УДК 669.884.001.4:006.354 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНД APT СОЮЗА ССР

ЛИТИЙ

Метод определения магния, марганца, железа1 алюминия, кремния, бария

Lithium

Method ior determmahon of magnesuim, mangan^ese’ iron, aluminium, silicon, barium

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01 07 88 до 01.07.93

Несоблюдение стандарта преследуеГСЯ по закону

Настоящий стандарт устанавливает сп^ектР^альный метод опре-

а.ШМЖВД., КПРЗШЖ-,

бария при массовой доле магния от 0,002 Д° 0,05 %, марганца от 0,0003 до 0,01%, железа от 0,00 до 0,04%, алюминия о г 0,001 до 0,04 %, кремния от 0,003 до 0,04 %, бария от 0,003 до 0,04 % в литии.

Метод основан на возбуждении эмиссионных спектров магния, марганца, железа, алюминия, кремния, б^аР^{ия и} регистрации их фотографическим или фотоэлектрическим способами.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 8775.0—

87.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Спектрограф типа ДФС-8, ДФС-13,    ИСП-28,    ИСП-30    или

квантометр типа ДФС-36.

Генератор дуговой типа УГЭ-4 или другой источник возбуждения с такими же или лучшими метрологическими характеристиками.

Микрофотометр типа МФ-2 или ^икроденситометр типа МД-100.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104-30 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г*

С 2 ГОСТ 8775.3-87

Мерник любой конструкции из нержавеющей стали по ГОСТ 5632-72 или органического стекла по ГОСТ 17622-72, вмещающий навеску массой (10±2) мг.

Чашки из циркония или органического стекла.

Пестик из органического стекла.

Чашки платиновые по ГОСТ 6563-75, вместимостью 100 см³.

Допускается использовать стеклоуглеродную посуду.

Вибромашина для растирания проб и градуировочных образцов любой конструкции на базе вибратора ИВ-104, обеспечивающая скорость вращения не ниже 1400 мин-¹.

Бокс защитный из органического стекла по ГОСТ 17622-72.

Нож из нержавеющей стали по ГОСТ 5632-72.

Электроплитка по ГОСТ 14919-83.

Электроды фасонные типа I и IV марки ОСЧ-7—4.

Допускается применять электроды (черт. 1, 2), изготовленные из углей марки ОСЧ-7—3 и других марок, обеспечивающих требуемую чистоту по определяемым элементам.

Инструменты для уплотнения пробы в кратер нижнего электрода (см. черт. 1, 2).

Пластинки фотографические типа I, диапозитивные или другие, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий.

Лампа типа СВД 500

ГОСТ 8775.3-87 С. 3

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770-75, насыщенный раствор или раствор углекислого аммония, приготовленный насыщением 25%~ного водного раствора аммиака углекислым газом в полиэтиленовой посуде.

Литий углекислый, ос. ч. или приготовленный по приложению. Магния окись по ГОСТ 4526-75.

Марганца окись по ГОСТ 4470-79.

Железа окись.

Алюминия окись, х. ч.

Кремния двуокись по ГОСТ 9428-73.

Барий углекислый по ГОСТ 4158-80.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.

Проявитель метолгидрохиноновый следующего состава: метол по ГОСТ 25664-83    — 2,2 г

гидрохинон по ГОСТ 19627-74    —8,8 г

натрия сульфит, безводный по ГОСТ 5644--75    —96,0 г

калий бромистый по ГОСТ 4160-74 натрий углекислый, безводный по ГОСТ 83-79 вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

19

фиксаж следующего состава:

натрий серноватистокислый по ГОСТ 27068-86 —250,0 г аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72    —40,0 г

вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72    —до 1 дм³.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, дважды перегнанная в кварцевом аппарате.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87 или ГОСТ 5962-67.

3. ПОДГОТОВКА к АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление образцов для градуиров-

к и

Исходную смесь для приготовления образцов для градуировки, содержащую по 1 % магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария от суммы массовых долей лития и определяемых элементов, готовят следующим образом: в платиновую чашку помещают 9,9371 г углекислого лития (основы), 0,0331 г окиси магния, 0,0316 г окиси марганца, 0,0286 г окиси железа, 0,0378 г окиси алюминия, 0,0428 г двуокиси кремния и 0,0287 г углекислого бария, взвешенные с погрешностью не более 0,0005 г, и растирают вручную пестиком не менее 3 ч.

Допускается вводить в состав исходной смеси другие элементы (не более 1% каждого) без изменения массовых долей магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария.

Приготовленную исходную смесь хранят в плотно закрывающейся полиэтиленовой банке.

Образцы для градуировки (ГО), с массовой долей определяемых элементов от 0,0003 до 0,3 % от суммы лития и примесей, готовят последовательным разбавлением исходной смеси или соответствующего образца для градуировки углекислым литием (основой) в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Номер го Массовая доля определяемого элемента в процентах от суммы лития и примесей, % Соотношение смешив лемых компонентов, г Литий углекислый (основа) Исходная смесь ГО 7 ГО б ГО 5 ГО 4 ГО 3 1 0,0003 9 _ — — . _. 1 2 0,0010 9 —• — — — 1 — 3 0,0030 9 — — — 1 — — 4 0,0100 9 — — 1 — — — 5 0,0300 9 — 1 — — — — 6 0,1000 9 1 — — — — — 7 0,3000 7 3 — — — — —

ГОСТ 8775.3-87 С, 5

Массовые доли магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария в образцах для градуировки корректируют, суммируя массовые доли определяемого элемента, введенные в образец и содержащиеся в основе. Приготовление основы и определение примесей в основе приведено в приложении.

Растирают образцы для градуировки не менее 3 ч вручную или на вибромашине в течение 60 мин в чашках из циркония или органического стекла, при растирании приливают около 5 см³ этилового спирта.

Приготовленные образцы для градуировки хранят в плотно закрывающихся полиэтиленовых банках.

3.2. Подготовка пробы к анализу

Кусочки металлического лития, хранящегося в соответствии с ГОСТ 8774-75, извлекают из банки пинцетом, обезжиривают четыреххлористым углеродом, очищают ножом от окиси и на пластинке из органического стекла отрезают от каждого кусочка необходимое количество металла, чтобы общая масса его составила примерно 1 г.

Пробу лития массой 1,0 г растворяют в 30—40 см³ воды, налитой в платиновую чашку, при этом каждый кусочек лития вносят в чашку после растворения предыдущего. Приливают 30—40 см³ насыщенного раствора углекислого аммония. Раствор упаривают досуха на электроплитке или под лампой СВД-500. Полученный углекислый литий растирают пестиком в той же чашке 5—10 мин и ссыпают в кварцевую пробирку с пробкой или пакет из кальки.

При массовой доле определяемых элементов более 0,3 % пробы перед анализом разбавляют в десять раз: в платиновую или стеклоуглеродную чашку помещают 0,100 г пробы в виде углекислого лития и 0,900 г основы и растирают пестиком в течение 20 мин или 10 мин на вибромашине.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1.    Анализируемую пробу, подготовленную по п. 4.2, и каждый образец для градуировки, приготовленный по п. 4.1, массой примерно 10 мг, насыпают мерником в кратер нижнего электрода и уплотняют.

Верхним электродом служит графитовый электрод, заточенный на конус.

Готовят три электрода с пробой и по три электрода каждого градуировочного образца (ГО).

При необходимости электроды перед анализом обжигают в луге постоянного тока при силе тока 12 А в течение 15 с.

4.2.    Проведение анализа при фотографической регистрации спектров

4.2.1. Спектры проб и ГО возбуждают в дуге постоянного тока при следующих параметрах: сила тока 12 А, время экспозиции

21

С. 6 ГОСТ 8775.3-87

90 с, межэлектродный промежуток 2 мм, длины волн аналитических линий указаны в табл. 2.

Таблица 2

Определяемый &лемент Длина волны аналитической линии, нм Магний 279,55 Марганец 279,48 Железо 302,06 Алюминий 308,20 Кремний 288,20 Барий 493,41

Примечание. Допускается использовать другие аналитические линии и фон, обеспечивающие указанную воспроизводимость анализа.

4.2.2.    Фотопластинки проявляют, фиксируют, промывают, сушат.

На каждой спектрограмме фотометрируют почернение аналитических линий и фона в коротковолновую сторону от линии, замеряют разность почернений аналитических линий и фона (AS). По трем значениям ASi, Д5г, AS₃, полученным по трем спектрограммам для пробы и каждого ГО, вычисляют среднее арифметическое

значение ДS.

По результатам фотометрирования ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс логарифм значения массовой доли определяемого элемента в градуировочном образце в процентах (табл. 1), а по оси ординат — среднее арифметическое AS градуировочного образца.

4.2.3.    Результат определения (массовую долю определяемого элемента в процентах) находят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение AS пробы.

4.3.    Проведение анализа при фотоэлектрической регистрации спектров

4.3.1.    Испарение проб и возбуждение спектра проводят в дуге постоянного тока, время экспозиции 60 с, сила тока 16 А, межэлектродный промежуток 3 мм, ширина входной щели 15—25 мкм, ширина выходной щели и длины волн аналитических линий указаны в табл. 3.

4.3.2.    С цифрового вольтметра квантометра снимают для пробы и каждого ГО показания, пропорциональные логарифмам отношений интенсивностей аналитических линий и фона (Ап). По трем

значениям Ап\, Ап%, Д/г₃ вычисляют среднее арифметическое (Ап) для пробы и каждого ГО.

По показаниям цифрового вольтметра квантометра для ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс лога-

22

ГОСТ 8775.3-87 С. 7 Таблица 3

Определяемый элемент Дтина волны анатитической линии, нм Ширина выходных щелей квантометра, мкм Магний 279,55 150 Марганец 257,61 150 Железо 302,06 100 Алюминий 396,10 150 Кремний 288,20 150 Барий 493,41 150 Фон 333,40 150

рифм значения массовой доли определяемого элемента в градуи-ровочном образце в процентах (табл. 1), а по оси ординат —

среднее арифметическое трех замеров Дп градуировочного образца.

4.3.3. Массовую долю определяемого элемента в процентах на» ходят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение Ап пробы.

5. обработка результатов

5.1.    За результат определения принимают массовую долю эле-мента, полученную по п. 4.2.3 при фотографической регистрации и по п. 4.3.3 при фотоэлектрической регистрации спектра.

5.2.    За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений (единичных определений) при выполнении условий пп. 2.5, 2.6 и 2.10 ГОСТ 8775.0-87.

5.3.    Показатели точности

5.3.1.    Относительное среднее квадратическое отклонение сходимости результатов параллельных определений (5£^х) — не более

0,20.

5.3.2.    Относительное среднее квадратическое отклонение воспроизводимости результатов определений (5_Г^В) не более 0,20.

5-3.3. Неисключенная систематическая погрешность (0) незначима по сравнению со случайной погрешностью (е).

5.3.4.    Значение погрешности результатов анализа (Д) определяют по ГОСТ 8775.0-87.

5.4.    Массовую долю кремния в пересчете на окись кремния вычисляют умножением найденной массовой доли кремния на 2,14.

5.5.    Контроль точности анализа

Контроль точности анализа проводят по методу добавок в соответствии с ГОСТ 8775.0-87, используя в качестве добавок ГО определяемых элементов или навески этих элементов в виде окислов. Добавку определяемого элемента добавляют к навеске пробы до ее растворения.

23

С 8 ГОСТ 8775.3-87

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обязательное

ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-ЧИСТОГО углекислого лития

1. Аппаратура, реактивы и растворы

Воронка Бюхнера по ГОСТ 9147-80

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76.

Фильтры бумажные, синяя лента

Электроплитка по ГОСТ 14919--83

Шкаф сушильный

Вода бидистиллированная

Лития гидроокись

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, насыщенный раствор Аммоний углекислый по ГОСТ 3770-75, насьш*^енный раствор Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, перегнан^{ная или по} ГОСТ 14261    77.

Соль диаммонийная зтилендиамин — N, N, N¹, N¹ — тетрауксусной кислоты,

1-водная, раствор концентрации 500 г/дм³ или п{?^{иготовленная} следующим об-разом 250 г динатриевой соли этилендиамин —    N\ N¹ — тетрауксусной

кислоты (трилон Б) по ТОСТ 1D652—73 растворяют в ЪУЬ см* горячей воды и фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр К фильтрату при помешивании приливают соляную кислоту до тех й°Р> пока не прекратится выделение осадка Раствор с осадком этилендиамин — N, N, N¹, N¹ — тетрауксусной кислоты охлаждают и фильтруют на воро^вке Бюхнера через бумажный фильтр

Осадок растворяют в горячей воде и повторй^ют операцию осаждения кислоты и фильтрования Отфильтрованную этилендН^амин — N, N, N¹, N¹ — тет-рауксусную кислоту переносят в стакан, куда добавляют раствор аммиака до появления запаха Полученный раствор фильтрую^ через стеклянный фильтр и доводят объем фильтрата водой до 500 см³

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, 0,1 °/^"^ны^ раствор Ацетон по ГОСТ 2603-79

Спирт этиловый ректификованный технический ^п0 ГОСТ 18300-72, высший

■сорт

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76

2. Получение очищенного углекислого лития й³ гидроокиси лития

Навеску гидроокиси лития массой 0,1—1 кг п^омец*^ают в стакан, смачивают водой, приливают 5 см³ перекиси водорода и соЯ^янУЮ кислоту до слабокислой реакции Горячий раствор нейтрализуют раствора аммиака, приливают б 10 см³ насыщенного раствора углекислого аммонй^я» перемешивают и оставляют на сутки После отстаивания раствор фильтруют через воронку Бюхнера Фильтрат нагревают до кипения, добавляют 40—50 Ы* раствора щавелевокислого аммония, перемешивают и оставляют на сутки раствор фильтруют через ^ воронку Бюхнера К фильтрату прибавляют 80—100_v^cm3 раствора диаммонийной соли этилендиамин — N, N, N¹, N¹ — тетрауксусй°п кислоты, нагревают до кипения, добавляют насыщенный раствор углекисл^ого аммония до прекращения выпадения осадка углекислого лития, перемешив^^{ют и} дают отстояться После отстаивания раствор сливают, а к осадку углекй^слого лития приливают кипящую воду, перемешивают, отстаивают 15—20 ми^ ^{и В}°ДУ сливают Осадок промывают водой не менее трех раз, после чего к осадку приливают этиловый спирт (на один объем осадка необходимо два о^^ъема спирта), перемешивают, отстаивают 30—40 мин и спирт сливают, к осад^У приливают ацетон (на один

24

ГОСТ 8775.3-87 С 9

объем осадка необходим один объем ацетона), перемешивают и оставляют на сутки После отстаивания осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают ацетоном до отсутствия ионов хлора в промывной жидкости (проба с раствором азотнокислого серебра) После чего осадок высыпают на лист кальки, сушат в вытяжном шкафу примерно в течение суток при комнатной температуре, а злел в сушильном шкафу при температуре 100—110 °С до постоянной массы Сухой углекислый литий помещают в полиэтиленовую банку и плотно закрывают крышкой

3. Проверка качества углекислого лития (основы)

Качество полученного углекислого лития проверяют спектральным методом Для этою готовят комплект смесей в соответствии с п 4 1 настоящего стандарта

Приготовленные смеси и основу анализируют по разд 5 Пользуясь приготовленными смесями как образцами для градуировки, строят градуировочные графики

Массовую долю определяемого элемента в основе определяют методом линейной экстраполяции или методом последовательных приближений Основа считается годной, если массовая доля марганца не превышает 3,0-10“⁴%, магния, железа, алюминия, кремния, бария — не более 1,0 10“³ % каждого

С. 10 ГОСТ 8775.3-87

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.09.87 № 3764

2.    Срок первой проверки 1991 г.

Периодичность проверки 5 лет

3.    ВЗАМЕН ГОСТ 8775-75 (разД. 4)

4.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Разд. 2

Приложение

Приложение

Приложение

Разд. 2, Приложение

Разд. 2, Приложение

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

Разд. 2

3.2

1.1, 5.2

Приложение

Разд. 2, Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Разд. 2, Приложение

Разд. 2

Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2 Разд. 2

26