ГОСТ 23862.12-79

• gost-2386212-79.pdf (257.02 KiB)
  ГОСТ 23862.12-79

ГОСТ 23862.12−79 Церий и его двуокись. Химико-спектральный метод определения железа, кобальта, марганца, меди и никеля (с Изменением N 1)

ГОСТ 23862.12−79

Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЦЕРИЙ И ЕГО ДВУОКИСЬ

Химико-спектральный метод определения железа, кобальта, марганца, меди и никеля

Cerium and its dioxide. Chemical-spectral method of determination of iron, cobalt, manganese, copper and nickel

MКC 77.120.99
ОКСТУ 1709

Дата введения 1981−01−01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. N 3988 дата введения установлена 01.01.81

Ограничение срока действия снято по протоколу N 7−95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11−95)

ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1985 г. (ИУС 7−85).


Настоящий стандарт устанавливает химико-спектральный метод определения железа, кобальта, марганца, меди, никеля в церии и его двуокиси.

Метод основан на концентрировании примесей экстракцией макрокомпонента — церия (IV) трибутилфосфатом, обработанным бромом, и последующем спектральном анализе полученного концентрата.

Интервал определяемых массовых долей примесей:

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 23862.0−79.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрограф дифракционный ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм, работающий в первом порядке отражения, и трехлинзовой системой освещения.

Генератор дуговой ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичный, приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.

Выпрямитель переменного тока 250−300 В, 30−50 А, нерегистрирующий микрофотометр МФ-2 или аналогичный.

Спектропроектор типа ПС-18 или аналогичный.

Бокс из органического стекла.

Ступка и пестик из органического стекла.

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру до 900 °C.

Станок для заточки электродов.

Секундомер механический.

Лампа инфракрасная З-С-1.

Плитка электрическая.

Воронки делительные вместимостью 50, 100, 1000 см.

Чашки платиновые вместимостью 50, 200 см.

Чашки кварцевые вместимостью 30 смс крышками.

Пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10 см.

Угли спектральные ОС-7−3.

Графит порошковый особой чистоты по ГОСТ 23463–79.

Электроды «рюмки», выточенные из углей спектральных ОСЧ-7−3 диаметром 6 мм: диаметром кратера 4 мм, глубиной кратера 5 мм, высотой наружной стенки 6 мм, толщиной стенок 1 мм, высотой «ножки» 2 мм, диаметр ножки 2 мм — электрод 1.

Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7−3 диаметром 6 мм: диаметром кратера 2 мм, глубиной кратера 5 мм, высотой заточенной части 8 мм, диаметром заточенной части 4 мм — электрод 2.

Пластинки фотографические типа II или аналогичные, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий и близлежащего фона в спектре.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300–87, дважды перегнанный в кварцевом приборе.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125–84, концентрированная, разбавленная 1:1, 1%-ный, 3 моль/дми 1 моль/дмрастворы.

Бром по ГОСТ 4109–79, х.ч.

Кислота азотная 3 моль/дмраствор, насыщенный бромом: в делительную воронку вместимостью 1000 смпомещают 800 см3 моль/дмраствора азотной кислоты, добавляют 30 смброма и осторожно перемешивают в течение 1 мин, затем сливают (обе фазы) в стеклянную банку с плотно закрывающейся пробкой.

Кислота серная по ГОСТ 4204–77, х.ч., разбавленная 1:1 и 1%-ный раствор.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929–76, х.ч., концентрированный и разбавленный 1:7.

Кислота фтористоводородная ос.ч. 21−5.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288–74.

Трибутиловый эфир фосфорной кислоты (ТБФ) технический или ч.

Аммиак водный по ГОСТ 3760–79, х.ч.

Натрий углекислый по ГОСТ 83–79, х.ч., раствор с концентрацией 100 г/дм.

Вода деионизованная с удельным сопротивлением 20−24 МОм·см.

Марганец металлический по ГОСТ 6008–90.

Никель металлический марки ПН-1 по ГОСТ 9722–97.

Кобальт металлический марки КП-1 по ГОСТ 9721–79.

Медь металлическая марки ПМС-К по ГОСТ 4960–75.

Железо металлическое по ГОСТ 9849–86.

Натрий хлористый, ос.ч. 6−4.

Серебро хлористое.

Церия двуокись с содержанием основного элемента не менее 99,99%, спектрально чистая по определяемым примесям.

Церий азотнокислый, раствор с концентрацией 50 г/дм(в пересчете на окись): навеску двуокиси церия массой 10 г помещают в платиновую чашку вместимостью 200 см, смачивают водой, добавляют 70 смконцентрированной азотной кислоты, 1,5−2 смфтористоводородной кислоты и растворяют 30 смконцентрированной азотной кислоты, разбавляют водой до объема 200 сми перемешивают.

Раствор азотнокислого марганца, содержащий 1 мг/сммарганца: 0,1 г металлического марганца растворяют в 10 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят объем до метки водой.

Раствор азотнокислого никеля, содержащий 1 мг/смникеля: 0,1 г металлического никеля растворяют в 10 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят объем до метки водой.

Раствор азотнокислого кобальта, содержащий 1 мг/смкобальта: 0,1 г металлического кобальта растворяют в 10 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят объем до метки водой.

Раствор азотнокислой меди, содержащей 1 мг/сммеди: 0,1 г металлической меди растворяют в 10 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят объем до метки водой.

Раствор азотнокислого железа, содержащий 1 мг/смжелеза: 0,1 г металлического железа растворяют в 10 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят объем до метки водой.

Смешанный азотнокислый раствор 1, содержащий по 0,1 мг/сммарганца, никеля, меди и кобальта: в мерную колбу вместимостью 100 смвводят по 10 смазотнокислых растворов марганца, никеля, кобальта и меди, содержащих по 1 мг/сммарганца, никеля, кобальта, меди, и доводят объем до метки 1%-ным раствором азотной кислоты; готовят в день употребления.

Смешанный азотнокислый раствор 2, содержащий по 0,01 мг/сммарганца, никеля, меди и кобальта: в мерную колбу вместимостью 100 смвводят до 10 смсмешанного азотнокислого раствора 1, содержащего по 0,1 мг/сммарганца, никеля, кобальта, меди и доводят объем до метки 1%-ным раствором азотной кислоты; готовят в день употребления.

Азотнокислый раствор 3, содержащий 0,1 мг/смжелеза в мерную колбу вместимостью 100 смвводят 10 смазотнокислого раствора железа, содержащего 1 мг/смжелеза, и доводят объем до метки 1%-ным раствором азотной кислоты; готовят в день употребления.

Спектроскопический буфер: навеску хлористого натрия массой 10 г смешивают с 90 г порошкового графита в ступке из органического стекла. Для получения однородной массы перемешивание проводят в присутствии спирта.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Очистка трибутилфосфата

В делительную воронку вместимостью 1000 смпомещают 200 смТБФ и 600 смраствора углекислого натрия, растворы перемешивают в течение 2 мин. После расслаивания фаз водный слой (нижний) отбрасывают. Органическую фазу в воронке промывают два раза раствором углекислого натрия порциями по 600 см(каждый раз водную фазу отбрасывают). Органическую фазу промывают четыре раза 1 моль/дмраствором азотной кислоты порциями по 600 см, один раз 400 см3 моль/дмраствора азотной кислоты, насыщенной бромом, один раз 200 смраствором азотнокислого церия (IV), и затем пероксидом водорода (разбавленным 1:7) до полного удаления церия. Полноту удаления церия контролируют: 200 смводной фазы переносят в стакан вместимостью 300 см, нагревают до кипения и добавляют раствор аммиака до появления запаха. Отсутствие осадка указывает на полное удаление церия.

Далее органическую фазу промывают 400 см3 моль/дмазотной кислоты, насыщенной бромом, при перемешивании в течение 2 мин. Водную фазу отбрасывают. Органическая фаза (ТБФ) готова к употре

блению.

3.2. (Исключен, Изм. N 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Концентрирование примесей

Навеску анализируемой пробы двуокиси церия массой 1 г (или соответствующее количество металла) помещают в платиновую чашку вместимостью 50 см, смачивают несколькими каплями воды, добавляют 7 смконцентрированной азотной кислоты, 4−5 капель фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании.

К раствору добавляют 3 смконцентрированной азотной кислоты, 10 смводы и переводят в делительную воронку вместимостью 100 см, отградуированную по 20 см. Объем раствора в воронке разбавляют водой до 20 см, добавляют 25 смочищенного по п. 3.1 или регенерированного (см. п. 4.3) ТБФ и энергично перемешивают в течение 1 мин. После расслаивания водную фазу переводят в другую делительную воронку вместимостью 50 см, а органическую собирают в отдельную посуду для регенерирования экстрагента (см. п. 4.3). К водной фазе добавляют 5 смчетыреххлористого углерода и энергично перемешивают в течение 1 мин. После расслаивания органическую фазу отбрасывают, а водную сливают в кварцевую чашку, добавляют 5−8 капель пероксида водорода и упаривают досуха. К сухому остатку в чашке добавляют 10−15 капель концентрированной азотной кислоты, 5−6 капель пероксида водорода, вновь упаривают досуха, закрывают крышками и прокаливают при 900 °C в течение 20 мин.

Во избежание загрязнений операции растворения и упаривания проводят в боксе с очищенным воздухом.

Анализ каждой пробы проводят из трех навесок. Одновременно с каждой серией анализов ставят два контрольных опыта на реактивы, проводя их через все стадии анализа. В этом случае к водной фазе после экстракции четыреххлористым углеродом добавляют 50 мг двуокиси церия и поступают, как указано выше.

После прокаливания остаток в чашке охлаждают до комнатной температуры и далее подвергают спектральному анализу.

(Измененная редакция, Изм. N

1).

4.2. Спектральный анализ концентратов

На дно кратера графитового электрода помещают последовательно 2 мг хлористого серебра, затем без перемешивания вводят каждый концентрат примесей или 50 мг образца сравнения. Электрод с пробой или с образцом сравнения служит анодом, его устанавливают в нижний держатель штатива спектрографа. Верхним электродом является электрод N 2, заполненный буферной смесью. Между электродами зажигают дугу постоянного тока 20−21 А. Расстояние между электродами — 3 мм. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-13, используя фотопластинки типа II. Ширина щели спектрографа 23 мкм, время экспозиции 30 с. Промежуточную диафрагму в трехлинзовом конденсоре подбирают так, чтобы почернения фона вблизи аналитических линий находились в области нормальных почернений.

В одинаковых условиях фотографируют по три раза спектры концентратов анализируемых проб, по три раза спектры каждого образца сравнения и основы — двуокиси церия, по два раза спектры концентратов, полученных из контрольных опытов.

Экспонированные фотопластинки проявляют, промывают водой, фиксируют, промывают в проточной воде (15 мин) и сушат.

4.3. Регенерирование использованного экстрагента

В делительную воронку вместимостью 1000 смдобавляют 200 смиспользованного ТБФ, 600 смпероксида водорода, разбавленного 1:7, и осторожно перемешивают в течение 2 мин. После расслаивания фаз водную фазу отбрасывают. Обработку ТБФ пероксидом водорода, разбавленным 1:7, повторяют до полного удаления церия (см. п. 3.1).

После полного удаления церия к органической фазе добавляют 400 см3 моль/дмазотной кислоты, насыщенной бромом, энергично перемешивают в течение 2 мин. После расслаивания фаз, водную фазу отбрасывают, а ТБФ готов к употреблению.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. В каждой спектрограмме фотометрируют почернения аналитической линии определяемого элемента (см. табл.2) и близлежащего фона и вычисляют разность почернений . По трем параллельным значениям ; ; для образцов сравнения находят среднеарифметическое значение и строят градуировочный график в координатах (, ).

Таблица 2

По градуировочному графику и значениям для концентратов анализируемой пробы и для концентратов контрольных опытов находят средние значения массовой доли определяемой примеси и в процентах.

5.2. Массовую долю определяемого элемента () в процентах вычисляют по формуле

,

где  — масса концентрата примесей, мг;

 — масса навески анализируемой пробы, мг;

 — среднее значение массовой доли определяемого элемента в концентратах анализируемой пробы, %;

 — среднее значение массовой доли определяемого элемента в концентратах контрольного опыта, %.

5.3. Расхождения результатов трех параллельных определений (отношение наибольшего из них к наименьшему), а также расхождение результатов двух анализов (отношение большего к меньшему) не должны превышать значений допускаемых расхождений, указанных в табл.3.

Таблица 3

(Измененная редакция, Изм. N 1).