ГОСТ 6689.13-92
ГОСТ 6689.13−92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые. Методы определения мышьяка
ГОСТ 6689.13−92
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ
Методы определения мышьяка
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of arsenic
ОКСТУ 1709
Дата введения 1993−01−01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
В.Н.Федоров,
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР
4. ВЗАМЕН
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта, раздела |
ГОСТ 8.315−91 |
2.4.3; 4.4.3 |
ГОСТ 492–73 |
Вводная часть |
ГОСТ 1277–75 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 3118–77 |
2,2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 3760–79 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 3765–78 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 4160–74 |
3.2 |
ГОСТ 4166–76 |
2.2 |
ГОСТ 4204–77 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 4328–77 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 4332–76 |
2.2 |
ГОСТ 4461–77 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 5841–74 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 6689.1−92 |
Разд.1 |
ГОСТ 6689.7−92 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 10484–78 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 18300–87 |
2.2, 3.2; 4.2 |
ГОСТ 10929–76 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 19241–80 |
Вводная часть |
ГОСТ 20228–74 |
2.2 |
ГОСТ 20478–75 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 20490–75 |
2.2 |
ГОСТ 25086–87 |
Разд.1; 2.4.3; 4.4.3 |
Настоящий стандарт устанавливает фотометрические методы определения мышьяка (при массовой доле мышьяка от 0,0005 до 0,05%) и атомно-абсорбционный метод определения мышьяка (при массовой доле от 0,005 до 0,05%) в никеле, никелевых и медно-никелевых сплавах по
_________________
* На территории Российской Федерации действует
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методам анализа — по
2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЬЯКА
2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании желтого мышьяковомолибденового комплекса с последующим восстановлением его сернокислым гидразином до мышьяковомолибденовой сини. Метод включает отделение мышьяка от основных компонентов сплавов соосаждением с гидроокисью железа с последующей экстракцией в виде йодида мышьяка (III) четыреххлористым углеродом и реэкстракцией его водой.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Кислота азотная по
Кислота соляная по
Смесь кислот для растворения: концентрированные азотная и соляная кислоты в соотношении 1:3.
Кислота серная по
Кислота фтористоводородная по
Аммиак водный по
Водорода перекись по
Калий йодистый по
Промывной раствор: три части раствора йодистого калия смешивают с одной частью воды.
Спирт этиловый ректификованный технический по
Гидразин сернокислый по
Аммоний молибденовокислый по
Смесь реакционная: к 50 смраствора молибденовокислого аммония прибавляют 5 смраствора сернокислого гидразина и доливают водой до объема 100 см; готовят в день применения.
Квасцы железоаммонийные по НТД, раствор 100 г/дм.
10 г квасцов растворяют при нагревании в 70 смводы и 5 смконцентрированной азотной кислоты, раствор фильтруют и разбавляют водой до 100 см.
Калий марганцовокислый по
Серебро азотнокислое по
Натрия гидроокись по
Фенолфталеин, раствор 10 г/дмв этиловом спирте.
Аммоний надсернокислый по
Углерод четыреххлористый по
Ангидрид мышьяковистый.
Стандартные растворы мышьяка.
Раствор А: 0,132 г мышьяковистого ангидрида растворяют при нагревании в 10 смраствора гидроокиси натрия, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см, нейтрализуют по фенолфталеину соляной кислотой (1:3) и доливают водой до метки.
1 смраствора, А содержит 0,0002 г мышьяка.
Раствор Б: 25 смраствора, А переносят в мерную колбу вместимостью 500 сми доливают до метки водой.
1 смраствора Б содержит 0,
00001 г мышьяка.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Для сплавов, содержащих менее 0,1% кремния и не содержащих хром и вольфрам
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в стакан вместимостью 250−300 см, добавляют 20−30 смазотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения навески часовое стекло или пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, раствор разбавляют водой до 120−150 см, добавляют 1 смраствора железоаммонийных квасцов (при массовой доле железа в сплаве более 0,1% железоаммонийные квасцы не добавляют), нагревают до 60−70 °С и осаждают гидроокись железа, осторожно добавляя концентрированный аммиак до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди и сверх этого еще 5−6 смизбытка аммиака.
Таблица 1
Массовая доля мышьяка, % | Масса сплава, г | Мерная колба вместимостью, см |
Аликвотная часть раствора, см | ||||
От | 0,0005 | до | 0,0015 | включ. | 2 |
- | Весь раствор |
Св. | 0,0015 | « | 0,005 | « | 1 |
- | Весь раствор |
« | 0,005 | « | 0,01 | « | 1 |
50 | 20 |
« | 0,01 | « | 0,025 | « | 0,5 |
50 | 20 |
« | 0,025 | « | 0,05 | « | 0,5 |
100 | 20 |
Раствор выдерживают в течение 30 мин при 60−70 °С для коагуляции осадка гидроокиси железа. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 6−8 раз горячим раствором аммиака (1:50), растворяют на фильтре 25 см горячей серной кислоты (1:4), собирая раствор в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр 5−7 раз промывают горячей водой (если в сплаве присутствует марганец, то при растворении осадка в стакан добавляют несколько капель перекиси водорода). Осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадка проводят трижды. Раствор упаривают до появления белого дыма серной кислоты. После охлаждения ополаскивают стенки стакана водой и повторяют упаривание до появления белого дыма серной кислоты, затем добавляют в стакан 0,2−0,3 г сернокислого гидразина и нагревают 5−10 мин.
При массовой доле мышьяка в сплаве менее 0,005% остаток после выпаривания растворяют в 15 смводы, раствор помещают в делительную воронку вместимостью 250−300 сми ополаскивают стенки стакана 5 смводы.
При массовой доле мышьяка в сплаве свыше 0,005% в стакан добавляют 35−40 смводы, раствор помещают в мерную колбу (см. табл.1) и разбавляют до метки водой. Аликвотную часть — 20 смпомещают в делительную воронку вместимостью 250−300 см, добавляют 60 смраствора йодистого калия, 30 смчетыреххлористого углерода и экстрагируют мышьяк в течение 2 мин. Органический слой помещают во вторую делительную воронку вместимостью 100−150 см, а в первую добавляют 15 смчетыреххлористого углерода и повторяют экстракцию еще раз. Экстракты объединяют, промывают в течение 2 мин 20 смпромывного раствора и помещают органический слой в третью делительную воронку вместимостью 100−150 см, в нее добавляют 15 смводы и проводят реэкстракцию мышьяка в течение 2 мин.
Органический слой сливают в четвертую делительную воронку вместимостью 100−150 сми повторяют реэкстракцию в тех же условиях. Водные реэкстракты помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, добавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой розовой окраски, которую разрушают, добавляя по каплям раствор сернокислого гидразина. Добавляют 4 смреакционной смеси и колбу с раствором помещают в кипящую водяную баню. Спустя 10−15 мин, раствор охлаждают, доливают до метки водой и измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см. Раствором сравнения служит раствор контрольн
ого опыта.
2.3.2. Для сплавов с массовой долей кремния свыше 0,1%
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в платиновую чашку, добавляют 20−25 смазотной кислоты (1:1), 1−3 смфтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. После охлаждения стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 5 смконцентрированной серной кислоты и раствор упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают; ополаскивают стенки водой и повторяют упаривание до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения остаток растворяют при нагревании в 35−40 смводы, помещают в стакан вместимостью 250 см, разбавляют водой до 120−150 см, нагревают до 60−70 °С и осаждают гидроокись железа, осторожно добавляя аммиак до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди и сверх этого еще 5−6 смизбытка аммиака.
Далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1
.
2.3.3. Для сплавов, содержащих хром
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в платиновую чашку, добавляют 20−25 смазотной кислоты (1:1), 1−2 смфтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании.
После охлаждения стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 смконцентрированной серной кислоты и раствор упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают, ополаскивают стенки водой и повторяют упаривание до начала выделения белого дыма серной кислоты. После охлаждения остаток растворяют при нагревании в 35−40 смводы, раствор помещают в стакан вместимостью 300−400 сми разбавляют водой до 200 см, добавляют раствор азотнокислого серебра: 15 см — при навеске сплава 2 г, 8 смпри навеске 1 г и 4 см — при навеске 0,5 г. Вводят 5 г надсернокислого аммония (для окисления хрома), раствор нагревают до кипения и кипятят до полного разложения надсернокислого аммония (до полного прекращения выделения пузырьков кислорода). Раствор охлаждают до 60−70 °С, ополаскивают стенки стакана водой, добавляют 1 смраствора железоаммонийных квасцов и осаждают гидроокись железа, осторожно добавляя концентрированный аммиак до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди и сверх этого 5−6 смаммиака в избыток. Далее анализ ведут, как указано в п.2
.3.1.
2.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл.1) помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 60−80 смсмеси кислот для растворения и при нагревании растворяют. К раствору добавляют 5 смконцентрированной серной кислоты и упаривают до 10−12 см. Раствор разбавляют 30 смводы и выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на двойной плотный фильтр. Стакан и осадок промывают 5−6 раз горячей соляной кислотой (1:1). Осадок с фильтром выбрасывают, а к фильтрату добавляют 1 смраствора железоаммонийных квасцов, нагревают до 60−70 °С и осаждают гидроокись железа, осторожно добавляя аммиак до образования аммиачных растворимых комплексов никеля и меди и сверх этого 5−6 смизбытка аммиака. Далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1
.
2.3.5. Построение градуировочного графика
В стаканы, вместимостью по 250 см, помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 6,0 смстандартного раствора Б мышьяка, добавляют до 10 смконцентрированной азотной кислоты и выпаривают досуха на водяной бане.
Остаток растворяют в воде, раствор разбавляют водой до 120−150 см, добавляют по 1 смраствора железоаммонийных квасцов, нагревают до 60−70 °С и осаждают гидроокись железа аммиаком. Далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1 при массовой доле мышьяка менее 0,005%.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю мышьяка () в процентах вычисляют по формуле
,
где — масса мышьяка, найденная по градуировочному графику, г;
— масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.
2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
Таблица 2
Массовая доля мышьяка, % |
Допускаемые расхождения, % | |||||
От | 0,0005 | до | 0,001 | включ. | 0,0002 |
0,0003 |
Св. | 0,001 | « | 0,005 | « | 0,0008 |
0,001 |
« | 0,005 | « | 0,01 | « | 0,0015 |
0,002 |
« | 0,01 | « | 0,02 | « | 0,004 |
0,006 |
« | 0,02 | « | 0,05 | « | 0,007 |
0,01 |
2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых или медно-никелевых сплавов, утвержденным по
________________
* На территории Российской Федерации действует
3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЬЯКА
3.1. Сущность метода
Метод основан на образовании желтого мышьяковомолибденового комплекса с последующим восстановлением его сернокислым гидразином в слабокислом растворе до мышьяковомолибденовой сини. Предварительно мышьяк от основных компонентов сплавов отделяют соосаждением с гидроокисью железа с последующим выделением мышьяка дистилляцией треххлористого мышьяка из солянокислого раствора.
3.2. Аппаратура реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Аппарат для дистилляции мышьяка по п. 3.3.1 или другой прибор подобного типа.
Кислота азотная по
Кислота соляная по
Смесь кислот для растворения: одну часть концентрированной азотной кислоты смешивают с тремя частями концентрированной соляной кислоты.
Кислота серная по
Кислота фтористоводородная по
Аммиак водный по
Водорода перекись по
Спирт этиловый ректификованный по
Гидразин сернокислый по
Калий бромистый кристаллический по
Аммоний молибденовокислый по
Смесь реакционная свежеприготовленная: 50 смраствора молибденовокислого аммония разбавляют водой до 150 см, прибавляют 50 смраствора сернокислого гидразина и доливают водой до 500 см.
Квасцы железоаммонийные по НТД, раствор 100 г/дм(приготовление по п. 2.2).
Серебро азотнокислое по
Натрия гидроокись по
Фенолфталеин, раствор 10 г/дмв этиловом спирте.
Аммоний надсернокислый по
Ангидрид мышьяковистый.
Стандартные растворы мышьяка (приготовление по п
.2.2).
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску сплава (см. табл.1) растворяют и выделяют мышьяк соосаждением с гидроокисью железа, как указано в п.
В перегонную колбу 1 аппарата (чертеж) помещают 2 г сернокислого гидразина и 1 г бромистого калия, в приемники 5 и 7 заливают 25−30 сми 10−15 смводы соответственно, добавляют в каждый приемник по 1−2 капли перекиси водорода и собирают аппарат в соответствии с чертежом.
1 — перегонная колба; 2 — капельная воронка; 3 — трубка с гидрозатвором; 4 — холодильник; 5 — приемник; 6 — гидрозатвор; 7 — контрольный приемник
Анализируемый раствор через капельную воронку 2 помещают в перегонную колбу 1. Стакан ополаскивают концентрированной соляной кислотой и раствор переносят через воронку 2 в колбу 1. В колбу 1 через воронку 2 добавляют 50 смконцентрированной соляной кислоты и отгоняют треххлористый мышьяк при нагревании. Отгоняют первоначального объема раствора в колбе 1 при равномерном кипении (для обеспечения равномерного кипения в колбу 1помещают несколько стеклянных бусинок).
По окончании отгонки достиллят из приемников 5 и 7 объединяют в зависимости от массовой доли мышьяка в сплаве: в стакан вместимостью 100 см, если мышьяка менее 0,005%, или в мерную колбу (см. табл.1), если мышьяка более 0,005%.
В колбе раствор доливают до метки водой и перемешивают.
В зависимости от массовой доли мышьяка ко всему раствору или его аликвотной части, отобранной согласно табл.1, помещенной в стакан вместимостью 100 см, добавляют 5 смконцентрированной азотной кислоты и выпаривают при умеренном нагревании досуха. Стакан с сухим остатком помещают в сушильный шкаф и оставляют на 1 ч при 130 °C.
К охлажденному остатку прибавляют 35 смреакционной смеси, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают на водяной бане при 100 °C в течение 10 мин. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают реакционной смесью до метки и перемешивают.
Измеряют оптическую плотность раствора при 750 или 660 нм на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре.
Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта
.
3.3.2. Для сплавов, содержащих кремний
Навеску сплава (см. табл.1) растворяют, как указано в п. 2.3.2, выделяют мышьяк соосаждением с гидроокисью железа и осадок обрабатывают, как указано в п.
3.3.3. Для сплавов, содержащих хром
Навеску сплава (см. табл.1) растворяют, как указано в п. 2.3.3, и выделяют мышьяк соосаждением с гидроокисью железа, как указано в п.
3.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам
Навеску сплава (см. табл.1) растворяют, отделяют вольфрам, как указано в п. 2.3.4, и выделяют мышьяк соосаждением с гидроокисью железа, как указано в п.
Остаток после двукратного выпаривания с серной кислотой охлаждают и осторожно растворяют в небольшом количестве воды. Далее анализ ведут, как указано в п.
3.3.5. Построение градуировочного графика
В стаканы вместимостью по 100 смпомещают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 смстандартного раствора Б мышьяка. Во все стаканы добавляют по 5 смконцентрированной азотной кислоты и выпаривают растворы досуха на водяной бане. Стаканы с сухим остатком помещают в сушильный шкаф и оставляют на 1 ч при 130 °C и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.1, для сплавов с массовой долей мышьяка менее 0,005%. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий мышьяка.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю мышьяка () в процентах вычисляют по формуле
,
где — масса мышьяка, найденная по градуировочному графику, г;
— масса сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.
3.4.2. Расхождение результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЫШЬЯКА
4.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в кислотах, выделении мышьяка соосаждением с гидроокисью железа, растворении осадка в соляной кислоте и измерении атомной абсорбции мышьяка в пламени ацетилен-воздух или ацетилен-закись азота при длине волны 193,7 нм.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для мышьяка.
Кислота азотная по
Кислота соляная по
Смесь кислот: смешивают один объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.
Кислота фтористоводородная по
Кислота серная по
Аммиак водный по
Водорода перекись по
Натрия гидроокись по
Железо, восстановленное водородом.
Железа хлорид, раствор: 0,75 г железа растворяют в 20 смсоляной кислоты с добавлением раствора перекиси водорода, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 сми доливают водой до метки.
1 смраствора содержит 0,003 г железа.
Ангидрид мышьяковистый.
Стандартный раствор мышьяка: 1,3200 г мышьяковистого ангидрида растворяют в 20 смраствора гидроокиси натрия, добавляют 10 смводы, 10 смраствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 1 дми доливают водой до метки.
1 смраствора содержит 0,001 г мышья
ка.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Для сплавов, содержащих кремний не более 0,05%
Навеску сплава массой 5 г помещают в стакан вместимостью 400 сми растворяют при нагревании в 40 смсмеси кислот. Раствор разбавляют водой до объема 200 см, добавляют 10 смраствора хлорида железа, нагревают до 70 °C, осторожно нейтрализуют аммиаком до образования растворимых аммиачных комплексов никеля и меди и добавляют еще 5 смв избыток. Раствор кипятят и оставляют в теплом месте на 30 мин, затем фильтруют через фильтр средней плотности. Осадок на фильтре промывают три раза горячим раствором аммиака (1:99), затем два раза горячей водой. Осадок растворяют в 10 смгорячего раствора соляной кислоты (1:1), собирая раствор в стакан, в котором проводилось осаждение. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 сми доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт.
Измеряют атомную абсорбцию мышьяка в пламени ацетилен-воздух и ацетилен-закись азота параллельно с градуировочными растворами при длине волны 193,7 нм
.
4.3.2. Для сплавов, содержащих кремний свыше 0,05%
Навеску пробы массой 5 г помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 30 смраствора азотной кислоты (1:1) и 5 смфтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 смсерной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают, добавляют 50 смводы и кипятят до растворения солей. Раствор переносят в стакан вместимостью 400 см, добавляют 10 смраствора хлорида железа и далее поступают, как указано в п.
4.3.3. Построение градуировочного графика
В шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 смпомещают 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 и 10,0 смстандартного раствора мышьяка, что соответствует 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 и 10,0 мг мышьяка, доливают до метки раствором соляной кислоты (1:5). Измеряют атомную абсорбцию мышьяка, как указано в п.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю мышьяка () в процентах вычисляют по формуле
,
где — концентрация мышьяка в анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику, г/см;
— концентрация мышьяка в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
— объем раствора пробы, см;
— масса навески пробы, г
.
4.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений (показатель сходимости) и результатов двух анализов (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.
4.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых или медно-никелевых сплавов, утвержденным по