НИКЕЛЬ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

УДК 669.24:546.72.06:006.354    Группа    В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ

Методы определения железа

Nickel.

Methods for the determination of iron

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21 декабря 1981 г. № 5514 срок введения установлен    с    01.01.82

Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа при массовой доле его в никеле от 0,0005 до 0,4 % и атомно-абсорбционный метод при массовой доле от 0,0008 до 0,4 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13047.1-81. Контроль точности результатов анализа осуществляют по ГСО или методом добавок.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1.    С у щ н о с т ь метода

Метод основан на растворении никеля в азотной кислоте или в смеси азотной и фтористоводородной кислот, или в смеси кислот азотной и соляной, выделении железа осаждением с гидроокисью алюминия или отделении железа экстракцией метилизобутилкетоном из 7 М раствора соляной кислоты, образовании окрашенного комплекса с 1,10-фенантролином и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.

2.2.    Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлекгроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84 и раствор 1:1.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77 и растворы 1:1, 1:2 и 7 М.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, раствор 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, раствор 400 г/дм³.

Смесь соляной и азотной кислот 3:1, свежеприготовленная.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и раствор 1:100.

Алюминий металлический по ГОСТ 11069-74 с массовой долей железа менее 0,0002 %. Калий-алюминий сернокислый по ГОСТ 4329-77.

Ртуть металлическая по ГОСТ 4658-73.

Никель хлористый по ГОСТ 4038-79, раствор 2 г/дм³.

Раствор алюминия: 1,0 г алюминия растворяют в 20 см³ соляной кислоты. Для ускорения растворения прибавляют или одну каплю ртути, или 1 см³ раствора хлористого никеля. При

использовании сернокислого калия-алюминия растворяют 20 г сернокислого калия-алюминия в воде с прибавлением 15 см³ соляной кислоты. Раствор разбавляют водой до 1000 см³.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, раствор 300 г/дм³.

Гвдроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, раствор 10 г/дм³, свежеприготовленный.

1,10 фенантролин гидрохлорид, раствор: 1,5 г 1,10-фенантролина гидрохлорида растворяют при нагревании в воде с несколькими каплями соляной кислоты. Затем раствор охлаждают, разбавляют водой до объема 1000 см³ и хранят в темном сосуде.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75.

Буферный раствор pH 4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см³ воды, прибавляют 240 см³ уксусной кислоты, раствор фильтруют, добавляют водой до 1000 см³ и перемешивают.

Смесь реакционная, свежеприготовленная: смешивают один объем раствора солянокислого гидроксиламина с одним объемом раствора 1,10-фенантролина гидрохлорида и с тремя объемами буферного раствора.

Метилизобутилкетон.

Железа окись по ТУ 6—09—5346—87, предварительно прокаленная при 500 “С в течение 30 мин и охлажденная в эксикаторе.

Железо металлическое порошок по ГОСТ 9849-86.

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 0,1430 г окиси железа или 0,1000 г железа растворяют в 30 см³ раствора соляной кислоты 1:1 с добавлением нескольких капель раствора перекиси водорода. Раствор кипятят до удаления избытка перекиси водорода, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,1 мг железа.

Раствор Б: 25 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, добавляют 10 см³ раствора соляной кислоты 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,01 мг железа.

2.1.    2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1.    Навеску никеля массой 7 г помещают в стакан вместимостью 600 см³ и прибавляют 50 см³ раствора соляной кислоты 1:2. В течение 2—3 мин несколько раз перемешивают, затем раствор соляной кислоты сливают, стружки промывают несколько раз водой и высушивают при 110 °С в сушильном шкафу.

2.3.1.1.    При массовой доле кремния в никеле до 0,05 % навеску очищенного никеля массой в соответствии с табл. 1 помещают в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в 20 см³ или в 30 см³ (при массе навески 2 г) раствора азотной кислоты.

Таблица 1

Массовая доля железа, % Масса навески никеля, г Объем мерной колбы, см3 Объем аликвотной части раствора, см3 От 0,0005 до 0,005 2 50 Весь Св. 0,005 » 0,02 1 50 » 0,02 » 0,04 1 100 » 0,04 » 0,1 1 100 25 » 0,1 » 0,4 1 100 10

После удаления окислов азота кипячением раствор разбавляют водой до 150 см³, добавляют 10 см³ раствора алюминия и 2,0 г хлористого аммония. Раствор нагревают до 70 °С и прибавляют аммиак до образования растворимого синего комплекса никеля. Раствор с осадком выдерживают 30 мин на водяной бане при 70 °С. Затем раствор фильтруют через фильтр средней плотности и фильтр с осадком промывают горячим раствором аммиака. Осадок с фильтра смывают горячим раствором соляной кислоты 1:2 с добавкой пяти капель перекиси водорода в стакан, где проводилось осаждение, фильтр промывают горячей водой до удаления кислоты. Раствор кипятят 2—3 мин, затем разбавляют до 150 см³ водой и повторяют осаждение и фильтрование. Осадок растворяют на фильтре в присутствии раствора перекиси водорода, фильтр промывают горячей водой, раствор собирают в

ГОСТ 13047.14-81 С. 3

стакан и после удаления перекиси водорода кипячением переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. При массовой доле железа свыше 0,04 % в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл. 1.

При массовой доле железа до 0,04 % выпаривают раствор на водяной бане до 1—2 см³, после охлаждения переносят его в мерную колбу вместимостью 50 или 100 см³ в соответствии с табл. 1.

Раствор или аликвотную часть раствора никеля разбавляют водой до 20 см³ (в мерной колбе вместимостью 50 см³) или 50 см³, прибавляют 25 см³ реакционной смеси, доливают до метки водой и перемешивают. По истечении не менее 1 ч измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 510 нм.

Раствором сравнения служит объединенный раствор контрольных опытов.

Массу железа находят по градуировочному графику.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.1.2.    При массовой доле кремния в никеле свыше 0,05 %, навеску никеля массой 1 г помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты и 5 см³ раствора фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см³ раствора серной кислоты и выпаривают до белых паров. Остаток охлаждают и растворяют в 30—40 см³ горячей воды. Раствор переносят в стакан вместимостью 250 см³, разбавляют до 150 см³ водой и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.1.

2.3.1.3.    При выделении железа экстракцией массу навески пробы согласно табл. 1 помещают в стакан вместимостью 150 см³ и растворяют в 10 или 20 см³ смеси кислот. Затем раствор выпаривают на водяной бане до влажных солей, охлаждают, добавляют 15 см³ 7 М раствора соляной кислоты и переносят в делительную воронку вместимостью 100 см³. Стакан ополаскивают 7 М раствором соляной кислоты, той же кислотой разбавляют раствор в делительной воронке до 40 см³ и экстрагируют двумя порциями по 10 см³ метилизобутилкетона в течение 2 мин. После расслоения фаз водный слой отбрасывают и органический слой промывают 25 см³ 7 М раствора соляной кислоты в течение 30 с. Водную фазу отбрасывают и железо реэкстрагируют 15 см³ воды в течение 30 с. Водный слой помещают в мерную колбу вместимостью 50 или 100 см³ в зависимости от массовой доли железа (табл. 1). Реэкстрацию повторяют в 8 см³ воды и реэкстракгы объединяют в соответствующей мерной колбе. Затем добавляют 25 см³ реакционной смеси или при массовой доле железа свыше 0,04 % добавляют 5 см³ раствора соляной кислоты 1:1 доливают до метки водой и перемешивают. Далее отбирают в мерную колбу вместимостью 100 см³ аликвотную часть раствора (табл. 1) и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.1.1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.2. Построение градуировочного графика проводят следующим образом:

2.3.2.1.    При выделении железа осаждением в девять из десяти стаканов вместимостью по 250 см³ отбирают 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0 стандартного раствора Б и 3,0 и 4,0 см³ стандартного раствора А, что соответствует 0,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30 и 0,40 мг железа, разбавляют водой до объема 150 см³, во все стаканы добавляют по 10 см³ раствора алюминия и далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.1.

2.3.2.2.    При выделении железа экстракцией в девять из десяти стаканов вместимостью по 250 см³ отбирают 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0 см³ стандартного раствора Б и 3,0 и 4,0 см³ стандартного раствораА, что соответствуете,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30 и 0,40 мг железа, разбавляют водой до 150 см³. Во все стаканы добавляют по 10 см³ смеси кислот и выпаривают на водяной бане до влажных солей, добавляют 15 см³ 7 М раствора соляной кислоты и переносят в делительные воронки вместимостью по 150 см³ и далее анализ проводят, как указано в п. 2.3.1.3 и затем по п. 2.3.1.1.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий железо.

По полученным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график.

2.3.2.1,    2.3.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1.    Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле

Х= — ■ 100, т_х

где т — масса железа в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г; т_х — масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Массовая доля железа, % Абсолютное допускаемое расхождение, % От 0,0005 до 0,0015 0,0003 Св. 0,0015 » 0,003 0,0008 » 0,003 » 0,008 0,0012 » 0,008 » 0,02 0,003 » 0,02 » 0,05 0,008 » 0,05 » 0,15 0,02 » 0,15 » 0,4 0,03

3. МЕТОД АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ

3.1.    Сущность метода

Метод основан на растворении никеля в азотной кислоте или в смеси азотной и фтористоводородной кислот, или в смеси кислот азотной и соляной, выделении железа осаждением с гидроокисью алюминия или отделении железа экстракцией метилизобутилкетоном из 7 М раствора соляной кислоты и измерении атомной абсорбции железа в пламени ацетилен—воздух при длине волны 248,3 нм.

3.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями.

Источник излучения для железа.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84, раствор 1:1.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77 и растворы 1:1, 1:2 и 7 М.

Кислота хлорная плотностью 1,50 г/см³, раствор 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, раствор 400 г/дм³.

Смесь кислот соляной и азотной 3:1, свежеприготовленная.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и раствор 1:100.

Алюминий металлический по ГОСТ 11069-74 с массовой долей железа не менее 0,0002 %.

Калий-алюминий сернокислый по ГОСТ 4329-77.

Ртуть металлическая по ГОСТ 4658-73.

Никель хлористый по ГОСТ 4038-79, раствор 2 г/дм³.

Раствор алюминия: 1,0 г алюминия растворяют в 20 см³ соляной кислоты. Для ускорения растворения прибавляют или каплю ртути, или 1 см³ раствора хлористого никеля. При использовании сернокислого калий-алюминия растворяют 20 г сернокислого калий-алюминий в воде с прибавлением 15 см³ соляной кислоты. Раствор разбавляют водой до 1000 см³.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, раствор 300 г/дм³.

Метилизобутилкетон.

Железа окись по ТУ 6—09—5346—87, предварительно прокаленная при 500 °С в течение 30 мин и охлажденная в эксикаторе.

Порошок никелевый по ГОСТ 9722-97 с массовой долей железа менее 0,001 %.

Раствор никеля: 25,0 г никеля растворяют в 200 см³ раствора азотной кислоты. После удаления окислов азота кипячением раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Железо металлическое порошок по ГОСТ 9849-86.

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 0,1430 г окиси железа или 0,1000 г железа растворяют в 30 см³ раствора соляной кислоты 1:1 с добавлением нескольких капель раствора перекиси водорода. Раствор кипятят до удаления избытка перекиси водорода, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,1 мг железа.

ГОСТ 13047.14-81 С. 5

Раствор Б: 25 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, добавляют 10 см³ раствора соляной кислоты 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,01 мг железа.

3.1,    3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Проведение анализа

3.3.1.    При массовой доле железа в никеле до 0,01 % и кремния до 0,05 % навеску никеля, очищенную в соответствии с п. 2.3.1, массой, установленной в зависимости от массовой доли железа, помещают в стакан вместимостью 250 см³, растворяют в растворе азотной кислоты согласно табл. 3.

Таблица 3

Массовая доля железа, % Масса навески никеля, г Объем раствора азотной кислоты для растворения, см3 От 0,0008 до 0,003 3 30 Св. 0,003 » 0,005 2 20 » 0,005 » 0,01 1 10

После удаления окислов азота кипячением раствор разбавляют до 150 см³, добавляют 10 см³ раствора алюминия и проводят осаждение, как указано в п. 2.3.1.1. После растворения осадка в растворе соляной кислоты 1:1с добавкой нескольких капель раствора перекиси водорода и промывки фильтра горячей водой раствор выпаривают на водяной бане до объема 10 см³, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Атомную абсорбцию железа измеряют в анализируемом растворе в пламени ацетилен—воздух при длине волны

248.3    нм параллельно с растворами для построения градуировочного графика и растворами контрольного опыта.

Концентрацию железа находят по градуировочному графику.

Для определения концентрации железа допускается использовать метод добавок.

(Изменеииая редакция, Изм. № 1).

3.3.2.    При массовой доле железа в никеле свыше 0,01 % и кремния до 0,05 % навеску никеля массой 0,5 г растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты и кипячением удаляют окислы азота. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают. Атомную абсорбцию железа измеряют, как указано в п. 3.3.1.

3.3.3.    При массовой доле железа в пробе свыше 0,01 % и кремния свыше 0,05 % навеску никеля массой 0,5 г помещают в платиновую чашку и растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты и 5 см³ раствора фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см³ раствора хлорной кислоты и выпаривают до белых паров хлорной кислоты. Остаток охлаждают, прибавляют 20 см³ воды и после растворения переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п. 3.3.1.

3.3.4.    При массовой доле железа до 0,01 % навеску никеля массой в соответствии с табл. 3 помещают в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в 30, 20 или 10 см³ смеси кислот. Раствор выпаривают на водяной бане до влажных солей, охлаждают, прибавляют 15 см³ 7 н. раствора соляной кислоты и далее проводят анализ, как указано в п. 2.3.2.2. Объединенные реэкстракты переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают до метки раствором соляной кислота 1:1, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию железа, как указано в п. 3.3.1.

3.3.5.    Построение градуировочного графика при массовой доле железа до 0,01 %

В семь стаканов вместимостью 250 см³ отбирают: 0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 и 0,10 мг железа, разбавляют водой до объема 150 см³, во все стаканы добавляют 10 см³ раствора алюминия и проводят осаждение, как указано в п. 3.3. Атомную абсорбцию железа измеряют в пламени ацетилен—воздух при длине волны

248.3    нм перед и после измерения абсорбции растворов никеля.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им концентрациям железа строят градуировочный график с введением поправки на абсорбцию раствора, не содержащего железа.

3.3.6.    В девять мерных колб вместимостью по 100 см³ отбирают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0;

10.0    и 20,0 см³ стандартного раствора А, что соответствует 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50; 1,0 и

2.0    мг железа, во все колбы добавляют по 10 см³ раствора никеля и 5 см³ раствора хлорной кислоты (при содержании кремния в пробе), доливают до метки водой и перемешивают.

Атомную абсорбцию железа в растворах градуировочного графика измеряют в пламени ацетилен—воздух при длине волны 248,3 нм непосредственно до и после измерения абсорбции железа в анализируемых растворах.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график с введением поправки на абсорбцию раствора никеля, в который не вводили стандартный раствор железа.

3.3.5, 3.3.6. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4. Обработка результатов

3.4.1.    Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле

х=^(Cl ~ ^Сг) ■ V• 100,

т    ’

где С_у — концентрация железа в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г/см³;

С₂ — концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V — объем фотометрируемого раствора, см³;

т — масса навески никеля, г.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4.2.    Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Редактор М.И. Максимова Технический редактор Н.С. Гришанова Корректор НЛ. Шнайдер Компьютерная верстка С.В. Рябовой

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 27.07.99. Подписано в печать 24.08.99. Усл.печл. 0,93. Уч.-иэдл. .0,73

Тираж 132 экз. С 3541. Зак. 689.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, Москва, Лялин пер., 6

Плр № 080102

1

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

★

2

Переиздание (июль 1999 г.) с Изменением М 1, утвержденным в июле 1986 г. (ИУС 10—86).

© Издательство стандартов, 1981 © ИПК Издательство стандартов, 1999