ЦЕЛЛЮЛОЗА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ЦЕЛЛЮЛОЗЕ
ГОСТ 19877-82
Издание официальное
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва
УДК 661.728:543.42:006.354 Группа К59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЦЕЛЛЮЛОЗА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Спектральный метод определения элементов в целлюлозе
Dissolving pulp. Spectral method for determining elements in pulp
ОКСТУ 5409
Дата введения 01.01.83
Настоящий стандарт распространяется на целлюлозу для химической переработки и устанавливает эмиссионный спектральный метод определения массовой доли элементов в целлюлозе.
Сущность метода заключается в сжигании золы целлюлозы в дуге переменного тока, фотографировании спектра излучения на фотопластинку и количественном определении элементов в золе по интенсивности линий спектра на фотопластинке.
Методом предусмотрено применение стандартных образцов (СО) и никеля в качестве элемента сравнения.
Метод обеспечивает определение элементов в золе целлюлозы при массовой доле, %:
марганца ..... |
.....от 0,032 |
ДО |
1 0,82 |
магния ..... |
.....от 0,90 |
до |
15,08 |
кремния ..... |
.....от 0,94 |
до |
15,42 |
железа ..... |
.....от 0,35 |
до |
2,80 |
алюминия..... |
.....от 0,53 |
до |
10,00 |
кальция ..... |
.....от 2,00 |
до |
25,00 |
меди........ |
.....от 0,04 |
до |
0,64 |
Издание официальное Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1982 ©ИПК Издательство стандартов, 1997 Переиздание с изменениями
С. 2 ГОСТ 19877-82
Для проведения испытания используют золу, полученную при определении зольности целлюлозы в соответствии с ГОСТ 18461.
1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ
Для проведения испытания применяют следующие аппаратуру, материалы, реактивы:
спектрограф кварцевый с трехлинзовой системой освещения типа ИСП-28 или ИСП-30;
генератор ИВС-28 со штативом, генератор дуговой ДГ-2 со штативом типа ШТ-9 или АС-1;
блок-реле времени БРВ-1 (к спектрографу типа ИСП-28); спектропроектор типов ПС-18, СПП-2, ДСП-1; механизм для перемешивания вибрационный с числом двойных ходов штока 600 в минуту, при длине хода штока не менее 30 мм;
микрофотометр типов ИФО-460, ИФО-451, МФ-2, МФ-4, микроденситометр типа МД-100;
реостат сопротивлением 25 Ом, при силе тока 15 А; секундомер типа СОПпр-2а—3-000 по ТУ 25—1894—003; шарики из стали марки ШХ диаметром 9,5 мм по ГОСТ 3722; ступки агатовые или халцедоновые внутренним диаметром 60—80 мм;
кюветы для фоторабот размером не менее 1 ЗОх 180 мм; фотофонарь ФЛФ-2 с красным светофильтром; весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г и погрешностью не более 0,0002 г и весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 500 г и погрешностью не более 0,02 г по ГОСТ 24104;
стандартные образцы № 461-90П — 464-90П по Государственному реестру мер и измерительных приборов;
угли фасонные для спектрального анализа марки ОСЧ 7—4, типа 1—4 по нормативно-технической документации;
угли графитовые марки ОСЧ 7—3 диаметром 6 мм, длиной 200 мм по нормативно-технической документации;
порошок графитовый марки ОСЧ 7—4 по нормативно-технической документации;
фотопластинки для промышленных и научных целей спектрографические типа I, размером 9х 12 см по нормативно-технической документации;
ГОСТ 19877-82 С. 3
стаканчики СВ или СН по ГОСТ 25336;
бумага масштабно-координатная по ГОСТ 334;
калька бумажная натуральная по ГОСТ 892;
окись никеля по ГОСТ 4331, ч.;
спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300;
метол (пара-метиламинофенолсульфат) по ГОСТ 25664;
гидрохинон по ГОСТ 19627;
натрий сернистокислый безводный по ГОСТ 195, ч. д. а.; натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, ч. д. а.; калий бромистый по ГОСТ 4160, ч. д. а.;
натрия тиосульфат кристаллический по ГОСТ 244, марки «фотографический»;
аммоний хлористый по ГОСТ 3773, ч. д. а.; вода дистиллированная по ГОСТ 6709; колбы мерные 2—1000—2 по ГОСТ 1770; цилиндры мерные 1—250 или 3—250 по ГОСТ 1770; бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026; эксикатор 2—190 и 2—250 по ГОСТ 25336; термометр ТЛ-5 2-А2, ТЛ-6 3-А2 по ГОСТ 28498.
(Измененная редакция, Изм. №1,2).
2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
2.1. Подготовка растворов
2.1.1а. Взвешивание всех реактивов проводят с погрешностью не более 0,1 г.
(Введен дополнительно, Изм. № 1).
2.1.1. Приготовление проявителя
Проявитель состоит из растворов 1 и II, приготовленных по следующим рецептам:
Раствор I
Метол, г ......... 2
Гидрохинон, г........ 10
Натрий сернистокислый безводный (сульфит), г 52
Вода дистиллированная, см! . . 1000.
2-189
Приблизительно третью часть навески сульфита растворяют в 500 см3 воды, затем добавляют в раствор навески метола и гидрохинона и после растворения добавляют оставшуюся часть навески сульфита, доводят объем раствора до 1000 см3 и перемешивают. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр.
Раствор II
Натрий углекислый безводный, г ... 16
Калий бромистый, г ........ 2
Вода дистиллированная, см3 .... 1000.
Навески растворяют в воде, доводят объем раствора водой до 1000 см3 и перемешивают. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр.
Раствор проявителя готовят, сливая равные объемы растворов I и II.
2.1.2. Приготовление фиксажа Фиксаж готовят по следующему рецепту:
Тиосульфат натрия, г ...... 250
Аммоний хлористый, г .......50
Вода дистиллированная, см3 .... 1000.
Навески растворяют в воде, доводят объем раствора водой до 1000 см3, перемешивают и, если раствор мутный, его фильтруют.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2. Подготовка золы
2.2.1. Для перетирания золы пользуются агатовой или халцедоновой ступкой с хорошо отполированными поверхностями.
Перед испытанием ступку и пестик моют с содой до полной очистки отполированных поверхностей (2—3 мин растирая пестиком соду, слегка смоченную водой), промывают водой до полного удаления соды и споласкивают дистиллированной водой. Ступку протирают фильтровальной бумагой и высушивают на воздухе.
2.2.2. Золу из чашек или тиглей, в которых проводилось определение зольности, переносят в агатовую или халцедоновую ступку и тщательно перетирают и перемешивают вручную в течение 5 мин.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
2.2.3. Золу разбавляют графитовым порошком и добавляют окись никеля в следующем соотношении: 1 массовая часть золы, 40 массо-
ГОСТ 19877-82 С. 5
вых частей графитового порошка и 1 массовая часть окиси никеля. Рекомендуется брать следующие навески: 10 мг золы, 400 мг графитового порошка и 10 мг окиси никеля.
Для взятия навесок пользуются пластмасссзвым шпателем или полоской кальки. Взвешивание проводят с погрешностью не более 0,0002 г.
Навески переносят в стакан вибромеханизма, закладывают один металлический шарик, встряхивают вручную и затем перемешивают в течение 15 мин на вибромеханизме.
Стаканы вибрационного механизма после использования тщательно очищают ватными тампонами, смоченными этиловым спиртом. На очистку каждого стакана расход спирта не менее 5 см1.
Металлические шарики очищают содой с дальнейшей промывкой водой.
2.2.4. Подготовленную по п. 2.2.3 золу хранят в стаканчиках для взвешивания с наружными притертыми крышками, помещенных в эксикатор над хлористым кальцием.
2.3. Подготовка стандартных образцов (СО)
2.3.1. Для проведения испытания используют четыре СО, массовая доля (С) элементов в которых соответствует значениям, указанным в табл. 1.
Таблица! |
Элемент |
1 CO |
2 CO |
3 CO |
4 CO |
c, % |
IgC |
C, % |
IgC |
C, % |
IgC |
C, % |
IgC |
Мп |
0,060 |
-1,22 |
0,10 |
-1,00 |
0,31 |
-0,51 |
0,81 |
-0,09 |
Mg |
0,87 |
-0,06 |
2,33 |
0,37 |
5,84 |
0,77 |
14,59 |
Мб |
Si |
0,92 |
-0,04 |
2,76 |
0,44 |
7,81 |
0,89 |
15,16 |
1,18 |
Fe |
2,79 |
0,44 |
1,39 |
0,14 |
0,69 |
-0,16 |
0,35 |
-0,46 |
A1 |
10,04 |
1,00 |
4,17 |
0,62 |
1,42 |
0,15 |
0,53 |
-0,28 |
Ca |
24,92 |
1,4 |
10,97 |
1,04 |
4,56 |
0,66 |
1,99 |
0,30 |
Cu |
0,043 |
-1,4 |
0,12 |
-0,92 |
0,28 |
-0,55 |
0,64 |
-0,19 |
|
(Измененная редакция, Изм. № 2).
2.3.2. Каждый СО разбавляют графитовым порошком и добавляют окись никеля в следующем соотношении: 1 массовая часть СО, 40 массовых частей графитового порошка и 1 массовая часть окиси нике-
2*
Если при приготовлении СО был введен элемент сравнения (никель), разбавление каждого СО проводится только графитовым порошком в следующем соотношении: 1 массовая часть смеси СО с окисью никеля и 20 массовых частей графитового порошка.
Например, 20 мг смеси и 400 мг графитового порошка.
2.3.3. Полученную смесь перемешивают в стакане вибрационного механизма, как указано в п. 2.2.3. Хранят СО в стаканчиках для взвешивания, помещенных в эксикатор над хлористым кальцием.
2.4. Подготовка аппаратуры
При подготовке аппаратуры необходимо соблюдать все правила работы с приборами.
2.4.1. Подготовка генератора
К клеммам генератора «реостат» подключают дополнительное сопротивление, рассчитанное на 25 Ом и силу тока 15 А. При работе с генератором ДГ-2 устанавливают величину разрядного промежутка вспомогательного разрядника 0,7 мм и ток трансформатора 0,1 А.
2.4.2. Подготовка спектрографа
Щель спектрографа устанавливают равной 0,018 мм. Перед щелью помещают трехступенчатый ослабитель (при съемке СО и золы) или диафрагму Гартмана (при съемке спектра железа). Диафрагму револьверного типа ставят в положение 3,2. Затем заряжают кассету. При этом фотопластинка должна располагаться так, чтобы поверхность, покрытая эмульсией, была обращена в сторону щели прибора. При работе с пластинками 9x12 см в кассету закладывают со стороны зажима прокладку шириной 5 см, а затем располагают пластинку.
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Электроды заполняют СО или пробой золы путем обмакивания. При этом достаточно 7—10-кратное обмакивание, чтобы углубление электрода было заполнено пробой. Испытания проводите использованием углей фасонных типов 1—4. Допускается изготовление электродов из графитовых стержней. Размеры и форма электродов с кратером должны соответствовать фасонным углям типа 2 (диаметр кратера электрода 4 мм, глубина 6 мм).
3.2. Электрод с пробой укрепляют в нижнем держателе штатива, а конусообразный электрод — в верхнем держателе так, чтобы между электродами было расстояние 3 мм и конус верхнего электрода располагался строго над углублением нижнего электрода.
ГОСТ 19877-82 С. 7
3.3. Открывают шторку кассеты. Включают дугу и одновременно открывают затвор щели спектрографа и реостатом устанавливают ток 15 А. Во время съемки поддерживают расстояние между электродами 3 мм.
Съемку проводят в течение 45 с, после чего затвор закрывают.
3.4. Передвигают фотопластинку на два или три деления барабана и проводят дальнейшие съемки, как описано выше. Съемку каждого из четырех СО проводят три, золы — два раза, в последовательности: СО, золы, СО, золы, СО. Затем фотографируют на фотопластинку шкалу.
3.5. Для определения положения на фотопластинке линий различных элементов по атласу спектральных линий для кварцевого спектрографа и шкале прибора проводят съемку спектра железа с помощью железных электродов. При съемке используют диафрагму Гартмана, чтобы спектр железа располагался сверху и снизу спектра исследуемой пробы.
Условия съемки: ток 4 А, экспозиция 10—20 с. При этом дополнительное сопротивление следует отключить.
3.6. Задвинув шторку кассеты, вынимают кассету. При красном свете фонаря проявляют фотопластинку, для чего открывают крышку кассеты и вынимают фотопластинку, держа ее за боковые грани. Затем помещают фотопластинку эмульсионным слоем вверх в кювету с проявителем при температуре (20,0±0,5) °С и слегка покачивают кювету для перемешивания проявителя. Время проявления указано на упаковке фотопластинок.
Сполоснув фотопластинку дистиллированной водой комнатной температуры, ее перекладывают в кювету с фиксажем. Время фиксирования 10 мин. Кювету слегка покачивают для перемешивания фиксажа.
Промывают фотопластинку в проточной воде в течение 15 мин. Фотопластинку ставят на ребро для просушки на воздухе при температуре не выше 35 °С. Допускается использование вентилятора.
3.7. По атласу с помощью спектропроектора и шкалы на фотопластинке находят и отмечают пары линий в соответствии с табл. 2.
3.8. Интенсивность спектральных линий измеряют по почернению (5) их изображений на фотопластинке. Предварительно выбирают ступень ослабления (верхнюю, среднюю или нижнюю часть линии) для каждой линии в табл. 2. Выбор проводят, руководствуясь тем, что отсчет по шкале микрофотометра должен лежать в интервале 30—180
делений логарифмической (средней) шкалы. При работе с микрофотометром ИФО-451 ступень ослабления должна быть такая, чтобы при фотометрировании спектра с максимальным почернением не происходило зашкаливания.
Высоту измерительной щели микрофотометра устанавливают в зависимости оттого, на сколько делений барабана передвигалась фотопластинка при съемке спектров (для двух делений — 3 мм, для трех делений — 5 мм, отсчитывая от нулевого положения).
Определяют почернение каждой аналитической пары линий в одном спектре. Допускается раздельное фотометрирование аналитических линий элемента и линий элемента сравнения по всем спектрам на пластинке.
Таблица2 |
Элемент |
Длина волны, нм |
Аналитическая линия элемента |
Линия элемента сравнения |
Мп |
257,61 |
243,79 |
Mg |
278,30 |
294,39 |
Si |
288,10 |
294,39 |
Fe |
297,32 |
294,39 |
A1 |
308,21 |
308,08 |
Ca |
315,89 |
319,56 |
Cu |
327,39 |
319,56 |
|
3.9. Для каждой пары линий (СО или золы) составляют таблицу со следующими графами:
— отсчет по шкале для линий определяемого элемента, деленный на 100;
А* = S~S„, lg С, где С
с,:
— отсчет по шкале для соответствующей линии никеля, деленный на 100;
— при этом указывают знак плюс или минус;
— массовая доля элемента в СО или золе, %;
— массовая доля элемента в целлюлозе, %.
ГОСТ 19877-82 С. 9
При работе с ИФО-451 значение S на 100 не делить.
Значения массовой доли элементов в СО (С) и значения логарифмов массовой доли (lg С) приведены в табл. 1.
3.8, 3.9. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Проводят оценку годности полученных значений AS для СО в соответствии с приложением 1.
4.2. Для каждого элемента по четырем точкам строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс логарифмы массовой доли элементов в СО (lg С), по оси ординат — средние арифметические значения разности почернений (Ai^), полученные по п. 4.1. Градуировочный трафик должен быть прямолинейным. Допускается определение массовой доли элементов по уравнению и построение градуировочных трафиков расчетным путем в соответствии с приложением 2.
Если содержание элементов выходит за пределы СО, разрешается экстраполяция градуировочных графиков. Каждому значению Д5для золы находят соответствующее значение lg С и записывают в таблицу. По таблицам логарифмов для каждого lg С определяют С. Массовую долю каждого элемента в целлюлозе (С J,) в процентах вычисляют по формуле
з С 100
где з — зольность целлюлозы, %.
За результат принимают среднее арифметическое двух определений.
Степень округления результатов и величину расхождения между определениями следует принимать в соответствии с требованиями табл. 3 (при разных значениях массовой доли элементов в целлюлозе).
Данные в табл. 3 приведены для доверительной вероятности Р, равной 0,95.