ГОСТ 11739.4-90
ГОСТ 11739.4−90 Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения висмута
ГОСТ 11739.4−90
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения висмута
Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of bismuth
ОКСТУ 1709
Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96*
________________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5−94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11/12, 1994 год). — Примечание изготовителя базы данных.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ:
В.Г.Давыдов, д-р техн. наук;
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам
3. ВЗАМЕН
4. Периодичность проверки — 5 лет
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
ГОСТ 3118–77 |
3.2 |
ГОСТ 4038–79 |
3.2 |
ГОСТ 4204–77 |
2.2, 3.2 |
ГОСТ 4232–74 |
2.2 |
ГОСТ 4461–77 |
2.2, 3.2 |
ГОСТ 5457–75 |
3.2 |
ГОСТ 6344–73 |
2.2 |
ГОСТ 10484–78 |
3.2 |
ГОСТ 10928–75 |
2.2, 3.2 |
ГОСТ 10929–76 |
3.2 |
ГОСТ 11069–74 |
3.2 |
ГОСТ 25086–87 |
1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле висмута от 0,005 до 0,8%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле висмута от 0,05 до 1,0%) методы определения висмута.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси серной и азотной кислот или в растворе гидроокиси натрия, образовании оранжево-желтого комплекса висмута с йодистым калием и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 465 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Кислота серная по
Кислота азотная по
Натрия гидроокись по
Натрий азотистокислый по
Смесь кислот N 1: к 100 смводы осторожно, порциями при перемешивании приливают 200 смсерной кислоты, охлаждают до комнатной температуры, приливают 200 смазотной кислоты и перемешивают.
Смесь кислот N 2: к 400 смраствора серной кислоты приливают 50 смазотной кислоты и перемешивают.
Смесь N 3: к 400 смраствора серной кислоты приливают 50 смазотной кислоты и перемешивают. Раствор перед употреблением нагревают приблизительно до 80 °C и приливают 2 смраствора азотистокислого натрия.
Железо хлорное по
Калий йодистый по
Тиомочевина по
Висмут по
_______________
* На территории Российской Федерации действует
Стандартный раствор висмута: 0,1 г висмута помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 30 смраствора азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и растворяют при умеренном нагревании. После растворения пробы раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
1 смраствора содержит 0,0001 г висмута.
Алюминий по
_______________
* На территории Российской Федерации действует
Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента») помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 смгорячей воды и перемешивают мешалкой до получения од
нородной массы.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл.1 растворяют одним из следующих способов.
Таблица 1
Массовая доля висмута, % |
Масса навески, г |
Объем аликвотной части раствора, см |
Объем раствора серной кислоты, см |
Кювета, мм |
От 0,005 до 0,02 включ. |
1 |
Весь раствор |
- |
50 |
Св. 0,02 «0,08 « |
0,5 |
То же |
- |
30 |
» 0,08 «0,4 « |
0,5 |
20 |
20 |
30 |
» 0,4 «0,8 « |
0,25 |
20 |
20 |
30 |
2.3.1.1. При массовой доле кремния менее 0,5% навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 25 смсмеси кислот N 1. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения навески, добавляют 30 смводы и кипятят раствор 1−2 мин. Если раствор не прозрачен, то его фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом в мерную колбу вместимостью 100 см, ополаскивая колбу и промывая фильтр 2−3 раза горячей водой порциями по 10 см, чтобы объем фильтрата был не более 80 см, и охлаждают раствор до комнатной температуры.
При массовой доле висмута менее 0,08% проводят фотометрирование раствора из всей навески в мерной колбе вместимостью 100 см.
При массовой доле висмута более 0,08% раствор доливают водой до метки, перемешивают и продолжают по п. 2.3.2
.
2.3.1.2. При массовой доле кремния более 0,5% навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 200 см, приливают 1 смраствора хлорного железа, если его массовая доля в пробе составляет менее 0,2%, затем приливают 5−7 смводы и при постоянном охлаждении небольшими порциями — 50 смраствора гидроксида натрия. После прекращения бурной реакции стакан нагревают до полного растворения пробы и при умеренном нагревании, избегая разбрызгивания, упаривают до 15−20 см. Наличие в растворе характерной мути серого цвета свидетельствует о присутствии нерастворившегося кремния. В этом случае нагревание следует продолжить до получения прозрачного раствора. После охлаждения в стакан осторожно приливают 180−200 смводы и нагревают до растворения солей.
Раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом. Осадок на фильтре промывают 8−10 раз горячей водой и растворяют в 45 смгорячей смеси кислот N 2 над стаканом или колбой вместимостью 250−300 см. Если проба содержит более 0,5% марганца, то осадок растворяют в 45 смгорячей смеси N 3. Фильтр промывают 6 раз горячей водой порциями по 20 см, собирая промывные воды в тот же стакан.
Фильтрат и промывные воды упаривают до объема 70−80 см, охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см.
При массовой доле висмута менее 0,08% проводят фотометриррование раствора для всей навески в мерной колбе вместимостью 100 см.
При массовой доле висмута более 0,08% раствор доливают водой до метки и переме
шивают.
2.3.2 К раствору пробы или аликвотной части раствора (см. табл.1) в мерной колбе вместимостью 100 смприливают раствор серной кислоты (см. табл.1), 5 смраствора тиомочевины, 10 смраствора йодистого калия, доливают водой до метки и перемешивают.
2.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 20 мин при длине волны 465 нм в кювете с толщиной слоя согласно табл.1.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по пп.2.3.1.1 или
Массовую долю висмута рассчитывают по градуировочному графику.
2.3.4. Построение градуировочных графиков
2.3.4.1. При массовой доле кремния менее 0,5% в шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 смотмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 смстандартного раствора висмута, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г висмута, приливают по 30 смраствора серной кислоты и далее продолжают по пп.2.3.2,
2.3.4.2. При массовой доле кремния более 0,5% в семь стаканов из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью по 200 смпомещают навески алюминия массой по 0,5 г, в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 смстандартного раствора висмута, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г висмута и далее продолжают по п.
Растворами сравнения служат растворы, не содержащие висмут.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам висмута строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю висмута () в процентах вычисляют по формуле
, (1)
где — масса висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
— масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
Массовая доля висмута, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
результатов параллельных определений |
результатов анализа | |
От 0,005 до 0,015 включ. |
0,002 |
0,003 |
Св. 0,015 «0,040 « |
0,004 |
0,006 |
» 0,040 «0,080 « |
0,008 |
0,010 |
» 0,08 «0,20 « |
0,01 |
0,02 |
» 0,20 «0,40 « |
0,02 |
0,04 |
» 0,40 «0,80 « |
0,04 |
0,06 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА
3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции висмута при длине волны 223,1 нм в пламени ацетилен-воздух.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для висмута.
Ацетилен по
Кислота соляная по
Кислота азотная по
Кислота серная по
Кислота фтористоводородная по
Водорода пероксид по
Никель хлористый по
Алюминий по
Раствор алюминия 20 г/дм: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 500 см, добавляют 50 смводы, затем небольшими порциями 300 смраствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагревании, добавляя 1 смраствора хлористого никеля. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.
Висмут по
Стандартные растворы висмута.
Раствор А: 0,5 г висмута помещают в стакан вместимостью 300 см, приливают 100 смраствора азотной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.
1 смраствора, А содержит 0,001 г висмута.
Раствор Б: 50 смраствора, А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 5 смраствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
1 смраствора Б содержит 0,0005 г висмута.
Раствор В: 10 смраствора, А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 5 смраствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед применением.
1 смраствора В содержит 0
, 0001 г висмута.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают приблизительно 10 смводы и затем небольшими порциями 25 смраствора соляной кислоты (1:1). Колбу накрывают часовым стеклом, нагревают до полного растворения навески, добавляют 3−5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 мин.
Часовое стекло и стенки колбы ополаскивают водой. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.2. При массовой доле кремния менее 1% раствор, если он не прозрачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности («белая лента») в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
3.3.3. При массовой доле кремния свыше 1% после окончания растворения по п. 3.3.1 раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью 100 см. Осадок на фильтре промывают 3−4 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см(основной фильтрат).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500−600 °С в течение 3 мин. После охлаждения к содержимому тигля добавляют четыре капли серной кислоты, 5 смфтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора. Далее раствор выпаривают досуха, после охлаждения остаток смачивают 2−3 смводы и растворяют в 2−3 смраствора соляной кислоты (1:1) при нагревании.
Раствор присоединяют к основному фильтрату в мерной колбе вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.4. Раствор контрольного опыта готовят согласно пп.3.3.1, 3.3.2 или 3.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
3.3.5. Построение градуировочных графиков
3.3.5.1. При массовой доле висмута от 0,05 до 0,10% в семь мерных колб вместимостью по 100 смприливают по 25 смраствора алюминия, в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 смстандартного раствора В, что соответствует 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004; 0,00045; 0,0005 г висмута.
3.3.5.2. При массовой доле висмута от 0,1 до 0,5% в шесть мерных колб вместимостью по 100 смприливают по 25 смраствора алюминия, в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 смстандартного раствора Б, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г висмута.
3.3.5.3. При массовой доле висмута от 0,5 до 1% в семь мерных колб вместимостью по 100 смприливают по 25 смраствора алюминия, в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 смстандартного раствора А, что соответствует 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004; 0,0045; 0,005 г висмута.
3.3.6. Растворы в колбах по пп.3.3.5.1,
3.3.7. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию висмута при длине волны 223,1 нм.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям висмута строят градуировочный график.
Массовую концентрацию висмута в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю висмута () в процентах вычисляют по формуле
, (2)
где — массовая концентрация висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
— массовая концентрация висмута в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
— объем раствора пробы, см;
— масса навески пробы, г
.
3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл.3.
Таблица 3
Массовая доля висмута, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
результатов параллельных определений |
результатов анализа | |
От 0,050 до 0,100 включ. |
0,010 | 0,015 |
Св. 0,100 «0,250 « |
0,015 | 0,020 |
» 0,25 «0,50 « |
0,03 | 0,04 |
» 0,50 «1,00 « |
0,05 |
0,06 |