НИКЕЛЬ.
КОБАЛЬТ
Методы определения серы
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственными техническими комитетами по
стандартизации МТК 501 «Никель» и МТК 502 «Кобальт», АО «Институт Гипроникель»
ВНЕСЕН
Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и
сертификации (протокол № 21 от 30 мая 2002 г.)
За принятие
проголосовали:
Наименование государства
|
Наименование
национального органа по стандартизации
|
Азербайджанская Республика
|
Азгосстандарт
|
Республика Армения
|
Армгосстандарт
|
Республика Беларусь
|
Госстандарт Республики Беларусь
|
Грузия
|
Грузстандарт
|
Кыргызская Республика
|
Кыргызстандарт
|
Республика Молдова
|
Молдовастандарт
|
Российская Федерация
|
Госстандарт России
|
Республика Таджикистан
|
Таджикстандарт
|
Туркменистан
|
Главгосслужба «Туркменстандартлары»
|
Республика Узбекистан
|
Узгосстандарт
|
Украина
|
Госстандарт Украины
|
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по
стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. № 334-ст межгосударственный
стандарт ГОСТ 13047.7-2002 введен в действие непосредственно в качестве
государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 13047.3-81, ГОСТ 741.2-80
СОДЕРЖАНИЕ
1 Область
применения. 2
2 Нормативные
ссылки. 2
3 Общие требования
и требования безопасности. 3
4
Спектрофотометрический метод. 3
4.1 Метод анализа. 3
4.2 Средства
измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы.. 3
4.3 Подготовка к
анализу. 4
4.4 Проведение
анализа. 4
4.5 Обработка
результатов анализа. 5
4.6 Контроль
точности анализа. 5
5 Метод
инфракрасной спектрометрии. 5
5.1 Метод анализа. 5
5.2 Средства
измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы.. 5
5.3 Подготовка к
анализу. 5
5.4 Проведение
анализа. 6
5.5 Обработка
результатов анализа. 6
5.6 Контроль
точности анализа. 6
6
Кулонометрический метод. 6
6.1 Метод анализа. 6
6.2 Средства
измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы.. 6
6.3 Подготовка к
анализу. 7
6.4 Проведение
анализа. 7
6.5 Обработка
результатов анализа. 7
6.6 Контроль
точности анализа. 7
Приложение А.
Библиография. 7
|
НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ
Методы определения серы
Nickel.
Cobalt.
Methods for determination of sulphur
Дата введения 2003-07-01
1
Область применения
Настоящий стандарт
устанавливает спектрофотометрический метод (при массовой доле от 0,0003 % до
0,005 %), метод инфракрасной спектрометрии (при массовой доле от 0,0005 % до 0,050
%), титриметрический и кулонометрический (при массовой доле от 0,001 % до 0,050
%) методы определения серы в первичном никеле по ГОСТ 849, никелевом порошке
по ГОСТ 9722
и кобальте по ГОСТ 123.
2 Нормативные
ссылки
В настоящем стандарте
использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ
8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений.
Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения
ГОСТ 123-98 Кобальт. Технические
условия
ГОСТ 200-76
Натрий фосфорноватистокислый 1-водный. Технические условия
ГОСТ 849-97 Никель первичный.
Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота
соляная. Технические условия
ГОСТ
3652-69 Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия
ГОСТ 3760-79 Аммиак водный.
Технические условия
ГОСТ 4108-72
Барий хлорид 2-водный. Технические условия
ГОСТ 4166-76 Натрий
сернокислый. Технические условия
ГОСТ 4200-77 Кислота
йодистоводородная. Технические условия
ГОСТ 4233-77 Натрий
хлористый. Технические условия
ГОСТ 4234-77 Калий
хлористый. Технические условия
ГОСТ 4236-77 Свинец (II)
азотнокислый. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная.
Технические условия
ГОСТ
5583-78 (ИСО
2046-73) Кислород газообразный технический и медицинский. Технические
условия
ГОСТ
9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 9293-74 (ИСО
2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 9722-97 Порошок
никелевый. Технические условия
ГОСТ 10157-79
Аргон газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 10929-76
Водорода пероксид. Технические условия
ГОСТ 11125-84
Кислота азотная особой чистоты. Технические условия
ГОСТ 13047.1-2002
Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа
ГОСТ 13498-79 Платина и
платиновые сплавы. Марки
ГОСТ 14261-77
Кислота соляная особой чистоты. Технические условия
ГОСТ 24147-80
Аммиак водный особой чистоты. Технические условия
3 Общие требования
и требования безопасности
Общие требования к методам
анализа и требования безопасности при проведении работ - по ГОСТ 13047.1.
4 Спектрофотометрический
метод
4.1 Метод анализа
Метод основан на измерении
светопоглощения при длине волны 400,0 нм коллоидного раствора сульфида свинца
после дистилляции серы в виде сероводорода из восстановительной смеси
гипофосфита натрия и йодистоводородной кислоты.
4.2
Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы
Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин
волн 390 - 410 нм.
Установка для дистилляции
сероводорода, состоящая из реакционной колбы, стеклянной трубки для подачи
азота, двух приемников, соединительных трубок на шлифах, отводной трубки и
колбонагревателя.
Азот газообразный по ГОСТ
9293 или аргон газообразный по ГОСТ 10157.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, при
необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125,
разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ
3118, при необходимости по ГОСТ 14261,
разбавленная 1:1, 1:9 и 1:10.
Кислота йодистоводородная по
ГОСТ
4200.
Кислота лимонная моногидрат
по ГОСТ
3652, раствор 0,02 г/см3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, при
необходимости по ГОСТ 24147,
разбавленный 1:2.
Водорода пероксид по ГОСТ
10929.
Натрий сернокислый по ГОСТ
4166, высушенный при температуре 95 - 105 °С в течение 3 - 4 ч.
Натрий хлористый по ГОСТ
4233.
Натрий фосфорноватистокислый
1-водный (гипофосфит) по ГОСТ 200.
Свинец (II)
азотнокислый по ГОСТ 4236, раствор
массовой концентрации 0,05 г/см3 в растворе лимонной кислоты.
Смесь восстановительная: в
трехгорлую колбу вместимостью 1000 см3, снабженную обратным
холодильником, помещают навеску гипофосфита натрия массой 120 г, приливают 200
см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, 400 см3
йодистоводородной кислоты и кипятят смесь в течение 5 - 6 ч, пропуская через
раствор поток азота или аргона со скоростью 60 - 80 пузырьков в минуту; смесь
хранят в посуде из темного стекла с притертой пробкой.
Платина по ГОСТ 13498.
Раствор 1 массовой
концентрации платины 0,001 г/см3: в стакан вместимостью 100 или 150
см3 помещают навеску платины массой 0,1 г, приливают 5 см3
азотной кислоты, 15 см3 соляной кислоты, растворяют при нагревании,
выпаривают досуха, к остатку прибавляют 5 см3 соляной кислоты, 0,1 г
хлористого натрия и выпаривают досуха; обработку 5 см3 соляной кислоты
повторяют 4 раза, сухой остаток растворяют в 20 см3 соляной кислоты,
разбавленной 1:1, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доливают до метки водой.
Раствор 2 массовой
концентрации платины 0,00004 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100
см3 отбирают 4 см3 раствора платины 1, доливают до метки
соляной кислотой, разбавленной 1:9.
Растворы серы известной
концентрации.
Раствор А массовой
концентрации серы 0,001 г/см3: в стакан вместимостью 250 см3
помещают навеску сернокислого натрия массой 4,4304 г, приливают 50 - 60 см3
воды, растворяют при нагревании, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу
вместимостью 1000 см3, доливают до метки водой.
Раствор Б массовой
концентрации серы 0,0001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают 10 см3 раствора А, доливают до метки водой.
Раствор В массовой
концентрации серы 0,00001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают 10 см3 раствора Б, доливают до метки водой.
4.3
Подготовка к анализу
4.3.1 Перед проведением анализа установку для дистилляции очищают. Для этого
в реакционную колбу приливают 7 - 8 см3 соляной кислоты,
разбавленной 1:1, 30 см3 восстановительной смеси, присоединяют колбу
к приемникам, в которые предварительно введено: в первый - 7 - 10 см3 соляной
кислоты, разбавленной 1:10, во второй - 15 см3 аммиака,
разбавленного 1:2. Второй приемник помещают в емкость, заполненную измельченным
льдом. Устанавливают поток азота или аргона со скоростью 60 - 80 пузырьков в
минуту, нагревают раствор в реакционной колбе до кипения и кипятят 30 - 35 мин.
Растворы из приемников отбрасывают.
4.3.2 Для построения градуировочного графика в реакционную колбу
последовательно вводят 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 раствора
серы В, приливают 6 - 8 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, 30 см3
восстановительной смеси и проводят отгонку, как указано в 4.4.
При построении
градуировочного графика допускается проводить не более четырех процессов
отгонки без добавления восстановительной смеси. Для этого в реакционную колбу
приливают 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, 80 см3
восстановительной смеси, вводят раствор В и проводят отгонку, как указано в 4.4.
Масса серы в растворах для
градуировочного графика составляет 0,000005; 0,000010; 0,000020; 0,000030;
0,000040; 0,000050 г.
По полученным значениям
светопоглощения растворов и соответствующим им массовым концентрациям серы
строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения градуировочного
раствора, подготовленного без введения раствора серы.
4.4
Проведение анализа
В стакан вместимостью 250 см3
помещают навеску пробы массой 2,000 г, при массовой доле серы до 0,002 %, и
массой 1,000 г, при массовой доле серы свыше 0,002 %, приливают 25 см3
соляной кислоты, разбавленной 1:1, 1 см3 раствора 2 платины,
растворяют при нагревании, прибавляя 7 - 10 раз пероксид водорода порциями по
0,5 - 1,0 см3, не допуская бурного кипения. Выпаривают раствор до
объема 5 - 10 см3, охлаждают. Раствор переводят в реакционную колбу,
ополаскивая стакан, в котором проводилось растворение, 15 см3
восстановительной смеси и 15 см3 воды и приливают еще 15 см3
восстановительной смеси.
Реакционную колбу
присоединяют к приемникам, в которые предварительно введено: в первый - 7 - 10
см3 соляной кислоты, разбавленной 1:9, во второй - 15 см3
аммиака, разбавленного 1:2. Второй приемник помещают в емкость, заполненную
измельченным льдом. Устанавливают поток азота или аргона со скоростью 60 - 80
пузырьков в минуту. Раствор нагревают до кипения и кипятят 30 - 35 мин.
Раствор из второго приемника
переводят в мерную колбу вместимостью 50 см3, приливают 2 см3 раствора
азотнокислого свинца, доливают до метки аммиаком, разбавленным 1:2, через 5 - 10
мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 400
нм или на фотоэлектроколориметре в области длин волн 390 - 420 нм. В качестве
раствора сравнения используют воду.
Массу серы в растворе пробы
находят по градуировочному графику.
4.5
Обработка результатов
анализа
Массовую долю серы X,
%,
вычисляют по формуле
(1)
где Мх - масса серы в растворе
пробы, г;
Мк - масса серы в растворе
контрольного опыта, г;
М - масса навески пробы, г.
4.6 Контроль
точности анализа
Контроль метрологических
характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.
Нормативы контроля и
погрешность метода анализа приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Нормативы контроля и
погрешность метода анализа
В процентах
Массовая доля серы
|
Допускаемые
расхождения результатов двух параллельных определений d2
|
Допускаемые
расхождения результатов трех параллельных определений d3
|
Допускаемые
расхождения двух результатов анализа D
|
Погрешность
метода анализа D
|
0,0003
|
0,0001
|
0,0001
|
0,0002
|
0,0001
|
0,0005
|
0,0002
|
0,0002
|
0,0003
|
0,0002
|
0,0010
|
0,0002
|
0,0003
|
0,0004
|
0,0003
|
0,0030
|
0,0004
|
0,0005
|
0,0008
|
0,0006
|
0,0040
|
0,0006
|
0,0008
|
0,0012
|
0,0008
|
0,0050
|
0,0008
|
0,0010
|
0,0014
|
0,0010
|
5
Метод инфракрасной спектрометрии
5.1 Метод анализа
Метод основан на измерении
светопоглощения газообразного оксида серы (IV) в инфракрасной области
спектра после выделения его из металла сжиганием в индукционной высокочастотной
печи в токе кислорода в присутствии плавня.
5.2
Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы
Анализатор на серу,
основанный на принципе инфракрасной спектрометрии с индукционной
высокочастотной печью.
Тигли огнеупорные
керамические, прокаленные при температуре 1100 - 1200 °С в течение 3 - 4 ч.
Плавни: вольфрам по [1], железо по [2] и другие вещества,
обеспечивающие сжигание пробы и результаты контрольного опыта, указанные в 5.3.
Кислород технический
газообразный по ГОСТ
5583.
Стандартные образцы по ГОСТ
8.315 состава никеля, кобальта или сплавов на их основе или на основе
железа с аттестованной массовой долей серы.
5.3
Подготовка к анализу
Подготовку анализатора к
работе и его градуировку проводят в соответствии с инструкцией по его
эксплуатации. Для градуировки используют стандартные образцы состава никеля,
кобальта или сплавов на их основе или на основе железа.
Для проведения контрольного
опыта в тигель помещают навеску плавня такой массой, какую используют при
анализе проб, и проводят анализ, как указано в 5.4.
Допускается для введения
плавня применять дозирующие приспособления.
Контрольный опыт считают
удовлетворительным, если показание массовой доли на цифровом табло не превышает
значения погрешности метода анализа, указанного в 5.6 для определяемой массовой
доли серы.
5.4
Проведение анализа
В тигель помещают навеску
анализируемой пробы массой 0,200 - 1,000 г, добавляют плавень, масса которого
должна быть одинаковой при проведении контрольного опыта, градуировки и
анализа, и проводят анализ, как указано в прилагаемой к анализатору инструкции.
5.5 Обработка результатов анализа
Массовую долю серы в
процентах считывают с табло или принтера автоматизированного анализатора.
5.6
Контроль точности
анализа
Контроль метрологических
характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.
Нормативы контроля и погрешность метода анализа приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Нормативы контроля и
погрешность метода анализа
В процентах
Массовая доля серы
|
Допускаемые
расхождения результатов двух параллельных определений d2
|
Допускаемые
расхождения результатов трех параллельных определений d3
|
Допускаемые
расхождения двух результатов анализа D
|
Погрешность
метода анализа D
|
0,0005
|
0,0003
|
0,0004
|
0,0005
|
0,0004
|
0,0010
|
0,0006
|
0,0007
|
0,0008
|
0,0006
|
0,0030
|
0,0010
|
0,0012
|
0,0014
|
0,0010
|
0,0050
|
0,0012
|
0,0014
|
0,0016
|
0,0012
|
0,0100
|
0,0015
|
0,0020
|
0,0020
|
0,0015
|
0,030
|
0,004
|
0,005
|
0,006
|
0,004
|
0,050
|
0,006
|
0,007
|
0,008
|
0,006
|
6
Кулонометрический метод
6.1 Метод анализа
Метод основан на измерении
количества электричества, необходимого для достижения первоначально заданного
рН поглотительного раствора, через который проходит оксид серы (IV), образующийся
при сжигании пробы в токе кислорода при температуре 1300 - 1400 °С.
6.2
Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы
Экспресс-анализатор на серу,
основанный на методе кулонометрического титрования со всеми принадлежностями, в
том числе и с автоматическими весами (корректором массы).
Лодочки фарфоровые по ГОСТ
9147, при необходимости прокаленные в токе кислорода при рабочей
температуре не менее 2 мин.
Трубки огнеупорные
муллитокремнеземистые длиной 70 - 80 см, внутренним диаметром 1,8 - 2,2 см.
Крючок из жаропрочной
низкоуглеродистой стали диаметром 0,3 - 0,5 см, длиной 50 - 60 см.
Кислород технический
газообразный по ГОСТ
5583.
Кислота соляная по ГОСТ
3118, при необходимости по ГОСТ 14261,
раствор молярной концентрации 0,1 моль/дм3.
Водорода пероксид по ГОСТ
10929.
Барий хлористый по ГОСТ
4108.
Калий хлористый по ГОСТ
4234.
Растворы поглотительный и
вспомогательный готовят в соответствии с типом применяемого анализатора по
инструкции, прилагаемой к анализатору.
Плавни: оксид ванадия (V) по [3],
прокаленный при температуре 400 - 450 °С в течение 3 - 4 ч, и другие материалы,
обеспечивающие сжигание пробы и значение контрольного опыта, указанное в 6.3.
Стандартные образцы по ГОСТ
8.315 состава никеля, кобальта или сплавов на их основе или на основе
железа с аттестованной массовой долей серы.
6.3
Подготовка к анализу
Подготовку анализатора к работе
и его градуировку проводят в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.
Для градуировки используют стандартные образцы состава никеля, кобальта или
сплавов на их основе или на основе железа.
Для проведения контрольного
опыта в лодочку помещают навеску плавня такой массой, какую используют при
анализе проб, и проводят анализ, как указано в 6.4.
Допускается для введения
плавня применять дозирующие приспособления.
Контрольный опыт считают
удовлетворительным, если показание массовой доли на цифровом табло анализатора
не превышает значения погрешности метода анализа, указанного в 5.6 для
определяемой массовой доли серы.
6.4
Проведение анализа
В фарфоровую лодочку
помещают навеску пробы массой 0,500 - 1,000 г и добавляют плавень, масса
которого должна быть одинаковой при проведении контрольного опыта, градуировки
и анализа. При помощи крючка вводят лодочку в печь при температуре 1300 - 1400
°С в наиболее нагретую часть огнеупорной трубки, закрывают затвор,
устанавливают показание цифрового индикаторного табло на нуль и проводят
сжигание в токе кислорода. Сжигание считают законченным, если показания
цифрового табло изменяются на значение, не превышающее значение холостого счета
прибора. Открывают затвор, извлекают лодочку из трубки с помощью крючка.
6.5
Обработка результатов
анализа
Массовую долю серы в пробе X,
%,
вычисляют по формуле
(2)
где Мо - масса навески стандартного
образца, используемого при градуировке анализатора, г;
Ах - показание цифрового табло
анализатора, полученное при анализе пробы, %;
Ак - среднеарифметическое
значение показаний анализатора при проведении контрольного опыта, %;
М - масса навески пробы, г.
При использовании
анализатора с корректором массы массовую долю серы в пробе X,
%,
вычисляют по формуле
Х =
Ах - Ак. (3)
При полностью
автоматизированном анализаторе результат определения массовой доли серы в
процентах считывают с цифрового табло.
6.6
Контроль точности
анализа
Контроль метрологических
характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.
Нормативы контроля и
погрешность метода анализа приведены в таблице 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Библиография
[1] ТУ
48-19-30-91 Штабики вольфрамовые сварные ос. ч.
[2] ТУ
6-09-05808009-262-92* Железо карбонильное ос. ч. 13-2, ос. ч. 6-2
[3] ТУ 6-09-4093-88 Ванадий (V) оксид (ванадий (V) окись)
* Действует
на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: никель, кобальт, сера, химический анализ,
средства измерений, раствор, реактив, проба, массовая доля, градуировочный
график, результат анализа, погрешность, нормативы контроля