ГОСТ Р ІСО 13898-1-2006

ГОСТ Р ИСО 13898-1-2006 Сталь та чавун. Спектрометричний атомно-емісійний з індуктивно пов'язаною плазмою метод визначення нікелю, міді та кобальту. Частина 1. Загальні вимоги

ГОСТ Р ІСО 13898-1-2006

Група В39

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Сталь та чавун

СПЕКТРОМЕТРИЧНИЙ АТОМНО-ЕМІСІЙНИЙ З ІНДУКТИВНО
ЗВ'ЯЗАНОЇ ПЛАЗМІ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ НІКЕЛЯ, МЕДІ І КОБАЛЬТУ

Частина 1

Загальні вимоги

Steel and iron. Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric метод
для визначення нікелю, копер і кобальт contents. Part 1. General requirements

ГКС 77.080.01
ОКСТУ 0709

Дата введення 2008-01-01

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 N 184-ФЗ «Про технічне регулювання», а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 ПІДГОТОВЛЕНО І ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 145 «Методи контролю металопродукції"

2 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 21 грудня 2006 р. N 326-ст

3 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 13898-1:1997 «Сталь та чавун. Визначення вмісту нікелю, міді та кобальту. Спектрометричний метод атомної емісії з індуктивно пов'язаною плазмою. Частина 1. Загальні вимоги та відбір проб» (ІSO 13898–1:1997 «Steel and iron — Determination of nickel, copper and cobalt contents — Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method. Part 1: General requirements and sample dissolution»).

Найменування цього стандарту змінено щодо найменування зазначеного міжнародного стандарту для приведення у відповідність до ГОСТ Р 1.5-2004 (підрозділ 3.5).

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість посилальних міжнародних стандартів відповідні їм національні стандарти Російської Федерації, відомості про які наведено у додатковому додатку

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок — у щомісячно видаваних інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює спектрометричний атомно-емісійний з індуктивно зв'язаною плазмою метод визначення вмісту нікелю, міді та кобальту в нелегованих сталях та чавунах у діапазонах, наведених у таблиці 1.


Таблиця 1

Цей стандарт визначає загальні вимоги до проведення аналізу, підготовки та розчинення аналізованих зразків та методів розрахунку, а також до процедур оцінки точності індивідуальних методів за ISO 13898-2, ISO 13898-3, ISO 13898-4.

Стандарт поширюється на два методи визначення масової частки елементів аналізованих розчинах з використанням і без використання внутрішнього стандарту.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі міжнародні стандарти:

ISO 385−1:1984 Посуд лабораторний скляний. Бюретки. Частина 1. Загальні вимоги

ISO 648:1977 Посуд лабораторний скляний. Піпетки з однією міткою

ISO 13898-2:1997 Сталь і чавун. Визначення вмісту нікелю, міді та кобальту. Спектрометричний метод атомної емісії з індуктивно пов'язаною плазмою. Частина 2. Визначення вмісту нікелю

ISO 13898-3:1997 Сталь і чавун. Визначення вмісту нікелю, міді та кобальту. Спектрометричний метод атомної емісії з індуктивно пов'язаною плазмою. Частина 3. Визначення вмісту міді

ISO 13898-4:1997 Сталь і чавун. Визначення вмісту нікелю, міді та кобальту. Спектрометричний метод атомної емісії з індуктивно пов'язаною плазмою. Частина 4. Визначення вмісту кобальту

ISO 14284:1996 Сталь і чавун. Відбір та підготовка проб для хімічного аналізу

3 Сутність методу

Пробу розчиняють у суміші соляної та азотної кислот, розбавляючи до заданого об'єму. При необхідності додають скандій або ітрій як внутрішній стандарт. Розпилюють розчин у плазму атомно-емісійного спектрометра та вимірюють інтенсивність світлового випромінювання кожного елемента або одночасно з вимірюванням випромінювання від скандію або ітрію. Приклади аналітичних ліній наведено у таблиці 2.


Таблиця 2

4 Реактиви та розчини

Якщо немає інших вказівок, використовують реактиви встановленого аналітичного ступеня чистоти, дистильовану воду, очищену додатково перегонкою або іншим способом.

4.1 Чисте залізо, що містить менше 0,0001% кожного елемента, що визначається.

4.2 Соляна кислота особливої чистоти щільністю 1,19 г/см , Розведена 1:1.

4.3 Азотна кислота особливої чистоти щільністю 1,40 г/см , Розведена 1:1.

4.4 Розчин скандію як внутрішній стандарт, що відповідає 1 г/дм .

Зважують з точністю до 1 мг 1,534 г окису скандію чистотою понад 99,98%, переносять у хімічну склянку місткістю 500 см і розчиняють 40 см азотної кислоти (4.3). Розчин кількісно переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доводять до мітки водою та перемішують.

1 см розчин внутрішнього стандарту містить 1 мг скандію.

4.5 Розчин ітрію як внутрішній стандарт, що відповідає 1 г/дм .

Зважують з точністю до 1 мг 1,270 г окису ітрію чистотою понад 99,98%, переносять у хімічну склянку місткістю 500 см і розчиняють 50 см соляної кислоти (4.2). Розчин кількісно переносять у мірну колбу місткістю 1000 см , доводять до мітки водою та перемішують.

1 см розчин внутрішнього стандарту містить 1 мг ітрію.

4.6 Стандартні розчини визначених елементів.

Готують стандартні розчини окремо для кожного елемента згідно з ISO 13898-2, ISO 13898-3, ISO 13898-4.

5 Апаратура

Весь мірний скляний посуд повинен мати клас А, відповідний ISO 385-1 та ISO 648 залежно від типу посуду.

Ваги аналітичні не нижче 2-го класу точності з найбільшим переділом зважування 250 г.

5.1 Атомно-емісійний спектрометр з індуктивно зв'язаною плазмою як джерело збудження

Після налаштування згідно з 7.4.1 спектрометр повинен відповідати вимогам, зазначеним у 5.1.1-5.1.3.

Спектрометр може бути одночасного чи послідовного типу. Якщо спектрометр послідовного типу вимірювання забезпечений додатковим пристроєм одночасного вимірювання лінії внутрішнього стандарту (скандія або ітрію), то він може бути використаний у методиці із застосуванням внутрішнього стандарту. Якщо спектрометр послідовної дії не має цього пристрою, внутрішній стандарт не може бути використаний і слід застосовувати іншу методику без внутрішнього стандарту.

5.1.1 Короткочасна стабільність

Визначення короткочасної стабільності наведено у А.1.3 (додаток А).

Розраховують стандартне відхилення результатів десяти вимірювань абсолютної або відносної інтенсивності випромінювання найбільш концентрованого калібрувального розчину для кожного елемента.

Відносне стандартне відхилення має перевищувати 0,4% значення середньої абсолютної чи відносної інтенсивності.

5.1.2 Визначення межі виявлення та концентрації, еквівалентної фоновому випромінюванню, наведено в А.1.1 та А.1.2 (додаток А).

Концентрацію, еквівалентну фоновому випромінюванню, і межу виявлення розраховують для аналітичної лінії в розчині, що містить лише один аналізований елемент.

Отримані значення мають бути меншими від значень, наведених у таблиці 3.


Таблиця 3

5.1.3 Лінійність калібрувального графіка

Розрахунок калібрувальних кривих наведено в А.2. Лінійність калібрувального графіка перевіряють шляхом розрахунку коефіцієнта кореляції. Отримане значення цього коефіцієнта має перевищувати 0,999.

6 Відбір проб

Відбір проб - по ISO 14284.

7 Підготовка та проведення аналізу

7.1 Наважка проби

Наважку проби масою 1000 г зважують з точністю до 1 мг.

7.2 Паралельно з розчиненням проби, виконуючи всі операції методики та використовуючи ті самі кількості реагентів, проводять контрольний досвід, розчиняючи чисте залізо.

7.3 Приготування розчинів

7.3.1 Приготування аналізованого розчину проби

Наважку проби (7.1) поміщають у хімічну склянку місткістю 200 см додають 10 см азотної кислоти (4.3), закривають хімічну склянку годинниковим склом та повільно нагрівають до припинення бурхливого виділення газу. Додають 10 см соляної кислоти (4.2) та продовжують нагрівання до повного розчинення. Охолоджують до кімнатної температури та переносять розчин у мірну колбу місткістю 200 см. . Якщо застосовується методика внутрішнього стандарту, додають 2 см розчину скандію (4.4) або 10 см розчину ітрію (4.5). Доводять розчин до мітки водою та перемішують.

7.3.2 Приготування калібрувальних розчинів

Проводять операції відповідно до ISO 13898-2, ISO 13898-3 та ISO 13898-4.

7.4 Спектрометричні виміри

7.4.1 Включають спектрометр і залишають його включеним не менше ніж протягом години перед початком будь-яких вимірювань.

Проводять налаштування приладу за такими параметрами:

- регулювання швидкості перебігу кожного потоку газу (охолоджуючого, проміжного та розпилюючого);

- Висота фотометрування;

- Розташування вхідних і вихідних щілин;

- Напруга на трубці фотопомножувача;

- Довжина хвиль аналітичних ліній, зазначених у таблиці 2;

- Час промивання та час інтегрування і т.д.

Регулювання здійснюють відповідно до додатку, А при введенні в прилад калібрувального розчину найвищої концентрації.

У разі використання методики із застосуванням внутрішнього стандарту готують програмне забезпечення для використання лінії скандію (361,68 нм) або лінії ітрію (371,03 нм) як внутрішнього стандарту та для розрахунку співвідношення інтенсивності лінії кожного елемента та інтенсивності лінії скандію або ітрію.

Інтенсивність лінії внутрішнього стандарту має вимірюватися одночасно з інтенсивністю аналітичної лінії.

Вимоги до робочих характеристик мають відповідати 5.1.1-5.1.3.

7.4.2 Вимірювання інтенсивності випромінювання

При вимірі значень абсолютних інтенсивностей температура всіх розчинів повинна відрізнятися більш ніж на 1 °C. Усі розчини повинні бути профільтровані через фільтрувальний папір середньої густини. Перші 2-3 см розчинів відкидають.

Вимірюють абсолютну або відносну інтенсивність аналітичної лінії елемента, починаючи з калібрувального розчину.

Далі вимірювання проводять у наступному порядку: вимірюють два або три аналізованих розчину, калібрувальний розчин мінімальної концентрації, потім два або більше аналізованих розчинів і т.д.

Такий порядок вимірювання всіх аналізованих та калібрувальних розчинів дозволяє мінімізувати можливі коливання інтенсивності калібрувальних та аналізованих розчинів у часі.

Для кожного розчину проводять п'ять вимірів. Оцінюють короткочасну стабільність, яка має відповідати 5.1.1. Потім кожного розчину розраховують середню інтенсивність або середню відносну інтенсивність.

Віднімають значення середньої абсолютної або середньої відносної інтенсивності нульового розчину значення середньої абсолютної або середньої відносної інтенсивності кожного розчину , отримуючи при цьому значення чистої абсолютної або чистої відносної інтенсивності

. (1)

7.4.3 Підготовка калібрувального графіка

Будують графік залежності в координатах: - Абсолютна або відносна інтенсивність; - Концентрації обумовлюваного елемента в калібрувальному розчині (мкг/см ).

Розраховують коефіцієнт кореляції. Коефіцієнт кореляції повинен відповідати вимогам, встановленим у 5.1.3.

8 Визначення результатів

8.1 Обробка результатів

Відповідно до математичного забезпечення спектрометра проводять за допомогою калібрувального графіка (7.4.3) переклад значення абсолютної або відносної інтенсивності в концентрацію елемента в аналізованому розчині.

Масову частку елемента , %, обчислюють за формулою

, (2)

де - Концентрація елемента в аналізованому розчині, мкг/см ;

- Концентрація елемента в контрольному розчині, мкг/см ;

- Маса навішування, г;

— вміст елемента у чистому залозі, %.

8.2 Точність

З метою оцінки точності методів, передбачених в ISO 13898-2, ISO 13898-3, ISO 13898-4, були проведені міжлабораторні випробування на зразках, наведених у додатку Ст.

9 Протокол випробування

Протокол випробування повинен містити:

a) всю інформацію про лабораторію, дату проведення випробування, ідентифікацію зразків;

b) посилання на метод, який застосовується у цьому стандарті;

c) результати випробувань;

d будь-які операції, що не передбачені цим стандартом, або будь-які додаткові операції, які можуть вплинути на результати випробування.

Додаток, А (довідковий). Методика визначення інструментальних параметрів

Додаток А
(довідкове)

А.1 Визначення межі виявлення (DL), концентрації, еквівалентної фоновому випромінюванню (ВЕС), та короткочасної стабільності

При розробці стандартних методів аналізу з використанням атомно-емісійної спектроскопії з індуктивно пов'язаною плазмою ці критерії мають бути обрані робочою групою, яка відповідає за результати міжлабораторних випробувань.

Включають спектрометр і витримують деякий час для стабілізації. Час стабілізації може змінюватись в залежності від приладу. За звичайних лабораторних умов сучасне лабораторне обладнання має досягати стабільного режиму приблизно через 15 хвилин. Це може бути перевірено у подальших випробуваннях короткочасної стабільності за допомогою тестів, наведених нижче.

Підготовляють три розчини визначається елемента, відповідних нульової концентрації, концентрації 10, помноженої на межу виявлення (10хDL), і концентрації 1000, помноженої на межу виявлення (1000xDL).Ці розчини повинні містити кислоти таких же концентрацій, ті ж додаткові реагенти як і розчини аналізованих зразків. Межі виявлення для зазначених розчинів можуть бути лабораторними оцінками або номінальними характеристиками методу.

Розчин концентрації 1000хDL розпорошують у плазму протягом 10 с до початку вимірювань, щоб гарантувати стабільність розпилення.

Ретельно вибирають позицію, що відповідає максимальному піку на вибраній довжині хвилі, вибирають підходяще положення фотопомножувача (якщо це не проводиться автоматично), щоб переконатися, що інтенсивність вимірюється з точністю до чотирьох цифр. Встановлюють час інтегрування 3 с.

А.1.1 Визначення межі виявлення

Значення межі виявлення можуть бути визначені різними методами в залежності від типу приладу.

Можлива рекомендована наступна методика.

Розпорошують фоновий розчин протягом 10 с. Знімають 10 показань заздалегідь встановленого часу інтегрування. Розпорошують розчин концентрації 10хDL протягом 60 с. Знімають 10 показань заздалегідь встановленого часу інтегрування.

За даними інтенсивності, отриманими для фонового розчину та розчину концентрації 10хDL, обчислюють значення середніх інтенсивностей і та стандартного відхилення фонового розчину .

Розраховують середню істинну інтенсивність розчину концентрації 10xDL

. (А.1)

За наведеною нижче формулою розраховують межу виявлення для аналізованого елемента

, (A.2)

де - Концентрація, мкг / см , розчин концентрації 10xDL.

А.1.2 Визначення концентрації, еквівалентної фоновому випромінюванню

Концентрацію, еквівалентну фоновому випромінюванню, обчислюють за формулою

. (A.3)

А.1.3 Визначення короткочасної стабільності

Розпорошують розчин концентрації 1000хDL протягом 10 с. Фіксують 10 показань при наперед визначеному часі інтегрування. Виходячи з цих даних та даних, отриманих для розчину концентрації 10хDL, проводять відповідно розрахунок середніх істинних інтенсивностей і , а також стандартних відхилень і .

Розраховують короткочасну стабільність емісійного сигналу при двох рівнях концентрації

;

. (A.4)

Якщо є кілька наборів даних, проводять розрахунок значення для кожного набору.

Середнє значення .

A.2 Розрахунок калібрувальних кривих

Визначають пряму залежність, яка найкраще описує набір точок (лінійна регресія), що зводиться до знаходження коефіцієнтів і у рівнянні

, (A.5)

де - Виміряні значення абсолютних або відносних інтенсивностей;

- Значення концентрації калібрувальних розчинів.

Цей метод називається методом найменших квадратів. Нахил, одержуваної лінії та точку перетину визначають за такими формулами:

; (A.6)

, (А.7)

де

;

,

де - Середнє значення концентрації;

- Середнє значення інтенсивності.

Коефіцієнт кореляції визначають за формулою

, (A.8)

де .

Додаток (довідковий). Зразки, що використовуються у міжлабораторних випробуваннях

Додаток
(довідкове)

Таблиця В.1

Додаток С (довідковий). Відомості про відповідність національних стандартів Російської Федерації міжнародним стандартам посилань

Додаток С
(довідкове)

Таблиця С.1