Бронзы оловянные. Методы определения кремния

УДК 669.35 6:546.28.06:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА

БРОНЗЫ ОЛОВЯННЫЕ

Методы определения кремния
Tin bronze. Methods for the determination
of silicon
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10 октября 1979 г. № 3899 срок действия установлен
с 01.01.81
до 01.01.91
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения кремния (от 0,001 до 0,01 и от 0,01 до 0,30 %).
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1539—79.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086— —81 при трех параллельных определениях.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ЭКСТРАКЦИОННО ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

(от 0,001 до 0,01 %)
2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании кремнемолибдеповой кислоты, экстракции ее бутиловым спиртом, восстановлении ее в экстракте до кремнемолибденовой сини и измерении интенсивности образо­вавшейся окраски.
2.2. А п п а р а ту р а, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
рН-метр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:2.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:9.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69 (СТ СЭВ 394—76) ра­створ 500 г/дм3.
Кислота борная по ГОСТ 9656—75, насыщенный раствор; гото­вят следующим образом: около 60 г борной кислоты растворяют в 1 дм3 горячей воды.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1:1.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78, перекристал­лизованный, свежеприготовленный раствор 100 г/дм3. Перекристал­лизацию молибденовокислого аммония проводят следующим об­разом: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при нагревании до 70—80°С, добавляют аммиак до явного запаха и горячий раствор фильтруют два раза через один и тот же плотный фильтр в стакан, содержащий 300 см3 этилового спир­та.
Раствор охлаждают до 10 °С и дают отстояться в течение 1 ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают на воронку Бюхнера под вакуумом, создаваемым водоструйным насосом. Кристаллы про­мывают 2—3 раза этиловым спиртом, порциями по 20—30 см3, и высушивают на воздухе.
Олово двухлористое по ГОСТ 36—78, раствор 20 г/дм3, готовят следующим образом: 2 г двухлористого олова растворяют в 100 см3 нагретой до 80—90 °С соляной кислоты, разбавленной 1:1.
Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332—76.
Промывные растворы. Раствор А; готовят следующим образом: к 50 см3 воды прибавляют 12 см3 концентрированной азотной кис­лоты и 5 см3 раствора молибденовокислого аммония.
Раствор Б; готовят следующим образом: к 50 см3 серной кисло­ты, разбавленной 1:9, прибавляют 5 см3 раствора молибденово­кислого аммония и 5 см3 раствора лимонной кислоты.
Кристаллический фиолетовый, водный раствор 1 г/дм3.
Фенолфталеин по ГОСТ 5850—72, спиртовой раствор 1 г/дм3.
Спирт бутиловый нормальный по ГОСТ 6006—78.
Мочевина по ГОСТ 6691—77, водный раствор 100 г/дм3.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73.
Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166—76.
Растворы стандартные кремния. Раствор А; готовят следующим образом: 0,2143 г прокаленной двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2 г натрия-калия углекислого. Плав выщелачи­вают водой, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 76
500 см3, до метки доливают водой и перемешивают. Раствор не­медленно переносят в полиэтиленовый сосуд.
1 см3 раствора А содержит 0,0002 г кремния.
Раствор Б; готовят следующим образом: 2,5 см3 раствора А кремния помещают в делительную воронку вместимостью 200 см3, прибавляют 50 см3 воды, 2—3 капли раствора фенолфталеина и по каплям азотную кислоту, разбавленную 1:2, до исчезновения розовой окраски, а затем 1 см3 в избыток. К раствору приливают ■5 см3 раствора молибденовокислого аммония, разбавляют водой до 100 см3, перемешивают и оставляют на 10 мин. После этого прибавляют 5 см3 бутилового спирта, 10 см3 азотной кислоты, раз­бавленной 1:2, перемешивают, прибавляют 25 см3 бутилового спир­та и осторожно перемешивают, переворачивая воронку 30 раз. При этом крсмнемолибдеповая кислота извлекается в слой бутилового спирта, окрашивая его в желтый цвет со слабым зеленоватым от­тенком. Жидкостям дают расслоиться и сливают водный слой в другую делительную воронку. Затем повторяют экстракцию, при­меняя каждый раз по 10 см3 бутилового спирта до получения бес­цветного экстракта. Экстракты объединяют и промывают 50 см3 промывного раствора А, переворачивая воронку осторожно 20—25 раз. Органический слой сливают в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см3, доливают до метки бутиловым спиртом и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,000005 г кремния.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску бронзы 0,5 г (при массовой доле кремния от 0,001 до 0,005 %) и 0,25 г (при массовой доле кремния от 0,005 до >0,01 %) помещают в платиновый или фторопластовый тигель, при- -бавляют 1 см3 фтористоводородной кислоты, 5 см3 азотной кисло­ты, разбавленной 1:2, и накрывают платиновой или фторопласто­вой крышкой. Растворение проводят при нагревании на водяной 'бане при 60 °С. По окончании растворения в тигель прибавляют 10 см3 раствора борной кислоты и раствор переносят в стакан вме­стимостью 100 см3, в который уже добавлено 20 см3 раствора бор­ной кислоты. Раствор разбавляют водой до 50 см3 и нейтрализуют аммиаком при постоянном перемешивании до pH 1,5. Устанавли­вают pH на pH-метре или капельной пробой с раствором кристал­лического фиолетового на белой пластинке из фторопласта. При значении pH меньше 1,5 капля анализируемого раствора, смешен­ная с каплей раствора индикатора, окрашивается в зеленый цвет; при pH 1,5 окраска смеси приобретает чистый синий цвет. Если аммиак введен в избытке, то смесь имеет фиолетовый цвет. В та­ких случаях нужно прибавить азотной кислоты, разбавленной 1:2, до получения зеленой окраски и затем осторожно повторить ней­трализацию аммиаком.
Раствор, имеющий pH 1,5, переносят в делительную воронку вместимостью 200—250 см3, ополаскивают стакан водой и раствор разбавляют водой до 100 см3. Затем добавляют 5 см3, раствора мочевины, 5 см3 раствора молибденовокислого аммония и переме­шивают. Через 10 мин вводят 5 см3 раствора лимонной кислоты и снова перемешивают. Приливают 5 см3 бутилового спирта, 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:2, и перемешивают. К. раствору добавляют 15 см3 бутилового спирта и осторожно во избежание образования эмульсии, перемешивают, переворачивая воронку 30 раз. Жидкостям дают расслоиться — водный слой должен стать прозрачным. После расслоения водный слой переносят во вторую делительную воронку вместимостью 200—250 см3, наливают 10 см3 бутилового спирта и воронку осторожно переворачивают 30 раз. После расслоения жидкостей водный слой переносят в третью во­ронку, а органический слой присоединяют к первой порции, орга­нического экстракта. Экстракцию повторяют еще раз с 10 см3 бу­тилового спирта. Из объединенных органических экстрактов по возможности полнее удаляют водную фазу, а затем промывают экстракты 50 см3 промывного раствора Б, переворачивая воронку осторожно 20—25 раз. После расслоения водный слой выбрасыва­ют, а органический слой переносят в сухой стакан вместимостью 50 см3, в который добавлено 0,2 г сернокислого безводного нат­рия. Высушенный раствор переносят в мерную колбу вместимо­стью 50 см3, добавляют бутиловый спирт до объема 45 см3 2—3 капли раствора двухлористого олова и доливают до метки бути­ловым спиртом, перемешивают и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см или па спектрофотометре при длине волны 810 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 3 см. В качестве раствора сравнения применяют воду.
Через все стадии анализа проводят контрольный опыт и най­денное в нем значение оптической плотности вычитают из опти­ческой плотности пробы.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью по 50 см3 вводят 0; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0 см3 раствора Б, прибавляют бутиловый спирт до объема 45 см3 и далее анализ проводят как указано в п. 2.3.1, используя раствор, не содержащий кремния в качестве раствора сравнения.
2.4. О б р а б о т к а результатов
2.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
у _ тг) ■ 100
где гп\— масса кремния в растворе анализируемой пробы, най­денная по градуировочному графику, г;
т2—масса кремния в растворе контрольного опыта, найден­ная по градуировочному графику, г;
т— масса навески бронзы, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения (У) результатов .анализа в процентах не должны превышать значений, вычислен­ных по формуле
у = 0,0003 + 0,05Х , где X— массовая доля кремния в сплаве, %.

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

3.1. Сущи ость метода
Метод основан на образовании желтой кремнемолибденовой кислоты и измерении оптической плотности полученного раствора.
3.2. Ann ар ату р а, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
рН-метр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, разбавленная 1:2.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота лимонная по ГОСТ 3652—69 (СТ СЭВ 394—76), раст­вор 100 г/дм3.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6'552—80, разбавленная 1:9.
' Кислота борная по ГОСТ 9656—75, насыщенный раствор; го­товят следующим образом: около 60 г борной кислоты растворяют ® 1 дм3 горячей воды.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1:1.
Медь по ГОСТ 859—73, марки МО или М00.
Мочевина по ГОСТ 6691—77, раствор 100 г/дм3.
Кристаллический фиолетовый водный раствор 1 г/дм3.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78, перекристал­лизованный, свежеприготовленный раствор 100 г/дм3 (перекристал­лизацию см. п. 2.2).
Натрий-калий углекислый.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428—73.
Стандартные растворы кремния. Раствор А; готовят следую­щим образом: 0,2143 г прокаленной двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2 г натрия-калия углекислого в