ГОСТ 12697.6-77

ГОСТ 12697.6-77 Алюміній. Метод визначення кремнію (зі змінами N 1, 2, 3)

ГОСТ 12697.6-77

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

АЛЮМІНІЙ

Метод визначення кремнію

Aluminium. Метод для визначення силикон

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введення 1979-01-01

Постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 27.09.77 N 2315 дату запровадження встановлено 01.01.79

Обмеження терміну дії знято за протоколом N 3-93 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВС 5-6-93)

ВЗАМІН ГОСТ 12702-67 в частині разд.2

ВИДАННЯ зі Змінами N 1, 2, 3, затвердженими у грудні 1980 р., листопаді 1985 р., травні 1988 р. (ІУС 3-81, 2-86, 8-88).


Цей стандарт встановлює фотометричний метод визначення кремнію в алюмінії (при масовій частці кремнію від 0,0005 до 1,0%).

Метод заснований на утворенні пофарбованого комплексного з'єднання кремнію з амонієм молібденовокислим з подальшим відновленням комплексу аскорбінової кислотою.

Забарвлений розчин фотометрують на спектрофотометрі при нм або на фотоелектроколориметрі при нм.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 3).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методу аналізу - за ГОСТ 12697.1-77 та ГОСТ 25086-87 .

(Змінена редакція, Изм. N 2, 3).

2. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА РОЗЧИНИ

Фотоелектроколориметри типів ФЕК-56М, ФЕК-60, КФК або спектрофотометри типів СФ-16, СФ-26 або аналогічного типу.

Ваги лабораторні за ГОСТ 24104-88 * 2-го класу точності з похибкою зважування 0,0002
__________________
* З 1 липня 2002 р. введено в дію ГОСТ 24104–2001 ** (тут і далі).

** На території Російської Федерації діє ГОСТ Р 53228-2008, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Ваги лабораторні згідно з ГОСТ 24104-88 з похибкою зважування 0,01 г.

Автотрансформатор лабораторний (ЛАТР).

Електропіч муфельний з терморегулятором, що забезпечує температуру нагрівання 1000 °C.

Алюміній марки А999 за ГОСТ 11069-2001 .

Розчин алюмінію з часткою 2%; готують наступним чином: алюміній у вигляді стрижня очищають кип'ятінням в соляній кислоті, розведеній 1:2, і потім електрохімічно розчиняють в 2,5 моль/дм азотної кислоти, як зазначено у п. 3.1. Кількість 2,5 моль/дм розчину азотної кислоти беруть із розрахунку 45 см на 1 г алюмінію. Розчиняють близько 10 г алюмінію.

Отриманий розчин кип'ятять, окислюють марганцевокислим калієм, переводять у мірну колбу місткістю 500 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765-78 розчини з масовою часткою 5% і масовою часткою 10,6%. Розчин з масовою часткою 10,6% готують наступним чином: 53 г молібденовокислого амонію поміщають у поліетиленову склянку, додають 250 см води та 30 см 8 моль/дм розчину гідроксиду натрію перемішують і, якщо потрібно, злегка підігрівають (40-50 °С), до повного розчинення, охолоджують і розбавляють водою до об'єму приблизно 350 см . За допомогою рН-метра перевіряють рН розчину і, у разі необхідності, додають краплями 8 моль/дм розчину натрію гідроксиду до встановлення рН розчину 7±0,1. Розчин розбавляють до об'єму 400 см потім фільтрують через фільтр середньої щільності в мірну колбу місткістю 500 см. , доливають до мітки водою і перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовій посудині.

Вода двічі перегнана. Другу дистиляцію виробляють у кварцовому посуді. Вода зберігається у посуді з поліетилену чи кварцу. Застосовують під час аналізу алюмінію високої чистоти.

Калій марганцевокислий за ГОСТ 20490-75 , розчин з масовою часткою 0,02%.

Кислота аскорбінова, свіжоприготовлений розчин з часткою 2%.

Кислота азотна особливої чистоти за ГОСТ 11125-84 , розчини 5 і 2,5 моль/дм .

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 , розведена 1:2.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 розчини 8,85, 4,2 і 0,07 моль/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328-77 розчини з масовою часткою 20% і 0,5 моль/дм . Розчини гідроксиду натрію готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Метиловий помаранчевий розчин з масовою часткою 0,1%.

Фенолфталеїн, спиртовий розчин з масовою часткою 1%.

Спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 18300-87 .

Натрій вуглекислий безводний за ГОСТ 83-79 .

Розчин-фон; готують наступним чином: у поліетиленовому посуді розчиняють у воді 25 г гідроксиду натрію. Охолоджений розчин за допомогою поліетиленової палички виливають у склянку місткістю 400 см. , Що містить 84 см 4 моль/дм розчину сірчаної кислоти та 100 см води. Отриманий розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 500 см , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Кремнію діоксид за ГОСТ 9428-73 .

Розчини кремнію стандартні.

Розчин А; готують наступним чином: 0,2140 г тонкоастертого, попередньо прожареного при температурі 1000 °C діоксиду кремнію сплавляють платиновому тиглі з 5 г вуглекислого натрію до отримання прозорого плава.

Плав розчиняють у воді при нагріванні платинової чашці.

Розчин охолоджують, переливають у мірну колбу місткістю 1000 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,1 мг кремнію (Si).

Розчин Б; готують перед вживанням так: піпеткою відбирають 25 см розчину, А в мірну колбу місткістю 250 см , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить 0,01 мг кремнію (Si).

Розчин; готують перед вживанням так: піпеткою відбирають 25 см розчину, А в мірну колбу місткістю 500 см , доливають до мітки водою і перемішують.

1 см розчину містить 0,005 мг кремнію (Si).

Лужні розчини готують і зберігають у посуді, з якого кремній не вилуговується (поліетиленова, срібна та ін. посуд).

Натрій сірчистокислий піро (метабісульфіт).

1-аміно-2-нафтол-4-сульфонова кислота, розчин з масовою часткою 0,16%. 0,8 г сірчанокислого натрію розчиняють у 10 см води, додають 0,16 г 1-аміно-2-нафтол-4-сульфонової кислоти та 50 см розчину, що містить 10 г метабісульфіту натрію Після перемішування розчин фільтрують у мірну колбу місткістю 100 см. , фільтр промивають водою, потім розчин в колбі доливають до мітки і перемішують. Розчин готують перед вживанням.

Спирт н-бутиловий за ГОСТ 5208-81 , перегнаний при температурі 117 °.

Натрій сірчанокислий, безводний за ГОСТ 4166-76 .

Пероксид водню за ГОСТ 10929-76 розчин з масовою часткою 6%.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 3).

3. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

3.1. Наважку алюмінію масою 0,2 г поміщають у нікелеву, срібну або платинову чашку, доливають 5 см розчину гідроксиду натрію з масовою часткою 20% та 20 см води.

Чашку накривають кришкою і нагрівають до розчинення навішування. Потім обмивають кришку та стінки чашки водою і виливають розчин у склянку місткістю 150 см. , що містить 2 моль/дм розчину сірчаної кислоти в кількості, необхідній для переведення 0,2 г алюмінію в сірчанокислий (5,6 см ), для створення кислотності 0,07 моль/дм в обсязі 100 см (3,5 см ) та для нейтралізації гідроксиду натрію. Витрата кислоти на нейтралізацію гідроксиду натрію встановлюють титруванням 5 см розчину гідроксиду натрію 2 моль/дм розчином сірчаної кислоти у присутності метилового оранжевого.

Розчин переносять у склянку з кислотою за допомогою поліетиленової палички, стежачи за тим, щоб розчин не потрапляв на стінки склянки. Вміст склянки нагрівають до розчинення гідроксиду алюмінію. Потім додають по краплях розчин марганцевокислого калію до отримання рожевого забарвлення. Розчин нагрівають до знебарвлення, охолоджують, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Відбирають піпеткою 5-25 см розчину в залежності від передбачуваної масової частки кремнію в мірну колбу місткістю 100 см і розбавляють до 50 см 0,07 моль/дм розчином сірчаної кислоти. Потім доливають 5 см розчину молібденовокислого амонію з масовою часткою 5%, перемішують і залишають стояти протягом 10 хв. Після цього додають 25 см 4 моль/дм розчину сірчаної кислоти, обмиваючи при цьому горло колби, розчин перемішують і через 3 хв додають 5 см аскорбінової кислоти. Розбавляють розчин до мітки водою і перемішують.

Через 20 хв вимірюють оптичну щільність розчину на фотоелектроколориметр або спектрофотометр, враховуючи, що максимум світлопоглинання розчинів відповідає довжині хвилі 810 нм. Розчином порівняння є вода.

Одночасно проводять контрольний досвід. Для цього у склянку місткістю 100 см поміщають 2 моль/дм розчину сірчаної кислоти у кількості на 5,6 см менше, ніж для випробуваного розчину та обережно вливають 5 см розчину гідроксиду натрію Розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см , розбавляють до мітки водою. Відбирають аліквотну частину розчину, що відповідає аліквотній частині випробуваного розчину в мірну колбу місткістю 100 см. , та аналіз проводять, як зазначено вище.

Масу кремнію визначають за градуювальним графіком 1, враховуючи виправлення контрольного досвіду.

(Змінена р

едакція, змін. N 3).

3.2. Для визначення кремнію алюмінію високої чистоти застосовують метод електрохімічного розчинення або метод екстракції.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3.2.1. Метод із застосуванням електрохімічного розчинення.

Пробу алюмінію, виготовлену у вигляді двох стрижнів, очищають кип'ятінням у соляній кислоті, розведеної 1:1 протягом 10 хв. Потім промивають стрижні водою, висушують при температурі 105-110 ° С і після охолодження зважують.

У кварцову склянку місткістю 100-200 см наливають 45 см 2,5 моль/дм розчин азотної кислоти. Стрижні закріплюють у тримачі з алюмінію високої чистоти або титану, які приєднують до клем ЛАТРа, потім стрижні занурюють у склянку з кислотою, включають ЛАТР у мережу і розчиняють навішування в інтервалі напруги 10-20 протягом 15 хв. Протягом цього часу розчиняється близько 1 г алюмінію. Допускається розкладання проби за допомогою селенового випрямляча, застосовуючи електроди Фішера.

Потім відключають ЛАТР, від'єднують стрижні, промивають їх водою, висушують і зважують. По різниці мас визначають масу алюмінію, що розчинився. Необхідно, щоб маса розчиненого алюмінію була не менше 1 г, інакше продовжують розчинення. Розчин кип'ятять для видалення оксидів азоту протягом 15 хв, додають розчин марганцевокислого калію до отримання рожевого забарвлення і нагрівають до знебарвлення. Після охолодження розчин переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , розбавляють до мітки водою і перемішують.

Відбирають піпеткою аліквотну частину розчину, що відповідає приблизно 0,5 г алюмінію, у мірну колбу місткістю 100 см. . Додають недостатню кількість розчину 5 моль/дм азотної кислоти для повного зв'язування алюмінію азотнокислий і для створення кислотності, що дорівнює 0,14 моль/дм в обсязі 50 см . Для визначення недостатньої кількості азотної кислоти надходять таким чином: відбирають піпеткою 5 см розчину в конічну колбу, розбавляють водою, нагрівають до кипіння та титрують 0,5 моль/дм розчину гідроксиду натрію до слабо-рожевого забарвлення фенолфталеїну Розраховують загальний вміст кислоти для аліквотної частини розчину, що береться до визначення. Отриманий титруванням загальний вміст кислоти має бути меншим, ніж необхідне утворення азотнокислого алюмінію. (Для перетворення 1 г алюмінію на азотнокислий необхідно 22,2 см 5 моль/дм розчину азотної кислоти).

Розраховують недостатню кількість 5 моль/дм розчину азотної кислоти для зв'язування алюмінію азотнокислий і для створення кислотності 0,14 моль/дм в обсязі 50 см (Для підвищення кислотності розчину на 0,01 моль/дм в обсязі 50 см потрібно 0,1 см 5 моль/дм розчину кислоти).

Після додавання необхідної кількості азотної кислоти (об'єм розчину має бути приблизно 50 см ) доливають 5 см розчину молібденовокислого амонію з масовою часткою 5% перемішують і залишають на 10 хв. Потім додають 30 см 4 моль/дм розчину сірчаної кислоти, обмиваючи стінки горла колби, перемішують і через 3 хв додають при перемішуванні 5 см розчину аскорбінової кислоти Розбавляють розчин до мітки водою і перемішують. Вимірюють оптичну густину розчину, як зазначено в п. 3.1.

Одночасно проводять контрольний досвід. Для цього в мірну колбу місткістю 100 см поміщають 48 см води, 1,4 см 5 моль/дм розчину азотної кислоти, 5 см молібденовокислого амонію з масовою часткою 5% та аналіз проводять, як зазначено у п. 3.1.

Масу кремнію знаходять за градуювальним графіком 2, враховуючи попра

ку контрольного досвіду.

3.2.2. Метод екстракції

0,5 г проби поміщають у платинову, нікелеву, срібну або тефлонову чашку з кришкою, додають 10 см розчину гідроксиду натрію та нагрівають до розчинення проби. Після розчинення обмивають кришку водою, розчин трохи охолоджують, додають 1 см. розчину пероксиду водню та обережно упарюють до сиропоподібного стану. Після охолодження додають 30-40 см води та знову нагрівають, не доводячи до кипіння, до повного розчинення солей. Розчин охолоджують і переносять у склянку місткістю 250 см , Що містить 20 см 4 моль/дм сірчаної кислоти; чашку промивають кілька разів гарячою водою. Розчин нагрівають до розчинення солей, розбавляють водою до 80 см. та охолоджують.

Розчин переносять у ділильну вирву місткістю 250 см. з міткою на рівні 100 см і розбавляють водою до об'єму 100 см , додають 5 см розчину молібденовокислого амонію з масовою часткою 106% перемішують і залишають на 10 хв. Потім додають 20 см 8,85 моль/дм розчину сірчаної кислоти, перемішують і одразу додають 5 см розчину аскорбінової кислоти або 5 см розчину амінонафтолсульфонової кислоти, потім знову перемішують і залишають на 30 хв.

Після закінчення 30 хв до розчину додають 25 см бутилового спирту, струшують протягом 1 хв, після розшарування органічну фазу поміщають у суху колбу, що містить 20 г сульфату натрію, іноді струшуючи колбу. Через 20 хв вимірюють оптичну щільність органічної фази на спектрофотометрі або фотоелектроколориметрі, враховуючи, що максимум світлопоглинання розчинів відповідає довжині хвилі 810 мм.

Розчином порівняння є бутиловий спирт.

Одночасно з проведенням аналізу та в тих же умовах готують розчин контрольного досвіду, але замість 20 см використовують 13 см 4 моль/дм розчину сірчаної кислоти

Масу кремнію знаходять за градуювальним графіком 3, враховуючи поправку контро

ного досвіду.

3.2.1, 3.2.2. (Змінена редакція, Зм. N 1, 3).

3.3. Побудова градуювальних графіків

3.3.1. Графік 1

У мірні колби місткістю по 100 см відбирають по 10 см розчину-фону та доливають з мікробюретки 0; 1; 2; 4; 6; 8; 12 см стандартного розчину Б, що відповідає 0; 0,010; 0,020; 0,040; 0,060; 0,080; 0,12 мг кремнію.

Розбавляють розчин до 50 см 0,07 моль/дм розчином сірчаної кислоти, доливають 5 см розчину молібденовокислого амонію з масовою часткою 5% і далі надходять, як зазначено у п. 3.1. Розчином порівняння служить розчин, який кремній не додавався.

За отриманими значеннями оптичних щільностей та відомих мас кремнію будують градуювальний графік 1.

3.3.2. Графік 2

У мірні колби місткістю по 100 см поміщають по 25 см розчину алюмінію (приблизно 0,5 г алюмінію) та доливають з мікробюретки 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10 см стандартного розчину, що відповідає 0; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 мг кремнію.

Доливають недостатню кількість 5 моль/дм розчину азотної кислоти, що розраховується, як зазначено у п. 3.2.

Розчин розбавляють водою до 50 см , доливають 5 см розчину молібденовокислого амонію з масовою часткою 5% та аналіз проводять як зазначено у п. 3.1.

Розчином порівняння служить розчин, який кремній не додавався. За отриманими значеннями оптичних щільностей та відомих мас кремнію будують градуювальний графік 2.

3.3.3. Графік 3

Для побудови градуювального графіка в сім ділильних вирв місткістю по 250 см з міткою на рівні 100 см додають по 25 см розчин алюмінію. Далі по черзі додають 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 та 12,5 см стандартного розчину, що відповідає 0,002; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020 та 0,025 мг кремнію. У сьому колбу розчин не додають. Розчини розбавляють водою до об'єму 100 см і далі продовжують аналіз, як зазначено у п. 3.2.2.

Розчином порівняння служить розчин, який кремній не додавався.

За отриманими значеннями оптичної щільності та відомих мас кремнію будують градуювальний графік.

3.3.1-3.3.3. (Змінена редакція, Зм. N 1, 3).

4. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

4.1. Масову частку кремнію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса кремнію, знайдена за градуювальним графіком, мг;

- загальний об'єм розчину, см ;

- Об'єм аліквотної частини розчину, см ;

- Маса навішування алюмінію, р.

(Змінена редакція, зміна N 1).

4.2. Розбіжності результатів паралельних визначень, що допускаються, не повинні перевищувати значень, зазначених у таблиці.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 3).