ГОСТ 27981.1-88
ГОСТ 27981.1−88 Медь высокой чистоты. Методы атомно-спектрального анализа
ГОСТ 27981.1−88
Группа В59
ГОУСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕДЬ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ
Методы атомно-спектрального анализа
Copper of high purity. Methods of atomic-spectral analysis
ОКСТУ 1709
Срок действия с 01.01.1990
до 01.01.2000*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 7−95 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11, 1995 год). — Примечание изготовителя базы данных.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ:
А.М.Копанев,
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам
3. Срок первой проверки — 1994 г.
Периодичность проверки — 5 лет
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
ГОСТ 123–78 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 849–70 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 859–78 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 860–75 |
2.1 |
ГОСТ 1089–82 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 1467–77 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 1770–74 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 1973–77 |
2.1 |
ГОСТ 3640–79 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 3778–77 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 4198–75 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 4220–75 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 4328–77 |
2.1 |
ГОСТ 5457–75 |
2.1 |
ГОСТ 5905–79 |
2.1 |
ГОСТ 6008–82 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 6563–75 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 9428–73 |
2.1 |
ГОСТ 9849–86 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 10157–79 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 10928–75 |
2.1 |
ГОСТ 11125–84 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 14261–77 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 18300–87 |
2.1 |
ГОСТ 19908–80 |
3.1 |
ГОСТ 20292–74 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 20298–74 |
2.1 |
ГОСТ 24104–88 |
2.1 |
ГОСТ 24363–80 |
2.1 |
ГОСТ 25086–87 |
2.3, 6.3 |
ГОСТ 25336–82 |
2.1, 3.1 |
ГОСТ 27981.0−88 |
1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает атомно-спектральные методы (атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой в качестве источника возбуждения спектра и атомно-абсорбционный с пламенной и электротермической атомизацией) определения массовой доли примесей в меди высокой чистоты с отделением основы субстехиометрической экстракцией ди-2-этилгексилдитиофосфорной кислотой или электролизом.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении анализов — по
Массовую долю примесей в меди высокой чистоты данными методами определяют параллельно в трех навесках.
2. МЕТОД С ОТДЕЛЕНИЕМ МЕДИ СУБСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЙ ЭКСТРАКЦИЕЙ
Метод заключается в растворении навески меди в смеси соляной кислоты и пероксида водорода, отделении меди от примесей субстехиометрической экстракцией ди-2-этилгексилдитиофосфорной кислотой и определении в рафинате атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой или атомно-абсорбционным методом с электротермическим и пламенным атомизаторами следующих элементов в диапазонах массовых долей ·10%:
висмута |
0,1−10 |
железа |
1,0−10 |
кадмия |
0,05−10 |
кобальта |
0,08−10 |
кремния |
0,2−10 |
марганца |
0,02−10 |
мышьяка |
0,5−10 |
никеля |
0,1−10 |
свинца |
0,1−10 |
сурьмы |
0,2−10 |
олова |
0,1−10 |
теллура |
0,1−10 |
хрома |
0,08−10 |
цинка | 0,5−10 |
Допускается определение алюминия (0,8−10)·10% и магния (1,0−10)·10%.
2.1. Аппаратура, реактивы, растворы
Установка для атомно-эмиссионного анализа типа РИ 8490 или аналогичная, например, ARL 3580.
Спектрофотометр атомно-абсорбционный фирмы Перкин-Элмер, модель 503, позволяющий проводить пламенную и электротермическую атомизацию проб; или аналогичный (например фирмы Хитачи, модель 180−80).
Электротермический атомизатор типа HGA-76 или аналогичного типа.
Самописец Перкин-Элмер 56 или аналогичный.
Аргон газообразный и жидкий по
Ацетилен растворенный и газообразный технический по
Воздух сжатый под давлением 2·10-6·10Па (2−6 кгс/см).
Лампы полого катода на алюминий, висмут, железо, кадмий, кобальт, кремний, магний, марганец, медь, никель, свинец, сурьму, хром, цинк, олово.
Лампа безэлектродная на мышьяк.
Генератор для безэлектродных ламп.
Горелка со щелью длиной 100 мм.
Весы аналитические лабораторные любого типа 2-го класса точности с погрешностью взвешивания по
_______________
* На территории Российской Федерации действует
Весы технические с погрешностью взвешивания по прилагаемому паспорту.
Электромеханический встряхиватель типа THУS-2 или аппарат для перемешивания жидкости, например, типа АВБ-4П или аналогичного типа.
Плитка электрическая с закрытой спиралью.
Стакан Н-1−100 ТХС по
Стакан В-1−100 ТХС по
Колба коническая Кн-2−2000 ТХС по
Воронка коническая В-36−80 ХС по
Воронка делительная ВД-1−100 ХС; ВД-3−2000 ХС по
Стекла покровные (или крышки фарфоровые).
Мензурка 50 (1000) по
Колба мерная 2−2000−2 по
Колбы мерные 2−10−2, 2−50−2 по
Пробирки П-2−10−14/23 ХС по
Пипетка 8−2-0,2 по
________________
* На территории Российской Федерации действуют
Пипетки 5−2-1, 5−2-2, 5−5-2, 5−10−2 по
Чаша платиновая по
Кислота азотная особой чистоты по
Кислота соляная особой чистоты по
Смесь азотной и соляной кислот: смешивают азотную и соляную кислоты в соотношении (1:3).
Водорода пероксид особой чистоты (стабилизированный продукт).
Калия гидроксид по
Гексан.
Ди-2-этилгексилдитиофосфорная кислота (ди-2-ЭГДТФК).
Натрий кремнекислый 9-водный по нормативно-технической документации.
Спирт этиловый ректификованный технический по
Висмут по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Железо восстановленное или порошок железный по
Катионит КУ-2−8 по
Натрия гидроксид по
Олово по
Калий фосфорнокислый однозамещенный по
Калий двухромовокислый по
Кадмий по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Кобальт по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Диоксид кремния по
Марганец металлический по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Медь по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Мышьяк металлический.
Ангидрид мышьяковистый по
Никель по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Свинец по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Сурьма по
Хром металлический по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Цинк по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Теллур высокой чистоты по нормативно-технической документации.
Стандартные образцы состава меди.
2.2. Подготовка к проведению анализа
2.2.1. Приготовление стандартных растворов определяемых элементов
2.2.1.1. Висмут: навеску висмута массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
1 смраствора содержит 1 мг висмута.
2.2.1.2 Железо
Раствор А: навеску железа массой 0,100 г растворяют в 2 смсоляной кислоты с добавлением 0,5 смазотной кислоты. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
1 смраствора, А содержит 1 мг железа.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг железа.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг железа.
2 2.1.3 Кадмий
Раствор А: навеску кадмия массой 0,100 г растворяют в 5 смсоляной кислоты, разбавленной 1:1. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг кадмия.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг кадмия.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,
01 мг кадмия.
2.2.1.4 Кобальт
Раствор А: навеску кобальта массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг кобальта.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг кобальта.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг кобаль
та.
2.2.1.5. Марганец
Раствор А: навеску марганца массой 0,100 г растворяют в 5 смсоляной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг марганца.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг марганца.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг марган
ца.
2.2.1.6. Мышьяк
Раствор А: навеску мышьяка массой 0,100 г растворяют в смеси 5 смсоляной кислоты и 2 смазотной кислоты при нагревании. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
1 смраствора, А содержит 1 мг мышьяка.
Такой же раствор может быть приготовлен из мышьяковистого ангидрида. Для этого навеску ангидрида массой 1,320 г помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, приливают 10 смраствора гидроксида натрия, перемешивают до растворения навески и доводят водой до метки.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг мышьяка.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг мы
шьяка.
2.2.1.7. Медь (M1): навеску меди массой 5,00 г растворяют в 20−25 смазотной кислоты при нагревании. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 50 сми доводят водой до метки.
1 смраствора M1 содержит 100 мг меди.
Медь (М2): навеску меди массой 5,00 г растворяют в смеси 30 смсоляной кислоты и 50 см30% раствора пероксида водорода, добавляемой порциями по 5 см. Раствор нагревают до кипения, кипятят 2−3 мин для удаления остатков пероксида, охлаждают, помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
1 смраствора М2 содержит 50 мг мед
и.
2.2.1.8. Никель
Раствор А: навеску никеля массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты при нагревании. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
1 смраствора, А содержит 1 мг никеля.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг никеля.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б никеля объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг нике
ля.
2.2.1.9. Олово: навеску олова массой 0,100 г растворяют в 5 смсоляной кислоты с добавлением 2−3 капель азотной кислоты. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки соляной кислотой, разбавленной 1:2.
1 смраствора содержит 1 мг олова.
2.2.1.10. Свинец
Раствор А: навеску свинца массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты, разбавленной 1:6, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг свинца.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А свинца объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг свинца.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б свинца объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг свин
ца.
2.2.1.11. Сурьма
Раствор А: навеску сурьмы массой 0,100 г растворяют в 10 смсмеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, после удаления оксидов азота раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки соляной кислотой, разбавленной 1:2.
1 смраствора, А содержит 1 мг сурьмы.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А сурьмы объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг сурьмы.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б сурьмы объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг сурь
мы.
2.2.1.12. Теллур: навеску теллура массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 10 смраствора гидроксида натрия, разбавляют водой и прибавляют 20 смсоляной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки водой.
1 смраствора содержит 1 мг теллура.
2
Раствор А: навеску фосфорнокислого калия массой 0,4387 г растворяют в 50 смводы, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг фосфора.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг фосфора.
Раствор В: аликвотную часть раствора В фосфора объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг
фосфора.
2.2.1.14. Хром
Раствор А. Способ 1: навеску двухромовокислого калия массой 2,8269 г растворяют в 100 смводы. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора содержит 1 мг хрома.
Способ 2: навеску хрома массой 0,100 г растворяют в 5 смсоляной кислоты при нагревании на водяной бане. Полученный раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят водой до метки.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А хрома объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг хрома.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б хрома объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг х
рома.
2.2.1.15. Цинк
Раствор А: навеску цинка массой 0,100 г растворяют в 5 смазотной кислоты, разбавленной 1:2. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора, А содержит 1 мг цинка.
Раствор Б: аликвотную часть раствора, А цинка объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора Б содержит 0,1 мг цинка.
Раствор В: аликвотную часть раствора Б цинка объемом 10 смпомещают в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
1 смраствора В содержит 0,01 мг цин
ка.
2.2.1.16. Медь: навеску меди массой 1,000 г помещают в стакан вместимостью 100 сми растворяют при нагревании в 20 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор доводят до кипения, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 сми доводят до метки водой.
1 смраствора содержит 10 мг меди.
2.2.1.17. Кремний по
2.2.2. Приготовление многоэлементных стандартных растворов (МЭС)
2.2.2.1. Раствор МЭС 1
В мерную колбу вместимостью 100 смвводят 15 смсоляной кислоты и по 2 смстандартных растворов, А висмута, кадмия, кобальта, марганца, олова, теллура, хрома и доводят водой до метки. 1 смраствора МЭС 1 содержит по 20 мкг висмута, кадмия, кобальта, марганца, олова, теллура, хрома.
2.2.2.2. Раствор МЭС 2
В мерную колбу вместимостью 100 смвводят 15 смсоляной кислоты и по 2 смстандартных растворов, А железа, кремния, мышьяка, никеля, свинца, цинка, сурьмы и доводят водой до метки. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде. 1 смраствора МЭС 2 содержит по 20 мкг железа, кремния, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, цинка.
2.2.2.3. Раствор МЭС 3
В мерную колбу вместимостью 100 смвводят 5 смсмеси МЭС 1 и доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10. 1 смраствора МЭС 3 содержит по 1 мкг висмута, кадмия, кобальта, марганца, олова, теллура, хрома.
2.2.2.4. Раствор МЭС 4
В мерную колбу вместимостью 100 смвводят 15 смсоляной кислоты и 5 смсмеси МЭС 1, 5 смстандартного раствора, А цинка и доводят водой до метки. 1 смраствора МЭС 4 содержит по 1 мкг висмута, кадмия, кобальта, марганца, олова, теллура, хрома и 50 мкг цинка.
2.2.3. Приготовление и аттестация синтетической смеси
В стакан вместимостью 100 смпомещают 1,000 г стандартного образца состава меди 1921Х (или образцы меди, содержащие кадмия, кобальта, теллура, хрома не более 1·10%). Стружку обмывают 5−10 смсоляной кислоты, разбавленной 1:10, и затем дважды деионизованной водой.
В стакан вводят 0,3 смраствора МЭС 4 и точно 6 смсоляной кислоты. Накрывают стеклом (или крышкой) и вводят 3−4 см30%-ного раствора пероксида водорода. Через 20 мин добавляют еще 4−6 смпероксида. После растворения навески стакан ставят на плитку, раствор доводят до кипения и через 2−3 мин стакан снимают с плитки и охлаждают раствор. Приготовленная смесь содержит 1000 мг меди, по 15 мкг алюминия и цинка и по 0,3 мкг кадмия, кобальта, теллура, хрома. Погрешность за счет приготовления смеси не должна превышать 5%. Смесь используют для проверки правильности результатов анализа при определении кадмия, кобальта, теллура, хрома
.
2.2.4. Приготовление растворов сравнения
Серия 1: растворы N 1−3 для учета спектральных помех от меди.
В три мерные колбы вместимостью 50 смпомещают 1,0; 1,5 и 2,5 смстандартного раствора меди M1 (п.
Серия 2: растворы N 4−11 для построения градуировочных графиков.
В пять мерных колб (N 4−8) вместимостью 50 смпомещают соответственно 0,20; 0,50; 1,25; 2,50 и 5,00 смраствора МЭС 3 и 0,10; 0,25; 0,50; 1,25; 2,50 смраствора МЭС 2. В три мерные колбы (N 9−11) вместимостью 50 смпомещают 0,50; 1,25; 2,5 смраствора МЭС 1.
Во все колбы приливают по 1 смстандартного раствора меди M1 (п.
меди.
2.2.5. Очистка технической ди-2-ЭГДТФК
В делительную воронку вместимостью 2000 смпомещают 300 смтехнической ди-2-ЭГДТФК и 450 смгексана. Добавляют 750 см4 М раствора гидроксида калия. Содержимое делительной воронки перемешивают. Для этого делительную воронку переворачивают вверх-вниз 3−7 раз, каждый раз выпуская воздух из крана, и закрепляют ее в электромеханическом встряхивателе, перемешивают содержимое в течение 10 мин.
После расслаивания водный слой (нижний) отделяют и отбрасывают. В делительную воронку вводят 750 смсоляной кислоты, разбавленной 1:2,5, и проводят операции по перемешиванию содержимого делительной воронки. Водный слой (нижний) отделяют и отбрасывают. В воронку вводят 750 смводы и повторяют операции перемешивания содержимого делительной воронки. Водный слой (нижний) отделяют и отбрасывают.
В делительную воронку вводят 790 см2М раствора гидроксида калия. Осторожно переворачивают делительную воронку вверх-вниз 5−10 раз, выпуская каждый раз из нее воздух. С помощью встряхивателя перемешивают содержимое воронки 10 мин. Наблюдают отделение гексанового (верхнего) слоя. Нижний слой, представляющий собой раствор калиевой соли ди-2-ЭГДТФК в смеси вода-спирт-гексан сливают в колбу вместимостью 2000 см.
Гексановый слой отбрасывают, а раствор калиевой соли ди-2-ЭГДТФК возвращают в делительную воронку. В нее вводят 200 смгексана и встряхивают в течение 10 мин. Отделившийся слой гексана (верхний) отбрасывают. Водно-спиртово-гексановый слой вводят в делительную воронку и обрабатывают 750 смсоляной кислоты, разбавленной 1:3, встряхивая в течение 5 мин. Водный слой (нижний) отбрасывают, а органический слой промывают 750 смсоляной кислоты, разбавленной 1:3 в течение 5
мин.
2.2.6. Установление объема раствора ди-2-ЭГДТФК, необходимого для субстехиометрической экстракции
В делительную воронку вместимостью 100−150 смвводят 20 смраствора М2 (п.
1 смрафината должен содержать 2−3 мг меди. В противном случае экстракцию проводят вновь, изменяя соответствующим образом (уменьшая или увеличивая) объем используемого экстрагента. Таким образом, устанавливают объем раствора ди-2-ЭГДТФК (), при котором концентрация меди, оставшаяся в рафинате, составляет 2−3 мг/см.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Растворение проб
Навеску анализируемой пробы меди массой 1,000 г в виде стружки или порошка помещают в стакан вместимостью 100 см. Для удаления поверхностных загрязнений пробу обмывают один раз 5−10 смсоляной кислоты, разбавленной 1:10, и дважды деионизованной водой. В стакан добавляют 12 смсоляной кислоты, накрывают стеклом и вводят 3−4 см30%-ного раствора пероксида водорода. Через 20 мин после завершения реакции добавляют еще 4−6 смпероксида. Этого объема пероксида практически достаточно для полного растворения меди; в противном случае добавляют еще 2−5 смпероксида. Через 30 мин после растворения навески стакан ставят на плитку, раствор доводят до кипения и охлаждают.
2.3.2. Отделение меди
Стекло со стакана убирают и раствор количественно переносят в делительную воронку вместимостью 100−150 см, используя 5−7 смводы. В воронку вводят гексановый раствор ди-2-ЭГДТФК, объемом , установленным в п.
2.3.3. Подготовка рафината к инструментальному анализу
Рафинат упаривают при температуре 80−85 °С до влажных солей, затем их растворяют в 4−5 смазотной кислоты, разбавленной 1:10. Раствор переносят в пробирку с делениями и доводят до объема 10 смазотной кислотой, разбавленной 1:10.
2.3.4. Проведение контрольного опыта
В стакан вместимостью 100 смвводят 6 смсоляной кислоты и 12 см30%-ного раствора пероксида водорода. Содержимое стакана упаривают при температуре 80−85 °С до сиропообразного состояния. В стакан вводят 4−5 смазотной кислоты, разбавленной 1:10. Полученный раствор помещают в пробирку с делениями вместимостью 10 сми доводят объем до 10 смазотной кислотой, разбавленной 1:10. Допускается проведение опыта по стандартным образцам состава меди.
2.3.5. Анализ на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой
2.3.5.1. Установку PU 8490 (или аналогичную) готовят к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Устанавливают рабочий режим работы плазменного источника: давление аргона на входе в источник 3·10Па (3 кгс/см); расходы потоков аргона: охлаждающего — 16 дм/мин, вспомогательного — 0,2 дм/мин, транспортирующего аэрозоль пробы 1 дм/мин; мощность, подводимая к плазме, — 1,2 кВт, высота зоны наблюдения эмиссии — 15 мм; скорость подачи раствора — 2,3 см/мин. Время интегрирования — 10 с, напряжение на ФЭУ для всех элементов — 1000 В, для меди — 800 В.
Измерения проводят через 30 мин после включения прибора.
Аналитические линии определяемых элементов и условия работы атомно-эмиссионного спектрометра приведены в табл.1.
С помощью перистальтического насоса и распылителя вводят в плазму ВЧ-разряда последовательно воду, растворы контрольного опыта, растворы сравнения N 1−3, затем N 4, 6, 8, 10, 11 и растворы рафинатов анализируемых проб. Измеряют величины аналитических сигналов элементов в соответствующих каналах спектрометра. Для каждого раствора измерения проводят два раза.
2.3.5.2. Расчет концентраций определяемых элементов в меди проводят на ЭВМ по специальной программе, схема которой и используемые формулы приведены ниже.
Таблица 1
Определяемый элемент | Длина аналитической линии, нм |
Емкость конденсатора, заряжаемого от ФЭУ, нФ |
Алюминий |
308,215 | 100 |
Висмут |
306,772 | 100 |
Железо |
259,940 | 500 |
Кадмий |
226,502 | 100 |
Кобальт |
228,616 | 100 |
Кремний |
251,611 | 500 |
Марганец |
257,610 | 100 |
Медь |
223,0 | 500 |
Мышьяк |
193,696 | 500 |
Никель |
231,604 | 500 |
Олово |
284,000 | 500 |
Свинец |
220,353 | 100 |
Сурьма |
206,833 | 100 |
Хром |
267,716 | 500 |
Цинк |
206,200 | 100 |
Магний |
279,563 | 100 |
Примечания:
1. Аналитические линии определяемых элементов могут быть предусмотрены в квантометре прибора или выведены монохроматором или сканирующим каналом спектрометра.
2. Допускается применение для кадмия аналитической линии 228,802 нм; для марганца — 259,373 нм.
3. Если в работе используется вакуумный квантометр, то для мышьяка применяют линию 189,042 нм.
4. Не допускается применение аналитической линии цинка 213,856 нм.
Массовую долю определяемого элемента в образце меди () в процентах вычисляют по формуле
, (1)
где — концентрация определяемого элемента в рафинате анализируемой пробы меди, мкг/см;
— концентрация в растворе контрольного опыта, мкг/см;
— коэффициент соотношения навески пробы меди и конечного объема рафината, равный 10, для массы навески 1,000 г, %.
Концентрацию каждого определяемого элемента в растворе контрольного опыта (), мкг/см, вычисляют по формуле
, (2)
где — концентрация определяемого элемента в растворах сравнения N 4, 6, 8, мкг/см;
, , , — измеренная величина сигнала в канале определяемого элемента в растворе контрольного опыта, воды, растворе сравнения N 1 и в растворах сравнения N 4, 6, 8, мВ.
Концентрацию определяемого элемента в рафинате (), мкг/см, вычисляют по формуле
, (3)
где , — концентрация определяемого элемента в рафинате и в растворах сравнения N 4, 6, 8, мкг/см;
, , — измеренная величина сигнала в канале определяемого элемента в рафинате, растворе сравнения N 1 и растворах сравнения N 4, 6, 8, мВ;
— величина спектральной помехи от меди на определяемые элементы.
Величину сигнала спектральной помехи от меди на определяемые элементы, оставшейся в рафинате (), мВ, вычисляют по формуле
, (4)
где , , — концентрация меди, оставшейся в рафинате (найденная по формуле 5), в растворах сравнения (N 1, 2 или 3), меньшем и большем по отношению к , мг/см;
, , — измеренная величина сигнала в канале определяемого элемента в растворе сравнения N 1 и в растворах сравнения с концентрацией меди и , мВ.
Примечание. Если концентрация меди, оставшейся в рафинате 1,6 г/дм, то расчет концентраций висмута, мышьяка, олова, свинца, сурьмы в этом рафинате не проводят.
Концентрацию меди, оставшуюся в рафинате , мг/см, вычисляют по формуле
, (5)
где , — концентрация меди, оставшейся в рафинате и растворах сравнения N 1, 2 и 3, мг/см;
, , — измеренная величина сигнала меди в рафинате, воде и растворах сравнения N 1, 2 и 3, мВ.
2.3.5.3. Абсолютные допускаемые расхождения между наибольшим и наименьшим результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности =0,95 ( — показатель сходимости) и результатами анализа одной и той же пробы, полученными в двух лабораториях, а также в одной лаборатории, но в разных условиях ( — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
Определяемый элемент | Массовая доля, % | Абсолютные допускаемые расхождения, %, результатов | |
параллельных определений |
анализов | ||
Олово |
1,0·10 |
0,3·10 |
0,3·10 |
Висмут |
|||
Железо |
|||
Кремний |
|||
Свинец |
|||
Сурьма |
|||
Цинк |
|||
Теллур |
|||
Висмут |
3,0·10 |
1,5·10 |
1,2·10 |
Железо |
|||
Кремний |
|||
Олово |
|||
Свинец |
|||
Сурьма |
|||
Никель |
3,0·10 |
0,8·10 |
0,8·10 |
Теллур |
|||
Цинк |
3,0·10 |
1,5·10 |
1,2·10 |
Кадмий |
1,5·10 |
0,3·10 |
0,3·10 |
Кобальт |
|||
Марганец |
|||
Никель |
|||
Хром |
|||
Теллур |
|||
Цинк | 1,5·10 |
0,8·10 |
0,8·10 |
Кадмий | 3,0·10 |
1,5·10 |
1,5·10 |
Кобальт |
|||
Марганец |
|||
Хром |
|||
Никель |
|||
Теллур | 1,0·10 |
0,8·10 |
0,8·10 |
Кремний |
|||
Олово |
|||
Свинец |
Для промежуточных значений массовых долей элементов расчет и проводят путем линейной интерполяции.
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое трех определений, каждое из которых получено двумя измерениями.
2.3.6. Анализ на атомно-абсорбционном спектрофотометре
2.3.6.1. Электротермическая атомизация
Прибор и электротермический атомизатор (ЭТА) готовят к работе в соответствии с инструкциями по эксплуатации. Условия атомно-абсорбционных измерений приведены в табл.3. После включения прибора в сеть юстируют лампу и прогревают ее в течение 15−20 мин. В ЭТА вводят последовательно рафинаты, растворы контрольного опыта и растворы сравнения, проводят режим атомизации и регистрируют аналитические сигналы элементов. Процедуру измерения проводят два раза.
Таблица 3
Условия анализа | ||||||||||
Опреде- ляемый элемент |
Анали- тическая линия, нм |
Шири- на щели, нм |
Режим работы ЭТА | |||||||
сушка | озоление | атомизация | ||||||||
темпе- ратура, °С |
вре- мя, с |
темпе- ратура, °С |
время подъема темпе- ратуры, с |
вре- мя, с |
темпе- ратура, °С |
вре- мя, с |
растворы сравнения, используемые для определения концентрации | |||
Висмут |
223,1 | 0,2 | 150 | 20 | 800 | 1−2 | 10 | 2400 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7, 8 |
Кадмий |
228,8 | 0,7 | 150 | 20 | 400 | 1−2 | 8 | 2050 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7 |
Кобальт |
240,7 | 0,2 | 150 | 20 | 1100 | 1−2 | 10 | 2600 | 5 | 1, 4, 5, 6 |
Кремний |
251,6 | 0,7 | 150 | 20 | 1500 | 1−2 | 10 | 2650 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7, 8 |
Марганец |
279,4 | 0,2 | 150 | 20 | 1100 | 1−2 | 10 | 2700 | 5 | 1, 4, 5, 6 |
Мышьяк |
193,7 | 0,7 | 200 | 20 | 900 | 1−2 | 10 | 2300 | 5 | 1, 5, 6, 7, 8 |
Свинец |
283,3 | 0,7 | 200 | 20 | 800 | 1−2 | 15 | 2100 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7 |
Олово |
224,6 | 0,2 | 150 | 20 | 1000 | 1−2 | 10 | 2700 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7, 8 |
Сурьма |
217,6 | 0,2 | 200 | 20 | 750 | 7 | 10 | 2250 | 7 | 1, 4, 5, 6, 7 |
Хром |
357,9 | 0,7 | 200 | 20 | 1100 | 1−2 | 10 | 2650 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7, 8 |
Теллур |
214,2 | 0,2 | 200 | 20 | 1050 | 7 | 10 | 2450 | 5 | 1, 4, 5, 6, 7, 8 |
Примечания:
1. Объем аликвотной части раствора, вводимой в ЭТА, составляет 0,02 см. Допускается его увеличение до 0,05 см. В этом случае время сушки — 30 с.
2. При использовании других марок приборов режим работы и условия измерения подбирают отдельно.
3. Атомизацию проводят при остановленном потоке газа.
Массовую долю определяемого элемента в процентах вычисляют по формуле (1).
По результатам измерений рафинатов, растворов контрольного опыта и растворов сравнения N 1, 4−8 определяют концентрацию элементов в рафинатах и растворах контрольного опыта по формуле
, (6)
где , , , — концентрация определяемого элемента в рафинате, контрольном опыте, в меньшем и большем по отношению к и растворах сравнения (из N 1, 4−8), мкг/см;
, , , — средняя величина пика абсорбции определяемого элемента в рафинате, контрольном опыте, в растворах сравнения с концентрациями определяемого элемента и , мм.
Абсолютные допускаемые расхождения между наибольшим и наименьшим результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности =0,95 ( — показатель сходимости) и результатами анализа одной и той же пробы, полученными в двух лабораториях, а также в одной лаборатории, но в различных условиях ( — показатель сходимости), не должны превышать значений, приведенных в табл.4.
Таблица 4
Определяемый элемент | Массовая доля, % | Абсолютные допускаемые расхождения, %, результатов | |
параллельных определений |
анализов | ||
Кремний |
5,0·10 |
1,7·10 |
1,5·10 |
Мышьяк |
5,0·10 |
1,5·10 |
1,2·10 |
Сурьма |
|||
Свинец |
|||
Кремний |
2,0·10 |
1,3·10 |
1,3·10 |
Мышьяк |
2,0·10 |
1,0·10 |
0,8·10 |
Сурьма |
|||
Свинец |
|||
Олово |
1,0·10 |
0,3·10 |
0,2·10 |
Висмут |
3,0·10 |
0,6·10 |
0,5·10 |
Кадмий |
|||
Кобальт |
|||
Марганец |
|||
Хром |
|||
Мышьяк |
3,0·10 |
1,8·10 |
1,8·10 |
Сурьма |
|||
Свинец |
|||
Цинк |
|||
Олово |
3,0·10 |
1,5·10 |
1,2·10 |
Висмут |
1,0·10 |
0,6·10 |
0,5·10 |
Хром |
|||
Кобальт |
|||
Кадмий |
3,0·10 |
1,5·10 |
2,0·10 |
Кобальт |
|||
Марганец |
Для промежуточных значений массовых долей элементов расчет и проводят путем линейной интерполяции.
2.3.6.2. Атомизация в пламени «ацетилен-воздух"
Прибор готовят к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Условия измерения приведены в табл.5.
Таблица 5
Элемент |
Аналитическая линия, нм | Ширина щели, нм |
Железо |
248,3 | 0,2 |
Кадмий |
228,8 | 0,7 |
Кобальт |
240,7 | 0,2 |
Марганец |
279,4 | 0,2 |
Никель |
232,0 | 0,2 |
Цинк |
213,8 | 0,7 |
Примечания:
1. Однощелевая горелка, длина щели — 100 мм.
2. Расход воздуха — 21,6 дм/мин, ацетилена — 3,2 дм/мин.
Для проведения анализа после включения прибора в сеть юстируют лампу полого катода. После прогрева лампы в течение 10−15 мин зажигают пламя «ацетилен-воздух» и при распылении в него раствора сравнения N 8 выбирают положение горелки и скорость распыления раствора, обеспечивающие максимальное атомное поглощение аналитической линии определяемого элемента. В выбранных таким образом условиях распыляют в пламя рафинаты, растворы контрольного опыта и растворы сравнения N 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, регистрируя сигналы самописцем «Перкин-Элмер"-56. Процедуру измерения каждого раствора повторяют два раза и рассчитывают среднее арифметическое значение сигнала.
По результатам измерений рафинатов, растворов контрольного опыта и растворов сравнения N 5−8 вычисляют массовую долю элемента в образце меди по формулам (1) и (6).
Абсолютные допускаемые расхождения между наибольшим и наименьшим результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности =0,95 ( — показатель сходимости) и результатами анализа одной и той же пробы, полученными в двух лабораториях, а также в одной лаборатории, но в различных условиях ( — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, приведенных в табл.6.
Таблица 6
Определяемый элемент |
Массовая доля, % | Абсолютные допускаемые расхождения, %, результатов | |
параллельных определений |
анализов | ||
Железо |
5,0·10 |
1,7·10 |
1,5·10 |
Кадмий |
|||
Кобальт |
|||
Марганец |
|||
Никель |
|||
Цинк |
|||
Кадмий |
2,0·10 |
0,7·10 |
0,6·10 |
Марганец |
|||
Железо |
2,0·10 |
1,0·10 |
0,8·10 |
Кобальт |
|||
Никель |
|||
Цинк |
|||
Кадмий |
1,0·10 |
0,5·10 |
0,5·10 |
Марганец |
|||
Цинк |
1,0·10 |
0,8·10 |
0,8·10 |
Для промежуточных значений массовых долей расчет и проводят путем линейной интерполяции.
2.3.6.3. Контроль правильности результатов анализа осуществляют, используя стандартные образцы состава меди или аттестованную смесь, приготовленную по п. 2.2.3, в которых аттестованное значение массовой доли каждого из определяемых элементов отличается от массовой доли этого же элемента в анализируемой пробе не более чем в два раза.
Допускается использовать метод добавок в соответствии с
Результаты анализа проб считаются правильными, если воспроизведенная массовая доля данного компонента в стандартном образце или в аттестованной смеси отличается от аттестованной характеристики не более чем на 0,71, значение которого приведено в табл.4 и 6.
3. МЕТОД С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ОТДЕЛЕНИЕМ МЕДИ
Метод заключается в растворении навески в азотной кислоте, отделении меди электролизом и определении в электролите атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой или атомно-абсорбционным методом с электротермическим атомизатором элементов в диапазонах массовых долей ·10%:
железа |
1−20 |
кадмия |
0,02−10 |
кобальта |
0,1−5 |
марганца |
0,1−10 |
мышьяка |
0,5−20 |
никеля |
0,5−20 |
свинца |
0,5−20 |
сурьмы |
0,5−20 |
фосфора |
0,5−10 |
хрома |
0,2−10 |
цинка |
2−20 |
теллура | 0,5−20 |
Допускается определение магния (1−20)·10%.
3.1. Аппаратура, реактивы, растворы
Установка для атомно-эмиссионного анализа по п. 2.1.
Поляризационный атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермическим атомизатором, например, фирмы Хитачи.
Весы аналитические лабораторные любого типа 2-го класса точности с погрешностью взвешивания по
Установка для перегонки кислот (черт.1) или другого типа (в кварцевом аппарате).
Черт.1. Установка для перегонки кислот
1 — воронка; 2 — нагреватель; 3 — холодильник; 4 — кран для заливки кислоты; 5 — колба; 6 — кран для слива кислоты; 7 — колба
Черт.1
Черт.2. Установка для электролиза, питающаяся от постоянного тока
Установка для электролиза, питающаяся от постоянного тока (черт.2), или другого типа.
1 — винт-фиксатор электрода; 2 — токовод; 3 — винт-фиксатор держателя; 4 — шинопровод; 5 — гибкий провод; 6 — держатель; 7 — отверстие для электрода; 8 — стойка; 9 — корпус из оргстекла
Черт.2
Банки полиэтиленовые с крышками вместимостью 250 см.
Воронки В-56−105ХС по
Колбы мерные 2−100−2 по
Мензурки 25; 100 по
Пипетки 2−2-1, 2−2-5, 2−2-20, 2−2-50, 4−2-1, 4−2-20, 5−2-1, 6−2-5, 6−2-10, 7−2-5, 7−2-10 по
Пробирки П-2−10−0,1 ХС по
Пробирки ПП-20-КШ 10/19 по
______________
* На территории Российской Федерации действует
Стаканы ВН-200, НН-200 по
Стаканы В-1−100, В-1−250 по
Фильтры обеззоленные (синяя лента).
Электроплитка с закрытой спиралью.
Электроды платиновые сетчатые по
Электрошкаф сушильный лабораторный.
Кислота азотная особой чистоты по
Кислота соляная особой чистоты по
Калий фосфорнокислый однозамещенный по
Калий двухромовокислый по
Железо карбонильное или
Порошок железный по
Кадмий по
Кобальт по
Марганец по
Медь по
Мышьяк металлический.
Никель по
Свинец по
Сурьма по
Цинк по
Аргон газообразный и жидкий по
Теллур высокой чистоты по нормативно-технической документации.
Стандартные образцы состава меди.
3.2. Подготовка к проведению анализа
3.2.1. Приготовление стандартных растворов элементов по п. 2.2.1
3.2.2. Приготовление рабочих стандартных растворов для метода с индуктивно-связанной плазмой
Раствор 1: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 0,3 смстандартных растворов В кадмия, кобальта, марганца, мышьяка, сурьмы, фосфора, хрома и по 1,5 смстандартных растворов В железа, никеля, свинца, цинка и доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 2: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 1,0 смстандартных растворов В кадмия, кобальта, марганца, мышьяка, сурьмы, фосфора, хрома и по 5,0 смстандартных растворов В железа, никеля, свинца, цинка и доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 3: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 5 смстандартных растворов В кадмия, кобальта, марганца, мышьяка, сурьмы, фосфора, хрома и по 2,5 смстандартных растворов Б железа, никеля, свинца, цинка, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 4: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 1,0 смстандартных растворов Б кадмия, кобальта, марганца, мышьяка, сурьмы, фосфора, хрома и по 5,0 смстандартных растворов Б железа, никеля, свинца, цинка, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Рабочие стандартные растворы меди
В мерные колбы вместимостью 100 смвносят пипеткой последовательно 5,0; 20; 50 смстандартного раствора меди (по п.
Массовые концентрации рабочих стандартных растворов примесей приведены в табл.7.
Таблица 7
Номер рабочего раствора | Массовая концентрация элементов в рабочих стандартных растворах, мкг/см | |||||||||||
же- леза |
кад- мия |
ко- бальта |
магния | мар- ганца |
мышь- яка |
никеля | свинца | сурь- мы |
фос- фора |
хрома | цинка | |
1 |
0,15 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,15 | 0,15 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,15 |
2 |
0,50 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 | 0,50 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 |
3 |
2,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 2,50 | 2,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 2,50 |
4 |
5,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 5,00 | 5,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 5,00 |
3.2.3. Приготовление растворов для проверки коэффициентов корреляции
В мерные колбы вместимостью 100 смпипеткой последовательно вносят 0,0; 5,0; 20,0 и 50,0 смстандартного раствора меди, приготовленного по п.
В каждую колбу с растворами меди вносят по 1 смстандартного раствора В кадмия, кобальта, мышьяка, сурьмы и по 5 смстандартных растворов В свинца, цинка, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10. Массовые концентрации элементов в растворах приведены в табл.8.
Таблица 8
Номер стандартного раствора | Массовая концентрация элементов, мкг/см | ||||||
меди |
кадмия | кобальта | мышьяка | сурьмы | свинца | цинка | |
1 | 0 |
0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 | 0,50 |
2 | 500 |
0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 | 0,50 |
3 | 2000 |
0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 | 0,50 |
4 | 5000 |
0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,50 | 0,50 |
3.2.4. Приготовление рабочих стандартных растворов для атомно-абсорбционного метода
Раствор 1: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 1 смстандартных растворов В кадмия, марганца, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, теллура и 10 смраствора В кобальта, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 2: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно вносят пипеткой по 5 смстандартных растворов В кадмия, марганца, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, теллура, хрома и 2,5 смстандартного раствора В кобальта, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 3: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно приливают по 10 смстандартных растворов В кадмия, марганца, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, теллура, хрома и 0,5 смстандартного раствора Б кобальта, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 4: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно приливают по 0,5 смстандартных растворов Б марганца, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, теллура, хрома и 1 смстандартного раствора Б кобальта и доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Раствор 5: в мерную колбу вместимостью 100 смпоследовательно приливают по 0,5 смстандартных растворов Б марганца, мышьяка, никеля, свинца, сурьмы, теллура и 1 смраствора хрома, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
Массовые концентрации рабочих стандартных растворов примесей приведены в табл.9.
Таблица 9
Номер стандартного раствора |
Массовая концентрация рабочих стандартных растворов примесей, мкг/см | ||||||||
кадмия |
кобальта |
марганца |
мышьяка | никеля | свинца | сурьмы | теллура | хрома | |
1 |
0,001 | 0,010 | 0,001 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | - |
2 |
0,005 | 0,025 | 0,005 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,005 |
3 |
0,01 | 0,05 | 0,01 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,01 |
4 |
- | - | 0,05 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,05 |
5 |
- | - | 0,05 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,1 |
3.3. Проведение анализа
Навеску пробы меди массой 2,000 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 200 см. Для удаления поверхностных загрязнений пробу обмывают один раз азотной кислотой, разбавленной 1:10, и дважды — деионизованной водой, сливая каждый раз раствор декантацией.
В стакан мерным цилиндром наливают 18−20 смазотной кислоты, разбавленной 1:1, очищенной в кварцевой посуде, приливая ее по стенкам стакана. Накрывают стакан кварцевым покровным стеклом и оставляют без нагревания до прекращения бурной реакции. Стекло снимают, обмывают его водой над стаканом и затем слабо нагревают до растворения навески и полного удаления оксидов азота. Затем в стакан приливают 120−130 смводы, 12−15 смазотной кислоты и раствор нагревают до температуры 70−90 °С.
Нагретый раствор подвергают электролизу при напряжении (2,0±0,2) В в течение 1,5−2 ч до бледно-голубой окраски раствора. Во время электролиза раствор в стакане 2−3 раза перемешивают. Если электроды покрываются пузырьками выделившегося газа, то их снимают легким постукиванием по электроду. Во время электролиза недопустимо замыкание электродов.
По окончании электролиза, не выключая ток, промывают электроды водой. Затем ток отключают, электроды вынимают, а электролит выпаривают при нагревании до влажных солей. Соли растворяют в 4−5 смазотной кислоты, разбавленной 1:10. Раствор помещают в кварцевую пробирку вместимостью 10 сми доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:10.
3.4. Анализ на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой
3.4.1. Спектрометр готовят к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Условия проведения измерений — в соответствии с табл.10.
Таблица 10
Наименование параметра | Величина параметра | |
для примеси |
для меди | |
Ширина входной щели спектрометра, мкм |
20 | 20 |
Ширина выходных щелей спектрометра, мкм |
37 (сурьма, фосфор) |
75 |
50 (кадмий, магний, железо, марганец, мышьяк, свинец, хром, цинк) |
||
75 (кобальт, никель) |
||
Мощность, подводимая к плазме, кВт |
1,2 | 1,2 |
Скорость потока плазмообразующего газа, дм/мин |
0,8 | 0,8 |
Скорость потока охлаждающего газа, дм/мин |
12,0 | 12,0 |
Скорость потока несущего газа, дм/мин |
0,5 | 0,5 |
Высота зоны наблюдения над катушкой индуктора, мм |
15,0 | 15,0 |
Напряжение, подаваемое на ФЭУ, В |
1000 | 800 |
Давление аргона, подаваемого на вход газовой системы прибора, кгс/см |
6,0 | 6,0 |
Время интегрирования, с |
15 | 3 |
Время подготовки к интегрированию, с |
15 | 15 |
Длины волн определяемых элементов приведены в табл.11.
Таблица 11
Определяемый элемент |
Длина аналитической линии, нм |
Фосфор |
178,3 |
Мышьяк |
189,0 |
Цинк |
206,2 |
Сурьма |
206,8 |
Свинец |
220,4 |
Кадмий |
226,5 |
Кобальт |
228,6 |
Никель |
231,6 |
Марганец |
257,6 |
Железо |
259,9 |
Магний |
279,6 |
Медь |
324,7 |
Хром |
267,7 |
Перед началом измерений уточняют ранее рассчитанные коэффициенты коррекции для массовых концентраций примесей, учитывающие величину спектральной помехи от меди. Для этого измеряют массовые концентрации меди и примесей в растворах, приготовленных по п. 3.2.3, и если они отличаются от приведенных в табл.8 более чем на 20%, то коэффициенты коррекции рассчитывают вновь.
Капилляр распылительной системы опускают в пробирку с анализируемым раствором. Перед анализом следующей пробы капилляр распылительной системы промывают водой в течение 10−15 с. Одновременно с проведением анализа проводят контрольный опыт для внесения в результат анализа поправки, учитывающей массовую долю определяемых элементов в реактивах и материалах. Поправку вычисляют как среднее арифметическое двух параллельных определений.
3.4.2. Обработка и оценка результатов
3.4.2.1. Расчет концентраций определяемых элементов проводят на ЭВМ, используемые формулы приведены ниже.
Массовую долю определяемого элемента в образце меди () в процентах вычисляют по формуле
, (7)
где — массовая концентрация определяемого элемента в анализируемом растворе, мкг/см;
— массовая концентрация определяемого элемента в растворе контрольного опыта, мкг/см;
— объем анализируемого раствора, см;
— масса навески меди, г.
Концентрацию каждого определяемого элемента в растворе контрольного опыта (), мкг/см, вычисляют по формуле
, (8)
где — интенсивность спектральной линии определяемого элемента, мВ;
, — коэффициенты регрессионного уравнения, полученные при калибровке.
Концентрацию определяемого элемента в анализируемом растворе (), мкг/см, вычисляют по формуле
, (9)
где — интенсивность спектральной линии определяемого элемента в анализируемом растворе, мВ;
— коэффициент коррекции, учитывающий величину спектральной помехи от меди;
— концентрация меди, оставшейся в анализируемом растворе после электролиза, мкг/см.
3.4.2.2. Решение об удовлетворительной сходимости результатов параллельных определений принимается в случае, если расхождение результатов трех параллельных определений не превышает (при доверительной вероятности =0,95) значения , рассчитанного по формуле (8)
, (8)
где , — коэффициенты;
— среднее арифметическое результатов параллельных определений, %.
Коэффициенты и приведены в табл.12.
Таблица 12
Определяемый элемент | Коэффициент | |||
Железо |
0,00023 | -0,76 | 0,00025 | -0,79 |
Кадмий |
0,0018 | -0,40 | 0,0018 | -0,40 |
Кобальт |
0,00019 | -0,68 | 0,00019 | -0,68 |
Марганец |
0,0072 | -0,23 | 0,0016 | -0,44 |
Мышьяк |
0,00004 | -0,65 | 0,0014 | -0,48 |
Никель |
0,00066 | -0,59 | 0,0048 | -0,40 |
Свинец |
0,00080 | -0,58 | 0,0031 | -0,47 |
Сурьма |
0,00004 | -0,92 | 0,0025 | -0,44 |
Фосфор |
0,0018 | -0,49 | 0,015 | -0,26 |
Хром |
0,0007 | -0,56 | 0,0007 | -0,56 |
Цинк |
0,0078 | -0,37 | 0,018 | -0,31 |
При получении результатов параллельных определений с расхождениями более допускаемых, анализ пробы повторяют. Если при повторном анализе это требование не выполняется, то проводят повторный пробоотбор.
3.4.2.3. Решение об удовлетворительной воспроизводимости результатов анализа принимают в случае, если расхождение результатов первичного и повторного анализов (при доверительной вероятности =0,95) не превышает значения , рассчитанного по формуле (9)
, (9)
где и — коэффициенты в соответствии с табл.12;
— среднее арифметическое результатов анализа, %.
Контроль правильности результатов анализа — по п.
3.5. Анализ на атомно-абсорбционном спектрофотометре
3.5.1. Условия проведения измерений и подготовительные работы, необходимые для приведения спектрофотометра в рабочее состояние, — по инструкции по эксплуатации атомно-абсорбционного спектрофотометра. Условия измерения на поляризационном спектрофотометре, например, фирмы «Хитачи», приведены в табл.13.
Таблица 13
Параметр | Наименование элемента | ||||||||
Кадмий |
Кобальт |
Марганец | Мышьяк | Никель | Свинец | Сурьма | Теллур | Хром | |
Ток лампы, мА |
7,5 |
20,0 | 20,0 | 15,0 | 20,0 | 10,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 |
Длина волны, нм |
228,8 | 240,7 | 279,5 | 193,7 | 232,0 | 283,7 | 217,6 | 214,3 | 357,9 |
Ширина щели, нм |
1,3 | 0,2 | 0,4 | 2,6 | 0,2 | 1,3 | 0,4 | 1,3 | 1,3 |
Правильность настройки спектрофотометра проверяют по рабочим стандартным растворам, концентрации элементов в них приведены в табл.9.
Стадии и условия процесса атомизации пробы в электротермическом атомизаторе приведены в табл.14.
Таблица 14
Температурный режим для электротермического атомизатора
Наиме- нование элемента |
Сушка | Озоление | Атомизация | ||||
Температура, С | Время, с | Температура, °С | Время, с | Температура, C | Время, с | ||
начальная |
конечная | ||||||
Кадмий |
20 | 120 | 15 | 300 | 10 | 1500 | 7 |
Кобальт |
20 | 120 | 15 | 600 | 10 | 2700 | 7 |
Марганец |
20 | 120 | 15 | 500 | 10 | 2600 | 7 |
Мышьяк |
20 | 120 | 15 | 400 | 10 | 2800 | 7 |
Никель |
20 | 120 | 15 | 700 | 10 | 2700 | 7 |
Свинец |
20 | 120 | 15 | 300 | 10 | 2000 | 7 |
Сурьма |
20 | 120 | 15 | 300 | 10 | 2400 | 7 |
Теллур |
20 | 120 | 15 | 300 | 10 | 2300 | 7 |
Хром |
20 | 120 | 15 | 700 | 10 | 2700 | 7 |
Очистку кюветы осуществляют при температуре 2800 °C в течение 3 с.
Проводят атомизацию раствора пробы и измеряют поглощение резонансных линий определяемых элементов при длинах волн, приведенных в табл.13.
Массовую концентрацию элементов определяют по градуировочным графикам.
Одновременно с проведением анализа проводят два контрольных опыта для внесения поправки в результат анализа, учитывающей массовую долю определяемых элементов в реактивах, материалах. Поправку вычисляют как среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
3.5.2. Обработка и оценка результатов
Массовую долю определяемого элемента () в процентах вычисляют по формуле
, (10)
где — концентрация элемента в анализируемом растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мкг/см;
— концентрация элемента в растворе контрольного опыта, мкг/см;
— объем анализируемого раствора, см;
— масса навески пробы, г.
Решение об удовлетворительной сходимости результатов параллельных определений принимают в случае, если расхождение между наибольшим и наименьшим результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности =0,95 не превышает абсолютных допускаемых расхождений , вычисленных по формуле (11)
, (11)
где и — коэффициенты, приведенные в табл.15;
— среднее арифметическое результатов параллельных определений, %.
Таблица 15
Определяемый элемент | Коэффициенты | |||
Кадмий |
0,00031 | -0,41 | 0,0007 | -0,39 |
Кобальт |
0,0004 | -0,47 | 0,0037 | -0,32 |
Mapганец |
0,018 | -0,16 | 0,02 | -0,16 |
Мышьяк |
0,0025 | -0,36 | 0,004 | -0,33 |
Никель |
0,00024 | -0,66 | 0,046 | -0,13 |
Свинец |
0,00024 | -0,59 | 0,00074 | -0,57 |
Сурьма |
0,01 | -0,26 | 0,057 | -0,096 |
Теллур |
0,012 | -0,19 | 0,036 | -0,11 |
Хром |
0,0053 | -0,28 | 0,0074 | -0,28 |
При получении результатов параллельных определений с расхождениями более допускаемых анализ повторяют из новых навесок меди.
Если при повторном анализе это требование не выполняется, то проводят повторный пробоотбор.
При неудовлетворительной повторной проверке проведение анализа по данной методике прекращают до выявления и устранения причин, вызвавших отклонение.
Решение об удовлетворительной воспроизводимости результатов анализа принимают в случае, если расхождение между результатами первичного и повторного анализов при =0,95 не превышает расхождений , вычисленных по формуле (12)
, (12)
где и — коэффициенты, приведенные в табл.15;
— среднее арифметическое результатов анализа, %.
3.5.3 Контроль правильности результатов анализа осуществляют по п.