Силумин в чушках. Методы определения цинка

УДК 669.715'782 : 546.47.06 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИЛУМИН В ЧУШКАХ

Методы определения цинка
Aluminium-silicon alloy ingots.
Methods for determination of zinc

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.73 до 01.07.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле цинка от 0,004 до 0,09%), полярографический (при массовой доле 0,005 до 0,1%) и атомно-абсорбционный методы определения цинка (при массовой доле цинка от 0,01 до 0,075%).
(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

) 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

! 2.1. Метод основан на измерении оптической плотности окра­
шенного комплексного соединения цинка с дитизоном, экстраги­руемого четыреххлористым углеродом. Влияние меди и ряда дру­гих элементов устраняется предварительной экстракцией дитизо- натов при рН<2, маскированием диэтилдитиокарбаматом нат­рия, связыванием алюминид в. цитратный комплекс.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.2. А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК, спектрофо­тометр СФ-16, СФ-26 или аналогичные.
Вода дистиллированная, не содержащая тяжелых металлов. Воду очищают пропусканием через слой катионита (КУ-1, КУ-2), приготовленного как указано в ГОСТ 1762.6—71.

Катионит КУ-1, КУ-2 по ГОСТ 20298—74.
Все растЬоры готовят на очищенной таким способом воде.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и разбавленный Г.40, очи­щенный. Очищенный аммиак готовят насыщением парами аммиа­ка очищенной воды. Для этого в эксикатор наливают раствор ам­миака, на вкладыш эксикатора помещают кварцевую или плати­новую чашку, содержащую очищенную воду. Через 24 ч вода на­сыщается аммиаком. Хранят аммиак в кварцевой или полиэтиле­новой посуде.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:2, 1:5.
Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288—74.
Дитизон (дифииилтиокарбазон) по ГОСТ 10165—79, растворы с массовой долей 0,01 и 0,002% в четыреххлористом углероде; ра­створ с массовой долей 0,01 % готовят следующим образом: 0,05 г дитизона растворяют в 100 см3 четыреххлористого углерода, пере­водят раствор в делительную воронку вместимостью 1000 см3, приливают 200 см:> воды, 5 см3 раствора аммиака и энергично встряхивают содержимое воронки в течение 1—2 мин. Дитизон переходит в водноаммиачный слой, окрашивая его в оранжевый цвет. Затем раствор отстаивают до исчезновения эмульсии и раз­деления слоев. Слой четыреххлористого углерода отбрасывают.
К аммиачному раствору в делительной воронке приливают 200 см3 четыреххлористого углерода, подкисляют соляной кислотой, разбавленной 1:5, и периодически встряхиваю г содержимое во­ронки до исчезновения оранжевой окраски водного слоя и перехо­да дитизона в органический слой. Раствор дитизона в четырех­хлористом углероде, окрашенный в зеленый цвет, отделяют от водного слоя, промывают два раза водой и фильтруют через су­хой бумажный складчатый фильтр в сухую склянку из темного стекла. Затем приливают 300 см3 четыреххлористого углерода и перемешивают. Хранят раствор в прохладном месте. При хране­нии дитизон частично окисляется, давая окрашенные продукты.
Перед анализом проверяют пригодность раствора дитизона, взбалтывая его с разбавленным аммиаком. При этом слой четы­реххлористого углерода не должен быть окрашен; в противном случае проводят повторную очистку раствора дитизона, как опи­сано выше.
Раствор с массовой долей дитизона 0,002% готовят перед при­менением из раствора с массовой долей 0,01 %, разбавляя его че­тыреххлористым углеродом.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—87.
Фенолфталеин по НТД спиртовой раствор с массовой долей 1%. .
Аммоний лимоннокислый двузамещенный по ГОСТ 3653—78,
0,5 моль/дм3 очищенный раствор. Очищают следующим образом: к раствору добавляют несколько капель фенолфталеина и прили­вают аммиак до появления малиновой окраски. Раствор очищают экстрагированием порциями раствора с массовой долей дитизона 0,01%. Экстрагирование повторяют до получения неизменяющей- ся зеленой окраски экстракта. Последнюю порцию проверяют на содержание тяжелых элементов. Для этого избыток дитизона уда­ляют встряхиванием экстракта с 30—40 см3 разбавленного ам­миака. Слой четыреххлористого углерода должен быть бесцвет­ным. Для извлечения дитизона, перешедшего в раствор лимонно­кислого аммония, последний встряхивают с несколькими порциями четыреххлористого углерода.
Натрий лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 22280—76 раствор с массовой долей 50%, очищают так же, как лимоннокис­лый аммоний.
Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864—71, свежеприго­товленный раствор с массовой долей 0,2%.
Раствор А, готовят следующим образом: к 100 см3 раствора 0,5 моль/дм3 лимоннокислого аммония прибавляют аммиак до малинового окрашивания и разбавляют водой до 450 см3.
Раствор Б, готовят следующим образом: раствор с массовой долей 0,2% диэтилдитиокарбамата натрия смешивают с раство­ром А в соотношении 1:9.
Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053—77 раство­ры с массовой долей 1 и 0,05%. Последний готовят разбавлением раствора с массовой долей 1% перед применением.
Метаниловый желтый, водный раствор с массовой долей 0,1%. Цинк металлический по ГОСТ 3640—79.
Стандартные растворы цинка
Раствор В, готовят следующим образом: 0,2000 г цинка раст­воряют в 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:2. Раствор пе­реводят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,2 мг цинка.
Раствор Г, готовят перед применением путем разбавления раст­вора в 100 раз водой.
1 см3 раствора Г содержит 0,002 мг цинка.
Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166—76.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Для проведения анализа используют раствор, Приготов­ленный по п. 2.3.1 ГОСТ 1762.6—71.
В зависимости от содержания цинка из мерной колбы вмести­мостью 250 см3 отбирают 5—25 см3 раствора в делительную во­ронку вместимостью 250 см3, приливают 1—2 см3 раствора с мас-
совой долей лимоннокислого натрия 50%, 2—3 капли.метанило- вого желтого и разбавляют водой до 40 см3. Затем нейтрализу­ют аммиаком до окрашивания индикатора в желтый цвет и со­ляной кислотой, разбавленной 1:5, до окрашивания в слабо-ро­зовый цвет.
Приливают из бюретки 5 см3 раствора с массовой долей дити­зона 0,002% и энергично встряхивают в течение 3—5 мин. После непродолжительного отстаивания дитизоновый слой отбрасывают и экстрагируют с новой порцией дитизона (5 см3) в течение 3 мин. Если необходимо, экстрагирование повторяют до неизменяющейся окраски дитизона. Органический стой вновь отбрасывают. При отбрасывании дитизонового слоя не допускают попадания водной фазы в отверстие крапа.
К раствору в делительной воронке добавляют 40 см3 раствора Б, несколько капель фенолфталеина и, если необходимо, добавля­ют аммиак до появления малиновой окраски. Затем из бюретки добавляют 10 см3 раствора с массовой долей дитизона 0,1% и энергично встряхивают в течение 2 мин. После непродолжитель­ного отстаивания слой четыреххлористого углерода переводят в сухой цилиндр с притертой пробкой. Экстрагирование повторяют еще два раза, используя 10 и 5 см3 раствора дитизона. Общий объем раствора дитизона, используемого для определения содер­жания цинка, составляет 25 см3.
Затем удаляют избыток дитизона взбалтыванием дитизонового экстракта с раствором с массовой долей сернистого натрия 0,05%. Для этого в 2—3 делительные воронки вместимостью 250 см; наливают по 10 см3 раствора с массовой долей сернистого натрия 0,05%, в одну из цих переносят содержимое цилиндра и встряхи­вают 3—4 раза. Слой четырехх.тористого углерода переносят в следующую воронку. Эту операцию повторяют до тех пор, пока водный слой не будет оставаться бесцветным. Затем промывают раствор дитизоната цинка встряхиванием с водой и переводят его в цилиндр с притертой пробкой. Раствор дитизоната в цилиндре должен быть защищен от света.
Не позднее чем через 15—20 мин после отмывания избытка ди­тизона измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектро­колориметре или спектрофотометре, учитывая, что максимум све- тоПоглощения раствора соответствует длине волны 538 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 цинка находят по градуировочному графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В делительные воронки вместимостью 250 см3 приливают по 30 см3 воды, по 2 см3 раствора с массовой долей лимоннокислого 56
натрия 50%, по 2—3 капли метанилового желтого и из бюретки 0; 1,0; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 см3 стандартного раствора Г, что соответствует 0; 0,002; 0,004; 0,005; 0,006; 0,007; 0,008, 0,009 мг цинка. Затем устанавливают среду по меганиловому желтому и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.
Раствором сравнения служит четыреххлористый углерод.
По полученным значениям оптической плотности и известным концентрациям цинка в растворах строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю цинка (X) в процентах вычисляют по формуле
Y /ліИ-ІОО Л~ vi-m-1000 ’ где т} — масса цинка, найденное по градуировочному графику, мг;
V— общий объем раствора, см3;
щ — объем аликвотной части раствора, см3; т—масса навески силумина, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, ука­занных в табл. 1.
Таблица 1

Абсолютные допускаемые расхождения, %
Массовая доля цинка, %
сходимости
воспроизводи м ости
От 0,005 до 0.015 включ.
Св. 0,015 » 0,050 »
» ’ 0,050 » 0,090 »
0,004
0,006
0,008
0,006
0,010
0,012
(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении сплава в растворе гидроокиси натрия, подкислении щелочного-раствора бромистоводородной кис­лотой до pH 1 и полярографировании цинка в интервале потен­циалов от минус 0,6 до минус 1,0 В.
3.2. А п п а р а т у р а, реактивы и раст