Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения кремния

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ

И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

ГОСТ 6689.7-92

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ

И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

Методы определения кремния
Nickel, nickel and copper-nickel alloy?.
Methods for the determination of silicon

ОКСТУ 1709

Дата введения 01.01.9$

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

2.1. Сущность метода
Метод основан на выделении кремния в виде кремниевой кис­лоты, прокаливания ее до двуокиси кремния и удалении в виде тетрафторида кремния. Содержание кремния рассчитывают по- разности массы осадка до и после его обработки фтористоводо­родной кислотой.
2.2. Реактивы, растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1 : 100.
Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1 и 1 :4.
Смесь азотной и соляной кислот в соотношении 1 :3 для раст­ворения.
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1992
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен^ тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта России
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Калий железистосинеродистый по ГОСТ 4207, раствор 30 г/дм3.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 100 г/дм3.
Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор 10 г/дм3 в растворе гидроокиси натрия.
Калий-натрий углекислый безводный по ГОСТ 4332.
Навеску сплава массой 2 г (при массовой доле кремния ме­нее 1%) и 1 г (при массовой доле кремния свыше 1%) помещают в кварцевый стакан вместимостью 250 см3, добавляют 20—30 см3 смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или плас­тиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После раство­рения сплава стекло или пластинку и стенки стакана ополаскива­ют водой, добавляют 20—30 см3 серной кислоты (1:1) и упарива­ют до выделения густого белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, ополаскивают стенки стакана водой и снова повторяют упаривание до выделения густого белого дыма серной кислоты. К охлажденному остатку добавляют 3—5 см3 концентрированной соляной кислоты, 150—200 см3 горячей воды и нагревают до раст­ворения солей. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плот­ности, промывают горячей соляной кислотой (1 : 100) до отрица­тельной реакции промывных вод на медь (проба с раствором же­лезистосинеродистого калия) и никель (проба с щелочным раст­вором диметилглиоксима), а затем промывают осадок 3—4 раза горячей водой. Фильтрат упаривают до появления белого дыма серной кислоты, остаток разбавляют водой до 150—200 см3, оса­док кремниевой кислоты отфильтровывают на другой фильтр средней плотности и промывают, как указано выше. Оба фильтра
с осадками помещают в платановый ют и прокаливают в муфельной печи при 1000—1100°С до посто­янной массы. К остатку в платиновом тигле добавляют 2—3 капли
концентрированной серной кислоты кислоты и осторожно упаривают досуха. Прокаливают остаток при 1000—-1100°С в муфельной печи до постоянной массы.
Одновременно через весь ход анализа проводят контрольный опыт и в найденное содержание кремния вводят соответствующую поправку.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
(W1 — 7z0)-0,4672« 100
где /41 — масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;

т2—масса тигля после обработки фтористоводородной кис­лотой, г;
массу кремния;
т — масса навески сплава, г.
трех параллельных определе- результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений
допускаемых расхождений, приведенных в табл. 1.
Таблица 1
Допускаемые расхождения; %

2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отрасле­вым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образ­цам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, в соответствии с ГОСТ 25086.

3. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ (от 0,001 до 0,1%)
3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании кремнемолибденовой кислоты, экстракции ее бутиловым спиртом, восстановлении ее в экстрак­те до кремнемолибденовой сини и измерении интенсивности обра­зовавшейся окраски.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
рН-метр.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 2:1, 1:2 (про­кипяченная) и 1:100.
Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1 :9.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная, ос.ч.
Кислота лимонная по ГОСТ 3852, раствор 500 г/дм3.
Кислота борная по ГОСТ 9656, насыщенный раствор: 60 г борной кислоты обрабатывают 1 дм3 горячей воды и после охлаж­дения используют отстоявшийся раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, ос.ч., разбавленный 1 : 1 и 1 : 100.
Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, перекристалли­зованный, раствор 100 г/дм3: 250 г молибденовокислого аммония растворяют в 400 см3 воды при 70—80°С, добавляют аммиак до явного запаха и горячий раствор фильтруют два раза через один и тот же 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, отсасывая маточный раствор. Кристаллы промывают 2—3 раза этиловым спиртом порциями по 20—30 см3, после чего их высу­шивают на воздухе.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Олово двухлористое по ТУ 6—09—5384—88, раствор 100 г/дм3; готовят: 10 г двухлористого олова растворяют в 100 см3 соляной кислоты (1:1) при нагревании до 80—90°С.
Промывной раствор: к 50 см3 серной кислоты добавляют 1,5 см3 раствора молибденовокислого аммония.
Калий-натрий углекислый по ГОСТ 4332.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 0,1 моль/дм3.
Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор 50 г/дм3.
Натрий кремнекислый мета по ГОСТ 4239.
Спирт бутиловый нормальный по ГОСТ 6006.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428.
Стандартные растворы кремния.
Из кремнекислого натрия: 0,5 г кремнекислого натрия раство­ряют в 20 см3 раствора углекислого натрия в платиновой чашке, охлаждают, помещают в полиэтиленовый сосуд, разбавляют водой до 500 см3 и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,0001 г кремния.
Точное содержание кремния устанавливают гравиметрическим методом.
Из двуокиси кремния: 0,2143 г прокаленной двуокиси кремния сплавляют в платиновом тигле с 2 г натрия-калия углекислого. Плав выщелачивают водой, переносят в мерную колбу вмести­мостью 500 см3, доливают до метки водой, перемешивают и не­медленно переносят в полиэтиленовый сосуд.
1 см3 раствора содержит 0,0002 г кремния.
Точное содержание кремния устанавливают гравиметрическим методом
.

3.3. Проведение анализа
3.3.1. Для сплавов, не содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл. 2) помещают в полиэтиленовый или тефлоновый или фторопластовый стакан вместимостью 100 см3, добавляют 15—30 капель фтористоводородной кислоты, 15 см3 азотной кислоты (2: 1), накрывают полиэтиленовой или фторо­пластовой крышкой и растворяют на холоде, а затем на водяной бане при нагревании до 60°С и выдерживают при этой температу­ре 20—30 мин, затем открывают крышку и держат еще 15 мин. После растворения раствор охлаждают, добавляют 30 см3 борной кислоты, через 20 мин смесь переносят через полиэтиленовую во­ронку в мерную колбу вместимостью 100 см3, содержащую 30 см3 борной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Рас­твор немедленно переносят в стакан, в котором проводили раст­ворение.
Таблица 2

Предварительно устанавливают pH в растворах аликвотных частей на pH-метре: в полиэтиленовый стакан вместимостью 50 см3 помещают аликвотную часть раствора (см. табл. 2), добав­ляют воды до объема приблизительно 50 см3 и с помощью раст­вора аммиака (ос.ч.) устанавливают pH — 1,0—1,2, добавляя рас­твор аммиака по каплям, фиксируя число капель, израсходован­ных на операцию. Аликвотную часть раствора (см. табл. 2) для анализа помещают в делительную воронку вместимостью 200 см3, доливают воды до приблизительно 50 см3 и устанавливают pH = 1,0—1,2, используя предварительные данные. В раствор по каплям при перемешивании добавляют 5 см3 раствора молибде­новокислого аммония и оставляют стоять 10 мин. Затем добав­ляют 5 см3 лимонной кислоты, 10 см3 прокипяченной азотной кис­лоты (1:2), 30 см3 бутилового спирта и экстрагируют кремне­молибденовую гетерополикислоту, осторожно переворачивая во­ронку 30 раз. После расслоения водный слой отбрасывают и к ор­ганическому слою добавляют 50 см3 промывной жидкости и про­мывают, переворачивая воронку 10—15 раз. Водный слой отбра-
сывают, а органический переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют бутиловый спирт, 7—8 капель раствора дву-
хлористого олова, добавляют до метки бутиловым спиртом и энергично встряхивают. В течение 5 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с красным свето-
. фильтром (ХЭф = 600—630 нм) или
635 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см. В ка-
честве раствора сравнения используют бутиловый спирт. Одновре­менно через все стадии анализа проводят контрольный опыт и найденное в нем значение оптической плотности вычитают из зна­
чения оптической плотности пробы.
3.3.2. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл. 2) помещают в стакан вместимо­стью 250 см3, добавляют 10 см3 азотной кислоты (1:2). Накры­вают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. Стекло или пластинку и стенки ста­кана ополаскивают водой, раствор упаривают до сиропообразно­го состояния, водой разбавляют до 60 см3 и выдерживают 20— 30 мин в теплом месте до осветления раствора.
Осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр, стакан и осадок промывают 3—4 раза горячей азотной кислотой (1 : 100) и фильтрат оставляют. Осадок на фильтре растворяют в 4—6 см3 горячего раствора аммиака (1:1) в стакане, в котором проводилось растворение, и фильтр промы­вают раствором аммиака (1:100). Полученный раствор прили­вают к ранее полученному филь