Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения бора

УДК 669.715.001.4:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И

ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения бора
Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of boron

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения бора с 1,1'—диантримидом (при массовой доле бора от 0,001 до 0,5% и от 0,0001 до 0,001%).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОРА

2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия, образовании голубого комплекса бора с 1,1' — диантрими­дом в концентрированной серной кислоте при температуре (100±2) °С и последующем измерении оптической плотности раст­вора при длине волны 630 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Аппарат кварцевый для перегонки воды.
Пробирки кварцевые с притертыми пробками.
Вода, дважды перегнанная в кварцевом аппарате (тридистиллят для приготовления растворов и проведения анализа); хранят в по­лиэтиленовой посуде.

Издание официальное
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 250 г/дм3. Раствор готовят и сохраняют в полиэтиленовой посуде.
Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3, свобод­ная от следов азотной кислоты (проба кислоты в присутствии ди­фениламина не окрашивается в синий цвет) и раствор 0,5 моль/дм3.
Дифениламин по ГОСТ 5825.
1,1' — диантримид по ТУ 6—09—1508, раствор: 0,10 г 1,1' —диан- тримида растворяют в 200 см3 серной кислоты в сухой склянке с притертой пробкой. Склянку предварительно сушат в сушильном шкафу при температуре 100—110°С с последующим охлаждением.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Стандартные растворы бора.
Раствор А: 0,5715 г борной кислоты (х. ч. или ос. ч.) раство­ряют при нагревании в 500 см3 раствора серной кислоты, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают тем же раствором серной кислоты до метки и перемеши­вают.
1 см3 раствора А содержит 0,0001 г бора.
Раствор Б: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вмес­тимостью 100 см3, доливают раствором серной кислоты до метки и перемешивают.
2 см3 раствора Б содержит 0,00001 г бора.
Растворы хранят в полиэтиленовой посуде.
2.3. Подготовка к анализу
Перед проведением анализа приблизительно 1 г стружки пробы промывают два раза этиловым спиртом порциями по 25 см3 и вы­сушивают в сушильном шкафу при температуре (105+5)°С в те­чение 15—20 мин.
2.4. Проведениё анализа
2.4.1. Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в квар­цевую коническую колбу вместимостью 250 см3 или стакан из фторопласта вместимостью 200 см3, приливают раствор гидроксида натрия согласно табл. 1, 10 см3 тридистиллята и растворяют при умеренном нагревании.
Таблица 1
Массовая доля бора, %
Масса навески пробы, г
Объем раствора гидроксида натрия, см*
Объем серной кислоты для нейтрализа­ции, см8
Объем алик­вотной части раствора, см*
От
0,001 до 0,01 включ.
0,5
20
40
4
Св.
0,01 »0,1 »
0,25
10
20
2
>
0,1 » 0,5 »
0,1
10
20
2
После полного растворения пробы в колбу добавляют еще '10 см3 тридистиллята и осторожно нейтрализуют раствор серной кислотой согласно табл. 1, добавляя ее маленькими порциями из иипетки по стенкам колбы.
Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают тридистиллятом до метки и перемешивают.
2.4.2. В сухую кварцевую пробирку с притертой пробкой вмес­тимостью 50 см3 отбирают аликвотную часть раствора согласно табл. 1, приливают пипеткой 26—28 см3 серной кислоты до объе­ма 30 см3 и 10 см3 раствора 1,Г — диантримида. Закрывают про­бирку пробкой и, перемешав раствор, помещают ее в кипящую во­дяную баню, где нагревают в течение 1 ч.
2.4.3. Оптическую плотность раствора пробы измеряют после охлаждения до комнатной температуры при длине волны 630 нм в кювете с толщиной слоя 50 мм при массовой доле бора от 0,001 до 0,01% и 20 мм при массовой доле бора свыше 0,01%.
Раствором сравнения служит раствор серной кислоты.
2.4.4. Растворы контрольных опытов готовят по пп. 2.4.1, 2.4.2 со всеми используемыми в анализе реактивами. Среднюю оптичес­кую плотность растворов контрольных опытов вычитают из опти­ческой плотности раствора пробы.
Массовую долю бора вычисляют по градуировочному графику.
2.4.5. Построение градуировочных графиков
2.4.5.1. При массовой доле бора от 0,001 до 0,01 % в восемь кварцевых конических колб вместимостью по 250 см3 помещают навески алюминия массой 0,5 г, растворяют по п. 2.4.1 и в шесть колб отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раст­вора Б, что соответствует 0,000005; 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005 г бора.
2.4.5.2. При массовой доле бора от 0,01 до 0,1% в восемь квар­цевых колб помещают навески алюминия массой 0,25 г, растворя­ют по п. 2.4.1 и в шесть колб отмеряют 0,25; 0,5; 1,0р 1,5; 2,0; 2,5 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,000025; 0,00005: 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 г бора.
2.4.5.3. При массовой доле бора от 0,1 до 0,5% в семь кварце­вых конических колб помещают навески алюминия массой 0,1 г, растворяют по п. 2.4.1 и в пять колб отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г бора.
Затем растворы переводят в мерные колбы вместимостью по 100 см3, доливают тридистиллятом до метки, перемешивают и про­должают по пп. 2.4.2 и 2.4.3.
Растворы, в которые не введен бор, служат растворами конт­рольного опыта при построении градуировочных графиков.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам бора строят градуировочные графики.

2.5. Обработка результатов
2.5.1. Массовую долю бора (X) в процентах вычисляют по фор­муле
Х= .100,
m,
где т — масса бора в растворе пробы, найденная по градуировоч­ному графику, г;
mi—масса навески в аликвотной части раствора пробы, г.
2.5.2. Расхождения результатов не должны превышать значе­ний, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Абсолютное допускаемое расхождение.
От
0,00010 до 0,00030 включ.
0,00006
0,00007
Св.
0,0003 » 0,0006 »
0,0001
0,0002
»
0,0006 » 0,0010 »
0,0002
0,0003
»
0,0010 » 0,0030 »
0,0003
0,0004
»
0,0030 » 0,0050 »
0,0005
0,0007
»
0,005 » 0,010 »
0,002
0,003

0,010 » 0,030 »
0,003
0,004
»
0,030 » 0,060 »
0,004
0,005
»
0,06 » 0,20 »
0,02
0,03
»
0,20 » 0,50 »
0,05
0,06

3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси серной, азотной, соляной кислот, разделении бора и алюминия на катионите, обра­зовании голубого комплекса бора с 1,1' — диантримидом в концен­трированной серной кислоте при температуре (100±2) °С и изме­рении оптической плотности раствора при длине волны 630 нм.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Аппарат кварцевый для перегонки воды.
Колбы кварцевые конические с кварцевыми воздушными холо­дильниками.
Колонки кварцевые хроматографические.
Стаканы кварцевые.
Пробирки кварцевые с притертыми пробками.
Вода, дважды перегнанная в кварцевом аппарате (тридистил­лят для приготовления растворов и проведения анализа); хранят в полиэтиленовой посуде.
Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3 и раствор 0,5 моль/дм3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3 и раст­воры 1:3, 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3.
Смесь кислот: 2 части серной кислоты, 3 части соляной кисло­ты, 4 части азотной кислоты, 7,5 частей тридистиллята по объему.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, плотностью 0,91 г/см3
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
1.1 ' •—диантримид по ТУ 6—09—1508, раствор готовят по п. 2.2. Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Катионит КУ-2 по ГОСТ 20298.
Аммоний роданистый по ГОСТ 37067, раствор 10 г/дм3.
Бумага универсальная индикаторная по ТУ 6—09—1181.
Кислота борная по ГОСТ 9656.
Стандартные растворы бора
Растворы А и Б — по п. 2.2.
Раствор В: 10 см3 раствора Б переносят в мерную колбу вмес­тимостью 100 см3, доливают раствором серной кислоты 0,5 моль/дм3 до метки и перемешивают; готовят перед применением 1 см3 раствора В содержит 0,000001 г бора.
3.3. Подготов ка к анализу
3.3.1. Перед проведением анализа приблизительно 2 г стружки пробы промывают 2 раза этиловым спиртом порциями по 30 см3 и высушивают при температуре (105+5)°С в сушильном шкафу в течение 15—20 мин.
3.3.2. ’ Катионит КУ-2 для перевода в Н-форму заливают соля­ной кислотой и оставляют на сутки. Затем загружают в кварцевую хроматографическую колонку высотой 30—40 см, диаметром 2 см (высота слоя 25 см) и промывают раствором соляной кислоты (1:1) до отрицательной реакции на ион трехвалентного железа (проба вытекающего из колонки раствора с роданистым аммо­нием).
По достижении отрицательной реакции на ион железа (проба раствора с роданистым аммонием не окрашивается в красный цвет) катионит промывают тридистиллятом до нейтральной реак­ции вытекающего из колонки раствора (pH 7, проба по универ­сальной индикаторной бумаге).
3.3.3. Для регенерации катионита КУ-2 после разделения бора, алюминия и других элементов через хроматографическую колонку пропускают 300—350 см3 раствора соляной кислоты (1:3) и 150—200 см3 тридистиллята до нейтральной реакции вытекающего из колонки раствора. Полноту элюирования алюминия и других элементов с катионита соляной кислотой проверяют нейтрализа­цией порции раствора, вытекающего из колонки, аммиаком — от­сутствие помутнения раствора.
3.4. Проведение анализа
3.4.1. Навеску пробы массой 1 г при массовой доле бора от 0,0001 до 0,0005% и 0,5 г при массовой доле бора от 0,0006 до 0,001% помещают в кварцевую колбу вместимостью 250 см3 с при­тертым воздушным холодильником и растворяют в 10—20 см3 сме­си кислот при комнатной температуре или при очень слабом