ГОСТ 11739.24-98

ГОСТ 11739.24-98 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення цинку

ГОСТ 11739.24-98

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ

Методи визначення цинку

Aluminium casting and wrought alloys.
Методи для визначення zinc

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 2000-01-01

Передмова

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

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол від 12 листопада 1998 р. N 14-98)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 21 квітня 1999 р. N 132 міждержавний стандарт ГОСТ 11739.24-98 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 січня 2000 року

4 ВЗАМІН ГОСТ 11739 .24-82

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює титриметричний (при масовій частці від 0,1 до 12,0%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці від 0,01 до 6,0%) методи визначення цинку.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 61-75 Кислота оцтова. Технічні умови

ГОСТ 1277-75 Срібло азотнокисле

ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технічні умови

ГОСТ 3117-78 Амоній оцтовокислий. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3640-94 Цинк. Технічні умови

ГОСТ 3760-79 Аміак водний. Технічні умови

ГОСТ 4038-79 Нікель (II) хлорид 6-водний. Технічні умови

ГОСТ 4139-75 Калій роданистий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4328-77 Натрію гідроксид. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

ГОСТ 5457-75 Ацетилен розчинений та газоподібний технічний. Технічні умови

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводнева. Технічні умови

ГОСТ 10652-73 Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти 2-водна (трилон Б)

ГОСТ 10727-91 Нитки скляні односпрямовані. Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню пероксид. Технічні умови

ГОСТ 11069-74 Алюміній первинний. Марки

ГОСТ 18300-87 Спирт етиловий технічний ректифікований. Технічні умови

ГОСТ 20301-74 Смоли іонообмінні. Аніоніти. 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 Титриметричний метод визначення цинку

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині соляної кислоти в присутності пероксиду водню, відділенні цинку від компонентів, що заважають, іонним обміном на сильноосновній смолі, титруванні цинку розчином трилону Б з дитизоном або ксиленоловим помаранчевим як індикатор.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Колонки скляні іонообмінні діаметром 25-30 мм, висотою 350-400 мм з розширенням у верхній частині та краном у нижній. Як колонки допускається використовувати бюретки місткістю 50 см , Діаметром 12-15 мм, висотою 450-500 мм.

pH-метр.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчини 1:1, 1:20 та з молярною концентрацією 2; 1 та 0,005 моль/дм .

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

Кислота оцтова за ГОСТ 61 щільністю 1,05 г/см та розчин з молярною концентрацією 1 моль/дм : 58 см оцтової кислоти поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Аміак водний за ГОСТ 3760 , розчин 1:5.

Амоній оцтовокислий за ГОСТ 3117 , розчин 500 г/дм .

Буферний розчин pH 5,8: 500 г оцтовокислого амонію поміщають в мірну колбу місткістю 1000 см , розчиняють у 800 см води доливають водою до мітки і перемішують. Використовуючи pH-метр, встановлюють pH розчину 5,8 при необхідності додаючи оцтову кислоту.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 розчини 50 і 100 г/дм .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Ацетон за ГОСТ 2603 .

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Калій роданистий за ГОСТ 4139 , розчин 10 г/дм .

Срібло азотнокисле згідно з ГОСТ 1277 , розчин 10 г/дм .

Папір індикаторний універсальний.

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 червоного конго, висушують у сушильній шафі при температурі 100-105 °С, нарізають і зберігають у бюксі. Папір придатний до застосування протягом одного місяця.

Вата скляна ГОСТ 10727 .

Ксиленоловий помаранчевий, розчин 10 г/дм свіжоприготовлений.

1,5-дифенілтіокарбазон (дітізон) [1], розчин 0,25 г/дм свіжоприготовлений: 0,05 г дитизону розчиняють у 200 см етилового спирту.

Смола іонообмінна - сильноосновний чотириамонійний аніоніт полістиролового типу марок АН31, АВ17, ЕДЕ-10П або інший аніоніт цієї групи за ГОСТ 20301 з розміром частинок від 0,150 до 0,300 мм. Допускається застосування імпортних смол Дауекс 1 2, Де-Ацидит FFSR A62.

Цинк ГОСТ 3640 марки ЦВ00.

Стандартний розчин цинку: 1 г цинку поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 50 см води, обережно, невеликими порціями 50 см розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні. Розчин, охолоджений до кімнатної температури, переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г цинку.

Сіль динатрієва етилендіамін-N, N, N', N'-тетраоцтової кислоти 2-водна (трилон Б) за ГОСТ 10652 розчин з молярною концентрацією 0,01 моль/дм : 7,5 г трилону Б поміщають у склянку місткістю 250 см. і розчиняють у 100 см води. Розчин при необхідності фільтрують, переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

Масову концентрацію розчину трилону Б по цинку встановлюють одним

із наступних способів.

4.2.1 У три конічні колби місткістю 250 см поміщають по 10 см стандартного розчину, що відповідає 10 мг цинку, доливають 100 см води та аміак до переходу синього забарвлення паперу конго в червоне, pH 5-5,5. У розчин доливають 20 см розчину оцтової кислоти, 10 см розчину оцтовокислого амонію (pH 5-5,5, перевіряють по універсальному індикаторному папері, додаючи при необхідності розчин оцтової кислоти), 50 см ацетону, 2 см розчину дитизону і титрують розчином трилону Б до переходу червоного забарвлення розчину жовту. Забарвлення розчину не повинно змінюватися від додавання двох надлишкових крапель розчину трилону Б

.

4.2.2 У три конічні колби місткістю 250 см поміщають по 10 см стандартного розчину, що відповідає 10 мг цинку, доливають 100 см води, 10 см буферного розчину, три краплі розчину ксиленолового помаранчевого і титрують розчином трилону Б до переходу малинового забарвлення розчину світло-жовту.

Масову концентрацію розчину трилону Б по цинку , г/см , Визначають з кожною партією аналізованих проб і обчислюють за формулою

, (1)

де - масова концентрація стандартного розчину цинку, г/см ;

- Об'єм стандартного розчину цинку, що використовується для титрування, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, витрачений на титрування, см .

4.3 Підготовка до аналізу

4.3.1 50 г смоли поміщають у склянку місткістю 500 см і промивають декантацією розчином соляної кислоти 1:20 до негативної реакції на залізо з роданід-іоном (відсутність рожевого забарвлення). Потім доливають 400 см розчину соляної кислоти 0,005 моль/дм і витримують за кімнатної температури протягом 24 год.

На дно колонки над краном поміщають невеликий шар скляної вати, потім наповнюють колонку суспензією смоли висотою 200-250 мм (при діаметрі колонки 25-30 мм) або 350-400 мм (при діаметрі колонки 12-15 мм), уникаючи утворення бульбашок повітря або повітряні канали.

У процесі підготовки смоли та колонки, а також при проведенні аналізу смола має бути покрита шаром рідини заввишки не менше 10-20 мм.

Смолу в колонці послідовно промивають розчином гідроксиду натрію 50 г/дм. та 100 г/см з об'ємною витратою 2-3 см /хв до негативної реакції на хлорид-іон з азотнокислим сріблом (відсутність білої каламуті), потім водою до слаболужної реакції промивної рідини (pH 8 перевіряють по універсальному індикаторному папері). Після цього смолу тричі обробляють порціями по 100 см. розчину соляної кислоти 2 моль/дм з об'ємною витратою 2-3 см /м

ін.

4.3.2 Після закінчення хроматографічного поділу смолу регенерують промиванням водою до слабокислої реакції промивної рідини (pH 5-6 за універсальним індикаторним папером), потім пропускають 100 см розчину соляної кислоти 2 моль/дм з об'ємною витратою 2-3 см /хв і заповнюють колонку розчином тієї ж кислоти.

4.4 Проведення аналізу

4.4.1 Наважку проби масою відповідно до таблиці 1 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 5-10 см води, обережно, малими порціями, 50 см розчину соляної кислоти 1:1 та нагрівають до розчинення.


Таблиця 1

Потім додають по краплях пероксид водню (приблизно 1 см.). ) до повного розчинення міді, випарюють до вологих солей, доливають 100 см розчину соляної кислоти 2 моль/дм та нагрівають до розчинення солей. Розчин фільтрують через щільний фільтр («синя стрічка»), попередньо промитий гарячим розчином соляної кислоти 1:1 та гарячою водою, фільтр з осадом промивають 30-50 см гарячого розчину соляної кислоти 2 моль/дм .

4.4.2. При масовій частці цинку від 0,1 до 1,5%

Фільтрат та промивні води збирають у конічну колбу місткістю 250 см. , охолоджують до кімнатної температури, доливають розчин соляної кислоти 2 моль/дм до об'єму 150 см і додають 0,5 см азотної кислоти.

4.4.3 При масовій частці цинку св. 1,5% до 12,0%

Фільтрат та промивні води збирають у мірну колбу місткістю 200 см , охолоджують до кімнатної температури, доливають розчином соляної кислоти 2 моль/дм до мітки та перемішують.

4.4.4 Розчин, отриманий за 4.4.2, або аліквотну частину розчину, отриманого за 4.4.3 відповідно до таблиці 1, пропускають через іонообмінну колонку з об'ємною витратою 2-3 см /хв. Колбу та колонку чотири рази промивають розчином соляної кислоти 2 моль/дм порціями по 25 см , а потім 100 см розчину соляної кислоти 1 моль/дм з тим самим об'ємним витратою. Якщо сплаві присутній свинець, то об'єм розчину соляної кислоти 1 моль/дм збільшують до 200 см .

Цинк елююють 250 см розчину соляної кислоти 0,005 моль/дм з об'ємною витратою 2-3 см /хв, збираючи елюат у конічну колбу місткістю 500 см . Титрування елюату розчином трилону Б проводять одним з перерахованих способів.

обов.

4.4.4.1 Розчин, отриманий за 4.4.4, випарюють до об'єму 100 см , доливають аміак до переходу синього забарвлення паперу конго червону, pH 5-5,5. У розчин доливають 20 см розчину оцтової кислоти, 10 см розчину оцтовокислого амонію (рН 5-5.5, перевіряють по універсальному індикаторному папері, додаючи при необхідності розчин оцтової кислоти), 50 см ацетону, 2 см розчину дитизону і титрують розчином трилону Б до переходу червоного забарвлення розчину жовту. Забарвлення розчину має змінюватися від додавання двох надлишкових крапель розчину трилону Б.

4.4.4.2 До розчину, отриманого за 4.4.4, додають три краплі розчину ксиленолового помаранчевого, розчин аміаку до переходу жовтого забарвлення розчину в малинову, 15 см буферного розчину і титрують розчином трилону Б до переходу малинового забарвлення розчину світло-жовту.

4.4.5 Розчин контрольного досвіду готують за 4.4.1-4.4.4 з усіма реактивами, що використовуються під час аналізу.

4.5 Обробка результатів

4.5.1 Масову частку цинку , %, обчислюють за формулою

, (2)

де - Об'єм розчину трилону Б, що використовується для титрування розчину проби, см ;

- Об'єм розчину трилону Б, що використовується для титрування розчину контрольного досвіду, см ;

- встановлена масова концентрація розчину трилону Б по цинку, г/см ;

- маса навішування проби або маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г

.

4.5.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 2.


Таблиця 2

В процентах

5 Атомно-абсорбційний метод визначення цинку

5.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині соляної кислоти у присутності пероксиду водню та вимірюванні атомної абсорбції цинку в полум'ї ацетилен-повітря при довжині хвилі 213,9 нм.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для цинку.

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

Цинк ГОСТ 3640 марки ЦВ00.

Стандартні цинкові розчини.

Розчин А: 1 г цинку поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , обережно, невеликими порціями доливають 50 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні. Охолоджений до кімнатної температури розчин переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,001 г цинку.

Розчин Б: 5 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

1 см розчину містить 0,00005 г цинку. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням.

Нікель (II) хлорид за ГОСТ 4038 розчин 2 г/дм .

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

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

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Алюміній згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Розчини алюмінію

Розчин А 20 г/дм : 10 г алюмінію поміщають у конічну колбу місткістю 500 см. , доливають невеликими порціями 300 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють при помірному нагріванні, додаючи 1 см розчину нікелю хлориду (II). Додають 3-5 крапель пероксиду водню і кип'ятять розчин протягом 3-5 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин Б 2 г/дм : 50 см розчину, А поміщають у мірну колбу місткістю 500 см , доливають 270 см розчину соляної кислоти 1:1, доливають водою до мітки та

перемішують.

5.3 Проведення аналізу

5.3.1 Наважку проби масою відповідно до таблиці 3 поміщають у конічну колбу місткістю 250 см , доливають 20 см води та обережно, невеликими порціями, 30 см розчину соляної кислоти 1:1. Колбу накривають годинниковим склом, нагрівають до розчинення навішування, додають 3-5 крапель пероксиду водню і розчин кип'ятять протягом 3-5 хв.


Таблиця 3

5.3.2 Прозорий розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.3 Якщо залишається осад, що вказує на наявність кремнію, розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 500 см через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), промиваючи осад на фільтрі 2-3 рази гарячим розчином соляної кислоти 1:99 порціями по 10 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 10 см. розчину соляної кислоти 1:1 та розчиняють його при помірному нагріванні. Після охолодження розчин приєднують до основного розчину (при необхідності фільтрують), доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.4 Залежно від масової частки цинку аліквотну частину розчину (див. таблицю 3) поміщають у відповідну мірну колбу, доливають відповідний об'єм розчину соляної кислоти 1:1, доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.5 Розчин контрольного досвіду готують відповідно до 5.3.1-5.3.4, використовуючи замість навішування проби навішування алюмінію.

5.3.6 Побудова градуювальних графіків

5.3.6.1. При масовій частці цинку від 0,01 до 0,1%

У вісім мірних колб місткістю 100 см доливають по 10 см розчину алюмінію А, сім з них відміряють 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00001, 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 г цинку.

5.3.6.2. При масовій частці цинку від 0,1 до 0,3%

У сім мірних колб місткістю 100 см доливають по 5 см розчину алюмінію А, шість з них відміряють 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 г цинку.

5.3.6.3. При масовій частці цинку від 0,3 до 3,0%

У вісім мірних колб місткістю 100 см доливають по 5 см розчину алюмінію Б, сім з них відміряють 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 г цинку.

5.3.6.4. При масовій частці цинку від 3,0 до 6,0%

У шість мірних колб місткістю 100 см доливають по 2,5 см розчину алюмінію Б, по 2 см розчину соляної кислоти 1:1, п'ять з них відміряють 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 г цинку.

5.3.6.5 Розчини по 5.3.6.1 −5.3.6.4 доливають водою до мітки та перемішують.

5.3.7 Розчини проби, контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в окисне полум'я ацетилен-повітря та вимірюють атомну абсорбцію цинку при довжині хвилі 213,9 нм.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям цинку будують градуювальний графік у координатах «Значення атомної абсорбції - масова концентрація цинку, г/см ». Розчин, який не введений цинк, служить розчином контрольного досвіду при побудові градуювального графіка.

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

5.4 Обробка результатів

5.4.1 Масову частку цинку , %, обчислюють за формулою

, (3)

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

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

- Об'єм розчину проби, см ;

- маса навішування проби або маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г

.

5.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 4.


Таблиця 4

В процентах