ГОСТ 13637.7-93

ГОСТ 13637.7-93 Галій. Метод визначення сірки

ГОСТ 13637.7-93

Група В59

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ГАЛІЙ

Метод визначення сірки

Gallium.
Метод для визначення значення sulphur

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 13637.7-93 введено в дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 01.01.95

4. ВЗАМІН ГОСТ 13637.7-77

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

ПОСИЛУВАЛЬНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює метод змінно-струмової полярографії для визначення сірки в галії (при масовій частці сірки від 5·10) до 1·10 %).

Метод заснований на виділенні сірководню при розчиненні проби галію в відновлювальній суміші соляної та йодистоводневої кислот з гіпофосфітом натрію, уловлюванні сірководню полярографическим фоном - розчином гідроксиламіну гідрохлориду і етилендіамінтетраоцтової кислоти в серіодіоно-

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

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

2. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА РОЗЧИНИ

Полярограф ППТ-1 або ПУ-1 з ртутним капаючим електродом та електролітичним осередком полярографа із зовнішнім анодним відділенням.

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

Колба зі зворотним холодильником із кварцу або молібденового скла для приготування відновлювальної суміші місткістю 2 дм з впаяною трубкою для продування розчину аргоном або азотом.

Установка для відновлення сірки та відгону сірководню (див. креслення) складається з колби 2 місткістю 500±50 см зі зворотним холодильником 5 довжиною (25±5) см. До зовнішньої сторони вихідної трубки довжиною (20±5) см та діаметром вихідного отвору (2±1) мм зворотного холодильника приварена спіральна кварцова насадка. Приймачем 4 для поглинання сірководню служить пробірка місткістю (40±5) см . Зазор між кварцовою насадкою та стінками пробірки (1±1) мм. Аргон або азот, що використовується як газоносій, очищають пропусканням через барботери 6-8 місткістю (150±50) см , діаметр склянки (30±5) мм, заповнені лужним розчином пірогалолу 6, 7 і дистильованою водою 8.

1 - електроплитка, 2 - реакційна судина з відновлювальною сумішшю, 3 - шліфи, 4 - приймач
з лужним розчином гідроксиламіну та ЕДТА (спіральна кварцова насадка,
приварена до зовнішньої сторони вихідної трубки зворотного холодильника),
5 - зворотний холодильник, 6-7 - барботери з розчином пірогалолу 250 г/дм
у розчині їдкого калію 250 г/дм , 8 - барботер з дистильованою водою

Плитка електрична лабораторна потужністю 400 Вт.

Вирва Бюхнера, діаметр 80 мм.

Колба Бунзена місткістю 500 см .

Піпетки з розподілами місткістю 0,1; 0,2; 1 та 10 см .

Колби мірні місткістю 50; 100; 200 та 1000 см .

Циліндри мірні місткістю 10; 25 см .

Конго червоний – індикатор.

Аргон газоподібний згідно з ГОСТ 10157 або азот газоподібний згідно з ГОСТ 9293 .

Стрижні графітові, ос.ч. - 7-3.

Ртуть марки Р0 згідно з ГОСТ 4658 .

Кислота соляна особливої чистоти згідно з ГОСТ 14261 .

Мідь дволориста 2-водна за ГОСТ 4167 .

Олово дволористе 2-водне.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 розчин концентрацією 0,05 моль/дм , готують із фіксаналу.

Пірогаллол А.

Калію гідроксид за ГОСТ 24363 .

Гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456 .

Калій хлористий за ГОСТ 4234 , ос.ч. насичений розчин.

Натрій фосфорноватистокислий (гіпофосфіт натрію) 1-водний за ГОСТ 200 .

Сірчистий натрій (натрій сульфід) 9-водний за ГОСТ 2053 .

Сіль динатрієва етилендіамін , , , -тетраоцтової кислоти, 2-водна (трилон Б), ч.д.а. за ГОСТ 10652 .

Аміак водний особливої чистоти ГОСТ 24147 .

Розчин А: 56 г калію їдкого і 50 г трилону Б розчиняють у дистильованій воді, розчин переводять у мірну колбу місткістю 500 см , доводять об'єм розчину водою до мітки та перемішують. Розчин готують за 2 дні до вживання.

Розчин Б: 34,7 г гідроксиламіну гідрохлориду розчиняють у дистильованій воді, розчин переводять у мірну колбу місткістю 250 см , доводять об'єм розчину водою до мітки та перемішують.

Полярографічний фон, готують наступним чином: 80 см розчину А, 20 см розчину Б та 150 см свіжоприготовленої дистильованої води змішують у день вживання.

Відновлювальна суміш: суміш 300 см концентрованої соляної, 500 см йодистоводневої кислот, 150 г гіпофосфіту натрію та 200 см дистильованої води кип'ятять протягом 6-8 год у приладі зі зворотним холодильником з постійним продуванням аргоном або азотом зі швидкістю 3-4 бульбашки на секунду. При охолодженні із відновної суміші повинні виділятися солі (невиділення солей свідчить про недостатню концентрацію соляної кислоти). Відновлювальну суміш зливають із солей і зберігають у склянці із притертою пробкою у темному місці.

Вода дистильована за ГОСТ 6709 .

Сірка сульфатна, основний розчин: (6,25±0,05) см розчину сірчаної кислоти, приготованого з фіксаналу, розбавляють дистильованою водою до 100 см у мірній колбі.

1 см розчину містить 100 мкг сульфатної сірки.

Сірка сульфатна, робочий розчин: 10 см основного розчину сульфатної сірки поміщають у мірну колбу місткістю 100 см і доливають до мітки дистильованою водою.

1 см робочого розчину сірки сульфатної містить 10 мкг сірки.

Сірка сульфідна, основний розчин готують безпосередньо перед вживанням: 20 мг висушеного фільтрувальним папером натрію сульфіду, в 1 мг якого міститься 0,133 мг сірки, поміщають в мірну колбу місткістю 100 см , доливають 20 см полярографічного фону доливають дистильованою водою до мітки і перемішують.

1 см основного розчину сульфідної сірки містить 266 мкг сірки.

Сірка сульфідна, робочий розчин готують безпосередньо перед вживанням: 18,7 см основного розчину сульфідної сірки поміщають у мірну колбу місткістю 50 см і доводять до мітки полярографічним фоном. Основний розчин відмірюють бюреткою з похибкою не більше ±0,05 см .

1 см робочого розчину сульфідної сірки містить 10 мкг сірки.

3. ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ

3.1. Перевірка правильності роботи установки

Збирають установку (див. креслення): в барботери 6 і 7 заливають розчин пірогаллола в їдкому калі. Барботер 8 заливають дистильовану воду і з'єднують його з реакційною колбою 2 за допомогою хлорвінілового шланга. Інші з'єднання здійснюють за допомогою гумових шлангів. У реакційну колбу 2 заливають 150 см попередньо приготовленої відновлювальної суміші (див. Розд.2), 1 см розчину хлорної міді з концентрацією 0,1 моль/дм та 0,1 г дволористого олова. Через холодильник пропускають 5 холодну воду. Шліф холодильника та шліф пробки 3 натирають графітовим стрижнем. Через установку пропускають потік азоту або аргону зі швидкістю 15-25 бульбашок у приймачі за 10 с. Про герметичність установки судять зі збігом швидкості проходження бульбашок аргону в барботері 6 і приймачі 4. Правильність роботи установки перевіряють відновленням стандартного розчину сульфатної сірки. Для цього відновлювальну суміш кип'ятять протягом 1 години для додаткового очищення від сірки. Відновлювальну суміш охолоджують, потім приймач 4 заливають 10 см полярографічного фону, а через шліф холодильника реакційну колбу 2 вводять 0,2 см робочого розчину сульфатної сірки Сірководень відганяють протягом 30 хв з моменту закипання розчину. Потім розчин з приймача виливають в електролітичну комірку із зовнішнім анодом (анодне відділення попередньо заповнюють ртуттю на 2 мм вище рівня платинового контакту і насиченим розчином калію хлористого доверху і закривають пробкою) і знімають полярограму.

Режим полярографування на ПУ-1: амплітуда 10 мВ, швидкість розгорнення 3 мВ/с, примусовий урвищ; початковий потенціал мінус 0,45 В, потенціал піку сульфід-іону становить близько мінус 0,8 відносно насиченого каломельного електрода.

Внаслідок дифузії сульфід-іонів в анодне відділення електролізера потенціал піку може поступово зрушуватися у позитивному напрямку. Тому необхідно щодня перезаряджати анодне відділення електролізера свіжим насиченим розчином калію хлористого. Висоту піку сірки вимірюють по вертикалі, проведеної через вершину піку до перетину з дотичної, що з'єднує основи гілок піку.

Висоту піка на полярограмі розчину в приймачі зіставляють з висотою піка розчину 2 мкг сірки сульфідної в 10 см розчину (для отримання цього розчину 0,2 см робочого розчину сульфідної сірки розбавляють у вузькому мірному циліндрі полярографічним тлом до 10 см ). Різниця висот обох піків має перевищувати 10% відносних від висоти піку робочого розчину сульфидной сірки. Якщо розбіжність більше, а розчин у приймачі дає нижчі піки, необхідно промити холодильник бидистилятом і повторити визначення. Окислення йодистоводневої кислоти киснем повітря на внутрішній поверхні трубки зворотного холодильника в той час, коли прилад не працює, є частою причиною заниження результатів визначення сірки. Якщо розчин у приймачі дає значно вищі піки, то перевіряють поправку контрольного досвіду, як вказано нижче

е.

3.2. Проведення контрольного досвіду

Для знову зібраної установки проводять багаторазову перевірку поправки контрольного досвіду при пропусканні газу через киплячу розчинну суміш протягом 30 хв. Виправлення контрольного досвіду (в одиницях мкг сірки в 10 см розчину) визначають по відношенню до піку у відповідному розчині до висоти піку, отриманого при відновленні 0,2 мкг сульфатної сірки. Якщо на полярограмі розчину в контрольному досвіді не спостерігається піку сірки, а спостерігається точка перегину на полярографічної кривої у потенціалу піку сірки, то за висоту хвилі приймають половину різниці ординат точок перегину та мінімуму на позитивній гілки піку.

Установку вважають придатною для роботи, якщо виправлення контрольного досвіду за 30 хв не перевищує 0,02 мкг сірки при масовій частці сірки в галії не більше 5·10 % та 0,2 мкг сірки при великих масових частках сірки.

Повноту відгону сірки перевіряють щодня з ранку. Поправку контрольного досвіду перевіряють щодня з ранку і після кожного переходу відгону великих кількостей сірки у відгоні малих кількостей сірки.

3.3. Градуювання установки

Для градуювання установки проводять відновлення та відгін сірки з 0,2 см. робочого розчину сульфатної сірки, як зазначено у п. 3.1. Установку градує один-два рази протягом робочого дня.

4. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

Після встановлення повноти відгону сірки та поправки контрольного досвіду (розд.3) відновлювальну суміш охолоджують до кімнатної температури. У приймач 4 заливають нову порцію (10 см ) полярографічного фону, піднімають холодильник 5 і реакційну колбу 2 вводять навішування галію масою 0,5-2 г, залежно від вмісту сірки. Опускають холодильник, включають нагрівання електроплитки 1 і розчиняють галію і відновлення сполук сірки кип'ятінням відновної суміші.

Після закінчення розчинення галію реєструють полярограмму розчину в приймачі в умовах п. 3.1 і визначають поправку контрольного досвіду за час, що дорівнює часу розчинення проби галію.

З однією порцією відновлювальної суміші допускається послідовно проводити аналіз кількох наважок галію, поки сумарна маса проаналізованого галію не перевищить 3 г.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Масову частку сірки ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса сірки в розчині сульфатної сірки, введеному для градуювання установки, мкг;

- Середня арифметична висота піку полярографованого розчину після введення проби за вирахуванням висоти піку контрольного досвіду за час розчинення навішування проби, мм;

- Маса навішування галію, г;

- Середня арифметична висота піку, отриманого при градуювання приладу, за вирахуванням висоти піку контрольного досвіду за 30 хв, мм.

5.2. За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати двох паралельних визначень, проведених з окремих наважок.

Допустимі розбіжності двох результатів паралельних визначень і двох результатів аналізу (різниця більшого і меншого) з довірчою ймовірністю 0,95 наведені в таблиці.

Допустимі розбіжності для проміжних масових часток сірки розраховують методом лінійної інтерполяції.

5.3. Контроль правильності аналізу проводять методом добавок за ГОСТ 25086 .