МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ
МАГНИЕВЫЕ
Метод
определения алюминия
Magnesium
alloys.
Methods
for determination of aluminium
|
ГОСТ
3240.1-76
|
Дата введения 01.01.78
1. Настоящий
стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы
определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,5 до 12 %) и
фотометрический метод определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,003
до 0,4 %).
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
1.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа -
по ГОСТ 3240.0.
2.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ
2.1. Сущность
метода
Метод основан на
выделении алюминия из раствора добавлением бензойнокислого аммония. После
растворения осадка в соляной кислоте алюминий связывают при нагревании
раствором динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б),
которую прибавляют с избытком. Избыток раствора трилона Б оттитровывают
раствором уксуснокислого цинка при рН 5,5 - 5,8, применяя в качестве индикатора
ксиленоловый оранжевый.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
2.2. Реактивы и
растворы
Кислота соляная
по ГОСТ 3118 и раствор,
разбавленный 1:1.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760 и раствор,
разбавленный 1:5.
Натрий
уксуснокислый по ГОСТ 199, 50
%-ный раствор.
Аммоний
уксуснокислый по ГОСТ 3117.
Кислота уксусная
ледяная по ГОСТ 61.
Раствор буферный
с рН 5,8; готовят следующим образом: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в
1000 см3 воды и прибавляют 20 см3 уксусной кислоты.
Аммоний
бензойнокислый, 10 и 0,5 %-ный растворы.
Метиловый
оранжевый (индикатор), 0,1 %-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ
4919.1.
Ксиленоловый
оранжевый, 0,1 %-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ
4919.1.
Цинк по ГОСТ
3640.
Соль динатриевая
этилендиамин - N, N, N', N' -
тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ
10652, 0,05 М раствор: 18,613 г трилона Б растворяют в 600 см3
воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой
до метки и перемешивают. Титр раствора трилона Б определяют следующим образом:
1 г цинка растворяют в 50 см3 соляной кислоты 1:1, переносят в
мерную колбу вместимостью 1 дм3, разбавляют водой до метки и
перемешивают. 1 см3 раствора содержит 0,001 г цинка.
10 см3 этого раствора переносят
пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см3, разбавляют водой
до 100 см3, вводят 1 - 2 капли раствора метилового оранжевого и
нейтрализуют аммиаком до желтой окраски. В колбу приливают 20 см3
буферного раствора и титруют раствором трилона Б с использованием ксиленолового
оранжевого до перехода окраски раствора из красной в желтую.
Титр раствора
трилона Б (Т), выраженный в г/см3 алюминия, вычисляют по формуле
где т - масса навески цинка,
взятая для установки титра, г;
V - объем раствора
трилона Б, израсходованный на титрование, см3;
2,423 - коэффициент пересчета цинка на
алюминий.
Цинк уксуснокислый,
2-водный по ГОСТ 5823, раствор
с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3: 10,95 г уксуснокислого цинка
растворяют в 100 см3 воды, прибавляют 2 см3 уксусной
кислоты и разбавляют до 1 дм3 водой.
Соотношение
раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка устанавливают следующим
образом: в коническую колбу вместимостью 250 см3 отбирают 10 см3
раствора трилона Б и разбавляют водой до 100 - 150 см3. Раствор
нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:5, до желтой окраски метилового
оранжевого, добавляют 20 см3 буферного раствора, несколько капель
индикатора и титруют раствором уксуснокислого цинка до розовой окраски.
Соотношение
концентраций раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка (К) вычисляют
по формуле
где V1 - объем
раствора трилона Б, взятый для титрования, см3;
V2 - объем
раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование раствора трилона
Б, см3.
(Измененная редакция,
Изм. № 1).
2.3. Проведение
анализа
Массу навески
сплава берут в зависимости от содержания алюминия в количестве, указанном в
табл. 1.
Таблица
1
Массовая доля алюминия, %
|
Масса навески сплава, г
|
От 0,5 до 2,0
|
1,0
|
Св. 2,0 » 4,0
|
0,5
|
» 4,0 » 8,0
|
0,25
|
» 8,0 » 10,0
|
0,2
|
» 10,0 » 12,0
|
0,1
|
Навеску помещают
в стакан вместимостью 400 см3, прибавляют 20 см3 воды и
небольшими порциями 20 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. После
окончания растворения добавляют несколько капель азотной кислоты и кипятят до
удаления окислов азота.
Охлажденный
раствор нейтрализуют аммиаком до образования мути, которую растворяют
несколькими каплями соляной кислоты, разбавленной 1:1, приливают 5 см3
раствора уксуснокислого натрия и осторожно нейтрализуют раствор по бумаге
«конго» соляной кислотой, разбавленной 1:1, до перехода окраски бумаги «конго»
из красной в фиолетовую.
К раствору
прибавляют 25 см3 10 %-ного раствора бензойнокислого аммония,
разбавляют горячей водой до 300 см3, перемешивают стеклянной
палочкой и нагревают до кипения.
После выпадения
осадка стакан снимают с плиты, оставляют на 10 - 15 мин в теплом месте и
отфильтровывают на двойной фильтр средней плотности.
Стакан и осадок
промывают 6 - 8 раз 0,5 %-ным раствором бензойнокислого аммония. Осадок смывают
струей горячей воды в тот же стакан, где проводилось растворение навески, затем
фильтр промывают 25 см3 горячей соляной кислотой и 5 - 6 раз горячей
водой. Раствор нагревают до полного растворения осадка, выпаривают до объема
100 см3 и прибавляют раствор трилона Б 20 - 25 см3. Затем
раствор нагревают до кипения, нейтрализуют аммиаком до желтой окраски,
метилового оранжевого, прибавляют 20 см3 буферного раствора,
охлаждают, добавляют 5 - 7 капель раствора ксиленолового оранжевого и титруют
раствором уксуснокислого цинка до розовой окраски.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
2.4. Обработка
результатов
2.4.1. Массовую долю алюминия (X) в
процентах вычисляют по формуле
где V3 - объем раствора
трилона Б, добавленный к испытуемому раствору, см3;
V4 - объем раствора уксуснокислого цинка,
израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см3;
К - соотношение
концентраций раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка;
Т - титр раствора
трилона Б, выраженный в г/см3 алюминия;
m - масса навески,
г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов
параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля алюминия, %
|
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
|
От 0,5 до 1,5
|
0,05
|
Св. 1,5 » 4,0
|
0,15
|
» 4,0 » 8,0
|
0,2
|
» 8,0 » 12,0
|
0,3
|
2.5. Контроль
точности измерений
Для контроля
точности измерений массовой доли алюминия от 0,5 до 12 % используют
государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и
стандартные образцы предприятия, выпущенные в соответствии с ГОСТ
8.315.
Контроль
точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ
25086.
Допускается
проводить контроль точности измерений массовой доли алюминия, используя метод
добавок.
(Введен
дополнительно, Изм. № 1).
3.
ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ
3.1. Сущность
метода
Метод основан на
образовании алюминием с эриохромцианином R комплексного
соединения при рН 5,8, окрашенного в малиново-красный цвет. Окрашенный раствор
фотометрируют при λmax = 538 нм.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
3.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Спектрофотометр
типа СФ-4А или фотоколориметр типа ФЭК-56 или ФЭК-60.
Кислота соляная
по ГОСТ 3118,
перегнанная, растворы разбавленный 1:1 и 1:5.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760, раствор, разбавленный
1:5.
Кислота
аскорбиновая, 2 %-ный свежеприготовленный раствор.
Эриохромцианин R, 0,05 %-ный
раствор; готовят следующим образом: 0,1 г эриохромцианина R растворяют в 195
см3 воды с добавлением 5 см3 уксусной кислоты.
Аммоний
уксуснокислый по ГОСТ 3117.
Кислота уксусная
ледяная по ГОСТ 61.
Раствор буферный
с рН 5,8: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в 1 дм3 воды и
приливают 20 см3 уксусной кислоты.
Бумага «конго».
Вода
бидистиллированная, полученная по ГОСТ
4517.
Посуда, промытая
кипячением с соляной кислотой и бидистиллированной водой.
Кислота
фениларсоновая, 1 %-ный раствор.
Спирт этиловый
ректификованный по ГОСТ 5962*.
________
*На территории Российской
Федерации действует ГОСТ
Р 51652-2000.
Соль динатриевая
этилендиамин - N, N, N', N'-тетрауксусной
кислоты (трилон Б) по ГОСТ
10652, раствор; готовят следующим образом: 1 г трилона Б растворяют в 95 см3
воды с добавлением 5 см3 этилового спирта.
Магний по ГОСТ 804 степени чистоты не менее 99,9 %, содержащий не более 0,003 % алюминия.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А195.
Стандартные
растворы алюминия.
Раствор А;
готовят следующим образом: 0,1 г алюминия растворяют в 50 см3
соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор переносят в мерную колбу
вместимостью 1000 см3, доводят до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,1
мг алюминия.
Раствор Б;
готовят следующим образом: 5 см3 раствора А переносят в мерную колбу
вместимостью 500 см3, прибавляют 5 см3 соляной кислоты,
разбавленной 1:1 и доводят до метки водой.
1 см3 раствора Б содержит
0,001 мг алюминия.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
3.3. Проведение
анализа
3.3.1. (Исключен, Изм. № 1).
3.3.2. Проведение анализа при отсутствии
циркония и бериллия
Массу навески
сплава 0,1 г растворяют в 10 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1.
Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3.
При массовой
доле алюминия в сплаве до 0,009 % фотометрируют весь раствор. При массовой доле
алюминия в сплаве свыше 0,009 % отбирают аликвотные части, указанные в табл. 3, из
мерной колбы вместимостью 100 см3, которую доливают до метки водой и
перемешивают. Приливают 20 - 30 см3 воды, нейтрализуют раствором
аммиака по бумаге «конго» до темно-сиреневого цвета.
К
нейтрализованному раствору прибавляют пипеткой 2 см3 аскорбиновой
кислоты, 2 см3 эриохромцианина R и выдерживают в
течение 15 мин. Затем прибавляют 10 см3 буферного раствора, доливают
водой до метки и перемешивают.
Через 15 мин
измеряют оптическую плотность окрашенных растворов при λmах = 538 нм,
пользуясь соответствующими кюветами. Раствором сравнения служит раствор
контрольного опыта.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
Таблица
3
Массовая доля алюминия, %
|
Объем аликвотной части
раствора, см3
|
От 0,0003 до 0,009
|
Весь раствор
|
Св. 0,009 » 0,04
|
20
|
» 0,04 » 0,2
|
5
|
» 0,2 » 0,4
|
2
|
3.3.3. Проведение анализа в присутствии
циркония
0,5 г навески растворяют при нагревании в
15 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и прибавляют 50 см3
горячей воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3,
прибавляют 5 см3 фениларсоновой кислоты на каждый 1 % циркония в
сплаве и раствор осторожно нагревают до кипения. Охлажденный раствор доводят до
метки водой, перемешивают и фильтруют.
В зависимости от
массовой доли алюминия в сплаве отбирают аликвотные части раствора, указанные в
табл. 4.
Аликвотную часть
раствора помещают в колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до 30
см3, нейтрализуют раствором аммиака по бумаге «конго» до
темно-сиреневого цвета и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.2.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
Таблица
4
Массовая доля алюминия, %
|
Объем аликвотной части
раствора, см3
|
От 0,003 до 0,009
|
25
|
Св. 0,009 » 0,04
|
10
|
» 0,04 » 0,20
|
2
|
» 0,20 » 0,4
|
1
|
3.3.4. Проведение анализа в присутствии
бериллия
Для каждого
определения берут две аликвотные части раствора, приготовленного, как указано в
п. 3.3.2.
С одной аликвотной частью раствора поступают, как указано в п. 3.3.2,
затем измеряют оптическую плотность. В другую аликвотную часть добавляют 5 см3
раствора трилона Б, нейтрализуют аммиаком по бумаге «конго» до темно-сиреневого
цвета и далее анализ ведут, как указано в п. 3.3.2, затем измеряют
оптическую плотность. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта с
добавлением 5 см3 раствора трилона Б.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
3.4. В шесть мерных колб вместимостью 100
см3 приливают по 30 см3 воды, по 10 см3
соляной кислоты, разбавленной 1:5, и добавляют стандартного раствора Б 0; 2,0;
3,0; 5,0; 7,0 и 10,0 см3, что соответствует 0; 2·10-6;
3·10-6; 5·10-6; 7·10-6 и 1·10-5 г
алюминия. Растворы кипятят, охлаждают, проводят нейтрализацию по бумаге «конго»
до темно-сиреневого цвета и далее прибавляют все реактивы, как указано в п. 3.3.1. По найденным значениям оптических
плотностей растворов и соответствующим им концентрациям алюминия строят
градуировочный график.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
3.5. Обработка
результатов
3.5.1. Массовую долю алюминия (Х1)
в процентах вычисляют по формуле
где т - количество
алюминия, найденное по градуировочному графику, г;
V1 - объем
исходного раствора, см3;
V2 - объем
аликвотной части раствора, см3;
m1 - масса навески
сплава, г.
3.5.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов
параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 5.
Таблица 5
Массовая доля алюминия, %
|
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
|
От 0,003 до 0,01
|
0,001
|
Св. 0,01 » 0,03
|
0,004
|
» 0,03 » 0,09
|
0,01
|
» 0,09 » 0,20
|
0,02
|
» 0,20 » 0,40
|
0,03
|
3.6. Контроль
точности измерений
Для контроля
точности измерений массовой доли алюминия от 0,003 до 0,4 % используют
государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и
стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ
8.315. Контроль точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ
25086.
Допускается проводить
контроль правильности результатов определения алюминия, используя метод
добавок.
(Введен
дополнительно, Изм. № 1).
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ
4.1. Сущность
метода
Метод основан на
растворении пробы в соляной кислоте в присутствии азотной кислоты и последующем
измерении атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени
ацетилен - закись азота. Высота фотометрируемого участка 2 см. Компоненты
магниевых сплавов, а также примеси помех анализу не оказывают, однако для
идентифицирования условий распыления анализируемых, а также градуировочных
растворов необходимо примерное уравнивание содержания кислот, а также основы
сплава в градуировочных и анализируемых растворах.
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
4.2. Аппаратура,
реактивы и растворы
Спектрофотометр
атомно-абсорбционный.
Кислота соляная
по ГОСТ 3118
перегнанная, плотностью 1,12 г/см3.
Кислота азотная
по ГОСТ 4461.
Ацетилен в
баллонах по ГОСТ
5457.
Закись азота в
баллонах медицинская.
Калий хлористый
по НТД, 10 %-ный раствор.
Магний первичный
в чушках по ГОСТ 804
в виде стружки.
Раствор магния в
50 г/дм3: 50 г магния осторожно растворяют в 800 см3 соляной
кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
доливают до метки и перемешивают.
Алюминий
первичный по ГОСТ 11069, марки А 99.
Стандартный
раствор алюминия: 1 г металлического алюминия растворяют в 50 см3
соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1
дм3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 1 мг
алюминия.
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Навеску сплава массой 0,2 г помещают в
стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 15 см3 соляной
кислоты 1:1 с последующим окислением 5 - 10 каплями азотной кислоты. Раствор
кипятят для удаления окислов азота, охлаждают, переносят в мерную колбу
вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора хлорида
калия, доливают водой до метки и перемешивают.
Параллельно
пробе проводят анализ контрольного опыта.
Измеряют атомную
абсорбцию алюминия в растворе пробы, растворе контрольного опыта и растворах для
построения градуировочного графика на атомно-абсорбционном спектрофотометре
относительно дистиллированной воды при длине волны 309,3 нм в пламени ацетилен
- закись азота.
Концентрацию
алюминия в пробе и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному
графику.
4.3.2. Построение градуировочного графика
В серию мерных
колб вместимостью 100 см3 вводят по 4 см3 раствора
магния, по 5 см3 раствора хлорида калия, а также 0; 0,5; 1,0; 2,0;
4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора алюминия, что
соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мг алюминия,
доливают водой до метки, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию алюминия
согласно п. 4.3.1.
Из полученных
значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, вычитают
значение атомной абсорбции раствора, не содержащий стандартный раствор, и по
полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им содержаниям
алюминия строят градуировочный график.
4.4. Обработка
результатов
4.4.1. Массовую долю алюминия (X) в
процентах вычисляют по формуле
где m1 - масса
алюминия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
m2 - масса алюминия
в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;
m - масса навески
пробы, взятая для спектрофотометрирования, г.
4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов
параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 6.
Таблица 6
Массовая доля алюминия, %
|
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
|
От 1,0 до 2,0
|
0,05
|
Св. 2,0 » 6,0
|
0,07
|
» 6,0 » 12,0
|
0,3
|
(Измененная
редакция, Изм. № 1).
4.5. Контроль
точности измерений
4.5.1. Контроль точности измерений массовой
доли алюминия проводят по п. 2.5.
(Введен
дополнительно, Изм. № 1).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И
ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета
Министров СССР от 28.12.76 № 2889
3. ВЗАМЕН ГОСТ 3240-56 в части разд. V
4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который
дана ссылка
|
Номер пункта, подпункта
|
ГОСТ 8.315-97
|
2.5, 3.6
|
ГОСТ
61-75
|
2.2, 3.2
|
ГОСТ 199-78
|
2.2
|
ГОСТ 804-93
|
3.2, 4.2
|
ГОСТ 3117-78
|
2.2, 3.2
|
ГОСТ 3118-77
|
2.2, 3.2, 4.2
|
ГОСТ 3240.0-76
|
1.1
|
ГОСТ 3640-94
|
2.2
|
ГОСТ
3760-79
|
2.2, 3.2
|
ГОСТ
4461-77
|
2.2, 4.2
|
ГОСТ 4517-87
|
3.2
|
ГОСТ 4919.1-77
|
2.2
|
ГОСТ 5457-75
|
4,2
|
ГОСТ 5823-78
|
2.2
|
ГОСТ 5962-67
|
3.2
|
ГОСТ 10652-73
|
2.2, 3.2
|
ГОСТ 11069-2001
|
3.2, 4.2
|
ГОСТ 25086-87
|
2.5, 3.6
|
5. Ограничение
срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного совета по
стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
6. ИЗДАНИЕ с
Изменением № 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87).
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие
требования. 1
2.
Титриметрический метод определения содержания алюминия. 1
3.
Фотоколориметрический метод определения содержания алюминия. 3
4. Атомно-абсорбционный метод определения содержания
алюминия. 6
|