ГОСТ 19014.1-73

• gost-190141-73.pdf (329.99 KiB)
  ГОСТ 19014.1-73

ГОСТ 19014.1−73 Кремний кристаллический. Методы определения алюминия (с Изменениями N 1, 2, 3)

ГОСТ 19014.1−73*

Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КРЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ

Методы определения алюминия

Crystal silicon. Methods of aluminium determination*

______________
* Наименование стандарта. Измененная редакция, Изм. N 3.


ОКСТУ 1709

Дата введения 1975−01−01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 июля 1973 г. N 1804 срок введения установлен с 01.01.75

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15 августа 1984 г. N 2874 срок действия продлен до 01.01.90**
________________
** Ограничение срока действия снято по протоколу N 4−93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 год). — Примечание изготовителя базы данных.

ВЗАМЕН ГОСТ 2178–54 в части разд. III

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (ноябрь 1985 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июле 1979 г., августе 1984 г. (ИУС 8−79, 11−84)

ВНЕСЕНО Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие с 01.01.90 Постановлением Госстандарта СССР от 27.06.89 N 2091

Изменение N 3 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 11, 1989 год


Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,30 до 1,60%) в кристаллическом кремнии.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 19014.0−73.

1a. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в удалении кремния в виде тетрафторида в отделении титана и железа в виде гидроксидов. Алюминий определяют комплексонометрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка с индикатором ксиленоловым оранжевым при рН=5,5.

Раздел 1а. (Введен дополнительно, Изм. N 3).

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484–78.

Кислота азотная по ГОСТ 4461–77.

Кислота серная по ГОСТ 4204–77, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118–77, разбавленная 1:1.

Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328–77, раствор с массовой долей 20%.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172–76.

Цинк металлический по ГОСТ 3640–79*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 3640–94. — Примечание изготовителя базы данных.

Стандартный раствор азотнокислого цинка, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм; готовят следующим образом: 3,269 г цинка растворяют при нагревании в смеси 100 смводы и 15 смазотной кислоты. Раствор выпаривают до 5−10 сми разбавляют водой до 1000 см.

Аммиак водный по ГОСТ 3760–79.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199–78.

Кислота уксусная по ГОСТ 61–75.

Ацетатный буферный раствор; готовят следующим образом: 250 г кристаллического уксуснокислого натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, растворяют в воде, добавляют 20 смуксусной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают.

Ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.

Раствор годен в течение 10 дней.

Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652–73, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде; фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают.

Для определения поправочного коэффициента раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дмтрилона Б отбирают из бюретки 20 смраствора трилона Б в коническую колбу вместимостью 500 сми разбавляют водой до 200 см. Прибавляют 5−6 капель ксиленолового оранжевого и по каплям аммиак до появления синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям соляной кислоты, разбавленной 1:1, до появления желтой окраски. Затем в колбу приливают 20 смацетатного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до изменения окраски из желтой в розовую.

Поправочный коэффициент для раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дмтрилона Б () вычисляют по формуле

,

где  — количество раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/дмазотнокислого цинка, см;

 — количество раствора трилона Б, см.

Если для контрольного опыта берут столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то поправочный коэффициент для раствора трилона Б можно не определять.

Натрий углекислый по ГОСТ 83–79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199–76, обезвоженный при 400 °C.

Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий, тетраборнокислый в соотношении 6:1 (по массе).

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску кремния массой 2 г помещают в платиновую чашку вместимостью 200 см, смачивают водой, добавляют 30 смфтористоводородной кислоты, затем небольшими порциями 15 смазотной кислоты.

Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 5 смсерной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров ангидрида серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой из промывалки и выпаривают на бане досуха.

К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре 800 °C или сухой остаток сплавляют с 8 г смеси для сплавления в муфеле при температуре 950 °C. Плав растворяют, добавляя 15−30 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и 40−50 смводы, нагревают для полного растворения плава, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.

Из приготовленного таким образом раствора определяют массовую долю алюминия, железа, кальция и титана, отбирая на каждое определение соответствующую аликвотную часть.

Из мерной колбы вместимостью 250 смотбирают 100 смраствора в мерную колбу вместимостью 250 см, добавляют 25 смраствора трилона Б, нагревают почти до кипения, прибавляют при перемешивании 50 смраствора гидроокиси натрия, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр «синяя лента». Фильтрат собирают в сухую коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают.

Отбирают 100−200 смраствора, помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, добавляют 3−4 капли ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор соляной кислотой, разбавленной 1:1, до перехода окраски индикатора в желтый цвет. После нейтрализации к раствору прибавляют 20 смацетатного буферного раствора, кипятят 2−3 мин, охлаждают, вновь прибавляют 3−4 капли ксиленолового оранжевого и оттитровывают избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

где  — объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм, содержащийся в аликвотной части, взятой для титрования, см;

 — поправочный коэффициент раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм;

 — объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм, израсходованный на титрование избытка трилона Б, см;

0,00135 — массовая концентрация раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм, выраженный в граммах алюминия, на см;

 — общий объем раствора, см;

 — объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и титана, см;

 — объем аликвотной части раствора, отбираемой для отделения железа и титана, см;

 — объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алюминия, см;

 — масса навески кремния, г.

Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

где  — объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм, израсходованный на титрование избытка трилона Б в контрольном опыте, см;

 — объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм, израсходованный на титрование избытка трилона Б в пробе, см;

 — общий объем раствора, см;

 — объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и титана, см;

 — объем аликвотной части раствора, отбираемый для отделения железа и титана, см;

 — объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алюминия, см;

 — масса навески кремния, г.

4.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Метод применяют при разногласиях в оценке качества кремния кристаллического.

Раздел 4. (Измененная редакция, Изм. N 3).

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

Сущность метода состоит в измерении атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени закись азота — ацетилен.

Раздел 5. (Введен дополнительно, Изм. N 3).

6. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями типа «Перкин Эльмер», «Сатурн» или аналогичный.

Лампа с полым катодом для алюминия.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457–75.

Закись азота в баллонах медицинская.

Кислота соляная по ГОСТ 3118–77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461–77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484–78.

Кислота серная по ГОСТ 4204–77, разбавленная 1:1.

Натрий углекислый по ГОСТ 83–79.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199–76, обезвоженный при 400 °C.

Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий тетраборнокислый в соотношении 6:1 (по массе).

Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069–74*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069–2001. — Примечание изготовителя базы данных.

Стандартный раствор алюминия: 0,5000 г алюминия помещают в стакан вместимостью 400 см, небольшими порциями добавляют 50 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор нагревают до полного растворения алюминия. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1,0 смраствора содержит 0,001 г алюминия.

Раствор-фон: 160 г смеси для сплавления помещают в стакан вместимостью 1000 см, смачивают водой и осторожно, небольшими порциями, приливают 700 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1.

После растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Раздел 6. (Введен дополнительно, Изм. N 3).

7. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

7.1. Навеску кремния массой 2 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой, добавляют 30 смфтористоводородной кислоты, затем небольшими порциями 15 смазотной кислоты.

Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 5 смсерной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой и выпаривают на бане досуха.

К сухому остатку прибавляют 8 г смеси для сплавления и сплавляют в муфеле при температуре 950 °C. Плав растворяют, добавляя 30 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и 40−50 смводы, нагревают до полного растворения плава, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.

В приготовленном растворе определяют массовую долю алюминия, кальция, железа и титана. Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

В полученных растворах проб, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика измеряют значение атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени закись азота — ацетилен.

Массу алюминия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику, который строят при каждой съемке.

7.2. Построение градуировочного графика

В шесть мерных колб вместимостью 250 смприливают по 50 смраствора-фона. Затем вводят 0; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 смстандартного раствора, что соответствует 0; 0,002; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030 г алюминия. Растворы доливают до метки водой, перемешивают и измеряют абсорбцию растворов, как указано в п. 7.1.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массам алюминия строят градуировочный график.

Раздел 7. (Введен дополнительно, Изм. N 3).

8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

8.1. Массовую долю алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

где  — масса алюминия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

 — масса алюминия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;

 — масса навески пробы, г.

8.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Раздел 8. (Введен дополнительно, Изм. N 3).