ГОСТ 11739.14-99

ГОСТ 11739.14-99 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення миш'яку

ГОСТ 11739.14-99

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ

Методи визначення миш'яку

Aluminium casting and wrought alloys.
Методи для визначення arsenic

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 2000-09-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН ВАТ «Всеросійський інститут легких сплавів» (ВАТ ВІЛС), Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 297 «Матеріали та напівфабрикати з легких сплавів»

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 16-99 від 8 жовтня 1999 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 18 лютого 2000 р. N 41-ст міждержавний стандарт ГОСТ 11739.14-99 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 вересня 2000 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 11739 .14-82

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює фотометричні методи визначення миш'яку в алюмінієвих ливарних та деформованих сплавах при масовій частці миш'яку відповідно від 0,002% до 0,02% та від 0,002% до 0,04%.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 1973-77 Ангідрид миш'яковистий. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3640-94 Цинк. Технічні умови

ГОСТ 3760-79 Аміак водний. Технічні умови

ГОСТ 3765-78 Амоній молібденовокислий. Технічні умови

ГОСТ 4159-79 Йод. Технічні умови

ГОСТ 4201-79 Натрій кислий вуглекислий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4232-74 Калій йодистий. Технічні умови

ГОСТ 4328-77 Натрію гідроксид. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5841-74 Реактиви. Гідразин сірчанокислий

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводнева. Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню пероксид. Технічні умови

ГОСТ 11683-76 (ІСО 3627-76) Піросульфіт натрію технічний. Технічні умови

ГОСТ 14261-77 Кислота соляна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 18300-87 Спирт етиловий технічний ректифікований. Технічні умови

ГОСТ 20288-74 Вуглець чотирихлористий. Технічні умови

ГОСТ 25086-87 Кольорові метали та їх сплави. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги

3.1 Загальні вимоги до методів аналізу – за ГОСТ 25086 з доповненням.

3.1.1 За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати двох паралельних визначень.

4 Фотометричний метод визначення миш'яку (при масовій частці миш'яку від 0,002% до 0,02%)

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині соляної кислоти в присутності пероксиду водню, відділенні миш'яку від інших компонентів сплаву відгоном миш'яковистого водню, утворенні миш'яковомолібденової гетерополікислоти, відновленні її до синьої форми сірчанокислим гідразином в розчині сірчаної кислоти 0,12-0 та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 800 нм.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Прилад дистиляції миш'яку (рисунок 1).

Рисунок 1. Прилад для дистиляції миш'яку

1 - колба плоскодонна зі шліфом місткістю 50-100 см ; 2 - трубка П-подібна вигнута
діаметром 5 мм з відтягнутим у капіляр кінцем, прикріплена на шліфі до плоскодонної колби 1;
3 - посуд поглинальний - конічна пробірка місткістю 10 см ;
4 - трубка коротка скляна діаметром 6-7 мм

Малюнок 1

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см та розчин 1:1.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см та розчини 1:5 та 1 моль/дм .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Гідразин сірчанокислий за ГОСТ 5841 , розчин 1,5 г/дм .

Натрій вуглекислий кислий за ГОСТ 4201 розчин 0,5 моль/дм : 4,2 г солі розчиняють у 50 см. води, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Олово дволористе 2-водне [1] (додаток А), розчин 500 г/дм : 50 г дволористого олова розчиняють у 65 см. соляної кислоти, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Калій йодистий за ГОСТ 4232 та розчин 150 г/дм . Зберігають у склянці із темного скла у захищеному від світла місці.

Йод за ГОСТ 4159 , розчин 2,5 г/дм : 0,25 г йоду та 0,4 г йодистого калію поміщають у мірну колбу з притертою пробкою місткістю 100 см. , доливають 10 см води, струшують до повного розчинення йоду, доливають водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у склянці із темного скла у захищеному від світла місці.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 перекристалізований, розчин 10 г/дм : 1 г молібденовокислого амонію розчиняють у 10 см. води, доливають 90 см розчину сірчаної кислоти 1:5 і перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

Для перекристалізації 250 г молібденовокислого амонію поміщають у склянку місткістю 1 дм. , доливають 400 см води, нагрівають до температури (80±2) °С, розчиняють при перемішуванні скляною паличкою, додають аміак до появи запаху і фільтрують гарячий розчин через щільний фільтр («синя стрічка») у склянку, що містить 300 см етилового спирту. Розчин охолоджують до температури (10±2) °С і дають відстоятися протягом 1 год. Кристали, що випали, відфільтровують через воронку Бюхнера, відсмоктуючи матковий розчин через фільтр середньої щільності («біла стрічка»).

Кристали промивають тричі етиловим спиртом порціями по 30 см. , Після чого їх рівномірно розподіляють на аркуші фільтрувального паперу, прикривши другим аркушем паперу, і висушують на повітрі протягом 8-10 год.

Суміш реактивів: 10 см розчину молібденовокислого амонію поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 10 см розчину сірчанокислого гідразину, доливають водою до мітки і перемішують. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням.

Натрій сірчистокислий піро за ГОСТ 11683 , розчин 50 г/дм свіжоприготовлений.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 100 г/дм . Готують та зберігають у поліетиленовому посуді.

Цинк ГОСТ 3640 марки ЦВ00.

Для очищення поверхні гранули обробляють розчином соляної кислоти, промивають водою та зберігають у бюксі з водою до моменту застосування.

Індикатор конго червоний: 0,1 г реагенту розчиняють 100 см води при слабкому нагріванні розчин охолоджують і перемішують.

Індикаторний папір конго: фільтри середньої щільності («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі 100-105 °С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом 1 міс.

Ангідрид миш'яковистий за ГОСТ 1973 .

Стандартні розчини миш'яку.

Розчин А: 0,1320 г миш'яковистого ангідриду поміщають у конічну колбу місткістю 100 см. і розчиняють 10 см розчину гідроксиду натрію. Доливають розчин соляної кислоти до зміни червоного забарвлення паперу конго в бузкову, переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,0002 г миш'яку.

Розчин Б: 25 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують перед застосуванням.

1 см розчину

містить 0,00005 г миш'яку.

4.3 Проведення аналізу

4.3.1 Наважку проби масою 0,5 г поміщають у колбу місткістю 50-100 см приладу для дистиляції миш'яку, доливають 15 см води, 10 см розчину соляної кислоти і відразу закривають колбу П-подібною трубкою, кінець якої занурений в поглинальну посудину, що містить 5 см розчину йоду та 0,5 см розчину вуглекислого кислого натрію (поглинальний розчин).

Після закінчення розчинення доливають 9,5 см. розчину соляної кислоти, 1 см пероксиду водню, ретельно перемішують, доливають 2 см. розчину йодистого калію, через 5 хв – 1 см розчину дволористого олова та витримують при кімнатній температурі протягом 30 хв. Потім в колбу швидко опускають дев'ять гранул цинку, негайно закривають її П-подібною трубкою і пропускають водень, що виділяється через поглинальний розчин протягом 1,5

год.

4.3.2 Поглинальний розчин переносять у мірну колбу місткістю 25 см , доливають 12,5 см суміші реактивів, по краплях розчин сірчистокислого натрію до зникнення забарвлення йоду, перемішують і нагрівають на киплячій водяній бані протягом 15-20 хв. Розчин охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

4.3.3 Розчин контрольного досвіду готують відповідно до 4.3.1 та 4.3.2 з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу.

4.3.4 Оптичну густину розчину проби та розчину контрольного досвіду вимірюють при довжині хвилі 800 нм у кюветі з товщиною шару 10 мм. Розчином порівняння є вода.

4.3.5 Масу миш'яку визначають за градуювальним графіком, віднімаючи з оптичної щільності розчину проби оптичну щільність розчину контрольного досвіду.

4.3.6 Побудова градуювального графіка

У сім із восьми мірних колб місткістю 25 см кожна відміряють 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005; 0,000075; 0,0001 г миш'яку, доливають 2,5 см розчину йоду, 0,5 см розчину кислого вуглекислого натрію і далі надходять за 4.3.2 та 4.3.4. Розчином порівняння служить розчин, який не введений миш'як.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів і відповідним їм мас миш'яку будують градуювальний графік.

4.4 Обробка результатів

4.4.1 Масову частку миш'яку , %, обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса миш'яку в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби, р.

4.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 1.


Таблиця 1

В процентах

5 Фотометричний метод визначення миш'яку (при масовій частці миш'яку від 0,002% до 0,04%)

5.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній кислоті, екстракції йодиду миш'яку III чотирихлористим вуглецем з розчину соляної кислоти 9 моль/дм , реекстракції миш'яку III водою, окисленні миш'яку IIl до миш'яку V йодом, освіті миш'яково-молібденового комплексу з відновленням його аскорбінової кислотою до миш'яково-молібденової сині в присутності каталізатора - сурьмяновиннокислого калію і вимірі оптичної щільності розчину при довжині0.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Пекти муфельна.

Шафа сушильна з терморегулятором.

Кислота соляна особливої чистоти згідно з ГОСТ 14261 щільністю 1,19 г/см та розчини 1:1 та 2:1.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см , Розчин 1:1.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см , розчини 1:1 та 1 моль/дм .

Суміш кислот: рівні обсяги розчинів 1:1 сірчаної, азотної та соляної кислот.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 100 г/дм . Готують та зберігають у поліетиленовому посуді.

Калій йодистий за ГОСТ 4232 , розчин 1 г/см : 20 г йодистого калію розчиняють у 20 см. води.

Йод за ГОСТ 4159 насичений розчин: 25 г йодистого калію і 20 г йоду поміщають в колбу з притертою пробкою місткістю 250 см , доливають 70 см води та струшують до повного розчинення йоду, доливають до об'єму 250 см водою, додають 1-2 г йоду, струшують і залишають на ніч, при цьому в розчині повинні знаходитися кристали йоду, що не розчинився. Розчин зберігають у склянці із темного скла у захищеному від світла місці.

Кислота аскорбінова, розчин 4 г/дм свіжоприготовлений.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 перекристалізований, розчин 7 г/дм : 3,5 г молібденовокислого амонію розчиняють у 100 см. розчину сірчаної кислоти 1 моль/дм , переносять у мірну колбу місткістю 500 см , доливають тим самим розчином сірчаної кислоти до мітки і перемішують.

Порядок перекристалізації молібденовокислого амонію - 4.2.

Калій сурьмяновиннокислий, розчин 1,5 г/дм свіжоприготовлений.

Вуглець чотирихлористий за ГОСТ 20288 .

Індикатор конго червоний; 0,1 г реагенту розчиняють у 100 см води при слабкому нагріванні розчин охолоджують і перемішують.

Індикаторний папір конго: фільтри середньої щільності («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі 100-105 °С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом 1 міс.

Ангідрид миш'яковистий за ГОСТ 1973 .

Стандартні розчини миш'яку.

Розчин А: 0,1320 г миш'яковистого ангідриду поміщають у конічну колбу місткістю 100 см. і розчиняють 10 см розчину гідроксиду натрію. Доливають розчин соляної кислоти 1:1 до зміни червоного забарвлення паперу конго в бузковий, охолоджують, переносять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,0001 г миш'яку.

Розчин Б: 10 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 500 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,000002 г миш'яку.

Розчин готують

перед застосуванням.

5.3 Проведення аналізу

5.3.1 Наважку проби масою відповідно до таблиці 2 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають невеликими порціями 40 см. суміші кислот та нагрівають до розчинення.


Таблиця 2

Після закінчення бурхливої реакції додають 5 або 10 см розчину сірчаної кислоти 1:1 (залежно від маси навішування проби), випарюють при помірному нагріванні до появи білої пари сірчаної кислоти та вологих солей. Розчин охолоджують до кімнатної температури, обмивають стінки колби 20-30 см. води, перемішують і випарюють знову до виділення парів сірчаної кислоти. До охолодженого залишку вологих солей обережно при перемішуванні доливають 20 см. води, 40 см соляної кислоти та нагрівають, не доводячи до кипіння, для розчинення солей.

5.3.2 При масовій частці кремнію більше 4% розчин з осадом фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), фільтр промивають двічі по 10 см розчином соляної кислоти 2:1, збираючи фільтрат та промивні води в конічну колбу місткістю 250 см (Основний розчин).

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють при температурі 500-600 °С протягом 2-3 хв. Після охолодження в тигель додають п'ять крапель сірчаної кислоти, 5 см фтористоводневої кислоти та по краплях азотну кислоту (приблизно 1 см ) до отримання прозорого розчину. Розчин випарюють насухо, охолоджують, доливають до сухого залишку в тиглі 5 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють його при помірному нагріванні. Після охолодження розчин приєднують до основного розчину конічної колбі.

5.3.3 Охолоджений розчин переводять у ділильну вирву N 1 місткістю 250 см обмивають стінки колби 20 см соляної кислоти, доливають 1 см розчину йодистого калію та через 10 хв 20 см чотирихлористого вуглецю.

Розчин струшують протягом 1 хв, дають відстоятися і зливають органічну фазу в ділильну вирву N 2 місткістю 100 см .

Повторну екстракцію проводять також у ділильній лійці N 1 з 20 см чотирихлористого вуглецю протягом 1 хв, зливаючи органічну фазу в ділильну вирву N 2. Водну фазу відкидають.

5.3.4 До органічної фази у ділильній лійці N 2 доливають 20 см води струшують протягом 1 хв і після відстоювання органічну фазу відкидають.

5.3.5 Водну фазу переводять у мірну колбу місткістю 50 см і доливають по краплях насичений розчин йоду до отримання фарби йоду, що не зникає. Через 5 хв доливають краплями розчин аскорбінової кислоти при перемішуванні до зникнення забарвлення йоду; якщо в розчині є краплі чотирихлористого вуглецю, забарвлені в рожевий колір, то додають ще три краплі розчину аскорбінової кислоти і струшують до знебарвлення; доливають 10 см розчину молібденовокислого амонію, 5 см розчину аскорбінової кислоти, 1 см розчину сурьмяновиннокислого калію, доливають водою до мітки і перемішують.

5.3.6 Розчин контрольного досвіду готують відповідно до 5.3.1-5.3.5 з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу.

5.3.7 Оптичну щільність випробуваного розчину та розчину контрольного досвіду вимірюють через 40 хв при довжині хвилі 800 нм у кюветі з товщиною шару 50 мм. Розчином порівняння є вода.

5.3.8 Масу миш'яку визначають за градуювальним графіком, віднімаючи з оптичної щільності випробуваного розчину оптичну щільність розчину контрольного досвіду.

5.3.9 Побудова градуювального графіка

У п'ять із шести мірних колб місткістю 50 см кожна відміряють 2,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,000004; 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004 г миш'яку, і далі продовжують по 5.3.5 та 5.3.7. Розчином порівняння служить розчин, який не введений миш'як.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів і відповідним їм мас миш'яку будують градуювальний графік.

5.4 Обробка результатів

5.4.1 Масову частку миш'яку , %, обчислюють за формулою

, (2)

де - маса миш'яку в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби, р.

5.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 3.


Таблиця 3

В процентах