ГОСТ 11739.7-99

ГОСТ 11739.7-99 Сплави алюмінієві ливарні та деформовані. Методи визначення кремнію

ГОСТ 11739.7-99

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

СПЛАВИ АЛЮМІНІЄВІ ЛИВАРНІ І ДЕФОРМОВАНІ
Методи визначення кремнію

Aluminium casting and wrought alloys. Методи для визначення silicon

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 2000-03-01

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 15 від 28 травня 1999 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 6 вересня 1999 р. N 288-ст міждержавний стандарт ГОСТ 11739.7-99 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 березня 2000 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 11739.7-82

5 ПЕРЕВИДАННЯ. Липень 2003 р.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює фотометричний (при масовій частці кремнію від 0,02 до 1,0%), гравіметричний (при масовій частці кремнію від 0,3 до 25,0%) та атомно-абсорбційні (при масовій частці кремнію від 0,10 до 1,0% та від 1,0 до 25,0%) методи визначення кремнію.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 83-79 Вуглекислий натрій. Технічні умови

ГОСТ 195-77 Натрій сірчистокислий. Технічні умови

ГОСТ 2062-77 Кислота бромисто-воднева. Технічні умови

ГОСТ 3118-77 Кислота соляна. Технічні умови

ГОСТ 3760-79 Аміак водний. Технічні умови

ГОСТ 3765-78 Амоній молібденовокислий. Технічні умови

ГОСТ 4109-79 Бром. Технічні умови

ГОСТ 4197-74 Натрій азотистокислий. Технічні умови

ГОСТ 4204-77 Кислота сірчана. Технічні умови

ГОСТ 4221-76 Калій вуглекислий. 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 5817-77 Кислота винна. Технічні умови

ГОСТ 9428-73 Кремній (IV) оксид. Технічні умови

ГОСТ 9656-75 Кислота борна. Технічні умови

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводнева. Технічні умови

ГОСТ 10929-76 Водню пероксид. Технічні умови

ГОСТ 10931-74 Натрій молібденовокислий 2-водний. Технічні умови

ГОСТ 11069-2001 Алюміній первинний. Марки

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

ГОСТ 18300-87 Спирт етиловий технічний ректифікований. 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 кремнію

4.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині гідроксиду натрію в присутності пероксиду водню, утворенні жовтої форми кремнемолібденової кислоти при рН розчину (1,0±0,1), відновленні її аскорбіновою кислотою або 1-аміно-2-нафтол-4-сульфокислотою до синьої форми кремнемолібденової кислоти та вимірювання оптичної щільності розчину при довжині хвилі 810 нм.

4.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр.

Пекти муфельна.

Шафа сушильна з терморегулятором.

рН-метр.

Вода бідистильована, зберігають у поліетиленовому посуді.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , зберігають у поліетиленовій упаковці; розчин молярної концентрації 8 моль/дм , готують і зберігають у поліетиленовому посуді: 320 г гідроксиду натрію поміщають у посудину місткістю 1000 см. , обережно доливають, порціями, при охолодженні 800 см води, після повного розчинення охолоджують, доливають водою до 1000 см і перемішують.

Молярну концентрацію розчину гідроксиду натрію встановлюють таким чином, щоб 10,0 см розчину відповідали (10,0±0,1) см розчину азотної кислоти молярної концентрації 8 моль/дм .

У конічну колбу місткістю 250 см поміщають 10,0 см розчину гідроксиду натрію, доливають 100 см води, додають дві краплі індикатора метилового червоного і титрують розчином азотної кислоти до переходу жовтого забарвлення розчину малинову.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см розчин молярної концентрації 8 моль/дм : 540 см азотної кислоти поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Молярну концентрацію азотної кислоти встановлюють так: у конічну колбу місткістю 250 см поміщають 10,600 г безводного вуглекислого натрію, доливають 100 см води після повного розчинення охолоджують, додають дві краплі індикатора метилового червоного і титрують розчином азотної кислоти до переходу жовтого забарвлення розчину в малинову. Теоретичний об'єм розчину азотної кислоти для зазначеної кількості вуглекислого натрію безводного дорівнює 25,0 см . У разі необхідності концентрацію розчину азотної кислоти регулюють додаванням води або кислоти до досягнення необхідної концентрації молярної.

Натрій безводний вуглекислий за ГОСТ 83 , висушують в сушильній шафі при температурі (110±2)°С не менше 1 год і зберігають в ексикаторі або бюксі.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см , розчин 1:99 та розчин молярної концентрації 4,4 моль/дм : 352 см соляної кислоти поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Молярну концентрацію розчину соляної кислоти встановлюють таким чином, щоб 20,0 см розчину відповідали (11,0±0,1) см розчину гідроксиду натрію.

У конічну колбу місткістю 250 см поміщають 20,0 см розчину соляної кислоти, доливають до 100 см води, додають дві краплі індикатора метилового червоного і титрують розчином гідроксиду натрію молярної концентрації 8 моль/дм до переходу малинового забарвлення розчину жовту.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см розчин молярної концентрації 4 моль/дм : 225 см сірчаної кислоти обережно, тонким струменем при перемішуванні та охолодженні доливають у мірну колбу місткістю 1000 см. , Що містить 500 см води, охолоджують, доливають водою до мітки та перемішують.

Молярну концентрацію розчину сірчаної кислоти встановлюють таким чином, щоб 10,0 см розчину відповідали (10,0±0,1) см розчину гідроксиду натрію.

У конічну колбу місткістю 250 см поміщають 10,0 см розчину сірчаної кислоти, доливають до 100 см води, додають дві краплі індикатора метилового червоного і титрують розчином гідроксиду натрію молярної концентрації 8 моль/дм до переходу малинового забарвлення розчину жовту.

Кислота аскорбінова, розчин 20 г/дм свіжоприготовлений: 2 г аскорбінової кислоти розчиняють у воді, доводять об'єм до 100 см і перемішують.

Кислота винна за ГОСТ 5817 , розчин 200 г/дм .

Кислота сірчиста, насичений розчин: готують пропусканням у воду сірчистого ангідриду до насичення.

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Натрій сірчистокислий за ГОСТ 195 .

Піросульфіт натрію за ГОСТ 11683 , розчин 112,5 г/дм : 90 г піросульфіту натрію розчиняють у 800 см. води.

Натрій азотистокислий за ГОСТ 4197 розчин 20 г/дм .

1-аміно-2-нафтол-4-сульфокислота: 14 г сірчистокислого натрію поміщають у конічну колбу місткістю 1000 см , розчиняють у 100 см води, додають 1,5 г 1-аміно-2-нафтол-4-сульфокислоти та 800 см розчину піросульфіту натрію Розчин фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують. Приготовлений розчин зберігають у склянці темного скла і використовують протягом 1 міс.

Вуглекислий калій за ГОСТ 4221 .

Розчин фону (основний розчин)

Отримання розчину фону (основного розчину) для градуювального графіка: поліетиленовий посуд місткістю 400 см поміщають 40,0 см розчину гідроксиду натрію, доливають 200 см води, 54,0 см розчину азотної кислоти та 40,0 см розчину соляної кислоти Після охолодження розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 , перекристалізований, розчин 106 г/дм з рН 7,2: 53 г молібденовокислого амонію поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 250 см води, 30 см розчину гідроксиду натрію, охолоджують до кімнатної температури, доливають водою до 350 см і перемішують. Значення рН (7,2±0,1) встановлюють за допомогою рН-метра, додаючи по краплях при перемішуванні розчин гідроксиду натрію. Отриманий розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 500 см , фільтр 2-3 рази промивають водою, доливають водою до мітки і перемішують. 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 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 листом, і висушують на повітрі протягом 8-10 год.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Натрій молібденовокислий 2-водний за ГОСТ 10931 розчин 145 г/дм : 145 г реактиву розчиняють у 700 см. гарячої води, охолоджують до кімнатної температури та фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка»), промиваючи холодною водою, в мірну колбу місткістю 1000 см . Доливають водою до мітки, перемішують і переводять у поліетиленовий посуд. рН розчину має бути не більше 8, його встановлюють за допомогою рН-метра.

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Метиловий червоний, розчин 0,2 г/дм : 0,02 г реагенту поміщають у конічну колбу місткістю 100 см. і розчиняють у 60 см етилового спирту. Розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують.

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

Кремній (IV) оксид ГОСТ 9428 .

Стандартні розчини кремнію готують одним з нижче перерахованих способів.

Розчин А: 0,2140 г оксиду кремнію (IV), попередньо прожареного в муфельній печі при температурі (1000±10)°С протягом 30 хв, поміщають платиновий тигель і сплавляють з 2 г суміші вуглекислого натрію і вуглекислого калію, взятих в рівних кількостях, в печі муфельної при температурі (700±10)°С до отримання прозорої маси.

Після охолодження до кімнатної температури плав вилуговують водою, отриманий розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,0001 г кремнію.

Розчин Б: 10 см розчину, А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,00001 г кремнію.

Натрій кремнекислий мета 9-водний [1].
________________
* Поз. [1]-[2] див. розділ Бібліографія. - Примітка виробника бази даних.


Розчин А : 1 г кремнекислого натрію поміщають у склянку місткістю 400 см. , розчиняють у 100 см води, доливають 1 см розчину гідроксиду натрію і фільтрують через щільний складчастий фільтр («синя стрічка») у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,0001 г кремнію.

Для встановлення масової концентрації кремнію аліквотну частину розчину 50 см поміщають у фарфорову чашку місткістю 200 см , доливають 10 см соляної кислоти, перемішують, випарюють насухо, доливають 10 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти, 100 см гарячої води перемішують і витримують 40 хв при температурі 50-60°С для коагуляції осаду. Осад відфільтровують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») з адсорбентом, приготованим по 5.2, і вісім разів промивають гарячим розчином соляної кислоти 1:99.

Фільтр з осадом підсушують, озолюють у платиновому тиглі і прожарюють у печі муфельної при температурі 1000-1100°С протягом 30 хв. Тигель охолоджують до кімнатної температури та зважують. Потім осад у тиглі додають за допомогою поліетиленової піпетки десять крапель фтористоводневої кислоти, одну краплю сірчаної кислоти і нагрівають до припинення виділення білих парів сірчаної кислоти. Тигель із залишком знову прожарюють в печі муфельної при температурі 1000-1100°С протягом 10 хв, охолоджують до кімнатної температури і зважують.

Масову концентрацію кремнію , г/см , обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса осаду до обробки фтористоводневої кислотою, г;

- Маса осаду після обробки фтористоводневої кислотою, г;

0,4675 - коефіцієнт перерахунку діоксиду кремнію на кремній;

- Об'єм стандартного розчину, взятий для визначення кремнію, см .

Розчин Б : 10 см розчину А переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням у поліетиленовому посуді, масову концентрацію розчину А обчислюють за формулою 1.

1 см розчину містить 0,00001 г кремнію.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

4.3 Проведення аналізу

4.3.1 Наважку проби масою 0,25 г поміщають у платинову чашку або склянку зі скловуглецю місткістю 100 см , доливають 10,0 см розчину гідроксиду натрію, накривають платиновою кришкою, нагрівають до повного розчинення, не доводячи до кипіння і уникаючи розбризкування. Наливають 1 см пероксиду водню, зсувають кришку та обережно випарюють до отримання сиропоподібного стану розчину. Після охолодження до кімнатної температури кришку та стінки чашки обмивають 30 см гарячої води і нагрівають, не доводячи до кипіння, до відділення затверділої маси від стінок чашки. Потім доливають 75-80 см гарячої води та нагрівають 15-20 хв до розчинення солей, не доводячи розчин до кипіння.

Після охолодження до кімнатної температури розчин переносять у скляну склянку місткістю 400 см. , Що містить 17,0 см розчину азотної кислоти, 10,0 см розчину соляної кислоти 4,4 моль/дм та 50 см теплої води, перемішуючи поліетиленовою паличкою. При переливанні лужного розчину не слід допускати дотику цього розчину до стінок скляної склянки. Якщо проба містить більше 0,5% марганцю і гідроокис марганцю виділилася і осадилася на стінках платинової чашки або склянки зі скловуглецю, то в них доливають трохи кислого розчину зі скляної склянки, додають кілька крапель (1-3 краплі) сірчистої кислоти або азотистокислого розчину натрію і перемішують обертальним рухом до розчинення гідроксиду марганцю.

Розчин переливають у скляну склянку, а платинову чашку або склянку зі скловуглецю промивають 2-3 рази гарячою водою. Об'єм кислого розчину в скляній склянці доводять до 180 см , нагрівають майже до кипіння, при необхідності додають ще 1-2 краплі розчину сірчистої кислоти або натрію азотистокислого до повного розчинення гідроксиду марганцю і кип'ятять при слабкому нагріванні протягом 10-15 с. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 250 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

За наявності каламуті, пов'язаної з присутністю великої кількості титану, розчин фільтрують через щільний фільтр (синя стрічка) в суху конічну колбу.

4.3.2 Аліквотну частину випробуваного розчину та розчину контрольного досвіду, що доповнює аліквотну частину до об'єму 50 см , відповідно до таблиці 1 поміщають у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 15 см води та 5 см розчину молібденовокислого амонію або натрію та перемішують.


Таблиця 1

Розчин витримують протягом 10 хв, доливають 5 см розчину винної кислоти, 15 см розчину сірчаної кислоти, 5 см розчину 1-аміно-2-нафтол-4-сульфокислоти або 5 см розчину аскорбінової кислоти доливають водою до мітки і перемішують.

4.3.3 Розчин контрольного досвіду готують за 4.3.1 з усіма реактивами, що застосовуються в ході аналізу, не менше ніж у трьох паралельних визначеннях, але зі зменшеним до 13,5 см об'ємом азотної кислоти.

Аліквотну частину розчину контрольного досвіду 50 см переносять у мірну колбу місткістю 100 см та продовжують по 4.3.2.

4.3.4 Оптичну щільність випробуваного розчину та розчину контрольного досвіду вимірюють через 10 хв, але не пізніше ніж через 40 хв при температурі 20-30°С, довжині хвилі 810 нм у кюветі з товщиною шару 20 мм при масовій частці кремнію менше 0,1 % або 10 мм при масовій частці кремнію понад 0,1%. Розчином порівняння є вода.

Примітка — Реактиви та бідистилят, що використовуються в аналізі, повинні мати такий ступінь забруднення кремнієм, щоб оптична густина розчину контрольного досвіду не перевищувала однієї п'ятої оптичної густини випробуваного розчину.

4.3.5. Масу кремнію визначають за градуювальним графіком, віднімаючи з оптичної щільності розчину випробуваної проби оптичну щільність розчину контрольного досвіду.

4.3.6. Побудова градуювального графіка

У вісім мірних колб місткістю 100 см кожна поміщають по 25 см розчину фону (основного розчину), сім з них відміряють 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного розчину Б або Б що відповідає 0,000005; 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,0001 г кремнію, у всі колби доливають з бюретки воду до об'єму 65 см , доливають 5 см молібденовокислого натрію або амонію та витримують розчин протягом 10 хв, додають 5 см розчину винної кислоти і далі надходять за 4.3.2 та 4.3.4. Розчином порівняння служить розчин, який не введений кремній.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів і відповідним їм мас кремнію будують градуювальний графік.

4.4 Обробка результатів

4.4.1 Масову частку кремнію ,%, обчислюють за формулою

, (2)

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

- Маса навішування проби в аліквотній частині розчину, г.

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


Таблиця 2

В процентах

5 Гравіметричний метод визначення кремнію

5.1 Сутність методу

Метод заснований на розкладанні проби гідроксидом натрію в присутності пероксиду водню, утворенні нерозчинної кремнієвої кислоти після випарювання з хлорною або сірчаною кислотами, прожарюванні відфільтрованого осаду при температурі 1100 °C, видаленні діоксиду кремнію, що утворився, за допомогою фтористоводневої кислоти, різниці маси.

5.2 Апаратура, реактиви та розчини

Пекти муфельна.

Шафа сушильна з терморегулятором.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 (зберігають у поліетиленовій упаковці) та розчин молярної концентрації 1,25 моль/дм : 50 г гідроксиду натрію поміщають у поліетиленову склянку місткістю 500 см. , приливають обережно, при охолодженні та перемішуванні 300 см води, переводять у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують. Зберігають у поліетиленовому посуді.

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

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см розчин молярної концентрації 0,62 моль/дм : 50 см соляної кислоти поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Кислота фтористоводнева за ГОСТ 10484 розчин 1:4.

Кислота бромистоводнева за ГОСТ 2062 .

Бром згідно з ГОСТ 4109 .

Бромна вода, насичений розчин: 50 г брому поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , з притертою пробкою, доливають 500 см води і струшують 8-10 разів, доливають водою до мітки і перемішують, кілька разів відкриваючи пробку.

Кислота хлорна [2] щільністю 1,67 г/см та розчин молярної концентрації 4 моль/дм : 350 см хлорної кислоти поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

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

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

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

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.

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

5.3 Проведення аналізу

5.3.1 Наважку проби масою відповідно до таблиці 3 поміщають у нікелеву, срібну або скловуглецеву чашку місткістю 250 см. , прикривають кришкою і розчиняють одним з наступних способів: при масовій частині кремнію менше 5% чашку поміщають навішення гідроксиду натрію і потім при безперервному охолодженні, обережно, невеликими порціями доливають воду відповідно до таблиці 3; при масовій частці кремнію більше 5% і наявності у сплаві великих вмісту магнію або літію до навішування проби спочатку обережно доливають розчин гідроксиду натрію і після закінчення реакції додають навішування гідроксиду натрію відповідно до таблиці 3.

Таблиця 3

Після припинення реакції кришку та стінки чашки обмивають мінімальною кількістю гарячої води та, уникаючи розбризкування, нагрівають до повного розчинення. Обережно випарюють до одержання сиропоподібного стану розчину, охолоджують, додають 5-6 см. пероксиду водню і знову випарюють до сироподібного стану. При необхідності обробку пероксидом водню повторюють. До розчину доливають 100 см гарячої води та нагрівають до розчинення солей.

5.3.2 Кремнієву кислоту виділяють випарюванням із сірчаною або хлорною кислотою.

5.3.2.1 Випарювання із хлорною кислотою

Охолоджений розчин, отриманий за 5.3.1, кількісно переводять у склянку місткістю 400 см , Що містить 5 см азотної кислоти, хлорну кислоту та воду відповідно до таблиці 3. Чашку та кришку обмивають гарячою водою та 10 см розчину хлорної кислоти, приєднуючи промивні води до основного розчину, і перемішують. За наявності бурого осаду діоксиду марганцю додають пероксид водню до розчинення осаду. Склянку накривають годинниковим склом, випарюють до появи білої пари хлорної кислоти і продовжують випаровування протягом 15-20 хв. Після охолодження доливають 200 см гарячої води обережно перемішують і нагрівають до розчинення солей. За наявності осаду діоксиду марганцю додають кілька крапель пероксиду водню. Розчин витримують при слабкому нагріванні, не доводячи до кипіння протягом 30 хв.

5.3.2.2. За наявності у сплаві олова та (або) сурми до 1% розчин, отриманий по 5.3.1, кількісно переводять у склянку місткістю 400 см , що містить хлорну кислоту та воду відповідно до таблиці 3. Чашку та кришку обмивають гарячою водою та 10 см розчину хлорної кислоти, приєднуючи промивні води до основного розчину, і перемішують. За наявності бурого осаду діоксиду марганцю додають краплями пероксид водню до розчинення осаду. Розчин кип'ятять протягом 3-5 хв, обережно, у витяжній шафі доливають бромну воду і бромистоводневу кислоту відповідно до таблиці 3, випарюють до появи білої пари хлорної кислоти і продовжують випарювання протягом 5 хв. Склянку накривають годинниковим склом і продовжують випаровування протягом 15-20 хв. Після охолодження доливають 200 см гарячої води та продовжують по 5.3.2.1 .

5.3.2.3. Випарювання із сірчаною кислотою

Охолоджений розчин, отриманий за 5.3.1, переводять у склянку місткістю 400 см , Що містить 5 см азотної кислоти та розчин сірчаної кислоти відповідно до таблиці 3. Чашку та кришку обмивають гарячою водою, розчин перемішують і за наявності осаду діоксиду марганцю додають по краплях пероксид водню до розчинення осаду. Розчин випарюють до появи білої пари сірчаної кислоти і продовжують випарювання протягом 15-20 хв.

До охолодженого залишку обережно, порціями при безперервному перемішуванні доливають 200 см. гарячої води та нагрівають до розчинення солей. За наявності осаду діоксиду марганцю додають кілька крапель пероксиду водню. Розчин витримують при слабкому нагріванні, не доводячи до кипіння протягом 30 хв.

5.3.3 Розчин, отриманий за 5.3.2.1 −5.3.2.3, фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») з адсорбентом (фільтр А), промивають 5-6 разів гарячим розчином соляної кислоти та гарячою водою (до появи червоного забарвлення) папери конго, поміщеної на край фільтра), збираючи фільтрат і промивні води в одну і ту ж склянку.

5.3.3.1 При масовій частці кремнію понад 5% проводять повторну обробку фільтрату, отриманого за 5.3.3. Для цього фільтрат та промивні води випарюють до появи парів хлорної або сірчаної кислоти та продовжують випарювання протягом 15-20 хв. До охолодженого розчину при безперервному перемішуванні обережно доливають 200 см. гарячої води, нагрівають, не доводячи до кипіння протягом 30 хв, фільтрують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») з адсорбентом (фільтр ).

5.3.4. Фільтр, А або фільтри, А і Б поміщають у прожарений при температурі 1000-1100°С протягом 30 хв, охолоджений, доведений до постійної маси платиновий тигель, підсушують, обережно озолюють при температурі 500-600°С, не даючи займатися , прожарюють в печі муфельної при температурі 1000-1100°С протягом 1 год, охолоджують в ексикаторі і зважують. До залишку в тиглі доливають 0,5 см розчину сірчаної кислоти, 3-5 см фтористоводневої кислоти, випарюють насухо, прожарюють у муфельній печі при тій же температурі протягом 5-10 хв до постійної маси, охолоджують в ексикаторі та зважують. У разі необхідності обробку фтористоводневою кислотою повторюють.

5.3.5. Контрольний досвід з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу, готують за 5.3.1-5.3.4.

5.4 Обробка результатів

5.4.1 Масову частку кремнію , %, обчислюють за формулою

, (3)

де - Маса тигля з осадом до видалення діоксиду кремнію, г;

- Маса тигля та залишку після видалення діоксиду кремнію, г;

- Маса тигля з осадом до видалення діоксиду кремнію в контрольному досвіді, г;

- Маса тигля та залишку після видалення діоксиду кремнію в контрольному досвіді, г;

0,4675 - коефіцієнт перерахунку діоксиду кремнію на кремній;

- Маса навішування проби, р.

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


Таблиця 4

В процентах

6 Атомно-абсорбційний метод визначення кремнію (при масовій частці кремнію від 0,10 до 1,0%)

6.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині соляної кислоти в присутності азотної кислоти, утворенні фторидного комплексу кремнію при кімнатній температурі та вимірюванні атомної абсорбції кремнію при довжині хвилі 251,6 нм в полум'ї ацетилен-закис азоту.

6.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для кремнію.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Закис азоту медичний.

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 .

Кислота борна ГОСТ 9656 .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота борофтористоводнева: до 280 см фтористоводневої кислоти при температурі (10±2)°С додають порціями 130 г борної кислоти і перемішують. Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Алюміній металевий згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 30 г/дм .

Натрій кремнекислий мета 9-водний [1].

Стандартний розчин кремнію: 10,112 г кремнекислого натрію розчиняють у фторопластовому склянці 100 см води при помірному нагріванні, розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см , додають 2 см розчину гідроксиду натрію, доливають водою до мітки і перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,001 г кремнію.

Для встановлення масової концентрації кремнію аліквотну частину розчину 25 см поміщають у фарфорову чашку місткістю 200 см та подальші операції проводять за 4.2.

6.3 Проведення аналізу

6.3.1 Наважку проби масою 0,5 г поміщають у фторопластовий склянку місткістю 100 см , змочують пробу приблизно 10 см води та додають порціями 25 см розчину соляної кислоти Розчин ведуть при кімнатній температурі. Після розчинення проби додають 2 см. азотної кислоти, розчин перемішують, нагрівають до кипіння і кип'ятять протягом 1-2 хв.

Після охолодження до кімнатної температури до розчину додають 10 см борофтористоводневої кислоти і розчин переводять в мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Потім розчин переливають у ту саму склянку, в якій проводили розчинення.

6.3.2 Розчини контрольного досвіду готують за 6.3.1 з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу.

6.3.3 Побудова градуювального графіка

У сім фторопластових склянок місткістю 100 см кожен поміщають по 0,5 г металевого алюмінію, змочують приблизно 10 см води, п'ять із них відміряють 0,5; 1,0; 2,5; 3,5; 5,0 см стандартного розчину кремнію, що відповідає 0,0005; 0,001; 0,0025; 0,0035; 0,005 г кремнію, і проводять розчинення та наступні операції відповідно до 6.3.1.

6.3.4 Розчин проби, розчин контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують у відновне полум'я ацетилен-закис азоту та вимірюють атомну абсорбцію кремнію при довжині хвилі 251,6 нм.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям кремнію будують градуювальний графік у координатах: «Значення атомної абсорбції - масова концентрація кремнію, г/см ». Розчини, які не введений кремній, служать розчинами контрольного досвіду при побудові градуювального графіка.

Масову концентрацію кремнію в розчинах проби та розчинах контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

6.4 Обробка результатів

6.4.1 Масову частку кремнію , %, обчислюють за формулою

, (4)

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

- масова концентрація кремнію в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г/см .

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування в розчині проби, г.

6.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 5.


Таблиця 5

В процентах

7 Атомно-абсорбційний метод визначення кремнію (при масовій частці кремнію від 1,0 до 25,0%)

7.1 Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в розчині гідроксиду натрію та вимірюванні атомної абсорбції кремнію при довжині хвилі 251,6 нм в полум'ї ацетилен-закис азоту.

7.2 Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для кремнію.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Закис азоту медичний.

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 300 г/дм ; готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Водню пероксид по ГОСТ 10929 .

Натрій кремнекислий мета 9-водний [1].

Алюміній металевий згідно з ГОСТ 11069 марки А999.

Стандартні розчини кремнію.

Розчин А: 10,112 г кремнекислого натрію розчиняють 50 см води у фторопластовому склянці місткістю 100 см при помірному нагріванні. Розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см , додають 2 см розчину гідроксиду натрію, доливають водою до мітки і перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,01 г кремнію.

Для встановлення масової концентрації кремнію аліквотну частину розчину 2 см поміщають у фарфорову чашку місткістю 200 см та проводять подальші операції з 4.2.

Розчин Б: 50 см розчину, А з масовою концентрацією обчисленої за формулою 1, переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують безпосередньо перед застосуванням.

1 см розчину містить 0,005 г кремнію.

7.3 Проведення аналізу

7.3.1 Наважку сплаву масою відповідно до таблиці 6 поміщають у фторопластовий склянку місткістю 100 см , доливають 30 см розчину гідроксиду натрію і розчиняють при кімнатній температурі, щоб уникнути втрат при можливому розбризкуванні склянку накривають фторопластової кришкою, розчин нагрівають і кип'ятять протягом 15 хв.

До охолодженого до кімнатної температури розчину додають по краплях 2 см. пероксид водню. Потім розчин у склянці, накритій кришкою, кип'ятять протягом 3-5 хв. Після охолодження до кімнатної температури ретельно обмивають водою кришку та стінки склянки та переводять розчин у мірну колбу місткістю відповідно до таблиці 6, доливають водою до мітки, перемішують та переводять розчин у поліетиленову посудину місткістю 300 см. .


Таблиця 6

7.3.2 Розчини контрольного досвіду готують за 7.3.1 з усіма реактивами, що використовуються в ході аналізу.

7.3.3 Побудова градуювальних графіків

7.3.3.1 При масовій частці кремнію від 1,0 до 5,0%

У сім фторопластових склянок місткістю 100 см кожен поміщають по 0,5 г металевого алюмінію, змочують його 10 см води та в п'ять з них відміряють 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см стандартного розчину А, що відповідає 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 г кремнію, і далі виконують операції з 7.3.1.

7.3.3.2. При масовій частці кремнію понад 5,0 до 10,0%

У шість фторопластових склянок місткістю 100 см кожен поміщають по 0,25 г металевого алюмінію, змочують його 10 см води та чотири з них відміряють 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см стандартного розчину А, що відповідає 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 г кремнію, і далі виконують операції з 7.3.1.

7.3.3.3. При масовій частці кремнію понад 10,0 до 15,0%

У сім фторопластових склянок місткістю 100 см кожен поміщають по 0,2 г металевого алюмінію, змочують його 10 см води та в п'ять з них відміряють 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,02; 0,0225; 0,025; 0,0275; 0,03 г кремнію, і далі виконують операції з 7.3.1.

7.3.3.4 При масовій частці кремнію понад 15,0 до 25,0%

У шість фторопластових склянок місткістю 100 см кожен поміщають по 0,1 г металевого алюмінію, змочують його 10 см води та чотири з них відміряють 2,8; 3,6; 4,4; 5,2 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,014; 0,018; 0,022; 0,026 г кремнію, і далі виконують операції з 7.3.1.

7.3.3.5 Розчин проби, розчини контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпилюють у відновне полум'я ацетилен-закис азоту та вимірюють атомну абсорбцію кремнію при довжині хвилі 251,6 нм.

За отриманими значеннями атомної абсорбції кремнію та відповідним їм масовим концентраціям кремнію будують градуювальний графік у координатах: «Значення атомної абсорбції - масова концентрація кремнію, г/см ». Розчини, які не введений кремній, служать розчинами контрольного досвіду при побудові градуювального графіка.

Масову концентрацію кремнію в розчинах проби та розчинах контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

7.4 Обробка результатів

7.4.1 Масову частку кремнію , %, обчислюють за формулою

, (5)

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

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

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування в розчині проби, г.

7.4.2 Розбіжності результатів не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці 7.

Таблиця 7

В процентах

Додаток, А (довідковий). Бібліографія

ДОДАТОК А
(довідкове)

[1] ТУ 6-09-5337-87 * Натрій кремнекислий мета 9-водний (АТ «Алтайхімпром» - м. Славгород Алтайського краю)
________________
* ТУ, згадані тут і далі за текстом, не наводяться. За додатковою інформацією зверніться за посиланням. - Примітка виробника бази даних.


[2] ТУ 6-09-2878-84 Кислота хлорна (Уральський завод хімічних реактивів - м. Верхня Пишма Свердловської обл.)