ГОСТ 23862.25-79

• gost-2386225-79.pdf (323.14 KiB)
  ГОСТ 23862.25-79

ГОСТ 23862.25−79 Редкоземельные металлы и их окиси. Методы определения кобальта и никеля (с Изменением N 1)

ГОСТ 23862.25−79

Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ ОКИСИ

Методы определения кобальта и никеля

Rare-earth metals and their oxides. Methods of determination of cobalt and nickel

МКС 77.120.99
ОКСТУ 1709

Дата введения 1981−01−01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. N 3989 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 экстракционно-фотометрический метод определения кобальта (при массовой доле от 2·10% до 1·10%) в редкоземельных металлах и их окисях и фотометрический метод определения никеля и кобальта (при массовой доле от 5·10% до 5·10%) в редкоземельных металлах и их окисях (кроме церия и двуокиси церия).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА В РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛАХ И ИХ ОКИСЯХ

Метод основан на экстракционном концентрировании примеси кобальта смесью триоктиламина, диоксана и четыреххлористого углерода и последующем фотометрическом определении кобальта по реакции с нитрозо-Р-солью.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Плитка электрическая.

Стаканы химические вместимостью 50 и 100 см.

Воронки делительные вместимостью 50 см.

Стекла часовые.

Цилиндры для колориметрирования из бесцветного стекла с притертыми пробками, диаметр 8 мм, высота 200 мм.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125–84, концентрированная, разбавленная 1:1 и 0,01 моль/дмраствор.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261–77; 1 и 8 моль/дмрастворы.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929–76, ос.ч.

Вода деионизованная.

Аммоний роданистый, ч.д.а.

Кислота аскорбиновая.

Триоктиламин, ч.

Кислота серная по ГОСТ 4204–77, х.ч., 0,0005 моль/дмраствор.

Кобальт сернокислый по ГОСТ 4462–78.

Диоксан по ГОСТ 10455–80, ч.д.а.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288–74.

Раствор триоктиламина в четыреххлористом углероде 1:5, выдерживают не менее 4 сут.

Экстрагент: смешивают две части выдержанного 4 сут раствора триоктиламина в четыреххлористом углероде и одну часть диоксана; выдерживают перед употреблением 6 ч.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199–78, х.ч., раствор с концентрацией 100 г/дм.

Нитрозо-Р-соль по НТД, ч., раствор с концентрацией 2 г/дм.

Стандартный раствор кобальта (запасной), содержащий 0,1 мг/смкобальта: 0,0475 г сернокислого кобальта растворяют в 0,0005 моль/дмсерной кислоте и доводят объем раствора в мерной колбе вместимостью 100 смдо метки 0,0005 моль/дмсерной кислотой.

Раствор кобальта (рабочий), содержащий 1 мкг/смкобальта, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора кобальта 0,01 моль/дмазотной кислотой в 100 раз.

Разд.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску анализируемой пробы (кроме двуокиси церия) массой 1−5 г, в зависимости от содержания кобальта, помещают в стакан вместимостью 100 см, смачивают несколькими каплями воды, приливают 30 см8 моль/дмсоляной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор переводят в делительную воронку вместимостью 50 сми дважды экстрагируют кобальт порциями экстрагента по 3 см, энергично встряхивая в течение 2 мин.

После расслаивания органическую фазу переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 50 см.

Объединенную органическую фазу энергично встряхивают с 10 смраствора уксуснокислого натрия в течение 1 мин. После расслаивания органическую фазу собирают и регенирируют по п. 3.5, а в водной фазе определяют кобальт по п. 3.3

.

3.2. Навеску двуокиси церия 1−5 г помещают в стакан вместимостью 100 см, смачивают несколькими каплями воды, приливают 5−10 смконцентрированной азотной кислоты, 10−20 смпероксида водорода, перемешивают, закрывают стакан часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор упаривают до влажных солей и добавляют несколько капель пероксида водорода. Остаток растворяют в ~30 смводы (рН раствора ~1−1,5 контроль проводят по универсальной индикаторной бумаге), добавляют 0,5 г роданистого аммония, перемешивают до полного растворения осадка. Раствор переводят в делительную воронку вместимостью ~50 см, приливают 4 смэкстрагента и энергично встряхивают в течение 2 мин. После расслаивания органическую фазу переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 50 см, приливают 20 смводы, вводят на кончике шпателя 20−30 мг аскорбиновой кислоты и энергично встряхивают несколько секунд. При этом должно исчезнуть красное окрашивание органической фазы.

Реэкстракцию кобальта проводят встряхиванием органического слоя со смесью 10 смраствора уксуснокислого натрия и 2 смраствора нитрозо-Р-соли в течение 1

мин.

3.3. Реэкстракт промывают 1 смчетыреххлористого углерода, переводят в стакан вместимостью 50 см, добавляют 3 см1 моль/дмсоляной кислоты (до рН 5,5), 2 смраствора нитрозо-Р-соли и кипятят раствор в течение 1 мин. Далее добавляют 3 смпероксида водорода, 2 см8 моль/дмсоляной кислоты и упаривают при кипячении до объема ~5 см.

Раствор переводят в цилиндр для колориметрирования с притертой пробкой и интенсивность окраски сравнивают на белом фоне с интенсивностью окраски растворов шкалы сравнения, наблюдая окраску сверху вниз. Одновременно с анализом проб проводят контрольный опыт на реактивы через все стадии анализа и вводят поправку.

Количество кобальта в контрольном опыте не должно превышать 0,05 м

кг.

3.4. Приготовление шкалы сравнения

В стаканы вместимостью 50 смвводят по 3 смраствора уксуснокислого натрия, 1 см1 моль/дмсоляной кислоты, 1 смраствора нитрозо-Р-соли и 5 смводы, приливают 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50 и 1,0 смраствора кобальта (содержащего 1 мкг/смкобальта), перемешивают и кипятят в течение 1 мин. Далее добавляют 3 смпероксида водорода, 2 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают при кипячении до объема ~5 см.

Раствор переводят в цилиндр для колориметрирования с притертой проб

кой.

3.5. Регенерирование экстрагента

30−50 смиспользованного экстрагента помещают в делительную воронку вместимостью 200 сми дважды промывают 100 см0,1 моль/дмсоляной кислоты в течение 2 мин, водную фазу отбрасывают. Органический слой промывают 100 смводы в течение 2 мин. Регенерированную органическую фазу смешивают с диоксаном в соотношении 2:1 и выдерживают перед употреблением в течение 6 ч.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

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

,

где  — масса кобальта в образце, найденная по шкале сравнения, мкг;

 — масса кобальта в контрольном опыте, мкг;

 — масса навески анализируемой пробы, г.

За результат анализа принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, проведенных из отдельных навесок.

4.2. Расхождения результатов двух параллельных определений или результатов двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, указанных в табл.1.

Таблица 1

5. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА В РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛАХ И ИХ ОКИСЯХ (КРОМЕ ЦЕРИЯ И ДВУОКИСИ ЦЕРИЯ)

Метод основан на предварительном концентрировании примесей никеля и кобальта сорбцией их диэтилдитиокарбаматов на пористом фторопласте с последующей десорбцией ацетоном, минерализации органического раствора и фотометрическом определении никеля в виде комплексного соединения с -фурилдиоксимом и кобальта в виде комплексного соединения с нитрозо-Р-солью.

5.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр «Pye Unicam» SP 8−100 или аналогичный ему прибор.

Весы аналитические.

Колбы Бунзена вместимостью 1000 см.

Колонки из фторопласта-4 высотой 15 мм, диаметром 20 мм.

Цилиндры с боковым отводом вместимостью 30 см.

Стаканы химические вместимостью 50 и 100 см.

Чашки кварцевые вместимостью 30 см.

Колбы мерные вместимостью 25, 100 и 250 см.

Пипетки стеклянные с делениями вместимостью 1, 5 и 10 см.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709–72.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261–77, концентрированная, разбавленная 1:1, 1:10 и 1 моль/дмрастворы.

Кислота серная по ГОСТ 4204–77, ч.д.а., концентрированная, 0,005 и 0,0005 моль/дмрастворы.

Аммиак водный по ГОСТ 3760–79, ч.д.а., разбавленный 1:1 и 1:10.

-фурилдиоксим, раствор с концентрацией 5 г/дм(готовят растворением -фурилдиоксима в ацетоне, затем разбавляют полученный раствор дистиллированной водой в отношении 1:9).

Никель сернокислый по ГОСТ 4465–74, ч.д.а.

Нитрозо-Р-соль по НТД, ч., раствор с концентрацией 2 г/дм.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199–78, х.ч., раствор с концентрацией 100 г/дм.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929–76, ос.ч.

Кобальт сернокислый по ГОСТ 4462–78, ч.д.а.

Натрия N, N'-диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864–71, растворы с концентрациями 20 и 1 г/дм.

Ацетон по ГОСТ 2603–79.

Стандартный раствор никеля (запасной), содержащий 100 мкг/смникеля: 0,120 г никеля сернокислого растворяют в 0,005 моль/дмсерной кислоте. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 сми доводят до метки 0,005 моль/дмсерной кислотой.

Раствор никеля, содержащий 1 мкг/смникеля, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора в 100 раз 0,005 моль/дмраствором серной кислоты.

Стандартный раствор кобальта (запасной), содержащий 100 мкг/смкобальта: 0,0475 г сернокислого кобальта растворяют в 0,0005 моль/дмсерной кислоте. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доливают до метки 0,0005 моль/дмсерной кислотой.

Раствор кобальта, содержащий 1 мкг/смкобальта, готовят в день употребления разбавлением стандартного раствора в 100 раз 0,0005 моль/дмраст

вором серной кислоты.

5.2. Построение градуировочных графиков

5.2.1. Построение градуировочного графика для определения никеля

В ряд химических стаканов вместимостью 100 смпомещают по 2 г окиси РЗЭ (массовая доля никеля в которой не превышает 5·10%), 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0; 1,5 смраствора никеля, содержащего 1 мкг/смникеля, 7 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают содержимое стаканов до полного растворения окиси РЗЭ. Раствор упаривают до влажных солей, разбавляют дистиллированной водой до 50 сми устанавливают рН 2 раствором аммиака, разбавленным 1:10, или раствором соляной кислоты, разбавленной 1:10, рН контролируют по универсальной индикаторной бумаге.

Полученные растворы нагревают до 90 °C, приливают к ним 2,5 смраствора N, N'-диэтилдитиокарбамата натрия с концентрацией 20 г/дм(рН раствора равен 5,5), охлаждают до комнатной температуры и пропускают через фторопластовые колонки, установленные в колбах Бунзена.

Затем каждую колонку промывают 30 смраствора N, N'-диэтилдитиокарбамата натрия с концентрацией 1 г/дмпорциями по 5 см, устанавливают колонку в цилиндр с боковым отводом и десорбируют примеси 15 смацетона при разрежении, создаваемом водоструйным насосом. Органические растворы переносят в кварцевые чашки, упаривают досуха на водяной бане и минерализуют остатки 3 смконцентрированной серной кислоты и 3 смпероксида водорода (до полного разложения органических веществ). Сухие остатки обрабатывают 2 смконцентрированной соляной кислоты, не пересушивая, и переводят дистиллированной водой в колбы вместимостью 25 см(объем растворов не должен превышать 15 см). Раствором аммиака, разбавленным 1:10 или 1:1, устанавливают рН растворов 7,5−9 (контроль по универсальной индикаторной бумаге), приливают 1 смраствора — фурилдиоксима, доливают дистиллированной водой до метки и оставляют содержимое колб на 30 мин. Испытуемый раствор помещают в кюветы с длиной оптического пути 100 мм и оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 486 нм в кювете с длиной оптического пути 100 мм. В качестве раствора сравнения используют воду. Одновременно проводят контрольный опыт на реактивы через все стадии анализа и вводят поправки. Градуировочный график строят в координатах , (где  — масса никеля в мкг,  — соответствующая оптическая плотность). Отдельные точки графика проверяют не реже одно

го раза в месяц.

5.2.2. Построение градуировочного графика для определения кобальта

В химические стаканы вместимостью 100 смпомещают по 2 г окиси РЗЭ (массовая доля кобальта в которой не превышает 5·10%), 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0; 1,5 смраствора кобальта, содержащего 1 мкг/смкобальта и далее поступают как при построении градуировочного графика для определения никеля по п. 5.2.1 (начиная со слов «7 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают содержимое стаканов до полного растворения окиси РЗЭ» и до слов «Сухие остатки обрабатывают 2 смконцентрированной соляной кислоты, не пересушивая»). Далее содержимое кварцевых чашек переносят дистиллированной водой в химические стаканы вместимостью 50 см, приливают 3 смраствора уксуснокислого натрия, 1 см1 моль/дмсоляной кислоты, 2 смраствора нитрозо-Р-соли, перемешивают и кипятят в течение 1 мин. Далее добавляют 3 смпероксида водорода, 2 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, и кипятят до разрушения зеленоватой окраски растворов. Полученные растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 сми доводят до метки водой. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 415 нм в кювете с длиной оптического пути 100 мм. В качестве раствора сравнения используют воду. Одновременно проводят контрольный опыт на реактивы через все стадии анализа и вводят поправки. Градуировочный график строят в координатах , (где  — масса кобальта в мкг,  — соответствующая оптическая плотность). Отдельные точки графика проверяют не реже одного ра

за в месяц.

5.3. Проведение анализа

5.3.1. Концентрирование примесей

Навеску анализируемой пробы массой 2−4 г окиси РЗЭ или соответствующее количество металла помещают в стакан вместимостью 100 сми растворяют в 7−15 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1. Далее поступают как при построении градуировочного графика для определения никеля по п. 5.2.1 (начиная со слов: «Растворы упаривают до влажных солей» и до слов: «Сухие остатки обрабатывают 2 смконцентрированной соляной кислоты, не пересушивая»). Далее содержимое кварцевой чашки переводят в мерную колбу вместимостью 25 сми доводят до метки дистиллированной водой. 10 смраствора переносят в химический стакан вместимостью 50 сми определяют содержание кобальта в растворе по п. 5.3.3. Раствор, оставшийся в колбе, используют для определения содержания никеля по п. 5.3.2.

5.3.2. Определение никеля

К раствору, находящемуся в мерной колбе вместимостью 25 см, приливают раствор аммиака, разбавленный 1:10 или 1:1, до достижения рН 7,5−9 (контроль по универсальной индикаторной бумаге). Далее приливают 1 смраствора -фурилдиоксима, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и оставляют содержимое колбы на 30 мин. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 486 нм в кювете с длиной оптического пути 100 мм. В качестве раствора сравнения используют воду. Одновременно проводят контрольный опыт на реактивы через все стадии анализа и вводят поправку. Массу никеля в растворе находят по градуировочному графику.

5.3.3. Определение кобальта

В химический стакан вместимостью 50 см, содержащий аликвоту анализируемого раствора, приливают 3 смраствора уксуснокислого натрия, 1 см1 моль/дмсоляной кислоты, 2 смраствора нитрозо-Р-соли, перемешивают и кипятят содержимое стакана в течение 1 мин. Далее приливают 3 смпероксида водорода, 2 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, кипятят до разрушения зеленоватой окраски раствора. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 сми доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 415 нм в кювете с длиной оптического пути 100 мм. В качестве раствора сравнения используют воду.

Одновременно проводят контрольный опыт на реактивы через все стадии анализа и вводят поправку. Массу кобальта в растворе находят по градуировочному график

у.

5.3.4. Регенерирование колонки

После десорбции примесных элементов ацетоном колонку из фторопласта-4 устанавливают в колбе Бунзена и промывают 30 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1, порциями по 5 см, затем 50 смдистиллированной воды. После этого колонка готова к употреблению.

5.4. Обработка результатов

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

,

где  — масса определяемого элемента в аликвотной части раствора, найденная по графику, мкг;

 — масса навески анализируемой пробы, г;

 — объем аликвотной части раствора, см;

25 — вместимость мерной колбы, см.

За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, проведенных из отдельных навесок.

5.4.2. Расхождения результатов двух параллельных определений или результатов двух анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.

Таблица 2