Кобальт. Методы определения марганца

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОБАЛЬТ

Методы определения марганца

COBALT

Methods for the determination of manganese
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 7 января 1980 г. № 48 срок действия установлен
с 01,07. 1981 г,
до 01.07. 1986 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает атомно-абсорбционный и фотометрический методы определения марганца.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 741.0—80.
А

2. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТО

(при массовой доле марганца от 0,0003 до 0,5%)
2.1. Сущность метода
Метод основан на измерении атомной абсорбции марганца в пламени при длине волны 279,4 нм.
2.2. Ап п а р а ту р а, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный, включающий лампы с марганцевым полым катодом и всеми принадлежностями, обе­спечивающий чувствительность определения марганца 0,1 мкг/мл на 1 % поглощения.
Баллон ацетилена с редуктором.
Ацетилен по ГОСТ 5457—75.
Компрессор, обеспечивающий давление воздуха в пламени 2 атм.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, перегнанная и разбавлен­ная 1 : 1 и 3 : 2.
Порошок железный по ГОСТ 9849—74.

Азотнокислое железо: 1 г порошка железа растворяют в азот­ной кислоте, разбавленной 3: 2, и доливают водой до 200 мл.
1 мл раствора содержит 5 мг железа.
Кобальт по ГОСТ 123—78, марки КО.
Азотнокислый кобальт, 10%-ный раствор, очищенный от мар­ганца: навеску кобальта марки КО массой 10 г растворяют в 70 мл азотной кислоты и упаривают до объема около 10 мл, слег­ка охлаждают, приливают 150—180 мл воды, нагревают до рас­творения солей. Полученный раствор охлаждают, приливают 5 мл раствора азотнокислого железа, 10 мл бромной воды и на­гревают до кипения. К охлажденному раствору приливают рас­твор аммиака до выпадения и растворения гидроокиси кобальта, а затем 35—40 мл избытка. Раствор с осадком кипятят в тече­ние 5 мин, после чего оставляют в теплом месте на 15—20 мин.
Скоагулированный осадок отфильтровывают и промывают на фильтре 5%-ным раствором аммиака. Осадок отбрасывают, а фильтрат и промывные воды упаривают до влажных солей, ох­лаждают, добавляют 10 мл азотной кислоты, разбавленной 1 : 1, и 10 мл воды нагревают до растворения солей. Полученный рас­твор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
Марганец металлический по ГОСТ 6008—75.
Стандартные растворы марганца.
Раствор А: 0,25 г марганца растворяют в 20 мл азотной кис­лоты, разбавленной 1 : 1, и кипятят для удаления окислов азота. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора А содержит 0,5 мг марганца.
Раствор Б: 10 мл раствора А переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0,05 мг марганца.
2.3. Проведение анализа
В зависимости от массовой доли марганца навеску кобальта растворяют в соответствующем количестве азотной кислоты, раз­бавленной 1 : 1, и используют для анализа весь раствор или алик­вотную часть в соответствии с табл. 1.
Таблица 1

Раствор выпаривают до влажных солей, слегка охлаждают, приливают 10—15 мл воды и нагревают до растворения солей. Полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор кобальта распыляют в пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра и измеряют абсорбцию марганца в пламени при длине волны 279,4 нм. Одновременно проводят контрольный опыт со всеми применяемыми реактивами. Величину оптической плотности контрольного опыта вычитают из величины оптиче­ской плотности анализируемого раствора.
Содержание марганца в растворе устанавливают по градуи­ровочному графику.
2.4. Построение градуировочного графика (при массовой доле марганца от 0,0003 до 0,005%)
В мерные колбы вместимостью 100 мл помещают 50 мл 10 % -ного раствора азотнокислого кобальта, приливают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0,025; 0,050; 0,10; 0,25; 0,50 мг марганца, доливают до метки во­дой и перемешивают. Полученные растворы фотометрируют на атомно-абсорбционном спектрофотометре одновременно с анали­зируемыми растворами кобальта, как указано в п. 2.3.
По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массовым долям марганца строят гра­дуировочный график.
2.5. Построение градуировочного графика (при массовой доле марганца свыше 0,005 до 0,5%)
В мерные колбы вместимостью 100 мл приливают 0; 0,5; 1,0; 2; 5; 10 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,025; 0,050; 0,10; 0,25; 0,50 мг марганца, доливают до метки водой и перемешивают. Далее проводят анализ, как описано в п. 2.3.
2.6. Обработка результатов
2.6.1. Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют по формуле
тг • V\* 100 in-V ’
где — масса марганца, найденная по градуировочному гра- фику, г;
V1 — общий объем раствора, мл;
т — масса навески кобальта, г;
V — аликвотная часть раствора, мл.
2.6.2. Допускаемые расхождения между параллельными опре­делениями не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Допускаемые расхождения, отн. %
От 0,0003 до 0,001
Св. 0,001 „ 0,2
„ 0,2 „ 0,5
3. фотометрический метод
массовой доле марганца от 0,0004 до
3.1. Сущность метода
Метод основан на фотометрировании окраски иона перман- . ганата. Марганец предварительно отделяют от кобальта и ме­шающих элементов осаждением на гидроокиси железа. *
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—78, плот­ностью 1,38 г/см3 и разбавленная 3 : 2 и 1:3.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1 *. 1.
Кислота фосфорная орто по ГОСТ 6552—80.
Смесь кислот: смешивают равные объемы серной и фосфор­ной кислот.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, перегнанный, плотностью 0,91 г/см3 и 5%-ный раствор.
Бром по ГОСТ 4109—79.
Вода бромная, 5%-ный раствор.
Калия перйодат.
Порошок железный по ГОСТ 9849—74.
Железо азотнокислое; 1 г порошка железа растворяют в азотной кислоте, разбавленной 3 : 2, и доливают водой до 200 мл.
1 мл раствора содержит 5 мг железа.
Перекись водорода по ГОСТ 10929—76, 3%-ный раствор.
Марганец металлический по ГОСТ 6008—75.
Стандартные растворы марганца.
Раствор А: 0,1 г металлического марганца растворяют в 10 мл серной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор количественно пере­носят в мерную колбу вместимостью 500 мл, доливают водой до метки и перемешивают.
1 мл раствора А содержит 0,2 мг марганца.
Раствор Б: 5 мл раствора А переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 мл, доливают до метки водой и перемешивают.
1 мл раствора Б содержит 0,01 мг марганца. Раствор Б гото­вят перед применением.
3.3. Проведение анализа
В зависимости от массовой доли марганца навеску кобальта растворяют в соответствующем количестве азотной кислоты, раз­бавленной 3:2. Величина массы навески, количество азотной кислоты и аликвотная часть раствора приведены в табл. 3.
Таблица 3

К аликвотной части прибавляют 10 мл раствора азотной кис­лоты, разбавленной 1 :3, а раствор, содержащий всю массу на­вески, выпаривают до 10 мл, после чего растворы разбавляют водой до 150—180 мл.
В полученные растворы вводят 5 мл раствора азотнокислого железа, 10 мл бромной воды, перемешивают и нагревают до ки­пения. К охлажденному раствору приливают раствор аммиака до выпадения и растворения гидроокиси кобальта, а затем еще 35—40 мл избытка. Раствор с осадком кипятят в течение 5 мин, после чего оставляют в теплом месте на 15—20 мин.
Скоагулированный осадок отфильтровывают и тщательно про­мывают на фильтре горячим 5%-ным раствором аммиака.
Затем осадок растворяют в 20—30 мл нагретой до кипения азотной кислоты, разбавленной 1:3, добавляя в момент раство­рения 7—10 капель раствора перекиси водорода. Если анализи­руют навеску 1—3 г, то осаждение повторяют. Добавляют к рас­твору воду до .100—120 мл и 10 мл бромной воды, после чего анализ проводят, как описано выше.
Полученный после растворения осадка гидроокисей раствор выпаривают до 10—15 мл, приливают 5 мл смеси кислот и нагре­вают до кипения, затем прибавляют 0,4 г перйодата калия, ки­пятят 1 мин и выдерживают на водяной бане 10 мин. Раствор быстро охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 50 мл, доливают водой до метки и через 10—15 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с зе­леным светофильтром (область светопропускания 510—536 нм) в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
В качестве раствора сравнения при измерении оптической плотности используют раствор контрольного опыта, который про­водят одновременно с пробой через весь ход анализа.
Содержание марганца находят по градуировочному графику.
3.4. Построение градуировочного графика
В стаканы вместимостью 100 мл отбирают 0; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050; 0,060; 0,070 мг марганца, прибав­ляют по 5 мл раствора азотнокислого железа, по 5 мл смеси кис­лот, разбавляют водой до 20 мл, нагревают до кипения и прибав­ляют 0,4 г перйодата калия, затем кипятят 1 мин и выдерживают на водяной бане 10 мин. Далее анализ проводят, как указано в п. 3.3.
При измерении оптической плотности в качестве раствора
сравнения используют раствор контрольного опыта, не содержа­щий марганца и содержащий все реактивы.
По найденным величинам оптических плотностей растворов
строят градуировочный график.
3.5. Обработка результатов
3.5.1. Массовую долю марганца (X) в процентах вычисляют
по формуле

т-У
где т\ — масса марганца, найденная по градуировочному графи­
ку, г;
Vi — общий объем раствора, мл;
т —масса навески кобальта, г;
V — аликвотная часть, мл.
3.5.2. Допускаемые расхождения между параллельными опре­делениями не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
Таблица 4
Допускаемые расхождения, отн. %
От 0,0003 до 0,001
Св. 0,001 „ 0,2
„ 0,2 „ 0,5
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.01.86 <№ 54 срок введения установлен
с 01.07.86
Под наименованием стандарта проставить код: ОКСТУ 1