ГОСТ 11739.6-99
ГОСТ 11739.6−99 Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения железа
ГОСТ 11739.6−99
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения железа
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of iron
МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709
Дата введения 2000−09−01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 «Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов"
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 16 от 8 октября 1999 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика |
Азгосстандарт |
Республика Армения |
Армгосстандарт |
Республика Беларусь |
Госстандарт Беларуси |
Республика Казахстан |
Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика |
Киргизстандарт |
Республика Молдова |
Молдовастандарт |
Российская Федерация |
Госстандарт России |
Республика Таджикистан |
Таджикгосстандарт |
Туркменистан |
Главная государственная инспекция Туркменистана |
Украина |
Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. N 41-ст межгосударственный стандарт
4 ВЗАМЕН
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2005 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле железа от 0,01% до 2,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005% до 2,0%) методы определения железа в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 61−75 Кислота уксусная. Технические условия
ГОСТ 199−78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия
ГОСТ 3118−77 Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 3760−79 Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 3778−98 Свинец. Технические условия
ГОСТ 4038−79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия
ГОСТ 4204−77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4328−77 Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4461−77 Кислота азотная. Технические условия
ГОСТ 5456−79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия
ГОСТ 5457−75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия
ГОСТ 10484−78 Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 10929−76 Водорода пероксид. Технические условия
ГОСТ 11069−2001 Алюминий первичный. Марки.
ГОСТ 25086−87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
3 Общие требования
3.1 Общие требования к методам анализа — по
3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
4 Фотометрический метод определения железа
4.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты или растворе гидроокиси натрия, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина, образовании комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом при 4,5 и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.
Мешающее влияние меди, цинка и никеля, образующих с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом бесцветные комплексы, устраняют введением избыточного количества реагента. Кроме того, в условиях растворения пробы половина меди отделяется от железа. Если в пробе соотношение массовых долей меди и железа равно или более 100:1, оставшуюся в аликвотной части раствора медь отделяют осаждением на свинцовой ленте.
4.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Кислота соляная по
Натрия гидроокись по
Аммиак водный по
1,10-фенантролин (моногидрат или гидрохлорид моногидрата): 0,25 г моногидрата или 0,30 г гидрохлорида моногидрата растворяют при слабом нагревании в 80 смводы, охлаждают, доливают водой до объема 100 см.
2,2'-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в 100 смводы.
Гидроксиламина гидрохлорид по
Натрий уксуснокислый по
Кислота уксусная по
Буферный раствор с pH 4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 смводы, фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см, приливают 240 смуксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
Смесь реактивов: смешивают 100 смраствора гидрохлорида гидроксиламина, 100 смраствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила и 300 смбуферного раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного месяца.
Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 смводы при слабом нагревании.
Индикаторная бумага конго: фильтры («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.
Свинец по
Водорода пероксид по
Железо реактивное (восстановленное).
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 0,1 г железа помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 50 смраствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и умеренно нагревают до растворения, добавляют 2−3 капли пероксида водорода и кипятят в течение 3−5 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, часовое стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором проводили растворение, и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
1 смраствора содержит 0,0001 г железа.
Раствор Б: 10 смраствора, А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 2 смраствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед применением.
1 смраствора содержит 0,00001 г железа.
4.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
4.4 Проведение анализа
4.4.1 Навеску пробы 0,5 г в зависимости от массовой доли кремния растворяют одним из следующих способов.
4.4.1.1 При массовой доле кремния менее 1,5%
Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 15 смраствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10 смводы и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры раствору приливают воду до объема 50 сми фильтруют раствор через фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1, промывают фильтр 2−3 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5−10 см, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля железа, % |
Вместимость мерной колбы, см |
Объем аликвотной части раствора, см |
Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г |
От 0,01 до 0,05 включ. |
100 |
50 |
0,25 |
Св. 0,05 «0,2 « |
250 |
25 |
0,05 |
» 0,2 «0,8 « |
250 |
20 |
0,04 |
» 0,8 «1,5 « |
250 |
10 |
0,02 |
» 1,5 «2,0 « |
250 |
5 |
0,01 |
4.4.1.2 При массовой доле кремния более 1,5%
Навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 см, приливают небольшими порциями 20 смраствора гидроокиси натрия и растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана обмывают 20−25 смводы, приливают осторожно, небольшими порциями при непрерывном перемешивании, 20 смраствора соляной кислоты молярной концентрации 10 моль/дми кипятят в течение 3−5 мин до получения прозрачного раствора, доливают 20−25 смводы и продолжают нагревание в течение 2−3 мин.
При наличии осадка меди охлажденный раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента»), фильтр промывают 3−4 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см, собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1. Раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.
4.4.2 Аликвотную часть раствора, полученного
4.4.3 При массовой доле в пробе меди более 0,5%, цинка более 4,0%, никеля более 2,0% или их суммы более 5,0% к раствору, приготовленному по 4.4.2, приливают в избыток 10 смраствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила.
4.4.4 При соотношении в пробе массовых долей меди и железа более чем 100:1 медь дополнительно отделяют на металлическом свинце.
Для этого аликвотную часть раствора, приготовленного
4.4.5 Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны 510 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, приготовленный
Массу железа определяют по градуировочному графику.
4.4.6 Построение градуировочного графика
В девять из десяти мерных колб вместимостью 100 смкаждая отмеряют 2,5; 5,0 смраствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 смраствора А, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004 г железа. К растворам приливают воду до объема 50 см, 25 смсмеси реактивов, добавляют в избыток 10 смраствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила, если график предназначен для проб по 4.4.3, затем доливают водой до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит раствор, в который не введено железо.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.
4.5 Обработка результатов
4.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
, (1)
где — масса железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
— масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
4.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.
Таблица 2
В процентах
Массовая доля железа |
Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений |
результатов анализа | |
От 0,010 до 0,030 включ. |
0,004 |
0,006 |
Св. 0,030 «0,100 « |
0,006 |
0,010 |
» 0,10 «0,30 « |
0,01 |
0,02 |
» 0,30 «0,50 « |
0,02 |
0,03 |
» 0,50 «1,00 « |
0,04 |
0,06 |
» 1,00 «2,00 « |
0,08 |
0,10 |
5 Атомно-абсорбционный метод определения железа
5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для железа.
Печь муфельная.
Ацетилен по
Кислота соляная по
Никель (II) хлорид по
Кислота серная по
Кислота азотная по
Кислота фтористоводородная по
Водорода пероксид по
Алюминий по
Раствор алюминия 50 г/дм: 25 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, добавляют 1−2 смраствора хлорида никеля (II), небольшими порциями 275 смраствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. В раствор приливают 1 смпероксида водорода и кипятят его в течение 5 мин.
Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Железо реактивное (восстановленное).
Стандартный раствор железа, А — по 4.2.
1 смраствора содержит 0,0001 г железа.
5.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
5.4 Проведение анализа
5.4.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 30 смводы и осторожно, небольшими порциями, 30 смраствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3−5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3−5 мин.
Таблица 3
Массовая доля железа, % |
Масса навески пробы, г |
Объем аликвотной части раствора, см |
Объем раствора соляной кислоты 1:1, см |
Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г |
От 0,005 до 0,10 включ. |
1 |
Весь раствор |
- |
1 |
Св. 0,10 «1,0 « |
0,5 |
20 |
1 |
0,1 |
» 1,0 «2,0 « |
0,5 |
10 |
3 |
0,05 |
5.4.1.1 Если раствор прозрачен, его переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 смчерез фильтр средней плотности («белая лента»), промывая фильтр 2−3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5−10 см, и собирают фильтрат в ту же колбу (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500−600°С в течение 2−3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 смфтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора.
Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 смраствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр («синяя лента») и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают раствор соляной кислоты 1:1 в соответствии с таблицей 3, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.3 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1 и 5.3.2, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
5.4.4 Построение градуировочного графика
5.4.4.1 При массовой доле железа от 0,005 до 0,10%
В восемь мерных колб вместимостью 100 смкаждая приливают по 20 смраствора алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 смстандартного раствора А, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.2 При массовой доле железа от 0,10 до 1,0%
В семь мерных колб вместимостью 100 смкаждая приливают по 2 смраствора алюминия, по 5 смраствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 смстандартного раствора А, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.3 При массовой доле железа от 1,0 до 2,0%
В семь мерных колб вместимостью 100 смкаждая приливают по 1 смраствора алюминия, по 5 смраствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 смстандартного раствора А, что соответствует 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г железа.
5.4.4.4 Растворы, полученные
5.4.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график в координатах: «Значение атомной абсорбции — массовая концентрация железа, г/см». Раствор, в который не введено железо, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
Массовую концентрацию железа в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
5.5 Обработка результатов
5.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
, (2)
где — массовая концентрация железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
— массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
— объем раствора пробы, см;
— масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
5.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
Таблица 4
В процентах
Массовая доля железа |
Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений |
результатов анализа | |
От 0,005 до 0,010 включ. |
0,002 |
0,003 |
Св. 0,010 «0,030 « |
0,004 |
0,005 |
» 0,030 «0,100 « |
0,006 |
0,010 |
» 0,10 «0,30 « |
0,01 |
0,02 |
» 0,30 «0,50 « |
0,02 |
0,03 |
» 0,50 «1,00 « |
0,04 |
0,06 |
» 1,00 «2,00 « |
0,08 |
0,10 |
УДК 669.715.001.4:006.354 | МКС 77.120.10 | В59 |
ОКСТУ 1709 | ||
Ключевые слова: сплавы алюминиевые, методы определения железа, реактивы, растворы, анализ |