ГОСТ 19014.1-73

ГОСТ 19014.1-73 Кремній кристалічний. Методи визначення алюмінію (із змінами N 1, 2, 3)

ГОСТ 19014.1-73 *

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

КРЕМНИЙ КРИСТАЛИЧНИЙ

Методи визначення алюмінію

Кришталевий silicon. Methods of aluminium determination*

______________
* Найменування стандарту. Змінена редакція, Змін. N3.


ОКСТУ 1709

Дата введення 1975-01-01

Постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 23 липня 1973 р. N 1804 термін запровадження встановлено з 01.01.75

Перевірено у 1984 р. Постановою Держстандарту від 15 серпня 1984 р. N 2874 термін дії продовжено до 01.01.90**
________________
** Обмеження терміну дії знято за протоколом N 4-93 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД N 4, 1994). - Примітка виробника бази даних.

ВЗАМІН ГОСТ 2178-54 в частині розд. III

* ПЕРЕВИДАННЯ (листопад 1985 р.) зі Змінами N 1, 2, затвердженими в липні 1979 р., серпні 1984 р. (ІУС 8-79, 11-84)

ВНЕСЕН Зміна N 3, затверджена та введена в дію з 01.01.90 Постановою Держстандарту СРСР від 27.06.89 N 2091

Зміна N 3 внесена виробником бази даних за текстом ІКС N 11, 1989 рік


Цей стандарт встановлює титриметричний та атомно-абсорбційний методи визначення алюмінію (при масовій частці алюмінію від 0,30 до 1,60%) у кристалічному кремнії.

(Змінена редакція, Зм. N 3).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методу аналізу - за ГОСТ 19014.0-73.

1a. ТИТРИМЕТРИЙ МЕТОД

Сутність методу полягає у видаленні кремнію у вигляді тетрафториду у відділенні титану та заліза у вигляді гідроксидів. Алюміній визначають комплексонометричним методом, титруючи надлишок трилону Б розчином цинку азотнокислого з індикатором ксиленоловим помаранчевим при рН=5,5.

Розділ 1а. (Запроваджено додатково, Зм. N 3).

2. РЕАКТИВИ І РОЗЧИНИ

Кислота фтористоводнева за ГОСТ 10484-78 .

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 , розведена 1:1.

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

Натрію гідрат окису за ГОСТ 4328-77 розчин з масовою часткою 20%.

Калій піросернокислий за ГОСТ 7172-76 .

Цинк металевий за ГОСТ 3640-79 *.
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 3640-94 . - Примітка виробника бази даних.

Стандартний розчин азотнокислого цинку, розчин з молярною концентрацією 0,05 моль/дм ; готують наступним чином: 3,269 г цинку розчиняють при нагріванні у суміші 100 см води та 15 см азотної кислоти. Розчин випарюють до 5-10 см і розбавляють водою до 1000 см .

Аміак водний за ГОСТ 3760-79 .

Натрій оцтовокислий за ГОСТ 199-78 .

Кислота оцтова за ГОСТ 61-75 .

Ацетатний буферний розчин; готують наступним чином: 250 г кристалічного оцтовокислого натрію поміщають у мірну колбу місткістю 1000 см , розчиняють у воді, додають 20 см оцтової кислоти, доводять водою до мітки та перемішують.

Ксиленоловий помаранчевий розчин з масовою часткою 0,1%.

Розчин придатний протягом 10 днів.

Трилон Б (комплексон III, двонатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти) за ГОСТ 10652-73 , розчин з молярною концентрацією 0,05 моль/дм ; готують так: 18,6 г трилону Б розчиняють у воді; фільтрують у мірну колбу місткістю 1000 см , розбавляють водою до мітки і ретельно перемішують.

Для визначення поправочного коефіцієнта розчину з молярною концентрацією 0,05 моль/дм трилону Б відбирають із бюретки 20 см розчину трилону Б у конічну колбу місткістю 500 см і розбавляють водою до 200 см . Додають 5-6 крапель ксиленолового помаранчевого і краплями аміак до появи синього забарвлення, яке усувають додаванням по краплях соляної кислоти, розведеної 1:1, до появи жовтого забарвлення. Потім у колбу доливають 20 см. ацетатного буферного розчину і титрують розчином азотнокислого цинку до зміни забарвлення з жовтого в рожевий.

Поправочний коефіцієнт для розчину з молярною концентрацією 0,05 моль/дм трилону Б ( ) обчислюють за формулою

,

де - Кількість розчину з молярною концентрацією 0,05 моль/дм азотнокислого цинку, см ;

- Кількість розчину трилону Б, см .

Якщо контрольного досвіду беруть стільки ж розчину трилону Б, скільки для проби, то поправочний коефіцієнт для розчину трилону Б можна не визначати.

Натрій вуглекислий за ГОСТ 83-79 .

Натрій тетраборнокислий 10-водний за ГОСТ 4199-76 зневоднений при 400 °C.

Суміш для сплавлення: змішують вуглекислий натрій і натрій, тетраборнокислий у співвідношенні 6:1 (за масою).

(Змінена редакція, Изм. N 2, 3).

3. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

3.1. Наважку кремнію масою 2 г поміщають у платинову чашку місткістю 200 см , змочують водою, додають 30 см фтористоводневої кислоти, потім невеликими порціями 15 см азотної кислоти.

Обережним обертанням перемішують вміст чашки. Після закінчення бурхливої реакції стінки чашки обполіскують водою, додають 5 см. сірчаної кислоти, розведеної 1:1, і випарюють на лазні до появи білої пари ангідриду сірчаної кислоти. Потім охолоджують, обережно обмивають стінки чашки водою з промивалки та випарюють на лазні насухо.

До сухого залишку додають 5 г піросернокислого калію і сплавляють у муфелі при температурі 800 °C або сухий залишок сплавляють з 8 г суміші для сплавлення в муфелі при температурі 950 °C. Плав розчиняють, додаючи 15-30 см соляної кислоти, розведеної 1:1, і 40-50 см води, що нагрівають для повного розчинення плава, переводять у мірну колбу місткістю 250 см , охолоджують, доводять до мітки водою та перемішують.

З приготовленого таким чином розчину визначають масову частку алюмінію, заліза, кальцію та титану, відбираючи на кожне визначення відповідну аліквотну частину.

З мірної колби місткістю 250 см відбирають 100 см розчину в мірну колбу місткістю 250 см , додають 25 см розчину трилону Б, нагрівають майже до кипіння, додають при перемішуванні 50 см розчину гідроксиду натрію, охолоджують, доводять водою до мітки та перемішують. Розчин фільтрують через сухий складчастий фільтр "синя стрічка". Фільтрат збирають у суху конічну колбу. Перші порції фільтрату відкидають.

Відбирають 100-200 см розчину, поміщають у конічну колбу місткістю 500 см , додають 3-4 краплі ксиленолового помаранчевого та нейтралізують розчин соляною кислотою, розведеною 1:1, до переходу забарвлення індикатора в жовтий колір. Після нейтралізації до розчину додають 20 см ацетатного буферного розчину, кип'ятять 2-3 хв, охолоджують, знову додають 3-4 краплі ксиленолового помаранчевого і відтитрують надлишок трилону Б розчином азотнокислого цинку до зміни забарвлення розчину з жовтого в рожевий.

Одночасно через всі стадії аналізу проводять контрольний досвід забруднення реактивів.

(Змінена редакція, Зм. N 3).

4. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

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

,

де - Об'єм розчину трилону Б з молярною концентрацією 0,05 моль/дм , що міститься в аліквотній частині, взятій для титрування, см ;

- Поправочний коефіцієнт розчину трилону Б з молярною концентрацією 0,05 моль/дм ;

- Об'єм розчину азотнокислого цинку з молярною концентрацією 0,05 моль/дм , Витрачений на титрування надлишку трилону Б, см ;

0,00135 - масова концентрація розчину трилону Б з молярною концентрацією 0,05 моль/дм , Виражений в грамах алюмінію, на см ;

- загальний об'єм розчину, см ;

- Об'єм мірної колби, в якій виробляють відділення заліза і титану, см ;

- Об'єм аліквотної частини розчину, що відбирається для відділення заліза і титану, см ;

- Об'єм аліквотної частини розчину, що відбирається для визначення алюмінію, см ;

- Маса навішування кремнію, р.

Якщо для контрольного досвіду додають стільки ж розчину трилону Б, скільки для проби, масову частку алюмінію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Об'єм розчину азотнокислого цинку з молярною концентрацією 0,05 моль/дм , Витрачений на титрування надлишку трилону Б в контрольному досвіді, см ;

- Об'єм розчину азотнокислого цинку з молярною концентрацією 0,05 моль/дм , Витрачений на титрування надлишку трилону Б в пробі, см ;

- загальний об'єм розчину, см ;

- Об'єм мірної колби, в якій виробляють відділення заліза і титану, см ;

- Об'єм аліквотної частини розчину, що відбирається для відділення заліза і титану, см ;

- Об'єм аліквотної частини розчину, що відбирається для визначення алюмінію, см ;

- Маса навішування кремнію, р.

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

Метод застосовують при розбіжностях щодо оцінки якості кремнію кристалічного.

Розділ 4. (Змінена редакція, зміна N 3).

5. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД

Сутність методу полягає у вимірі атомної абсорбції алюмінію при довжині хвилі 309,3 нм у полум'ї закис азоту – ацетилен.

Розділ 5. (Запроваджено додатково, Зм. N 3).

6. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА РОЗЧИНИ

Атомно-абсорбційний спектрометр з усім приладдям типу «Перкін Ельмер», «Сатурн» або аналогічний.

Лампа з порожнім катодом для алюмінію.

Ацетилен у балонах технічний за ГОСТ 5457-75 .

Закис азоту в балонах медичний.

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

Кислота азотна за ГОСТ 4461-77 .

Кислота фтористоводнева за ГОСТ 10484-78 .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204-77 , розведена 1:1.

Натрій вуглекислий за ГОСТ 83-79 .

Натрій тетраборнокислий 10-водний за ГОСТ 4199-76 зневоднений при 400 °C.

Суміш для сплавлення: змішують вуглекислий натрій і натрій тетраборнокислий у співвідношенні 6:1 (за масою).

Алюміній марки А995 за ГОСТ 11069-74 *.
______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 11069-2001 . - Примітка виробника бази даних.

Стандартний розчин алюмінію: 0,5000 г алюмінію поміщають у склянку місткістю 400 см , невеликими порціями додають 50 см. соляної кислоти, розведеної 1:1. Розчин нагрівають до розчинення алюмінію. Після охолодження розчин переносять у мірну колбу місткістю 500 см. , доливають до мітки водою і перемішують.

1,0 см розчину містить 0,001 г алюмінію.

Розчин-фон: 160 г суміші для сплавлення поміщають у склянку місткістю 1000 см , змочують водою та обережно, невеликими порціями, доливають 700 см соляної кислоти, розведеної 1:1.

Після розчинення розчин переводять у мірну колбу місткістю 1000 см. , доливають до мітки водою і перемішують.

Розділ 6. (Запроваджено додатково, Зм. N 3).

7. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

7.1. Наважку кремнію масою 2 г поміщають у платинову чашку, змочують водою, додають 30 см фтористоводневої кислоти, потім невеликими порціями 15 см азотної кислоти.

Обережним обертанням перемішують вміст чашки. Після закінчення бурхливої реакції стінки чашки обполіскують водою, додають 5 см. сірчаної кислоти, розведеної 1:1, і випарюють на лазні до появи білої пари сірчаної кислоти. Потім охолоджують, обережно обмивають стінки чашки водою і випарюють на лазні насухо.

До сухого залишку додають 8 г суміші для сплавлення та сплавляють у муфелі при температурі 950 °C. Плав розчиняють, додаючи 30 см соляної кислоти, розведеної 1:1, і 40-50 см води, що нагрівають до повного розчинення плава, переводять у мірну колбу місткістю 250 см , охолоджують, доводять до мітки водою та перемішують.

У приготованому розчині визначають масову частку алюмінію, кальцію, заліза та титану. Одночасно через усі стадії аналізу проводять контрольний досвід.

В отриманих розчинах проб, розчині контрольного досвіду та в розчинах для побудови градуювального графіка вимірюють значення атомної абсорбції алюмінію при довжині хвилі 309,3 нм в полум'ї закис азоту - ацетилен.

Масу алюмінію в розчині проби і в розчині контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком, який будують при кожній зйомці.

7.2. Побудова градуювального графіка

У шість мірних колб місткістю 250 см доливають по 50 см розчину фону. Потім вводять 0; 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30 см стандартного розчину, що відповідає 0; 0,002; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030 г алюмінію. Розчини доливають до мітки водою, перемішують та вимірюють абсорбцію розчинів, як зазначено у п. 7.1.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масам алюмінію будують градуювальний графік.

Розділ 7. (Запроваджено додатково, Зм. N 3).

8. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

8.1. Масову частку алюмінію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

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

- Маса алюмінію в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса навішування проби, р.

8.2. Розбіжності результатів паралельних визначень, що допускаються, не повинні перевищувати значень, наведених у таблиці.

Розділ 8. (Запроваджено додатково, Зм. N 3).