ГОСТ 13047.14-2002

НІКЕЛЬ. Кобальт

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ВІСМУТУ

МІЖДЕРЖАВНА РАДА
ЩОДО СТАНДАРТИЗАЦІЇ, МЕТРОЛОГІЇ ТА СЕРТИФІКАЦІЇ

Мінськ

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Міждержавними технічними комітетами зі стандартизації МТК 501 «Нікель» та МТК 502 «Кобальт», АТ «Інститут Гіпронікель»

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол № 21 від 30 травня 2002 р.)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 17 вересня 2002 р. № 334-ст міждержавний стандарт ГОСТ 13047.14-2002 введений у дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 липня 2003 р.

4 ВЗАМІН ГОСТ 13047.11-81, ГОСТ 741.17-80

ГОСТ 13047.14-2002

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

НІКЕЛЬ. Кобальт

Методи визначення вісмуту

Nickel. Cobalt.
Методи для визначення bismuth

Дата введення 2003-07-01

1 Область застосування

Даний стандарт встановлює спектрофотометричний та атомно-абсорбційні методи визначення вісмуту при масовій частці від 0,0001% до 0,010% у первинному нікелі за ГОСТ 849 , нікелевому порошку за ГОСТ 9722 та кобальті за ГОСТ 123 .

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 123-98 Кобальт. Технічні умови

ГОСТ 849-97 Нікель первинний. Технічні умови

ГОСТ 4232-74 Калій йодистий. Технічні умови

ГОСТ 4461-77 Кислота азотна. Технічні умови

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

ГОСТ 9722-97 Порошок нікелевий. Технічні умови

ГОСТ 10157-79 Аргон газоподібний та рідкий. Технічні умови

ГОСТ 10928-90 Вісмут. Технічні умови

ГОСТ 11125-84 Кислота азотна особливої чистоти. Технічні умови

ГОСТ 13047.1-2002 Нікель. Кобальт. Загальні вимоги до методів аналізу

3 Загальні вимоги та вимоги безпеки

Загальні вимоги до методів аналізу та вимоги безпеки під час виконання робіт - за ГОСТ 13047.1 .

4 Спектрофотометричний метод (для масових часток вісмуту від 0,0002% до 0,001%)

4.1 Метод аналізу

Метод заснований на вимірюванні світлопоглинання при довжині хвилі 540 нм розчину комплексного з'єднання вісмуту з ксиленоловим помаранчевим після попередньої екстракції вісмуту у вигляді комплексного йодидного з'єднання ізоамілацетатом.

4.2 Засоби вимірювання, допоміжні пристрої, матеріали, реактиви, розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр, що забезпечує проведення вимірювань у діапазоні довжин хвиль 500 – 560 нм.

рН-метр (іономір), що забезпечує проведення вимірювань у діапазоні рН 1,4 - 1,5.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 , при необхідності очищена перегонкою, або за ГОСТ 11125 , розведена 1:1, розчини молярної концентрації 1 моль/дм ³ та 0,03 моль/дм ³ .

Розчин для реекстракції: до розчину азотної кислоти молярної концентрації 0,03 моль/дм ³ додають краплями розчин азотної кислоти молярної концентрації 1 моль/дм ³ до досягнення рН в межах від 1,4 до 1,5 по рН-метру.

Кислота аскорбінова фармакопейна [1], розчин масової концентрації 0,05 г/см ³ .

Калій йодистий за ГОСТ 4232 розчин масової концентрації 0,02 г/см ³ .

Вісмут за ГОСТ 10928 .

Ксиленоловий помаранчевий розчин масової концентрації 0,001 г/см ³ .

Ізоаміловий ефір оцтової кислоти (ізоамілацетат) [2].

Розчини вісмуту відомої концентрації.

Розчин А масової концентрації вісмуту 0,001 г/см ³ : в склянку місткістю 250 см ³ поміщають навішування вісмуту масою 0,5 г, доливають 30 - 40 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні, кип'ятять 2 - 3 , охолоджують, розчин переводять у мірну колбу місткістю 500 см ³ приливають 50 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, доливають до мітки водою.

Розчин Б масової концентрації вісмуту 0,0001 г/см ³ в мірну колбу місткістю 100 см ³ відбирають 10 см ³ розчину А, доливають 10 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, доливають до мітки водою.

Розчин масової концентрації вісмуту 0,000005 г/дм ³ : мірну колбу місткістю 100 см ³ відбирають 5 см ³ розчину Б і доливають до мітки розчином азотної кислоти 1 моль/дм ³ .

4.3 Підготовка до аналізу

Для градуювального графіка ділильні воронки місткістю 100 см ³ відбирають 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 см ³ розчину, доливають до 40 см ³ розчином азотної кислоти 1 моль/дм ³ , доливають 1,0 см ³ розчину йодистого калію і далі надходять, як зазначено в 4.4.

Маса вісмуту в розчинах для градуювального графіка становить 0,0000025; 0,0000050; 0,0000100; 0,0000200; 0,0000300 р.

За значеннями світлопоглинання розчинів та відповідним їм мас вісмуту будують градуювальний графік з урахуванням значення світлопоглинання розчину, підготовленого без введення розчину вісмуту.

4.4 Проведення аналізу

У склянку місткістю 250 см ³ поміщають навішування проби масою 3,000 г, доливають 30 - 40 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні, випарюють до об'єму 5 - 10 см ³ додають 15 см ³ води і переводять розчин в лійку місткістю 100 см ³ . Доливають воду до 40 см ³ додають 1,0 см ³ розчину йодистого калію, 10 см ³ ізоамілацетату і струшують вирву 1 хв. Водну нижню фазу переносять в іншу ділильну лійку місткістю 100 см ³ приливають 5 см ³ ізоамілацетату і повторюють екстракцію 1 хв. Водну фазу відкидають, а органічні фази поєднують.

До об'єднаного розчину доливають 20 см ³ азотної кислоти 1 моль/см ³ , 0,5 см ³ розчину аскорбінової кислоти, 0,5 см ³ розчину йодистого калію і обережно повертаючи воронку 5 - 6 разів, промивають органічну фазу. Водну фазу відкидають, промивання органічної фази повторюють. До промитої органічної фази доливають 15 см ³ розчину для реекстракції, 0,2 см ³ ксиленолового помаранчевого і струшують лійку 1 хв. Водну фазу переводять у мірну колбу місткістю 25 см ³ фільтруючи її через вирву з ватним тампоном, попередньо промитим розчином для реекстракції. Після фільтрування тампон промивають розчином для реекстракції і доливають колбу до мітки цей же розчин.

Вимірюють світлопоглинання розчину через 20 хв на спектрофотометрі при довжині хвилі 540 нм або на фотоелектроколориметрі в діапазоні довжин хвиль 500 - 560 нм, використовуючи як розчин порівняння воду і кювету товщиною поглинаючого шару 5 см.

Масу вісмуту в розчині проби знаходять за градуювальним графіком.

4.5 Обробка результатів аналізу

Масову частку вісмуту в пробі X, % обчислюють за формулою

(1)

де М _х - маса вісмуту в розчині проби, г;

М _к - маса вісмуту в розчині контрольного досліду, г;

М - маса навішування проби, р.

4.6 Контроль точності аналізу

Контроль метрологічних характеристик результатів аналізу проводять за ГОСТ 13047.1 . Нормативи контролю та похибка методу аналізу наведено у таблиці 1.

Таблиця 1 - Нормативи контролю та похибка методу аналізу

В процентах

5 Атомно-абсорбційний метод з електротермічною атомізацією (для масових часток вісмуту від 0,0001% до 0,001%)

5.1 Метод аналізу

Метод ґрунтується на вимірюванні поглинання при довжині хвилі 223,1 нм резонансного випромінювання атомами вісмуту, що утворюються в результаті електротермічної атомізації розчину проби.

5.2 Засоби вимірювання, допоміжні пристрої, матеріали, реактиви, розчини

Атомно-абсорбційний спектрофотометр, що забезпечує проведення вимірювань з електротермічною атомізацією, корекцію неселективного поглинання та автоматизовану подачу розчину в атомізатор.

Лампа з порожнім катодом для збудження спектральної лінії вісмуту.

Аргон газоподібний згідно з ГОСТ 10157 .

Фільтри обеззолені по [3] або іншій середньої щільності.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 , при необхідності очищена перегонкою, або за ГОСТ 11125 , розведена 1:1, 1:9.

Порошок нікелевий згідно з ГОСТ 9722 або стандартний зразок складу нікелю із встановленою масовою часткою вісмуту не більше 0,0001%.

Кобальт за ГОСТ 123 або стандартний зразок складу кобальту із встановленою часткою вісмуту трохи більше 0,0001%.

Вісмут за ГОСТ 10928 .

Розчини вісмуту відомої концентрації.

Розчин А масової концентрації вісмуту 0,001 г/см ³ готують, як зазначено в 4.2.

Розчин Б масової концентрації вісмуту 0,0001 г/см ³ готують, як зазначено у 4.2.

Розчин У масовій концентрації вісмуту 0,00001 г/см ³ : у мірну колбу місткістю 100 см ³ відбирають 10 см ³ розчину Б, доливають 10 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, доливають до мітки водою.

Розчин Г масової концентрації вісмуту 0,000001 г/см ³ : в мірну колбу місткістю 100 см ³ відбирають 10 см ³ розчину, доливають 10 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, доливають до мітки водою.

5.3 Підготовка до аналізу

Для градуювального графіка склянки або колби місткістю 250 см ³ поміщають навішування масою 0,500 г проб нікелевого порошку або кобальту або стандартного зразка складу нікелю або кобальту з встановленою масовою часткою вісмуту. Число наважок відповідає числу точок градуювального графіка, включаючи контрольний досвід.

До проб доливають 15 - 20 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні. При використанні нікелевого порошку розчини фільтрують через фільтри (червона або біла стрічка), попередньо промиті 2-3 рази азотною кислотою, розведеною 1:9, фільтри промивають 2-3 рази гарячою водою. Розчини випарюють до об'єму 10 - 15 см ³ приливають 40 - 50 см ³ води, нагрівають до кипіння, охолоджують, переводять у мірні колби місткістю 100 см ³ .

У колби відбирають 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см ³ розчину Г, в колбу з розчином контрольного досвіду розчин вісмуту не вводять, доливають до мітки водою і вимірюють далі абсорбцію, як зазначено в 5.4.

Маса вісмуту в розчинах для побудови градуювального графіка становить 0,0000005; 0,0000010; 0,0000020; 0,0000030; 0,0000040; 0,0000050

5.4 Проведення аналізу

У склянку або колбу місткістю 250 см ³ поміщають навішування проби масою 0,500 г, доливають 15 - 20 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні, випарюють до об'єму 5 - 7 см ³ переводять в мірну колбу місткістю ¹ охолоджують і доливають до мітки водою.

Вимірюють абсорбцію розчину проби та розчинів для градуювання при довжині хвилі 223,1 нм, ширині щілини не більше 0,5 нм з корекцією неселективного поглинання струму аргону не менше двох разів, послідовно вводячи їх в атомізатор. Залежно від типу спектрофотометра підбирають оптимальний об'єм розчину, що вводиться в атомізатор, від 0,010 до 0,050 см ³ або оптимальне час аерозольного розпилення від 5 до 20 с. Промивають систему водою, перевіряють нульову точку та стабільність градуювального графіка. Для перевірки нульової точки використовують розчин відповідного контрольного досвіду, підготовлений, як зазначено у 5.3.

Підбір оптимальних температурних режимів для атомізатора проводять індивідуально для спектрофотометра, що застосовується по розчинах для градуювання.

Рекомендовані умови роботи атомізатора наведені в таблиці 2.

Таблиця 2 - Умови роботи атомізатора

За значеннями абсорбції розчинів для градуювання та відповідним їм мас вісмуту будують градуювальний графік.

Масу вісмуту в розчині проби знаходять за градуювальним графіком.

5.5 Обробка результатів аналізу

Масову частку вісмуту в пробі, X, % обчислюють за формулою

(2)

де М _х - маса вісмуту в розчині проби, г;

М - маса навішування проби, р.

5.6 Контроль точності аналізу

Контроль метрологічних характеристик результатів аналізу проводять за ГОСТ 13047.1 . Нормативи контролю та похибка методу аналізу наведено у таблиці 3.

Таблиця 3 - Нормативи контролю та похибка методу аналізу

В процентах

6 Атомно-абсорбційний метод із полум'яною атомізацією (для масових часток вісмуту від 0,002% до 0,010%)

6.1 Метод аналізу

Метод заснований на вимірюванні поглинання при довжині хвилі 223,1 нм резонансного випромінювання атомами вісмуту, що утворюються в результаті атомізації при введенні проби розчину в полум'я ацетилен-повітря.

6.2 Засоби вимірювання, допоміжні пристрої, матеріали, реактиви, розчини

Атомно-абсорбційний спектрофотометр, що забезпечує проведення вимірювань у полум'ї ацетилен-повітря.

Лампа з порожнім катодом для збудження спектральної лінії вісмуту.

Ацетилен газоподібний згідно з ГОСТ 5457 .

Фільтри обеззолені по [3] або іншій середньої щільності.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 , при необхідності очищена перегонкою, або за ГОСТ 11125 , розведена 1:1, 1:9.

Порошок нікелевий згідно з ГОСТ 9722 або стандартний зразок складу нікелю із встановленою масовою часткою вісмуту не більше 0,002%.

Кобальт за ГОСТ 123 або стандартний зразок складу кобальту із встановленою масовою часткою вісмуту трохи більше 0,002%.

Вісмут за ГОСТ 10928 .

Розчини вісмуту відомої концентрації.

Розчин А масової концентрації вісмуту 0,001 г/см ³ готують, як зазначено в 4.2.

Розчин Б масової концентрації вісмуту 0,0001 г/см ³ готують, як зазначено у 4.2.

6.3 Підготовка до аналізу

Для градуювального графіка склянки або колби місткістю 250 см ³ поміщають навішування масою 3,000 г проб нікелевого порошку або кобальту або стандартного зразка складу нікелю або кобальту з встановленою масовою часткою вісмуту. Число наважок має відповідати числу точок градуювального графіка, включаючи контрольний досвід.

До проб доливають 25 - 30 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні. При використанні нікелевого порошку розчини фільтрують через фільтри (червона або біла стрічка), попередньо промиті 2-3 рази азотною кислотою, розведеною 1:9, фільтри промивають 2-3 рази гарячою водою. Розчини випарюють до об'єму 10 - 15 см ³ приливають 40 - 50 см ³ води, нагрівають до кипіння, охолоджують, переводять у мірні колби місткістю 100 см ³ .

У колби відбирають 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 см ³ розчину Б, колбу з розчином контрольного досвіду розчин вісмуту не вводять, доливають до мітки водою і далі вимірюють абсорбцію, як зазначено в 6.4. Маса вісмуту в розчинах для градуювання становить 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040

6.4 Проведення аналізу

У склянку або колбу місткістю 250 см ³ поміщають навішування проби масою 3,000 г, доливають 25 - 30 см ³ азотної кислоти, розведеної 1:1, розчиняють при нагріванні, кип'ятять 2 - 3 хв, випарюють до об'єму 10 - 15 см ³ - 50 см ³ води, нагрівають до кипіння, охолоджують, переводять у мірні колби місткістю 100 см ³ .

Вимірюють абсорбцію розчину проби та розчинів для градуювання при довжині хвилі 223,1 нм, ширині щілини не більше 0,3 нм не менше двох разів, послідовно вводячи їх у полум'я, промивають систему водою, перевіряють нульову точку та стабільність градуювального графіка. Для перевірки нульової точки використовують розчин контрольного досвіду, підготовлений, як зазначено у 6.3.

За значеннями абсорбції розчинів для градуювання та відповідним їм мас вісмуту будують градуювальний графік.

Масу вісмуту в розчині проби знаходять за градуювальним графіком.

6.5 Обробка результатів аналізу

Масову частку вісмуту в пробі X, % обчислюють за формулою

(3)

де М _х - маса вісмуту в розчині проби, г;

М - маса навішування проби, р.

6.6 Контроль точності аналізу

Контроль метрологічних характеристик результатів аналізу проводять за ГОСТ 13047.1 . Нормативи контролю та похибка методу аналізу наведено у таблиці 4.

Таблиця 4 - Нормативи контролю та похибка методу аналізу

В процентах