ГОСТ 11739.6-99
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ
И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы
определения железа
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» (ОАО ВИЛС),
Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 «Материалы и
полуфабрикаты из легких сплавов»
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ
Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации
(протокол № 16 от 8 октября 1999 г.)
За принятие
проголосовали:
Наименование государства
|
Наименование
национального органа по стандартизации
|
Азербайджанская Республика
|
Азгосстандарт
|
Республика Армения
|
Армгосстандарт
|
Республика Беларусь
|
Госстандарт Беларуси
|
Республика Казахстан
|
Госстандарт Республики Казахстан
|
Киргизская Республика
|
Киргизстандарт
|
Республика Молдова
|
Моддовастандарт
|
Российская Федерация
|
Госстандарт России
|
Республика Таджикистан
|
Таджикгосстандарт
|
Туркменистан
|
Главная государственная инспекция
Туркменистана
|
Украина
|
Госстандарт Украины
|
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по
стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. № 41-ст межгосударственный
стандарт ГОСТ 11739.6-99 введен в действие непосредственно в качестве
государственного стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2000 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 11739.6-82
5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2005 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область применения. 2
2 Нормативные
ссылки. 2
3 Общие требования. 2
4 Фотометрический
метод определения железа. 2
5 Атомно-абсорбционный метод определения
железа. 5
|
ГОСТ 11739.6-99
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ
И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения железа
Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of
iron
Дата введения 2000-09-01
1
Область применения
Настоящий стандарт
устанавливает фотометрический (при массовой доле железа от 0,01 % до 2,0 %) и
атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005 % до 2,0 %) методы
определения железа в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.
2
Нормативные ссылки
В настоящем стандарте
использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 61-75 Кислота уксусная.
Технические условия
ГОСТ 199-78
Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота
соляная. Технические условия
ГОСТ 3760-79 Аммиак водный.
Технические условия
ГОСТ 3778-77 Свинец. Технические
условия
ГОСТ 4038-79
Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная.
Технические условия
ГОСТ 4328-77 Натрия
гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная.
Технические условия
ГОСТ 5456-79
Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия
ГОСТ
5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические
условия
ГОСТ 10484-78
Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 10929-76
Водорода пероксид. Технические условия
ГОСТ 11069-74 Алюминий первичный. Марки
ГОСТ
25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
3
Общие требования
3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух
параллельных определений.
4
Фотометрический метод определения железа
4.1 Сущность метода
Метод основан на растворении
пробы в растворе соляной кислоты или растворе гидроокиси натрия, восстановлении
трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина,
образовании комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или
2,2-дипиридилом при рН 4,5 и измерении оптической плотности раствора при длине
волны 510 нм.
Мешающее влияние меди, цинка
и никеля, образующих с 1,10-фенантролином или 2,2-дипи-ридилом бесцветные
комплексы, устраняют введением избыточного количества реагента. Кроме того, в
условиях растворения пробы половина меди отделяется от железа. Если в пробе
соотношение массовых долей меди и железа равно или более 100:1, оставшуюся в
аликвотной части раствора медь отделяют осаждением на свинцовой ленте.
4.2 Аппаратура, реактивы и
растворы
Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр.
Шкаф сушильный с
терморегулятором.
Кислота соляная по ГОСТ
3118 плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1,1:99 и раствор 10
моль/дм3: 820 см3 соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3
доливают до объема 1000 см3, охлаждают и перемешивают.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328,
раствор 200 г/дм3. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Аммиак водный по ГОСТ 3760,
раствор 1:1.
1,10-фенантролин (моногидрат или гидрохлорид моногидрата): 0,25 г
моногидрата или 0,30 г гидрохлорида моногидрата растворяют при слабом
нагревании в 80 см3 воды, охлаждают, доливают водой до объема 100 см3.
2,2¢-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в 100 см3 воды.
Гидроксиламина гидрохлорид
по ГОСТ
5456, раствор 100 г/дм3.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ
199.
Кислота уксусная по ГОСТ 61
плотностью 1,05 г/см3.
Буферный раствор с рН 4,5:
272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см3 воды, фильтруют в
мерную колбу вместимостью 1000 см3, приливают 240 см3
уксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
Смесь реактивов: смешивают
100 см3 раствора гидрохлорида гидроксиламина, 100 см3
раствора 1,10-фенантролина или 2,2-дипиридила и 300 см3 буферного
раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного
месяца.
Индикатор конго красный: 0,1
г реагента растворяют в 100 см3 воды при слабом нагревании.
Индикаторная бумага конго:
фильтры («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном
шкафу при температуре (110 ± 5) °С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна
к применению в течение одного месяца.
Свинец по ГОСТ 3778 с массовой долей железа не
более 0,001 % в виде ленты или проволоки.
Водорода пероксид по ГОСТ
10929.
Железо реактивное
(восстановленное).
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 0,1 г железа
помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 50 см3
раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и умеренно нагревают до
растворения, добавляют 2 - 3 капли пероксида водорода и кипятят в течение 3 - 5
мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, часовое стекло ополаскивают
водой над стаканом, в котором проводили растворение, и переводят раствор в
мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и
перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,0001 г железа.
Раствор Б: 10 см3
раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают
2 см3 раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и
перемешивают. Раствор готовят перед применением.
1 см3 раствора содержит 0,00001 г железа.
4.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа
стружку пробы отмагничивают.
4.4 Проведение анализа
4.4.1 Навеску пробы 0,5 г в зависимости от массовой доли кремния растворяют
одним из следующих способов.
4.4.1.1 При массовой доле кремния менее 1,5 %
Навеску пробы помещают в
коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 15 см3
раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и
растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10 см3
воды и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры
раствору приливают воду до объема 50 см3 и фильтруют раствор через
фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью в
соответствии с таблицей 1, промывают фильтр 2 - 3 раза раствором соляной
кислоты 1:99 порциями по 5 - 10 см3, доливают водой до метки и
перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля железа, %
|
Вместимость
мерной колбы, см3
|
Объем
аликвотной части раствора, см3
|
Масса
навески пробы в аликвотной части раствора, г
|
От
0,01 до 0,05 включ.
|
100
|
50
|
0,25
|
Св.
0,05 » 0,2 »
|
250
|
25
|
0,05
|
» 0,2 » 0,8 »
|
250
|
20
|
0,04
|
» 0,8 » 1,5 »
|
250
|
10
|
0,02
|
» 1,5 » 2,0 »
|
250
|
5
|
0,01
|
4.4.1.2 При массовой доле кремния более 1,5 %
Навеску пробы помещают в
стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 см3,
приливают небольшими порциями 20 см3 раствора гидроокиси натрия и
растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном
нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана
обмывают 20 - 25 см3 воды, приливают осторожно, небольшими порциями
при непрерывном перемешивании, 20 см3 раствора соляной кислоты
молярной концентрации 10 моль/дм3 и кипятят в течение 3 - 5 мин до
получения прозрачного раствора, доливают 20 - 25 см3 воды и
продолжают нагревание в течение 2 - 3 мин.
При наличии осадка меди
охлажденный раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента»),
фильтр промывают 3 - 4 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см3,
собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью в соответствии с
таблицей 1.
Раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и
перемешивают.
4.4.2 Аликвотную часть раствора, полученного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, в соответствии с таблицей 1 переносят в мерную колбу
вместимостью 100 см3. Если аликвотная часть равна 50 см3,
помещают в раствор бумагу конго, добавляют по каплям раствор аммиака до
появления сине-сиреневой окраски бумаги конго. Затем приливают 25 см3
смеси реактивов, доливают водой до метки и перемешивают.
4.4.3 При массовой доле в пробе меди более 0,5 %, цинка более 4,0 %, никеля
более 2,0 % или их суммы более 5,0 % к раствору, приготовленному по 4.4.2, приливают в избыток 10 см3
раствора 1,10-фенантролина или 2,2-дипиридила.
4.4.4 При соотношении в пробе массовых долей меди и железа более чем 100:1
медь дополнительно отделяют на металлическом свинце.
Для этого аликвотную часть
раствора, приготовленного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, переносят в стакан
вместимостью 100 см3 и разбавляют водой до объема 30 см3.
В раствор помещают свинцовую ленту площадью 3 - 4 см2 и кипятят при
слабом нагревании в течение 5 - 8 мин. Свинцовую ленту с осажденной на ней
медью удаляют из раствора, промывают водой в тот же стакан, раствор охлаждают,
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Объем раствора в
колбе должен быть 50 - 60 см3. Продолжение анализа - по 4.4.2 и
4.4.3.
4.4.5 Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны
510 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор
контрольного опыта, приготовленный по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, 4.4.2-4.4.4 со всеми используемыми в
ходе анализа реактивами.
Массу железа определяют по
градуировочному графику.
4.4.6 Построение градуировочного графика
В девять из десяти мерных
колб вместимостью 100 см3 каждая отмеряют 2,5; 5,0 см3
раствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см3 раствора А, что
соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003;
0,00035; 0,0004 г железа. К растворам приливают воду до объема 50 см3,
25 см3 смеси реактивов, добавляют в избыток 10 см3
раствора 1,10-фенантролина или 2,2-дипиридила, если график предназначен для
проб по 4.4.3,
затем доливают водой до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит
раствор, в который не введено железо.
По полученным значениям
оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят
градуировочный график.
4.5 Обработка результатов
4.5.1 Массовую долю железа X, %, вычисляют по формуле
Х = ×100, (1)
где m - масса железа в растворе
пробы, найденная по градуировочному графику, г;
m1 - масса
навески пробы в аликвотной части раствора, г.
4.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений,
указанных в таблице 2.
Таблица 2
В процентах
Массовая доля железа
|
Абсолютное
допускаемое расхождение
|
результатов
параллельных определений
|
результатов
анализа
|
От
0,010 до 0,030 включ.
|
0,004
|
0,006
|
Св.
0,030 » 0,100 »
|
0,006
|
0,010
|
» 0,10 » 0,30 »
|
0,01
|
0,02
|
» 0,30 » 0,50 »
|
0,02
|
0,03
|
» 0,50 » 1,00 »
|
0,04
|
0,06
|
» 1,00 » 2,00 »
|
0,08
|
0,10
|
5
Атомно-абсорбционный метод определения железа
5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной
кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции железа
при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.
5.2 Аппаратура, реактивы и
растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником
излучения для железа.
Печь муфельная.
Ацетилен по ГОСТ
5457.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью
1,19 г/см3, растворы 1:1 и 1:99.
Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038,
раствор 1 г/дм3.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35 -
1,40 г/см3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Раствор алюминия 50 г/дм3: 25 г алюминия
помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, добавляют 1 - 2 см3
раствора хлорида никеля (II), небольшими
порциями 275 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при
умеренном нагревании. В раствор приливают 1 см3 пероксида водорода и
кипятят его в течение 5 мин.
Охлажденный раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Железо реактивное (восстановленное).
Стандартный раствор железа А - по 4.2.
1 см3 раствора содержит 0,0001 г железа.
5.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
5.4 Проведение анализа
5.4.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3 помещают в
коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3
воды и осторожно, небольшими порциями, 30 см3 раствора соляной
кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3 - 5 капель
пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 - 5 мин.
Таблица 3
Массовая доля железа, %
|
Масса
навески пробы, г
|
Объем
аликвотной части раствора, см3
|
Объем
раствора соляной кислоты 1:1, см3
|
Масса
навески пробы в аликвотной части раствора, г
|
От
0,005 до 0,10 включ.
|
1
|
Весь раствор
|
-
|
1
|
Св.
0,10 » 1,0 »
|
0,5
|
20
|
1
|
0,1
|
» 1,0 » 2,0 »
|
0,5
|
10
|
3
|
0,05
|
5.4.1.1 Если раствор прозрачен, его переводят в мерную колбу вместимостью 100
см3, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор
фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см3 через фильтр средней
плотности («белая лента»), промывая фильтр 2 - 3 раза горячим раствором соляной
кислоты 1:99 порциями по 5 - 10 см3, и собирают фильтрат в ту же
колбу (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в
платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и
прокаливают при температуре 500 - 600 °С в течение 2 - 3 мин. После охлаждения
добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 см3
фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см3)
до получения прозрачного раствора.
Раствор выпаривают досуха,
охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см3 раствора
соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор
охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр («синяя
лента») и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 100 см3,
доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу
вместимостью 100 см3, приливают раствор соляной кислоты 1:1 в
соответствии с таблицей 3, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.3 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1
и 5.3.2, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
5.4.4 Построение градуировочного графика
5.4.4.1 При массовой доле железа от 0,005 до 0,10 %
В восемь мерных колб
вместимостью 100 см3 каждая приливают по 20 см3 раствора
алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1.0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3
стандартного раствора А, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004;
0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.2 При массовой доле железа от 0,10 до 1,0 %
В семь мерных колб
вместимостью 100 см3 каждая приливают по 2 см3 раствора
алюминия, по 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них
отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора А,
что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.3 При массовой доле железа от 1,0 до 2,0 %
В семь мерных колб вместимостью
100 см3 каждая приливают по 1 см3 раствора алюминия, по 5
см3 раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0;
7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного раствора А, что соответствует
0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г железа.
5.4.4.4 Растворы, полученные по 5.4.4.1 - 5.4.4.3, доливают водой до метки и
перемешивают.
5.4.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения
градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и
измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.
По полученным значениям
атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят
градуировочный график в координатах: «Значение атомной абсорбции - массовая
концентрация железа, г/см3». Раствор, в который не введено железо,
служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
Массовую концентрацию железа
в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному
графику.
5.5 Обработка результатов
5.5.1 Массовую долю железа Х1, %, вычисляют по формуле
Х1 = ×100, (2)
где С1 - массовая концентрация железа
в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
С2 - массовая концентрация
железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику,
г/см3;
V - объем раствора пробы, см3;
m
- масса
навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
5.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в
таблице 4.
Таблица 4
В процентах
Массовая доля железа
|
Абсолютное
допускаемое расхождение
|
результатов
параллельных определений
|
результатов анализа
|
От
0,005 до 0,010 включ.
|
0,002
|
0,003
|
Св.
0,010 » 0,030 »
|
0,004
|
0,005
|
» 0,030 » 0,100 »
|
0,006
|
0,010
|
» 0,10 » 0,30 »
|
0,01
|
0,02
|
» 0,30 » 0,50 »
|
0,02
|
0,03
|
» 0,50 » 1,00 »
|
0,04
|
0,06
|
» 1,00 » 2,00 »
|
0,08
|
0,10
|
Ключевые слова: сплавы алюминиевые, методы
определения железа, реактивы, растворы, анализ