Марганец металлический и марганец металлический азотированный . Методы определения никеля

УДК 669.74:546.74.06 Группа В19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МАРГАНЕЦ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

Метод определения содержания никеля
Metallic manganese. Method for the determination
of nickel content
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров GCCP от 17/11 1971 г. № 260 срок введения установлен
с 1/VII 1972 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на металлический мар­ганец и устанавливает фотоколориметрический метод определения содержания никеля (при содержании никеля от 0,0002 до 0,1%).
Метод основан на образовании окрашенного в винно-красный цвет растворимого комплексного соединения никеля с диметилгли- оксимом в щелочной среде в присутствии окислителя — надсерно­кислого аммония.
При содержании никеля до 0,02 %' комплексное соединение ни­келя с диметилглиоксимом отделяют от мешающих элементов пу­тем экстракции хлороформом.
Предварительно проводят отделение никеля от больших ко­личеств марганца путем фракционного осаждения совместно с же­лезом в виде сульфидов.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 16698.0—71.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-М или другого типа.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—67 и 0,5 н раствор, 20%-ный раствор и разбавленная 1:1.
Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053—66, 10%-ный и 1%-ный растворы.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—67.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841—65.
Хлороформ (трихлорметан) по ГОСТ 3160—51.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—64 и разбавленный 1 :50.
Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845—70 (сегнетова соль), 20%-ный раствор.
Натрия гидрат окиси (натр едкий) по ГОСТ 4328—66, 20%-ный раствор.
Аммоний надсернокислый (персульфат) по ГОСТ 3766—64, 5%-ный раствор.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828—67, щелочной раствор и 1%- ный спиртовой раствор; щелочнсй раствор готовят следующим об­разом: 10 г диметилглиоксима растворяют на холоду в 1 л 5%- ного раствора едкого натра.
Железо азотнокислое по ГОСТ 4111—65, раствор, содержа­щий 0,0005 г железа в 1 мл.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456—65, 20%-ный раствор.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69, 20%-ный раствор.
Метиловый оранжевый (пара-диметиламиноазобензосульфо- кислый натрий) по ГОСТ 1’0816—64, раствор 1 г/л.
Стандартный раствор никеля; готовят следующим образом: 0,1 г электролитического никеля растворяют в 5—10 мл разбав­ленной 1 :1 азотной кислоты, кипятят для удаления окислов азо­та, переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают водой до метки и хорошо перемешивают.
1 мл раствора содержит 0,0001 г никеля.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. При содержании никеля от 0,0002 до 0,001%
Навеску металлического марганца 10 г (при содержании нике­ля от 0,0002 до 0,0005%) и 5 г (при содержании никеля свыше 0,0005 до 0,001%) помещают в стакан вместимостью 400—500 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стекло, при­ливают небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 50—60 мл концентрированной соляной кислоты. После прекраще­ния бурной реакции содержимое стакана нагревают для оконча­тельного растворения всей навески, а затем обмывают часовое стекло и выпаривают раствор до образования влажных солей. Со­держимое стакана растворяют в горячей воде, разбавляют приб­лизительно до 200 мл водой, прибавляют в качестве коллектора 5 мл раствора азотнокислого железа, нагревают до кипения и медленно, по каплям, прибавляют 10%-ный раствор сернистого натрия до прекращения появления черного осадка сульфида же­леза, содержащего никель, и появления светлого, медленно исче­зающего осадка сернистого марганца. Содержимое стакана ки­пятят в течение 5 мин, после чего дают отстояться и фильтруют через фильтр «синяя лента».
Осаждение железа и никеля считается законченным, если кап­ли раствора сернистого натрия вызывают лишь потемнение первых порций фильтрата. Если образуется интенсивное черное окрашива­ние, фильтрат сливают в неотфильтрованный раствор, который снова нагревают, и остаток железа доосаждают добавлением раст­вора сернистого натрия. Отфильтрованный осадок сульфидов же­леза и никеля промывают один раз холодным 1%-ным раствором сернистого натрия, смывают с фильтра водой в тот же стакан, где велось осаждение, и растворяют основной осадок и остатки на фильтре в 20—25 мл горячего 20%-ного раствора соляной кисло­ты. Фильтр промывают бромной водой до исчезновения черных частиц нерастворившихся сульфидов и полного окисления железа в фильтрате. Для удаления избытка брома раствор кипятят, до­бавляют кристаллик сернокислого гидразина и выпаривают до образования влажных солей, которые растворяют в 10—15 мл горячей воды. К охлажденному раствору прибавляют 10 мл раст­вора солянокислого гидроксиламина, 20 мл раствора сегнетовой со­ли, раствор аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бума­ге) и 2 мл спиртового раствора диметилглиоксима. Полученный раствор (объемом около 40—60 мл) переносят в делительную во­ронку вместимостью 100 мл и экстрагируют хлороформом, при­бавляя его по 5 мл и энергично взбалтывая каждый раз в течение 1 мин- Соединенные хлороформные экстракты в делительной во­ронке встряхивают с 10 мл разбавленного 1:50 аммиака и не­сколькими каплями раствора сегнетовой соли. Хлороформный слой отделяют и затем встряхивают 1—2 мин с 3—4 порциями по 5 мл 0,5 н раствора соляной кислоты для перевода никеля из хлоро­формного раствора в водный и собирают раствор в мерную колбу вместимостью 100 мл. К содержимому колбы объемом около 20 мл прибавляют 5 мл раствора сегнетовой соли, 10 мл 10%-ного раст­вора едкого натра, 10 мл 5%-ного раствора надсернокислого ам­мония и 10 мл щелочного раствора диметилглиоксима. После при­бавления каждого реактива растворы перемешивают. Через 10 мин (время, необходимое для развития окраски) мерную колбу запол­няют водой до метки и перемешивают.
Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 480—520 ммк) в кювете с толщиной слоя 50 мм. В качестве раствора срав­нения применяют воду.
Одновременно проводят контрольный опыт на содержание ни­келя в реактивах.
3.2. П р и содержании никеля от 0,001 до 0,02%'
Навеску металлического марганца 1 г (при содержании нике­ля от 0,001 до 0,005%), 0,5 г (при содержании никеля свыше
0,005 до 0,01%) или 0,25 г (при содержании никеля свыше 0,01 до 0,02%) помещают в стакан вместимостью 250—300 мл и нак­рывают часовым стеклом. Слегка сдвинув часовое стекло, прибав­ляют небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 20— 25 мл разбавленной 1 : 1 азотной кислоты. После прекращения выделения бурых окислов азота содержимое стакана нагревают на песчаной бане для окончательного растворения всей навески, а затем выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 20— 25 мл концентрированной соляной кислоты, накрывают стакан ча­совым стеклом, нагревают, а затем снова выпаривают содержи­мое досуха. Обработку соляной кислотой с последующим выпари­ванием досуха повторяют. К сухому остатку приливают 5—7 мл концентрированной соляной кислоты, нагревают до растворения солей, разбавляют небольшим количеством горячей воды и от­фильтровывают кремниевую кислоту через фильтр средней плот­ности в стакан вместимостью 450—500 мл. Фильтр с осадком про­мывают несколько раз горячей водой и отбрасывают. Фильтрат разбавляют водой приблизительно до 200 мл, прибавляют раст­вор углекислого аммония до выпадения осадка гидроокиси желе­за, который растворяют, прибавляя по каплям разбавленную 1 : 1 соляную кислоту, нагревают до кипения и по каплям прибавляют 10%-ный раствор сернистого натрия до прекращения выделения черного осадка сульфида железа, содержащего никель, и появле­ния светлого медленно исчезающего осадка сернистого марганца (в данном случае коллектором служит железо, содержащееся в образцах металлического марганца). Содержимое стакана кипятят в течение 5 мин, затем дают отстояться и фильтруют через фильтр «синяя лента». Осаждение железа и никеля считается закончен­ным, если капля раствора сернистого натрия вызывает лишь по­темнение первых порций фильтрата. Если образуется интенсивное черное окрашивание, фильтрат сливают в неотфильтрованный раствор, который снова нагревают, и остаток железа доосаждают добавлением раствора сернистого натрия. Осадок на фильтре и стакан промывают один раз холодным 1%-ным раствором сернисто­го натрия. Осадок сульфидов железа и никеля смывают горячей водой в стакан, в котором велось осаждение. Приставшие к фильт­ру частицы осадка растворяют в 20—25 мл царской водки, соби­рая стекающий с фильтра раствор в стакан с основным осадком, а затем промывают фильтр несколько раз горячей водой. Раствор кипятят до полного растворения осадка сульфидов железа и ни­келя и фильтруют через быстрофильтрующий фильтр. Серу на фильтре и стакан промывают несколько раз горячей водой. Раст­вор помещают в небольшую фарфоровую чашку, выпаривают на водяной бане досуха и двукратной обработкой концентрирован­ной соляной кислотой по 10—15 мл с последующим выпариванием досуха, удаляют азотную кислоту. Остаток в чашке смачивают
2—3 каплями концентрированной соляной кислоты, растворяют в небольшом количестве воды, переносят в стакан вместимостью 100 мл и выпаривают до объема 10 мл. К охлажденному раствору приливают 10 мл раствора солянокислого гидроксиламина, 30 мл 20 %-ного раствора сегнетовой соли, раствор аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бумаге) и 2 мл Г%-ного спиртового раст­вора диметилглиоксима. Далее анализ проводят, как указано- в п. 3.1.
3.3. При содержании никеля от 0,02 до 0,1%
Навеску металлического марганца 1 г помещают в стакан’ вместимостью 250—300 мл и накрывают часовым стеклом. Слегка: сдвинув часовое стекло, прибавляют небольшими порциями (во избежание разбрызгивания) 25 мл разбавленной 1 : 1 азотной кис­лоты. После прекращения выделения бурых окислов азота содер­жимое стакана нагревают на песчаной бане для окончательного растворения всей навески, а затем выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 25 мл концентрированной соляной кислоты, накрывают стакан часовым стеклом, нагревают, а затем снова выпар