ГОСТ Р ІСО 15353-2014

ГОСТ Р ИСО 15353-2014 Сталь та чавун. Визначення змісту олова. Спектрометричний метод атомної абсорбції в полум'ї (екстрагування у вигляді Sn-SCN)

ГОСТ Р ІСО 15353-2014

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

СТАЛЬ І чавун

Визначення змісту олова. Спектрометричний метод атомної абсорбції в полум'ї (екстрагування у вигляді Sn-SCN)

Steel and iron — Визначення теми вмісту — Flame atomic absorption spectrometric method (extraction as Sn-SCN)

ГКС 77.080.20*
ОКСТУ 0709

______________
* За даними офіційного сайту Росстандарт
ГКС 77.080.01. - Примітка виробника бази даних.

Дата введення 2015-01-01

Передмова

1 ПІДГОТОВЛЕНО Федеральним державним унітарним підприємством «Центральний науково-дослідний інститут ім. І.П.Бардіна» на основі власного автентичного перекладу російською мовою стандарту, зазначеного в пункті 4

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 145 «Методи контролю металопродукції"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 11 червня 2014 р. N 648-ст

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 15353:2001* «Сталь та чавун. Визначення змісту олова. Спектрометричний метод атомної абсорбції в полум'ї (екстрагування у вигляді Sn-SCN)» (ISO 15353:2001 «Steel and iron — Determination of tin content — Flame atomic absorption spectrometric method (extraction as Sn-SCN)»).
________________
* Доступ до міжнародних та зарубіжних документів, згаданих тут і далі за текстом, можна отримати, перейшовши за посиланням на сайт shop.cntd.ru. - Примітка виробника бази даних.


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

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Правила застосування цього стандарту встановлені в ГОСТ Р 1.0-2012 (розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується у щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику «Національні стандарти», а офіційний текст змін та поправок — у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано у найближчому випуску інформаційного покажчика «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 (gost.ru)

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює полум'яний атомно-абсорбційний спектрометричний метод визначення олова в сталі та чавуні.

Метод застосовний визначення масової частки олова в діапазоні від 0,001% до 0,1%.

2 Нормативні посилання

Цей стандарт використовує нормативні посилання на наступні стандарти*:
________________
* Таблицю відповідності національних стандартів міжнародним див. за посиланням. - Примітка виробника бази даних.


ISO 648:1977 Посуд лабораторний скляний. Піпетки з однією міткою (ISO 648:1977, Laboratory glassware - One-mark pipettes)

ISO 1042:1998 Посуд лабораторний скляний. Колби мірні з однією міткою (ISO 1042:1998, Laboratory glassware - One-mark volumetric flasks)

ISO 3696:1987 Вода для використання в аналітичній лабораторії.

ІСО 5725−1:1994 Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань — Частина 1: Основні положення та визначення (ISO 5725−1:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results definitions)

ІСО 5725−2:1994 Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань — Частина 2: Основний метод визначення повторюваності та відтворюваності стандартного методу вимірювань (ISO 5725−2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods 2: Базовий метод для визначення repeatability and reproducibility of standard measurement method)

ISO 5725−3:1994 Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань — Частина 3: Проміжні показники прецизійності стандартного методу вимірювань (ISO 5725−3:1994, Accuracy (trueness and precision)) measures of the precision of a standard measurement method)

ISO 14284:1996 Сталь і чавун. Відбір та підготовка зразків для визначення хімічного складу (ІSO 14284:1996, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of the chemical composition)

3 Сутність методу

Даний метод заснований на розчиненні досліджуваної проби в соляній та азотній кислотах, освіті Sn-SCN-комплексу та екстракції комплексу в 4-метил-2-пентанон (ізобутил метилкетон).

Отриманий органічний розчин розпорошують в полум'я динітрооксид-ацетилен і виконують спектрометричне вимірювання значення поглинання випромінювання, що випромінюється лампою з порожнистим катодом на олово, вільними атомами олова при довжині хвилі 543 нм.

4 Реактиви

При проведенні аналізу, якщо не зазначено інше, використовують реактиви лише встановленого аналітичного ступеня чистоти.

4.1 Якщо немає інших вказівок, використовують дистильовану воду, що додатково очищена перегонкою або іншим способом.

4.2 Соляна кислота ( ), 1,19 г/см .

4.3 Соляна кислота, розведена 1:1.

4.4 Азотна кислота ( ), 1,40 г/см .

4.5 Мурашина кислота ( ), 1,21 г/см .

4.6 Соляна кислота ( ), розведена 1:24.

4.7 Аскорбінова кислота ( ).

4.8 Калій роданистий, розчин.

25 г калію роданистого ( ) розчиняють у дистильованій воді (4.1), розбавляють до 50 см і перемішують. Розчин готують перед використанням.

4.9 4-метил-2-пентанон (ізобутил метил кетон), .

4.10 Промивний розчин.

45 г аскорбінової кислоти (4.7) та 25 г калію роданистого розчиняють у 500 см соляної кислоти (4.6). Розчин готують перед використанням.

4.11 Олово, стандартний розчин

4.11.1 Основний розчин, що містить 1 г/дм олова.

Зважують (з точністю 0,0001 мг) 0,25 г металевого олова, з масовою часткою олова не менше 99,9%. Поміщають навішування в склянку місткістю 250 см і розчиняють її, при помірному нагріванні, 20 см соляної кислоти (4.2) та 5 см азотної кислоти (4.4). Негайно видаляють склянку гарячої плити після повного розчинення олова і залишають до охолодження розчину. Кількісно переносять розчин у мірну колбу з однією міткою місткістю 250 см , Що містить 100 см соляної кислоти (4.2). Розбавляють до мітки водою і розчин перемішують.

1 см цього основного розчину містить 1 мг олова.

4.11.2 Стандартний розчин А, що містить 50 мг/дм олова.

Переносять 25 см основного розчину (4.11.1) у мірну колбу з однією міткою місткістю 500 см та додають 90 см соляної кислоти (4.2). Розбавляють розчин водою до мітки та перемішують.

1 см цього стандартного розчину містить 0,05 мг олова.

4.11.3 Стандартний розчин, що містить 5 мг/дм олова.

Поміщають 25 см стандартного розчину, А (4.11.2) у мірну колбу з однією міткою місткістю 250 см та додають 50 см соляної кислоти (4.2). Розбавляють розчин водою до мітки та перемішують.

1 см цього розчину містить 0,005 мг олова.

4.12 Залізо, яке не містить олова (припустимо менше 0,0001% олова).

4.13 Розчин для оптимізації роботи атомно-абсорбційного спектрометра.

4 г аскорбінової кислоти (4.7) розчиняють у 40 см соляної кислоти (4.6). У охолоджений розчин додають 3 см основного стандартного розчину олова (4.11.1) Виконують операції у точній відповідності до 7.3.2, але поміщають органічну фазу в мірну колбу місткістю 100 см. , розбавляють до мітки 4-метил-2-пентаноном (4.9) і перемішують. Розчин залишається стабільним кілька тижнів, якщо надійно закрита колба.

5 Апаратура

Весь мірний скляний посуд повинен бути класу, А відповідно до ISO 648 або ISO 1042, залежно від того, що потрібно.

Використовують звичайне лабораторне обладнання та наступну апаратуру.

5.1 Атомно-абсорбційний спектрометр, з лампою з порожнистим катодом на олово, запаси ацетилену і динітрооксиду, що не містять води олії і досить чисті, щоб утворити стійкий чистий червоний факел полум'я.

Атомно-абсорбційний спектрометр вважається придатним до використання, якщо після оптимізації режиму роботи за 7.3.5 значення межі виявлення та характеристичної концентрації відповідатимуть значенням, визначеним виробником приладу та критеріям точності, встановленим у 5.1.1-5.1.3. Крім цього, бажано, щоб прилад задовольняв додаткові вимоги, наведені в 5.1.4.

5.1.1 Межа мінімальної (короткочасної) стабільності

Стандартне відхилення 10 значень абсорбції найбільш концентрованого градуювального розчину має перевищувати 1,5% середньої абсорбції цього розчину.

5.1.2 Межа виявлення

Межу виявлення обчислюють як стандартне потрійне відхилення 10 значень абсорбції розчину, що містить відповідний елемент з вибраним рівнем концентрації, що має значення абсорбції трохи вище, ніж нульовий розчин. Межа виявлення олова в матриці подібної до кінцевого аналізованого розчину навішування проби, має бути менше 0,1 мкг/см олова в органічному розчині

5.1.3 Лінійність градуювального графіка

Нахил градуювального графіка для верхніх 20% концентраційної області (виражений як зміна абсорбції) не повинен бути менше 0,7 значень нахилу для нижніх 20% концентраційної області, визначеного таким же способом. Для приладів з автоматичним градуюванням одержують показання абсорбції, використовуючи 2 або більше стандартів, при цьому вищевказані вимоги до лінійності графіка повинні виконуватися.

5.1.4 Характеристична концентрація

Характеристична концентрація олова в матриці, аналогічною кінцевому аналізованому розчину навішування проби, повинна бути менше 0,4 мкг/см олова в органічному розчині

5.2 Допоміжне обладнання

Для оцінки критеріїв по 5.1 та для всіх наступних вимірювань слід використовувати стрічковий самописець та (або) цифровий пристрій для зчитування.

Розширення шкали може бути використане до тих пір, поки шум, що спостерігається, не перевищить похибки зчитувального пристрою і завжди рекомендується використовувати при значеннях абсорбції нижче 0,1. Якщо необхідно використовувати розширення шкали, а прилад немає пристрою для визначення значення коефіцієнта розширення шкали, це значення може бути розраховане простим розподілом значень абсорбції відповідного розчину, отриманих з розширенням і без розширення шкали.

6 Відбір проб

Відбір проб проводять відповідно до ISO 14284 або інших відповідних національних стандартів на сталь.

7 Проведення аналізу

7.1 Аналітична навішування

Аналітичну наважку зважують відповідно до даних таблиці 1, з точністю близькою до 0,0001 р.

Таблиця 1 - Аналітична навішування

7.2 Холостий досвід

Паралельно з аналізом досліджуваної проби проводять неодружений досвід. Холостий досвід проводять у тих самих умовах, використовуючи ту ж методику, ті ж кількості всіх необхідних реактивів за винятком навішування досліджуваної проби.

7.3 Визначення

7.3.1 Приготування аналізованого розчину

Наважку досліджуваної проби (7.1) поміщають у склянку місткістю 250 см , додають 20 см соляної кислоти (4.3) та 5 см азотної кислоти (4.4), накривають склянку кришкою та обережно нагрівають. Після повного розчинення навішування склянку негайно видаляють із гарячої плити та охолоджують розчин. Обмивають кришку водою та додають 5 см мурашиної кислоти (4.5). Обережно нагрівають склянку (без кришки) до припинення реакції, після чого склянку негайно видаляють із гарячої плити та розбавляють розчин 20 см соляної кислоти (4.6). Додають 4 г аскорбінової кислоти (4.7) та розчиняють її при помірному нагріванні. Після розчинення негайно видаляють склянку з гарячої плити та охолоджують до кімнатної температури.

7.3.2 Екстракція

Розчин зразка кількісно переносять у ділильну вирву місткістю 125 см. і розбавляють соляною кислотою (4.6) до 60 см . Додають 5 см розчину роданистого калію (4.8) та 10 см 4-метил-2-пентанону (ізобутил метил кетону) (4.9). Енергійно струшують вирву протягом 60 с. Дають фазам повністю розділитися, зазвичай для цього достатньо 5 хв, але у випадку зразків, що містять графіт, або елементів, що випадають осад, процес може тривати від 15 хв до 20 хв. Водну фазу відкидають. Додають 50 см промивного розчину (4.10) і енергійно струшують вирву протягом 120 с. Дають фаз повністю розділитися, водну фазу відкидають. Немає необхідності кількісно відокремлювати органічну фазу. Відкидають приблизно 0,5 см розчину, що містить обидві фази. Обов'язково слід видалити всю воду зі стовбура ділильної лійки. Органічну фазу фільтрують через сухий швидко фільтруючий фільтрувальний папір в суху мірну колбу місткістю 10 см . Колбу закривають. Розчин стійкий протягом 24 год.

7.3.3 Приготування градуювальних розчинів

У серію з 6 склянок місткістю 250 см вносять залізо (4.12) та стандартні розчини олова (4.11.2 та 4.11.3) відповідно до таблиці 2. Операції виконують точно відповідно до 7.3.1 та 7.3.2.

Таблиця 2 - Градуювальні розчини

7.3.4 Налаштування атомно-абсорбційного спектрометра

Параметри наведено у таблиці 3.

7.3.5 Оптимізація режиму роботи атомно-абсорбційного спектрометра.

Необхідно дотримуватись рекомендацій виробника при підготовці приладу до роботи. Коли це показано, розпорошують 4-метил-2-пентанон (4.9). Прилад регулюють, доки не отримують максимальний сигнал при розпиленні розчину, що оптимізує (4.13). Продовжують розпилення 4-метил-2-пентанону (4.9), доки не переконаються, що прилад готовий до вимірювань. Оцінюють інструментальні критерії (5.1.1-5.1.3) та додаткову характеристику, за 5.1.4, для гарантії того, що прилад готовий до вимірювань.

Таблиця 3 - Інструментальні параметри

7.3.6 Спектрометричні виміри

Вимірювання абсорбції починають з розпилення найменш концентрованого градуювального розчину. Далі продовжують вимір двох або трьох розчинів аналізованих зразків з невідомим вмістом олова, потім наступний (у зростаючому порядку) градуювальний розчин, ще два або більше розчину аналізованих зразків, з невідомим вмістом олова, і т. д. Таким чином, усі розчини невідомих аналізованих зразків будуть виміряні в той же період часу, що і градуювальні розчини. Такий порядок вимірювання виключає можливість дрейфу приладу між вимірюваннями градуювальних розчинів та невідомими аналізованими розчинами.

8 Побудова градуювального графіка

Необхідно будувати окремий графік для кожної серії вимірювань. При використанні чистих металів і реактивів нульовий розчин повинен давати несуттєво малі показання абсорбції, що не приймаються до уваги через невелику різницю. У цьому випадку будують градуювальний графік, відкладаючи середнє значення абсорбції градуювальних розчинів на осях координат щодо вмісту в мкг/см олова у розчинах. Якщо нульовий розчин має значну абсорбцію, потрібно більш повна процедура. І тут масу олова у нульовому розчині розраховують за формулою

,

де - Маса олова, в мікрограмах, додана до першого градуювального розчину;

- Значення абсорбції нульового розчину;

- Значення абсорбції першого градуювального розчину.

Встановлене значення додають до кожної номінальної градуювальної маси для отримання градуювального графіка, що проходить через початок координат.

9 Обробка результатів

9.1 Розрахунковий метод

Вміст олова знаходять за градуювальним графіком у розчині холостого досвіду (7.2) та аналізованих розчинах, використовуючи виміряні величини абсорбції цих розчинів. Вміст олова, знайдений у розчині холостого досвіду, віднімають з результатів аналізованих розчинів.

Масову частку олова , %, обчислюють за формулою

,

де - вміст олова, мкг, в аналізованому розчині, знайдений за градуювальним графіком;

- Маса навішування проби, р.

9.2 Прецизійність

Заплановані випробування цього методу були виконані в десяти лабораторіях, на дев'яти рівнях вмісту олова, кожна лабораторія проводила три визначення вмісту олова (див. примітки 1 і 2) для кожного рівня.

Випробувані зразки перераховані в таблиці А.1.

Отримані результати опрацьовані статистично відповідно до вимог стандартів ISO 5725-1, ISO 5725-2 та ISO 5725-3.

Отримані дані показують логарифмічну залежність між вмістом олова, повторюваністю ( ), відтворюваністю ( і ) та результатами випробувань, як підсумовано у таблиці 4. Графічне подання даних показано на малюнку В.1.

Таблиця 4 - Повторюваність та відтворюваність

10 Протокол випробування

Протокол випробування повинен містити:

- всю інформацію, необхідну для ідентифікації зразка, лабораторії та даних аналізу;

— використаний метод із посиланням на ISO 15353;

- результати та форму, в якій вони представлені;

- Особливості, помічені в ході аналізу;

— операції, що не передбачені цим стандартом, або будь-які необов'язкові операції, які можуть вплинути на результати аналізу.

Додаток, А (довідковий). Додаткова інформація до міжнародного випробування

Додаток А
(довідкове)

У таблиці 4 наведено результати міжнародних аналітичних випробувань, виконаних 1994—1996 гг. р. на дев'яти зразках стали у шести країнах, проведених у десяти лабораторіях.

Результати випробувань були повідомлені в документі ISO/TC 17/SC 1 N 1147. Графічне представлення даних прецизійності наведено в додатку В.

Зразки, використані у випробуваннях, зазначені у таблиці А.1.

Таблиця А.1 - Випробувані зразки

Додаток (довідковий). Графічне подання даних прецизійності

Додаток
(довідкове)

Малюнок В.1 - Графічне подання даних прецизійності

- 2,0373

- 1,7239

- 1,555

Малюнок В.1 - Графічне подання даних прецизійності

Додаток ТАК (довідковий). Відомості про відповідність посилальних міжнародних стандартів національним стандартам Російської Федерації (і міждержавним стандартам, що діють у цій якості)

Додаток ТАК
(довідкове)

Таблиця Д. А. .1

_____________________________________________________________________

УДК 669.14:620.2:006.354 ОКС 77.080.20 ОКСТУ 0709

Ключові слова: сталь, визначення вмісту олова, спектрометричний атомно-абсорбційний метод