ГОСТ 13637.1-93

ГОСТ 13637.1-93 Галій. Атомно-емісійний метод визначення алюмінію, вісмуту, заліза, кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, олова, свинцю, хрому та цинку

ГОСТ 13637.1-93

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ГАЛІЙ

Атомно-емісійний метод визначення алюмінію, вісмуту, заліза,
кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, олова, свинцю, хрому та цинку

Gallium. Atomic-emission метод для визначення aluminium,
iron, bismuth, silicon, magnesium, manganese, copper, nickel, tin,
lead, chromium and zinc

ОКСТУ 1709

Дата введення 1995-01-01

Передмова

1. РОЗРОБЛЕН Міждержавним технічним комітетом 104 «Напівпровідникова та рідко-металічна продукція. Особливо чисті метали», Державним інститутом рідкісних металів (гіредмет)

ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2. ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 4-93 від 19 жовтня 1993 р.)

За ухвалення проголосували:

3. Постановою Комітету Російської Федерації зі стандартизації, метрології та сертифікації від 02.06.94 N 160 міждержавний стандарт ГОСТ 13637.1-93 введено в дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 01.01.95

4. ВЗАМІН ГОСТ 13637.1-77

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

ПОСИЛУВАЛЬНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює прямий атомно-емісійний метод визначення масових часток домішок у галії:

Метод заснований на вимірюванні інтенсивності ліній елементів домішок у спектрі, отриманому при випаровуванні галію разом з порошковим графітом каналу графітового анода в дузі постійного струму.

Масові частки домішок у галії визначають за градуювальним графікам, побудованим у координатах: логарифм відношення інтенсивності лінії обумовленого елемента до інтенсивності фону ( ) - логарифм масової частки визначеного елемента ( ).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

Загальні вимоги до методу аналізу та вимоги безпеки – за ГОСТ 13637.0 .

2. АПАРАТУРА, МАТЕРІАЛИ ТА РЕАКТИВИ

Спектрограф дифракційний типу ДФС-8 або аналогічного типу з ґратами 600 штр/мм та трилінзовою системою освітлення.

Генератор дуговий типу ДГ-2 з додатковим реостатом або генератор аналогічного типу, пристосований для запалювання постійного струму дуги високочастотним розрядом.

Випрямляч 250-300 В, 30-50 А.

Мікрофотометр типу МФ-2 чи аналогічного типу.

Спектропроектор типу ПС-18 чи аналогічного типу.

Ваги лабораторні 1-го класу за ГОСТ 24104 *.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 24104-2001 . - Примітка виробника бази даних.

Ваги торсіонні типу ВТ з межею зважування до 500 мг або ваги аналогічні.

Ступка та маточка з органічного скла.

Бокс із органічного скла.

Електропіч муфельний з терморегулятором на температуру до 900 °C.

Тиглі платинові N 6 з кришками.

Верстат для заточування графітових електродів.

Електроди графітові, виточені з графітових стрижнів ОСЧ-7-3 діаметром 6 мм, заточені на конус з кутом при вершині 15 градусів та з майданчиком діаметром 1,5 мм на кінці, обпалені в дузі постійного струму при 15 А протягом 15 с.

Електроди графітові, виточені з графітових стрижнів ОСЧ-7-3 діаметром 6 мм, з каналом глибиною 5 мм і діаметром 4 мм, обпалені в дузі постійного струму при 15 А протягом 15 с.

Очищення випалюванням піддають кожну пару електродів безпосередньо перед аналізом (електрод, заточений на конус - катод, електрод з каналом - анод).

Графіт порошковий особливої чистоти за ГОСТ 23463 .

Алюмінію окис безводний для атомно-емісійного аналізу.

Вісмуту окис за ГОСТ 10216 .

Залізо окис.

Кремнія двоокис за ГОСТ 9428 .

Магнію окис за ГОСТ 4526 .

Марганцю двоокис безводна ос. год-9-2.

Міді окис по ГОСТ 16539 , порошкоподібний.

Нікеля окис чорний за ГОСТ 4331 .

Олова окис за ГОСТ 22516 .

Свинцю окис.

Окис хрому по ГОСТ 2912 , металургійний, марки ОХМ-О.

Цинка окис за ГОСТ 10262 .

Галій, чистий за домішками, що визначається, підготовлений, як зазначено в ГОСТ 13637 .0.

Пластинки фотографічні спектрографічні типу ПФС-02 виробництва Переславського П. О. «Славич» розміром 13х18 або 9х12 см, або аналогічні, що забезпечують нормальне почорніння аналітичних ліній та прилеглого фону в спектрі.

Проявник:

Лампа інфрачервона ІКЗ-500 із регулятором напруги РНО-250−0,5 або аналогічним.

Спирт етиловий ректифікований технічний за ГОСТ 18300 , неперегнаний і двічі перегнаний у кварцовому приладі.

Державний стандартний зразок (ГСО) порошку графітового СПГ-27 Пр ДСО 2820-83, розведений порошковим графітом у п'ять разів: у ступку з органічного скла поміщають 1 г ДСО, додають 4 г порошкового графіту і ретельно перетирають суміш з етиловим спиртом протягом 50 хв. , а потім висушують під інфрачервоною лампою.

3. ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ

3.1. Приготування зразків порівняння (ОС)

Кожен зразок порівняння готують безпосередньо перед фотографуванням його спектру, поміщаючи в канал графітового електрода 20 мг зразка порівняння на порошковому графіті (ОСГП) і 20 мг галію, чистого домішок, що визначаються. В умовах даного методу відповідно до співвідношення мас речовин, що змішуються, масова частка домішки в ОС (у розрахунку на масову частку домішки в галії) дорівнює масовій частці тієї ж домішки в ОСГП.

3.2. Приготування зразків порівняння на порошковому графіті (ОСГП).

Готують основний зразок порівняння на порошковому графіті (ООСГП), що містить по 1% алюмінію, вісмуту, заліза, кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, олова, свинцю, хрому та цинку та 88% вуглецю, у розрахунку на вміст металу та вуглецю у суміші металів та вуглецю, механічно змішуючи порошковий графіт з окислами відповідних металів.

Перед взяттям наважок двоокис кремнію і окис магнію поміщають в тиглі, прожарюють в печі муфельної при 700-800 °С протягом 30 хв і охолоджують в ексикаторі.

Наважки масою 0,0189 г безводного окису алюмінію, 0,0111 г окису вісмуту, 0,0143 г окису заліза, 0,0214 г двоокису кремнію, 0,0166 г окису магнію, 0,0158 г окису 2 марганцю IV г окису міді, 0,0141 г окису нікелю чорної, 0,0127 г двоокису олова, 0,0108 г окису свинцю, 0,0146 г окису хрому, 0,0124 г окису цинку поміщають у ступку з органічного скла8 г порошкового графіту. Суміш ретельно перетирають із етиловим спиртом протягом 50 хв і висушують під інфрачервоною лампою.

Щоб уникнути забруднень, перетирання у ступці та висушування під інфрачервоною лампою ведуть у боксі з органічного скла.

ООСГП допускається також готувати, вводячи обумовлені елементи як розчинів, як зазначено в ГОСТ 13637 .3.

ОСГП1-ОСГП10 готують послідовним розведенням ООСГП, а потім кожного наступного зразка порошковим графітом.

Масова частка кожної з домішок, що визначаються в ОСГП1-ОСГП10 (у відсотках у розрахунку на масову частку металу в суміші металів і вуглецю) і вводяться в суміш навішування порошкового графіту і зразка, що змішується для отримання даного зразка, наведені в табл.1.

Таблиця 1

Зазначені в табл.1 навішування порошкового графіту і зразка, що розбавляється, поміщають у ступку з органічного скла, ретельно перетирають з етиловим спиртом протягом 30 хв і висушують під інфрачервоною лампою. Для ОСГП6-ОСГП10 використовують етиловий спирт, двічі перегнаний у кварцовому приладі. Перетирання у ступці та висушування під інфрачервоною лампою ведуть у боксі з органічного скла.

При аналізі використовують ОСГП1-ОСГП10.

ООСГП, ОСГП1-ОСГП10 зберігають у щільно закритих банках із органічного скла.

4. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

При зйомці спектра проби в канал графітового електрода діаметром 4 мм і глибиною 5 мм послідовно поміщають 20 мг порошкового графіту і 20 мг аналізованого галію шматочками розміром не більше 3 мм у поперечнику (щоб уникнути внесення забруднень пробу галію подрібнюють, не виймаючи закристалізовану. ).

При зйомці спектра кожного зразка порівняння канал такого ж графітового електрода послідовно поміщають 20 мг зразка порівняння на порошковому графіті і 20 мг галію, чистого по визначених домішках, також шматочками розміром не більше 3 мм в поперечнику.

Нижній електрод із аналізованою пробою (або зі зразком порівняння) служить анодом, верхній, заточений на конус - катодом. Між електродами запалюють дугу постійного струму силою 15 А фотографують спектр з експозицією близько 3 хв (до повного вигоряння). Відстань між електродами під час експозиції підтримують 3 мм.

Спектри в області довжин хвиль 240-340 нм фотографують спектрографом типу ДФС-8 з решіткою 600 штр/мм, що працює в першому порядку з трилінзового конденсора і проміжною діафрагмою 5 мм. Ширина щілини спектрографа 15 мкм. У касету спектрографа заряджають платівку типу ПФС-02. Спектр кожної проби та кожного із зразків порівняння реєструють на фотопластинці по три рази. Крім того, на ту ж фотопластинку тричі фотографують спектр основи зразків порівняння, при цьому канал електрода щоразу послідовно поміщають 20 мг порошкового графіту і 20 мг галію, чистого по домішках.

Експоновані фотопластинки виявляють, промивають водою, фіксують, промивають у проточній воді протягом 15 хв і сушать.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. У кожній спектрограмі фотометрують почорніння аналітичної лінії елемента, що визначається. (див. табл.2) та прилеглого фону (мінімальне почорніння поряд з аналітичною лінією обумовлюваного елемента з будь-якої сторони, але з одного й того ж боку у всіх спектрах, знятих на одній платівці) і обчислюють різницю почорнінь .

Таблиця 2

За трьома паралельними значеннями , , , отриманих за трьома спектрограмами, знятими для кожного зразка, знаходять середнє арифметичне результатів .

За отриманими середніми значеннями знаходять за таблицями обов'язкового застосування значення .

5.2. Якщо аналітична лінія визначеного елемента у спектрах основи зразків порівняння відсутня, то використовуючи значення і для зразків порівняння, будують градуювальний графік у координатах , . За цим графіком за значенням для проби визначають масову частку домішки аналізованої пробі.

5.3. Допустимі розбіжності результатів трьох паралельних визначень (ставлення найбільшого до найменшого), а також двох результатів аналізу (ставлення більшого до меншого) наведено в табл.3.

Таблиця 3

Допустимі розбіжності для проміжних масових часток розраховують методом лінійної інтерполяції.

5.4. Якщо в спектрах основи зразків порівняння є слабка лінія обумовленого елемента, то при побудові градуювального графіка в координатах ( , ) вносять поправку на масову частку визначається елемента в основі зразків порівняння. Внесення поправки припустимо лише за умови, якщо масова частка обумовленого елемента в основі зразків порівняння не перевищує встановленого для методу нижньої межі інтервалу обумовлених масових часток. Якщо ця умова не виконується, необхідно підібрати для основи зразків порівняння чистіший за домішками галій, що визначаються, або порошковий графіт і виконати ретельне поетапне очищення приміщення, робочих місць, застосовуваної апаратури, реактивів і матеріалів.

Після отримання відкоригованого градуювального графіка розрахунок масових часток домішок проводять, як зазначено у пп.5.2, 5.3.

5.5. Контроль правильності аналізу проводять за ГОСТ 13637.0 або за наявності державного стандартного зразка (ГСО) порошку графітового СПГ-27 Пр ДСО 2820-83 в такий спосіб. У канали трьох графітових електродів діаметром 4 мм і глибиною 5 мм вводять по 20 мг металевого галію, чистого по домішках, і по 20 мг розведеного ДСО.

Аналіз отриманої суміші проводять одночасно з аналізом проб за пп.4 і 5. Для кожної домішки обчислюють відношення більшого до меншого значень двох величин - результату аналізу отриманої суміші розведеного ДСО і 0,2 атестованого значення масової частки домішки в ДСО. Результати аналізу проб вважають правильними з довірчою ймовірністю 0,95, якщо це відношення , де - Регламентована в п. 5.3 допускається розбіжність двох результатів аналізу проби галію з масовою часткою домішки, що дорівнює результату аналізу суміші галію з розведеним ДСО.

ДОДАТОК (обов'язковий). Таблиці величин відношення інтенсивності лінії обумовленого елемента до інтенсивності фону

ПРИКЛАДНА ПРОГРАМА
Обов'язкове

Таблиці величі , відповідних виміряним значенням .

Нижче наведені таблиці служать для перекладу виміряних значень та величини .

Таблиці містять результати розрахунку за формулою

.

Позначимо сумарну інтенсивність лінії разом із фоном через , інтенсивність фону під максимумом лінії без лінії через . Так як , то ставлення інтенсивності до інтенсивності фону визначають виразом .

Якщо умови фотографування спектру вибрано так, що почорніння лінії з фоном та фону без лінії лежать у нормальній області, то , де ; - Фактор контрастності. Звідси, користуючись виразом , отримуємо .

Таблиці охоплюють найважливіші для практики аналітичної роботи величини від 0,05 до 1,99.

За побудовою таблиці поділено на дві частини:

частина, що охоплює значення від 0,05 до 0,999, частина охоплює значення від 1,00 до 1,99.

Розглянемо першу частину таблиці .

У першому стовпці зліва під заголовком жирним шрифтом надруковано значення 0,05; 0,06; 0,07 ... 0,99. Праворуч від знаку у заголовках стовпців жирним шрифтом надруковано цифри 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, що представляють третій після коми знак величини .

Маючи певне значення , наприклад 0,537 знаходять рядок 0,53, що відповідає першим двом знакам після коми, і в стовпці з цифрою 7 читають відповідну величину 0,388. Аналогічно, для 0,143; у рядку 0,14 у стовпці з цифрою 3 читають відповідну величину

.

Друга частина таблиці, що охоплює величини від 1,00 до 1,99, побудована аналогічним чином, з тією різницею, що в першому стовпці зліва величина зображена з одним знаком після коми, а жирно надруковані цифри 0, 1, 2, 3…9 у заголовках стовпців зображують другий після коми знак величини .

Так, маючи значення 1,36, у рядку 1,3 у стовпці з цифрою 6 читають 1,341.

Для величин , менших ніж 0,301, характеристика негативна, що зазначено знаком мінус над характеристикою ( …).

Так як таблиці можуть бути застосовані також і для знаходження величин , відповідних значень за будь-якого способу вимірювання.

У випадку, якщо фактор контрастності не вимірюється, то замість величин у таблиці входять із величинами . Так, якщо в цьому випадку виміряно величину 0,674, то у рядку 0,67 у стовпці з цифрою 4 читають відповідь 0,571. Слід зазначити, що знайдена таким чином величина (0,571) не є , a . На точності аналізу методом «трьох еталонів» ця обставина мало відбивається.

Таблиця 4

Величини , що відповідають виміряним значенням