ГОСТ 11739.16-90

ГОСТ 11739.16-90 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення нікелю

ГОСТ 11739.16-90

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ

Методи визначення нікелю

Aluminium casting and wrought alloys.
Методи для визначення нікель

ОКСТУ 1709

Строк дії з 01.07.91
до 01.07.96 *
_______________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом N 5-94 Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації
(ІВД N 11/12, 1994 рік). - Примітка виробника бази даних.

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством авіаційної промисловості СРСР

РОЗРОБНИКИ

В.Г.Давидов, д-р техн. наук; В. А. Мошкін , канд. техн. наук; Г. І. Фрідман , канд. техн. наук; Л. А. Тенякова ; М. Н. Горлова , канд. хім. наук; О. Л. Скорська , канд. хім. наук; А.І.Корольова

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 28.06.90 N 1962

3. ПЕРІОДИЧНІСТЬ ПЕРЕВІРКИ - 5 років

4. СТАНДАРТ ВІДПОВІДАЄ ІСО 3979 для алюмінієвих деформованих сплавів, в частині сутності методу, методики екстракції та реекстракції розчину, вимірювання оптичної щільності розчину та обробки результатів; ІСО 3981 для алюмінієвих сплавів, що деформуються, в частині сутності методу, обробки результатів

5. ВЗАМІН ГОСТ 11739 .16-78

6. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює гравіметричний (при масовій частці нікелю від 0,5 до 8%), фотометричний (при масовій частці нікелю від 0,005 до 3,0%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці нікелю від 0,005 до 8%). .

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

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

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

2. ГРАВІМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

2.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в суміші соляної та азотної кислот з подальшим осадженням нікелю диметилгліоксимом з аміачного розчину, що містить виннокислий амоній, та зважуванні прожареного осаду.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Пекти муфельна.

Шафа сушильна з терморегулятором.

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

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 .

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин 250 г/дм .

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Метиловий червоний, розчин 1 г/дм у етиловому спирті.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Диметилгліоксим, розчин 5 г/дм у етиловому спирті.

Індикатор конго червоний: 0,1 г реагенту розчиняють 100 см води за слабкого нагрівання.

Індикаторний папір конго: фільтри середньої щільності («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі (110±5) °С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом одного місяця

.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Наважку проби масою згідно з табл.1 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см розчину соляної кислоти, 5 см розчину азотної кислоти та нагрівають до повного розчинення.

Таблиця 1

Потім розчин кип'ятять протягом 3-5 хв для видалення оксидів азоту, доливають 150 см води, 40 см винної кислоти та аміак до блакитного забарвлення розчину. В отриманий розчин доливають по краплях розчин соляної кислоти до зникнення блакитного забарвлення, нагрівають до температури (70±2) °С, приливають при постійному помішуванні розчин диметилгліоксиму з розрахунку 20 см на 1% нікелю в пробі, дві-три краплі метилового червоного, аміак до появи жовтого забарвлення та надлишок 2 см . Розчин з осадом, що випав, нагрівають до температури (70±2) °С і витримують протягом 30 хв при температурі 60-70 °С.

2.3.2. Осад відфільтровують через фільтр середньої щільності (біла стрічка) і промивають 6-8 разів гарячою водою. Осад на фільтрі розчиняють 30 см розчину гарячої соляної кислоти, а фільтр промивають гарячою водою (до червоного забарвлення паперу конго, розміщеного на край фільтра), збираючи промивні води в ту ж колбу.

В отриманий розчин додають аміак до появи блакитного забарвлення, диметилгліоксим з розрахунку 5 см. на 1% нікелю в пробі та переосаджують нікель. Розчин з осадом, що випав, нагрівають до температури (70±2) °С, витримують протягом 30 хв при температурі 60-70 °С, фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), промивають 6-8 разів гарячою водою.

2.3.3. Фільтр з осадом поміщають у доведений до постійної маси і зважений порцеляновий тигель, підсушують, обережно озолюють, не даючи спалахнути паперу фільтра, прожарюють в печі муфельної при 600-650 °С протягом 1 год, охолоджують в ексикаторі і зважують.

2.4. Обробка результатів

2.4.1. Масову частку нікелю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса тигля з осадом, г;

- Маса тигля, г;

- Маса навішування проби, г;

0,7858 - коефіцієнт перерахунку оксиду нікелю на нікель.

2.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, наведених у табл.2.

Таблиця 2

3. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній кислоті або гідроокису натрію, маскування алюмінію винною кислотою, марганцю — солянокислим гідроксиламіном, відділенні міді сірчанокислим натрієм, утворенні сполуки нікелю з диметилгліоксимом, екстракції його хлороформом, реекстракції нікелю диметилгліоксимом у присутності окислювача та подальшому вимірі оптичної щільності розчину при довжині хвилі 445 нм.

3.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

рН-метр.

Шафа сушильна з терморегулятором.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 , щільністю 1,84 г/см , Розчин 1:1.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1 та 0,5 моль/дм .

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

Натрій сірчанокислий по ГОСТ 27068 , розчин 500 г/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 розчини 400 г/дм , 200 г/дм та 20 г/дм . Розчини готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197 розчин 20 г/дм .

Залізо хлорне за ГОСТ 4147 , розчин 10 г/дм .

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин 300 г/дм .

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Диметилгліоксим, розчин 10 г/дм у етиловому спирті.

Бром згідно з ГОСТ 4109 .

Бромна вода, насичений розчин: 50 г брому поміщають у мірну колбу місткістю 1 дм з притертою пробкою, доливають 500 см води і струшують 8-10 разів, доливають водою до мітки і перемішують, кілька разів відкриваючи пробку.

Бромований розчин диметилгліоксиму: 0,5 г диметилгліоксиму поміщають у колбу місткістю 250 см і розчиняють у 100 см спирту, доливають 1 см сірчаної кислоти та 5 см насиченої бромної води.

Розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають спиртом до мітки і перемішують.

Аміак водний за ГОСТ 3760 , розчин 1:50.

Хлороформ технічний за ГОСТ 20015 *.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 20015-88 . - Примітка виробника бази даних.

Індикатор конго червоний: 0,1 г реагенту розчиняють 100 см води за слабкого нагрівання.

Індикаторний папір конго: фільтри середньої щільності («біла стрічка») просочують розчином конго, висушують у сушильній шафі при температурі (110±5) °С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом 1 міс.

Папір індикаторний універсальний.

Нікель за ГОСТ 849 * марки Н22.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 849-97 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Стандартні розчини нікелю

Розчин А: 0,1 г нікелю поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см розчину соляної кислоти (1:1) та розчиняють при нагріванні. Після розчинення розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину, А містить 0,0001 г нікелю.

Розчин Б: 100 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить Б 0,00001 г нікелю.

Адсорбент (мацерований папір): 100 г подрібнених фільтрів («червона стрічка») поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 300 см гарячої води і перемішують мішалкою до отримання однорідної ма

си.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. При масовій частці кремнію менше 1% навішування проби (табл.3) поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 10 см води, 50 см розчину соляної кислоти 1:1 та після припинення бурхливої реакції розчин нагрівають до повного розчинення навішування. Додають п'ять крапель азотної кислоти та кип'ятять протягом 5 хв. Охолоджений розчин переносять у мірну колбу місткістю 250 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Таблиця 3

3.3.2. При масовій частці кремнію понад 1% навішування проби (табл.3) поміщають у склянку з фторопласту або скловуглецю місткістю 200 см , доливають 5-7 см води, якщо у пробі відсутня залізо, доливають 1 см розчину хлорного заліза та при постійному охолодженні додають невеликими порціями 50 см розчину гідроксиду натрію 400 г/дм . Після припинення бурхливої реакції склянку нагрівають до повного розчинення проби і при помірному нагріванні, уникаючи розбризкування, упарюють до 15-20 см . Наявність у розчині каламуті сірого кольору свідчить про присутність кремнію, що не розчинився. У цьому випадку продовжують нагрівання до отримання прозорого розчину. Після охолодження у склянку обережно доливають воду до 200 см. та нагрівають до розчинення солей.

Розчин фільтрують через фільтр середньої густини («біла стрічка») з адсорбентом. Осад на фільтрі 6 разів промивають гарячим розчином гідроксиду натрію 20 г/дм. , 6-8 разів гарячою водою і розчиняють у 40 см гарячого розчину соляної кислоти (1:1) над колбою місткістю 250 см . Якщо проба містить більше 0,5% марганцю, осад розчиняють у суміші, що містить 40 см розчину соляної кислоти (1:1) та 0,1 см розчину азотистокислого натрію Розчин перед вживанням нагрівають до 70-80 °С. Фільтр промивають 10-12 разів гарячою водою, збираючи промивні води в ту саму колбу.

Фільтрат та промивні води після охолодження переносять у мірну колбу місткістю 250 см , доливають водою до мітки і

шивають.

3.3.3. Аліквотну частину розчину (табл.3) поміщають у склянку місткістю 250 см , доливають 10 см розчину винної кислоти, 5 см розчину солянокислого гідроксиламіну та розчин гідроксиду натрію 200 г/дм до зміни фарбування паперу конго в синьо-бузковий колір, при цьому рН 4,5 (контролюють рН-метром).

Доливають 10 см розчину сірчанокислого натрію і через 3 хв встановлюють значення рН до 6,5 розчином гідроксиду натрію 200 г/дм , використовуючи рН-метр (допускається попереднє застосування універсального індикаторного паперу).

Розчин переводять у ділильну вирву N 1 місткістю 250 см , доливають 5 см розчину диметилгліоксиму, 10 см хлороформу і струшують протягом 2 хв.

Розчину дають відстоятися протягом 30 с і зливають органічну фазу в ділильну вирву N 2 місткістю 100 см , промиваючи ділильну вирву N 1 1 см хлороформу.

Повторні екстракції проводять послідовно з 10 см. та 5 см хлороформу протягом 30 с і після відстоювання протягом 30 с зливають хлороформний шар у ділильну лійку N 2, промиваючи ділильну лійку N 1 1 см хлороформу, водну фазу відкидають.

Об'єднані екстракти у ділильній лійці N 2 промивають 25 см розчину аміаку, струшуючи протягом 30 с.

Органічну фазу після відстоювання протягом 30 с зливають у ділильну вирву N 3 місткістю 100 см , водну фазу від

кидають.

3.3.4. До органічної фази у ділильній вирві N 3 доливають 20 см розчину соляної кислоти 0,5 моль/дм і струшують протягом 30 с. Після відстоювання протягом 30 с органічну фазу зливають у ділильну вирву N 4 місткістю 100 см , промиваючи розчин у ділильній лійці N 3 1 см хлороформу.

Операцію реекстракції у ділильній вирві N 3 повторюють 3 рази з 10 см розчину соляної кислоти 0,5 моль/дм , промиваючи розчин 1 см хлороформу.

Солянокислі розчини об'єднують у ділильній лійці N 4, органічну фазу відкидають.

Розчин у ділильній лійці N 4 промивають 2 рази хлороформом порціями по 5 см струшуючи протягом 30 с. Після відстоювання хлороформний шар відкидають.

Водну фазу переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 3 см розчину соляної кислоти (1:1), нагрівають до 35-40 °С, додають бромну воду до появи помаранчевого забарвлення (приблизно 1 см ) та надлишок 0,5 см . Розчин охолоджують, доливають розчин аміаку до зникнення помаранчевого забарвлення та надлишок 1 см. .

До охолодженого розчину доливають 1 см розчину бромованого диметилгліоксиму, доливають водою до мітки і

ішують.

3.3.5. Оптичну густину розчину вимірюють через 10 хв, але не пізніше ніж через 30 хв при довжині хвилі 445 нм у кюветі з товщиною шару 20 мм.

Розчином порівняння служить розчин контрольного досвіду, який готують за п. 3.3.1 або 3.3.2 з усіма реактивами, що використовуються в аналізі.

3.3.6. Масову частку нікелю розраховують за градуювальним графіком.

3.3.7. Побудова градуювального графіка

У десять із одинадцяти склянок місткістю по 250 см відміряють 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001; 0,00012; 0,00014; 0,00016; 0,00018; 0,0002 г нікелю, доливають 10 см розчину винної кислоти, 5 см розчину солянокислого гідроксиламіну і далі надходять за пп.3.3.3; 3.3.4 та 3.3.5.

Розчином порівняння служить розчин, який не введений нікель.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів та відповідним їм мас нікелю будують градуювальний графік.

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку нікелю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (2)

де - Маса нікелю в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування в аліквотній частині розчину проби, г.

3.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, наведених у табл.4.

Таблиця 4

4. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ

4.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній кислоті в присутності пероксиду водню і подальшому вимірі атомної абсорбції нікелю в полум'ї ацетилен-повітря при довжині хвилі 232,0 нм для масової частки нікелю від 0,005 до 1,0% і 352,4 нм нікелю від 1,0 до 8,0%.

4.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для нікелю.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1 та 1:99.

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

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 , щільністю 1,84 г/см .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Алюміній за ГОСТ 11069 * марки А999.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 11069-2001 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Розчин алюмінію 20 г/дм : 10 г алюмінію поміщають у конічну колбу місткістю 500 см. , додають 50 см води, потім невеликими порціями 300 см розчину соляної кислоти (1:1) та розчиняють при помірному нагріванні. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Нікель згідно з ГОСТ 849 марки Н22.

Стандартні розчини нікелю

Розчин А: 1 г нікелю поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 30 см розчину соляної кислоти (1:1) та розчиняють при нагріванні. Після повного розчинення навішування розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину, містить А 0,002 г нікелю.

Розчин Б: 10 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 10 см розчину соляної кислоти (1:1) доливають водою до мітки і перемішують.

1 см розчину містить Б 0,0002 г нікелю.

Розчин: 5 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 10 см розчину соляної кислоти 1:1 доливають водою до мітки і перемішують.

1 см розчину містить 0,

0001 г нікелю.

4.3. Проведення аналізу

4.3.1. Наважку проби масою 0,5 г поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають приблизно 10 см води і потім невеликими порціями 25 см розчину соляної кислоти (1:1) Колбу накривають годинниковим склом, нагрівають до розчинення навішування, додають 3-5 крапель пероксиду водню і кип'ятять розчин протягом 3 хв.

Годинникове скло та стінки колби обполіскують водою. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 100 см. для масової частки нікелю від 0,01 до 0,1% або 250 см для масової частки нікелю понад 01 до 80%.

4.3.2. При масовій частці кремнію менше 1% розчин, якщо він не прозорий, фільтрують через сухий фільтр середньої щільності (біла стрічка) в склянку, відкидаючи перші порції фільтрату.

4.3.3. При масовій частці кремнію понад 1% після закінчення розчинення за п. 4.3.1 розчин фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у мірну колбу місткістю 100 см для масової частки нікелю від 0,01 до 0,1% або 250 см для масової частки нікелю понад 01 до 80%. Осад на фільтрі промивають 3-4 рази гарячим розчином соляної кислоти (1:99) порціями по 10 см. (Основний фільтрат).

Фільтр з осадом поміщають платиновий тигель, висушують, озолюють, не допускаючи займання, і прожарюють при температурі 500-600 °С протягом 3 хв. Після охолодження до вмісту тигля додають чотири краплі сірчаної кислоти, 5 см фтористоводневої кислоти і краплями азотну кислоту до отримання прозорого розчину.

Далі розчин упарюють насухо і після охолодження залишок змочують 2-3 см. води та розчиняють у 2-3 см розчину соляної кислоти (1:1) під час нагрівання.

Розчин приєднують до основного фільтрату у мірній колбі місткістю 100 см. для масової частки нікелю від 0,01 до 0,1% або 250 см для масової частки нікелю понад 0,1 до 8,0%, доливають водою до мітки і перемішую

т.

4.3.4. Розчин контрольного досвіду готують згідно з пп.4.3.1, 4.3.2 та 4.3.3, використовуючи замість навішування проби навішування алюмінію.

4.3.5. Побудова градуювальних графіків

4.3.5.1. При масовій частці нікелю від 0,005 до 0,1% у сім мірних колб місткістю по 100 см доливають по 25 см розчину алюмінію, у шість з них відміряють 0,25; 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0 см стандартного розчину, що відповідає 0,000025; 0,00005; 0,00015; 0,00025; 0,00035; 0,0005 г нікелю.

4.3.5.2. При масовій частці нікелю понад 0,1 до 1,0% у шість мірних колб місткістю по 100 см доливають по 10 см розчину алюмінію, по 10 см розчину соляної кислоти (1:1) і п'ять з них відміряють 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002 г нікелю.

4.3.5.3. При масовій частці нікелю понад 1,0 до 8,0% у шість мірних колб місткістю по 100 см доливають по 10 см розчину алюмінію, по 10 см розчину соляної кислоти (1:1) і п'ять з них відміряють 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 см стандартного розчину А, що відповідає 0,002; 0,004; 0,008; 0,012; 0,016 г нікелю.

4.3.5.4. Розчини в колбах за пп.4.3.5.1, 4.3.5.2 , 4.3.5.3 доливають водою до мітки та перемішують.

4.3.6. Розчин проби, розчин контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпилюють в полум'я ацетилен-повітря і вимірюють атомну абсорбцію нікелю при довжині хвилі 232,0 нм для масової частки нікелю від 0,005 до 1,0% або 352,4 нм нікелю понад 1,0% до 8,0%.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям нікелю будують градуювальний графік.

Масову концентрацію нікелю в розчині проби та в розчині контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

4.4. Обробка результатів

4.4.1. Масову частку нікелю ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (3)

де - масова концентрація нікелю в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- масова концентрація нікелю в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- Об'єм розчину проби, см ;

- маса навішування проби або маса навішування у відповідній аліквотній частині проби, г

.

4.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, наведених у табл.5.

Таблиця 5