МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КАДМИЙ
Методы
определения цинка
Cadmium. Methods of zinc determination
|
ГОСТ
12072.3-79
|
Дата
введения 01.12.80
Настоящий стандарт устанавливает полярографический и
атомно-абсорбционный методы определения цинка (при массовой доле цинка от
0,0005 % до 0,3 %). Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 915-78.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа и
требования безопасности - по ГОСТ 12072.0.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на экстрагировании цинка эфиром в виде
роданистого комплекса и полярогра-фировании цинка на аммонийно-аммиачном фоне
при потенциале полуволны минус 1,45 В, на фоне раствора ортофосфорной кислоты
при потенциале полуволны минус 1,3 В по отношению к насыщенному каломельному
электроду.
2.2. Аппаратура,
материалы и реактивы
Полярограф осциллографический или полярограф переменного
тока со всеми принадлежностями.
Кислота соляная по ГОСТ 3118,
разбавленная 1:1 и 1:9.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.
Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552,
раствор 0,03 моль/дм3.
Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1, 1:9 и раствор 0,5 моль/дм3.
Водорода перекись (пероксид) по ГОСТ 10929.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Аммоний роданистый по ГОСТ 27067,
раствор 600 г/дм3.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Натрий сернистокислый по ТУ 6-09-5313.
Аммиачный фоновый электролит: в склянку вместимостью 1 дм3
помещают 50 г хлористого аммония, 20 г сернистокислого натрия, приливают 500 см3
воды, перемешивают, приливают 50 см3 аммиака, 10 см3
раствора желатина, доливают до объема 1 дм3 водой и перемешивают.
Срок годности фонового электролита - 7 дней.
Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор 5 г/дм3,
свежеприготовленный.
Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336,
насыщенный раствор.
Промывной раствор: к 100 см3 раствора серной
кислоты 0,5 моль/дм3 прибавляют 25 см3 раствора
роданистого аммония и перемешивают.
Эфир этиловый (медицинский) или эфир изопропиловый по ТУ
6-09-3704.
Азот газообразный по ГОСТ 9293. Азот
очищают от кислорода следующим образом: струю азота пропускают через три
склянки, содержащие на дне амальгаму цинка и наполненные насыщенным раствором
ванадиевокислого аммония в растворе серной кислоты, разбавленной 1:9, и
предварительно восстановленного амальгамой цинка (фиолетовая окраска).
Цинка амальгама: 200 г цинка обрабатывают в толстостенном
сосуде в смеси, содержащей 10 см3 ртути и 50 см3 серной
кислоты, разбавленной 1:9.
Цинк по ГОСТ 3640.
Ртуть по ГОСТ 4658.
Стандартные растворы цинка.
Раствор А: навеску цинка массой 0,250 г растворяют в мерной
колбе вместимостью 500 см3 в 50 см3 соляной кислоты,
разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,5 мг цинка.
Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 500 см3
отмеривают пипеткой 20 см3 раствора А, приливают 50 см3
соляной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,02 мг цинка.
Градуировочные растворы цинка (способ добавки стандартного
раствора): к двум навескам кадмия отмеривают микропипеткой стандартный раствор
цинка Б согласно табл. 1, приливают по 10 см3 азотной кислоты,
разбавленной 1:1, нагревают до растворения анализируемой пробы и выпаривают
досуха. Далее поступают, как указано в п. 2.3.
Таблица 1
Марка кадмия
|
Масса навески, г
|
Стандартный раствор
|
Количество добавленного
стандартного раствора
|
Объем мерной колбы, см3
|
Массовая концентрация
цинка, мг/дм3
|
см3
|
мг
|
Кд0А
|
1,000
|
Б
|
0,25
|
0,005
|
25
|
0,2
|
Кд0А
|
1,000
|
Б
|
0,5
|
0,01
|
25
|
0,4
|
Кд0
|
1,000
|
Б
|
1,0
|
0,02
|
25
|
0,8
|
Кд0
|
1,000
|
Б
|
2,0
|
0,04
|
25
|
1,6
|
Кд1
|
1,000
|
Б
|
2,5
|
0,05
|
25
|
2,0
|
Кд1
|
1,000
|
Б
|
3,5
|
0,07
|
25
|
2,8
|
Кд0С
|
1,000
|
Б
|
4,0
|
0,08
|
25
|
3,2
|
Кд1С
|
1,000
|
Б
|
5,0
|
0,1
|
25
|
4,0
|
Кд2С
|
0,200
|
А
|
0,4
|
0,2
|
50
|
4,0
|
Кд2С
|
0,200
|
А
|
0,8
|
0,4
|
50
|
8,0
|
Кд2С
|
0,200
|
А
|
1,2
|
0,6
|
50
|
12,0
|
2.3. Проведение анализа
В коническую колбу вместимостью 250 см3 помещают
навеску кадмия массой 1,000 г, приливают 10 см3 азотной кислоты,
разбавленной 1:1, и нагревают досуха. Приливают 5 см3 соляной
кислоты и выпаривают досуха.
К остатку приливают 20 см3 раствора серной
кислоты 0,5 моль/дм3 раствор, нагревают до растворения солей,
охлаждают, переливают в делительную воронку вместимостью 150 см3, приливают
5 см3 раствора роданистого аммония, доливают до объема 50 см3
водой, предварительно ополоснув колбу, в которой находилась проба, добавляют 50
см3 изопропилового или этилового эфира и встряхивают в течение 2
мин. Нижнюю водную фазу отбрасывают, а эфирный экстракт промывают 25 см3
промывного раствора в течение 10 с. Промывание экстракта повторяют. Эфирный
экстракт переводят в коническую колбу вместимостью 100-250 см3 и
отгоняют эфир на водяной бане.
К остатку прибавляют 2 см3 серной кислоты,
разбавленной 1:1, добавляют 5-6 капель азотной кислоты и раствор выпаривают
досуха, периодически добавляя по 2 капли пероксида водорода.
При определении цинка на осциллографическом полярографе
остаток обрабатывают 2-3 каплями аммиака, приливают 10 см3 фонового электролита,
перемешивают и согласно табл. 1 количественно переводят в соответствующую мерную
колбу, доливают до метки фоновым электролитом и перемешивают. Часть раствора
заливают в полярографическую ячейку и проводят поляро-графирование цинка при
оптимальном диапазоне тока и потенциале полуволны минус 1,45 В по отношению к
насыщенному каломельному электроду. В аналогичных условиях проводят
полярографирование градуировочных растворов цинка и растворов контрольных
опытов.
При определении цинка переменнотоковым полярографическим
методом к охлажденному остатку приливают 10 см3 раствора фосфорной
кислоты, нагревают раствор до растворения солей, охлаждают, переводят в мерную
колбу вместимостью 25 или 50 см3, доливают раствором фосфорной
кислоты до метки и перемешивают. Часть раствора заливают в полярографическую
ячейку, продувают в течение 5 мин азотом (азот предварительно пропускают через
склянки с ванадатом аммония) и проводят полярографирование при соответствующем диапазоне
тока и потенциале пика минус 1,25-1,30 В по отношению к насыщенному
каломельному электроду. В аналогичных условиях проводят полярографирование
градуировочных растворов цинка и растворов контрольных опытов.
При расчете содержания цинка из значения высоты волны
анализируемой пробы вычитают высоту волны контрольного опыта, а из значения
высоты волны анализируемой пробы с добавкой - высоту волны анализируемой пробы
и контрольного опыта.
2.1 - 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 3).
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
3.1. Сущность метода
Метод основан на измерении поглощения аналитической линии
цинка при длине волны 213,8 нм с введением растворов анализируемых проб и
градуировочных растворов в воздушно-ацетиленовое пламя. Навеску кадмия
предварительно переводят в раствор кислотным разложением.
3.2. Аппаратура,
материалы и реактивы
Атомно-абсорбционный спектрофотометр любой марки с
источником излучения для цинка.
Воздух, сжатый под давлением 2·105-6·105
Па (2-6 атм).
Ацетилен в баллоне.
Кислота азотная по ГОСТ 11125,
разбавленная 1:1 и раствор 2 моль/дм3.
Стандартные растворы цинка.
Цинк по ГОСТ 3640 не ниже марки Ц2.
Раствор А: навеску цинка массой 0,100 г помещают в стакан
вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 раствора азотной
кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до удаления оксидов азота, охлаждают,
количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают
до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,1 мг цинка.
Раствор Б: 25 см3 раствора А переносят в мерную
колбу вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,01 мг цинка.
Кадмий по ГОСТ 1467 или ГОСТ 22860, содержащий
цинка не более 1·10-4 %, раствор 100 мг/дм3; 100 г кадмия
в виде кусочков или стружки растворяют в 200-250 см3 азотной
кислоты. Кислоту приливают медленно небольшими порциями (примерно по 10 см3).
Если при добавлении очередной порции кислоты реакция идет замедленно, сливают
образовавшийся раствор азотнокислого кадмия в другую колбу и продолжают
разложение. Затем объединяют весь раствор, кипятят до удаления оксидов азота,
разбавляют водой, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и
перемешивают.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3).
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску кадмия массой 1,000-5,000 г
помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 15-25 см3
азотной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до полного растворения металла и
удаления оксидов азота. Приливают 25 см3 воды, перемешивают,
охлаждают, раствор количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3
и перемешивают. Раствор анализируемой пробы и градуировочные растворы вводят в
воздушно-ацетиленовое пламя и измеряют поглощение аналитической линии цинка
213,8 нм по ГОСТ 12072.0.
При необходимости в растворе анализируемой пробы могут быть
определены также содержания таллия, свинца, железа, меди и никеля.
3.3.2. Для построения градуировочного графика готовят две
серии градуировочных растворов.
I серия: в двенадцать из тринадцати
мерных колб вместимостью 100 см3 отмеривают 2,0; 5,0; 10,0 и 20,0 см3
раствора Б и 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 и 30,0 см3
раствора А (что соответствует 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0;
20,0; 25,0; 30,0 мг/дм3 цинка), в каждую из колб приливают 10 см3
раствора азотной кислоты 2 моль/дм3, доливают до метки водой и
перемешивают. Основой этих градуировочных растворов служит вода.
II серия: в четыре из пяти мерных
колб вместимостью 100 см3 отмеривают 2,0; 5,0; 10,0 и 20,0 см3
раствора Б (что соответствует 0,2; 0,5; 1,0 и 2,0 мг/дм3 цинка); в
каждую из колб приливают 10 см3 раствора азотной кислоты 2 моль/дм3,
50 см3 раствора кадмия 100 г/дм3, доливают до метки водой
и перемешивают. Основой этих градуировочных растворов служит раствор кадмия. По
градуировочным растворам I серии измеряют растворы проб
из навески массой 1,0-2,5 г, II серия градуировочных
растворов служит для анализа растворов проб из навески массой 5 г.
При определении из одного раствора железа, свинца, таллия,
меди и никеля в каждую из указанных выше колб одной из серий градуировочных
растворов добавляют такие количества стандартных растворов элементов, которые
бы соответствовали концентрациям их в градуировочных растворах.
3.3.1, 3.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую долю цинка (X), %, при полярографическом определении вычисляют по
формуле
где Н - высота
волны цинка анализируемого раствора пробы, мм;
V -
объем мерной колбы, см3;
h -
высота волны цинка градуировочного раствора, мм;
С - массовая концентрация цинка в
градуировочном растворе, мг/дм3;
т - масса навески, г.
(Измененная редакция, Изм. № 3).
4.2. Массовую долю цинка (X), %, при атомно-абсорбционном определении вычисляют по
формуле
где С1
- массовая концентрация цинка в анализируемом растворе, мг/дм3;
С2 - массовая концентрация цинка в
растворе контрольного опыта, мг/дм3;
т - масса навески, г;
V -
объем мерной колбы, см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
4.3. Абсолютные допускаемые расхождения результатов
параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений,
приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля цинка, %
|
Допускаемое расхождение параллельных определений, %
|
Допускаемое расхождение результатов анализа, %
|
От 0,0005 до 0,0010 включ.
|
0,0003
|
0,0004
|
Св. 0,0010 » 0,0040 »
|
0,0005
|
0,0006
|
» 0,0040 » 0,0100
»
|
0,0015
|
0,0020
|
» 0,010 » 0,040
»
|
0,003
|
0,004
|
» 0,040 » 0,100
»
|
0,010
|
0,013
|
» 0,10 » 0,30 »
|
0,02
|
0,03
|
(Измененная редакция, Изм. № 3).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством
цветной металлургии СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.08.79 № 3230
3. Стандарт полностью соответствует
СТ СЭВ 915-78
4. ВЗАМЕН ГОСТ 12072.3-71
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение
срока действия снято по протоколу № 5-94 Межгосударственного Совета по
стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)
7. ИЗДАНИЕ с
Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в феврале 1981 г., августе 1984 г., июле
1990 г. (ИУС 5-81, 12-84, 11-90)