ГОСТ 23116.1-78
Кадмій високої чистоти Метод спектрографічного визначення алюмінію, вісмуту, Cadmium високої purity. Метод spectrographic of aluminium, bismuth, Цей стандарт встановлює спектрографічний метод визначення домішок у кадмії високої чистоти в наступному діапазоні масових часток, %: |
| алюміній | від | 1·10 -6 | до | 6·10 -5 |
| вісмут | « | 1·10 -6 | « | 5·10 -5 |
| залізо | « | 2·10 -6 | « | 1 10 -3 |
| індій | « | 1·10 -6 | « | 5·10 -5 |
| кобальт | « | 1·10 -6 | « | 5·10 -5 |
| мідь | « | 7·10 -7 | « | 5·10 -4 |
| марганець | « | 7·10 -7 | « | 1 10 -4 |
| миш'як | « | 2· 10-5 | « | 1 10 -3 |
| нікель | « | 1·10 -6 | « | 5·10 -4 |
| олово | « | 1·10 -6 | « | 5·10 -4 |
| свинець | « | 7·10 -6 | « | 1 10 -3 |
| сурма | « | 7·10 -6 | « | 5·10 -4 |
| срібло | « | 3·10 -7 | « | 3·10 -5 |
Метод заснований на попередньому концентруванні домішок шляхом вакуумної дистиляції основної маси кадмію та спектрографічному аналізі отриманого концентрату.
Для збільшення повноти вилучення домішок концентрат кадмію додають сплав кадмій-телур.
(Змінена редакція, Зм. № 1).
1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ
1.1. Загальні вимоги до методу аналізу та вимоги безпеки за ГОСТ 23116.0 .
(Змінена редакція, Зм. № 1).
2. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА РОЗЧИНИ
Спектрограф кварцовий середньої дисперсії будь-якого типу, що дозволяє за одну експозицію отримати спектр від 230,0 до 400,0 нм, укомплектований системою трилінзової освітлення щілини.
Генератор активізованої дуги змінного струму
Спектропроектор типу ПС-18.
Мікрофотометр, призначений для вимірювання почорніння спектральних ліній (комплектна установка).
Верстат для заточування вугільних електродів.
1 - введення для термометра; 2
- Нагрівач потужністю 500 Вт; 3 - чашка з пробою; 4 - кварцова
вакуумна камера; 5- підставка; 6- кесон; 7 - прокладка з вакуумної гуми; 8 - вакуум-штуцер
Терези торсіонні типу ВТ з похибкою зважування не більше 0,001 г.
Ваги аналітичні з похибкою зважування трохи більше 0,0002 р.
Пекти муфельна з регулятором температури до 750 °C.
Кварцовий прилад для перегонки реактивів.
Бокси з органічного скла.
Плитка електрична за ГОСТ 14919 , покрита кварцовою пластинкою.
Лампа інфрачервона із лабораторним автотрансформатором.
Установка для вакуумної дистиляції основи (див. креслення) або інша аналогічна конструкція.
Вакуумметр типу ВТ-2 для виміру вакууму від 6,67 до 26,66 Па (від 0,05 до 0,2 мм рт. ст.).
Насос форвакуумний типу ВН-46/М або типу 3-НВР-1Д.
Шланги вакуумні.
Автотрансформатор лабораторний типу РНВ-250-2.
Термопара чи термометр на 500 °C.
Крани вакуумні подвійні та потрійні.
Посуд кварцовий (чашки, склянки
Колби з градуйованою горловиною за ГОСТ 12738 .
Піпетки за ГОСТ 29227 місткістю 1, 2, 5 та 10 см 3 .
Електроди вугільні ос. ч. діаметром 6 мм, з розміром кратера 4x3 мм і контрелектроди довжиною 30 - 50 мм, один кінець заточений на усічений конус з майданчиком діаметром 1,5 мм.
Вода дистильована за ГОСТ 6709 двічі перегнана в кварцовому апараті або очищена на іонізаційній колонці.
Графіт порошковий особливої чистоти згідно з ГОСТ 23463 або отриманий з вугільних електродів особливої чистоти.
Кислота азотна особливої чистоти згідно з ГОСТ 11125 .
Спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 18300 .
Телур марки з нормативно-технічної документації.
Кадмій марки КД0000 за ГОСТ 22860 .
Сплав кадмій-телур. Вміст телуру в металі 0,04 - 0,07%; готують сплав так: в кварцову ампулу поміщають навішування кадмію і телуру. Відкачують з ампули повітря до 1,33 Па (1·10 -2 мм рт. ст.), а ампулу запаюють і нагрівають у печі муфельної при температурі 700 °C протягом 6 - 7 год, через кожні 30 хв ретельно перемішуючи. Потім ампулу розкривають і через отвір розплав виливають тонким струменем у склянку з водою. Отримані гранули сплаву промивають у розчині аміаку, потім у воді та висушують. Натрій хлористий особливої чистоти. Кислота винна згідно з ГОСТ 5817 . Аміак водний особливої чистоти згідно з ГОСТ 24147 .
Аміак марки ОСЧ 17-4.
Ефір діетиловий (медичний).
Мастило вакуумне.
Кислота щавлева за ГОСТ 22180 .
Кислота сірчана за ГОСТ 4204 .
Олова згідно з ГОСТ 860 .
Сурма по ГОСТ 1089 .
Буферна суміш складається з порошкового графіту з додаванням 0,5% хлористого натрію.
Розчини визначених елементів наведено у табл. 1 .
Зразки порівняння. Основний зразок, що містить 1 · 10 -3 % міді та срібла, 3 · 10 -2 % свинцю, 3 10 -1 % миш'яку та інших елементів по 1 · 10 -2 %; готують наступним чином: в кварцову чашку місткістю 150 см 3 поміщають 10 г порошкового графіту і вводять по 1 см 3 розчинів міді, срібла, алюмінію, нікелю, індію, вісмуту, заліза, кобальту, марганцю, олова, сурми, 3 см 3 та 30 см 3 миш'яку. Суміш перемішують кварцовою паличкою, висушують під інфрачервоною лампою, а потім прожарюють на плитці до видалення запаху азотної кислоти. Приготовлений основний зразок ретельно перетирають у ступці органічного скла. Перший зразок порівняння готують розведенням основного зразка розчинником у 10 разів. Потім методом послідовного розведення кожного знов приготовленого зразка розріджувачем в три рази готують серію робочих зразків. Приготовлені зразки для побудови графіка і розріджувач зберігають у бюксах або баночках з кришками, що загвинчуються.
Розріджувач готують наступним чином: кварцову чашку місткістю 100 см 3 поміщають 50 г порошкового графіту і накопують по 5 см 3 розчинів телуру і кадмію. Суміш висушують на плитці до видалення запаху азотної кислоти і потім вводять до неї 5 см 3 розчину хлористого натрію. Знову висушують, перемішують і перетирають.
Фотопластинки спектрографічні типу ІІ.
Приготування стандартних розчинів див. 1 .
Таблиця 1
| Елемент | Вміст елемента, мг/см 3 | Спосіб приготування розчину |
| Мідь | 0,1 | Розраховані навішування металів, оксидів, вуглекислих або азотнокислих солей розчиняють у азотній кислоті |
| Срібло | 0,1 | |
| Алюміній | 1,0 | |
| Нікель | 1,0 | |
| Індій | 1,0 | |
| Вісмут | 1,0 | |
| Свинець | 1,0 | |
| Залізо | 1,0 | |
| Кобальт | 1,0 | |
| Телур | 20,0 | |
| Кадмій | 50,0 | |
| Марганець | 1,0 | Розчиняють у воді безводний сульфат марганцю |
| Миш'як | 1,0 | Розчиняють у воді миш'яковистий ангідрид з додаванням кількох крапель аміаку при слабкому нагріванні |
| Олово | 1,0 | 100 мг тонкоподрібненого олова поміщають у склянку місткістю 50 см 3 і додають 2 см 3 азотної кислоти. Після переходу всієї навішування в метаолов'яну кислоту до склянки додають 20 см 3 води і 4 г щавлевої кислоти. Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см 3 . Склянку кілька разів промивають водою для повного розчинення щавлевої кислоти. Промивні води зливають у ту ж мірну колбу |
| Сурма | 1,0 | 100 мг тонкоподрібненої сурми поміщають у склянку місткістю 50 см 3 і додають 2 см 3 азотної кислоти. Склянку нагрівають до переходу всієї сурми в метасурм'яну кислоту. Не припиняючи нагрівання, додають 10 см 3 винної кислоти. Отриманий прозорий розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см 3 |
| Натрій хлористий | 50,0 | Розраховану наважку розчиняють у воді |
Розд. 2 . (Змінена редакція, Зм. № 1, 2).
3. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ
3.1. Отримання концентрату домішок
3.1.1. Перед початком роботи необхідно ретельно підготувати установку вакуумної дистиляції кадмію. Для цього за допомогою вати, змоченої діетиловим ефіром, видаляють вакуумне мастило зі шліфів, розчиняють в азотній кислоті залишки кадмію і занурюють на 10 хв всю установку в нітруючу суміш, що складається з трьох частин сірчаної та однієї частини азотної кислоти, температура якої повинна бути близька до температурі кипіння. Потім тричі промивають водою і сушать у сушильній шафі при температурі приблизно 170 °C.
3.1.2. Кадмій на аналіз надходить у вигляді чушок масою 20 – 40 г, діаметром 15 – 25 мм, висотою 10 – 20 мм. Перед початком роботи її витримують у розчині аміаку до повного розчинення оксидної плівки, промивають двічі водою і висушують. Підготовлену таким чином пробу поміщають у кварцову чашку місткістю 50 см 3 додаючи туди ж 500 мг сплаву кадмій-телур. Чашку з пробою встановлюють на кварцову підставку у вакуумну камеру, надягають кварцовий ковпак, шліф якого змащують вакуумним мастилом. Ковпак притирають до вакуумної гуми. Створюють вакуум 6,67 – 13,33 Па (0,05 – 0,1 мм рт. ст.). До холодильника приєднують шланги притоку та скидання води та включають нагрівання. Охолодження має бути незначним.
Вакуумну дистиляцію кадмію проводять при 380 - 410 ° C протягом 2 - 4 години. Після видалення основи нагрівач прибирають, перекривають вакуум, відкривають кран для доступу повітря, знімають вакуумну камеру і в чашку додають 100 мг буфера. Суміш перемішують протягом 5 - 7 хв. Коефіцієнт збагачення ( К ) обчислюють за формулою
де т - Маса проби, мг;
100 - маса концентрату, мг.
Для проведення контрольного досвіду кварцову чашку місткістю 50 см 3 поміщають 500 мг сплаву кадмій-телур і проводять відгін кадмію у вакуумі за тих же умов, що і для проби, протягом 20 - 25 хв. До залишку додають 100 мг буфера та ретельно перетирають.
(Змінена редакція, Зм. № 1).
3.2. Спектральний аналіз концентрату
Від підготовлених концентратів та контрольного досвіду, а також від зразків порівняння на торсіонних вагах відбирають по три навішування по 20 мг і поміщають у кратери вугільних електродів. Вугільні електроди попередньо обпалюють у дузі змінного струму силою 15 А або постійного струму силою 10 А протягом 10 с.
Спектри фотографують на спектрографі кварцовому при ширині щілини 0,015 мм на спектрографічних фотопластинках типу II. Випаровування проби та збудження спектру проводять у дузі змінного струму силою 14 А. Час експозиції 15 с. Для побудови характеристичної кривої фотопластинки одночасно із пробами та зразками порівняння фотографують спектр заліза через дев'ятиступінчастий платиновий ослаблювач.
(Змінена редакція, Зм. № 2).
4. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ
4.1. На спектрограмі за допомогою мікрофотометра вимірюють почорніння аналітичних ліній елементів і фону праворуч або зліва від них. Будують характеристичну криву
фотопластинки і нею знаходять значення lg ( I л+ф ) і lg I ф . Обчислюють величину
, Знаходять середнє значення цієї величини для трьох спектрів кожного зразка для побудови графіків, концентрату та контрольного досвіду. Градуювальні графіки будують у координатах , lg C де С - концентрація визначається елемента в зразках порівняння. За градуювальним графікам знаходять вміст домішки в концентраті та контрольному досвіді. Масову частку елемента ( Х ) у відсотках обчислюють за формулою
де т 1 масова частка визначається елемента в концентраті, %;
т 2 - масова частка визначається елемента в контрольному досвіді, %;
К - коефіцієнт збагачення.
За остаточний результат аналізу приймають середньоарифметичні результати двох паралельних визначень (кожне визначення отримано з трьох спектрограм).
Різниця двох результатів паралельних визначень з довірчою ймовірністю Р = 0,95 не повинна перевищувати значення розбіжності, що допускається ( d n ), обчисленого за формулами:
d n = 0,3
- для вісмуту, марганцю, міді, олова, сурми та срібла;
d n = 0,4 - для кобальту, миш'яку, нікелю та свинцю;
d n =
0,5 - для алюмінію, заліза та індія,
де - Середньоарифметичне двох зіставних результатів паралельних визначень.
Різниця двох результатів аналізу однієї і тієї ж проби з довірчою ймовірністю Р = 0,95 не повинна перевищувати значення розбіжності, що допускається (d a ), обчисленого за формулами:
d a = 0,3
- для вісмуту, марганцю, міді, олова, сурми та срібла;
d a = 0,4 - для кобальту, миш'яку, нікелю та свинцю;
d a = 0,5 - для алюмінію, заліза та індія,
де - Середньоарифметичне двох зіставних результатів аналізу.
Фотометрують такі аналітичні лінії (довжини хвиль в нм):
алюміній - Al I 308,22;
вісмут - Bi I 306,79;
залізо - Fe I 302,06 або Fe I 271,9;
індій - In I 325,61 або In I 303,94;
кобальт - З I 341,23 або З I 304,40;
мідь - Сu I 327,40 або Сu I 324,75;
марганець - Mn I 279,83;
миш'як - As I 234,98;
нікель - Ni I 305,08 або Ni I 341,48
олово - Sn I 303,41 або Sn I 284,0;
свинець - Pb I 283,31;
сурма - Sb I 259,80;
срібло - Ag I 328,07.
(Змінена редакція, Зм. № 1, 2).
4.2. Абсолютні розбіжності між результатами двох паралельних визначень, розраховані при довірчій ймовірності Р = 0,95, не повинні перевищувати значень, зазначених у табл. 2 .
Таблиця 2
| Визначається елемент | Масова частка визначеного елемента, % | Коефіцієнт варіації, % | Абсолютна допускається розбіжність, % |
| Алюміній | Від 2·10 -6 до 6·10 -6 Св. 6·10 -6 «2·10 -5 2·10 -5 6·10 -5 | 20,0 | 1·10 -6 3·10 -6 1·10 -5 |
| Вісмут | Від 2·10 -6 «5·10 -6 Св. 5·10 -6 «1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 | 10,0 | 6·10 -7 2·10 -6 3·10 -6 |
| Залізо | Від 5·10 -6 «2·10 -5 Св. 2·10 -5 «1·10 -4 1·10 -4 5·10 -4 5·10 -4 1-10-3 | 20,0 | 3·10 -6 1·10 -5 6·10 -5 3·10 -4 |
| Кобальт | Від 2·10 -6 до 5·10 -6 Св. 5·10 -6 «1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 | 15,0 | 8·10 -7 2·10 -6 4·10 -6 |
| Мідь | Від 1·10 -6 «5·10 -6 Св. 5·10 -6 «1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 5·10 -5 3·10 -4 3·10 -4 5·10 -4 | 10,0 | 3·10 -7 2·10 -6 3·10 -6 2·10 -5 8·10 -5 |
| Індій | Від 2·10 -6 «5·10 -6 Св. 5·10 -6 «1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 | 20,0 | 1·10 -6 3·10 -6 6·10 -6 |
| Марганець | Від 5·10 -6 «1·10 -5 Св. 1·10 -5 «3·10 -5 » 3 · 10 -5 » 1 · 10 -4 | 10,0 | 2·10 -6 3·10 -6 8·10 -6 |
| Нікель | Від 2·10 -6 «6·10 -6 Св. 6·10 -6 «2·10 -5 2·10 -5 1·10 -4 1·10 -4 5·10 -4 | 15,0 | 8·10 -7 3·10 -6 8·10 -6 4·10 -5 |
| Олово | Від 2·10 -6 «5·10 -6 Св. 5·10 -6 «1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 5·10 -5 1·10 -4 1·10 -4 5·10 -4 | 10,0 | 6·10 -7 2·10 -6 3·10 -6 2·10 -5 3·10 -5 |
| Свинець | Від 1·10 -5 «3·10 -5 Св. 3·10 -5 «1·10 -4 1·10 -4 5·10 -4 5·10 -4 1·10 -3 | 15,0 | 4·10 -6 1·10 -5 4·10 -5 2·10 -4 |
| Сурма | Від 1 · 10 -5 «5 · 10 - 5 Св. 5·10 -5 «1·10 -4 1·10 -4 5·10 -4 | 10,0 | 3·10 -6 2·10 -5 3·10 -5 |
| Срібло | Від 5·10 -7 «1·10 -6 Св. 1·10 -6 «5·10 -6 5·10 -6 1·10 -5 1·10 -5 5·10 -5 5·10 -5 1·10 -4 | 10,0 | 2·10 -7 3·10 -7 2·10 -6 3·10 -6 2·10 -5 |
| Миш'як | Від 4·10 -5 «1·10 -4 Св. 1·10 -4 «5·10 -4 5·10 -4 1·10 -3 | 15,0 | 2·10 -5 4·10 -5 2·10 -4 |
ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ
1. Розроблено та внесено Міністерством кольорової металургії СРСР
2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР
3. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ
| Позначення НТД, на який дано посилання | Номер розділу, пункту |
| ГОСТ 860-75 | 2 |
| ГОСТ 1089-82 | 2 |
| ГОСТ 4204-77 | 2 |
| ГОСТ 5817-77 | 2 |
| ГОСТ 6709-72 | 2 |
| ГОСТ 11125-84 | 2 |
| ГОСТ 12738-77 | 2 |
| ГОСТ 14919-83 | 2 |
| ГОСТ 18300-87 | 2 |
| ГОСТ 22180-76 | 2 |
| ГОСТ 22860-93 | 2 |
| ГОСТ 23116.0-83 | 1.1 |
| ГОСТ 23463-79 | 2 |
| ГОСТ 24147-80 | 2 |
| ГОСТ 29227-91 | 2 |
4. Обмеження терміну дії знято за протоколом № 3-93 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІУС 5-6-93)
5. ВИДАННЯ зі Змінами № 1, 2, затвердженими у грудні 1983 р., грудні 1988 р. (ІВД 4-84, 3-89)
ГОСТ |
