кремния помещают в платиновый тигель и сплавляют с 2 г углекислого калия-натрия при температуре не выше 850 °С. Плав выщелачивают горячей водой, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки водой и перемешивают, раствор готовят перед применением.
1 см3 раствора А содержит 0,05 мг кремния.
Раствор Б: 25 см3 раствора А отбирают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доводят объем до метки водой и перемешивают; раствор готовят перед применением.
2 см3 раствора Б содержит 0,005 мг кремния.
Вода бидистиллированная.
Все водные растворы хранят в посуде из полиэтилена.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску никеля массой, установленной в зависимости от массовой доли кремния в пробе, в соответствии с табл. 1, помещают в кварцевый или тефлоновый стакан вместимостью 100 см3 и растворяют при осторожном нагревании в растворе азотной кислоты, взятом из расчета 12 см3 на 1 г никеля. При наличии в пробе труднорастворимых форм кремния навеску помещают в тефлоновый стакан, прибавляют раствор азотной кислоты в указанном количестве и 8—10 капель фтор