МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ ОКИСИ Методы определения натрия, калия и кальция

Rare-earth metals and their oxides. Methods of determination of sodium, potassium

and calcium

МКС 77.120.99 ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. № 3988 дата введения установлена

01.01.81

Ограничение срока действия снято по протоколу № 7—95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11—95)

Настоящий стандарт устанавливает эмиссионный и атомно-абсорбционный методы пламенной фотометрии определения натрия, калия и кальция (при массовой доле каждого от 5 • 10^-4 % до 5 • 10^-2 %) в редкоземельных металлах и их окисях (кроме церия и его двуокиси), а также кальция (от 5 • 10^-4 % до 1 • 10^-1 %) в лантане, празеодиме, неодиме, самарии, европии, гадолинии и их окисях.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 23862.0-79.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка для возбуждения и регистрации спектров излучения, включающая горелку-распылитель, обеспечивающую ламинарное пламя, монохроматор, предназначенный для получения монохроматического излучения в диапазоне длин волн от 400 до 800 нм. Фотоэлектронный умножитель (типа ФЭУ-100), фотоэлектронная приставка (типа ФЭП-4).

Спектрофотометр Перкин — Элмер 300 или СФПА-4А.

Лампа полого катода (ЛПК) на натрий или лампа высокочастотная типа ВСБ-2 на натрий.

Лампа полого катода (ЛПК) на калий или лампа высокочастотная типа ВСБ-2 на калий.

Лампа полого катода (ЛПК) на кальций.

Манометры по ГОСТ 2405-88.

Ротаметр типа PC-ЗА.

Высоковольтный стабилизатор ВС-22 (В5-2П).

Потенциометр высокоомный ЭПП-60МЗ.

Кислород в баллонах с редуктором по ГОСТ 13861-89.

Водород в баллонах с редуктором по ГОСТ 13861-89.

Спирт этиловый по ГОСТ 17299-78.

Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556-81.

Колбы мерные вместимостью 50 и 1000 см³.

Стаканы стеклянные химические вместимостью 50, 100 см³.

Перепечатка воспрещена

Издание с Изменениями № 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г., мае 1990 г. (ИУС 7—85, 8—90).

ГОСТ 23862.6-79 С. 2

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.

Вода деионизованная.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, х. ч.

Калий хлористый по ГОСТ 4234-77, х. ч.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530-76, х.ч.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, х.ч., разбавленная 1:1.

Стандартный раствор натрия, содержащий 1 мг/см³ натрия: 2,542 г хлористого натрия, предварительно высушенного до постоянной массы при 100—110 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см³, растворяют в 10 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят водой до метки и перемешивают.

Растворы натрия (рабочие), содержащие 5 • 10^-4, 1 • 10^-3, 2 * 10^—3, 6 * 10^—3 и 1 * 10^—2 мг/см³ натрия, готовят последовательным разбавлением стандартного раствора натрия водой.

Стандартный раствор калия, содержащий 1 мг/см³ калия: 1,91 г хлористого калия, предварительно высушенного до постоянной массы при 100—110 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см³, растворяют в 10 см³ соляной кислоты (1 : 1), переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят водой до метки и перемешивают.

Растворы калия (рабочие), содержащие по 5 • 10^-4, 1 • 10^-3, 2 • 10^-3, 6 • 10^-3 и 1 • 10^-2 мг/см³ калия и натрия, готовят последовательным разбавлением стандартного раствора калия водой с добавлением в каждый рабочий раствор калия соответствующего количества растворов натрия.

Буферный раствор, содержащий 0,05 мг/см³ калия: 95,5 мг хлористого калия, предварительно высушенного до постоянной массы при температуре 100—120 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см³, смачивают водой, растворяют в минимальном количестве воды, переносят в колбу вместимостью 1000 см³, доводят водой до метки и перемешивают.

Стандартный раствор кальция, содержащий 1 мг/см³ кальция: 2,497 г углекислого кальция, предварительно высушенного до постоянной массы при 100—110 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см³, смачивают водой, приливают 10 см³ соляной кислоты (1 : 1), растворяют. Раствор из стакана переносят в мерную колбу на 1000 см³, доводят водой до метки, перемешивают.

Растворы кальция (рабочие), содержащие 5 • 10^-4, 1 • 10^-3, 2 * 10^—3, 5 -10^—3, 1 * 10^—2 мг/см³ кальция, готовят последовательным разбавлением стандартного раствора кальция водой.

Растворы II кальция (водные), содержащие 2 • 10^-4, 5 • 10^-4, 1 • 10^-3, 2 • 10^-3, 5 • 10^-3, 1 • 10^-2, 2 • 10^-2, 1 • 10^-1 мг/см³ кальция, готовят разбавлением стандартного раствора кальция водой.

Растворы III кальция (рабочие), содержащие 1 • 10^-4, 2,5 • 10^-4, 5 • 10^-4, 1 • 10^-3, 2,5 • 10^-3, 5 • 10^-3, 1 • 10-² мг/см³ кальция, готовят разбавлением соответствующих водных растворов II кальция буферным раствором в соотношении 1:1.

Все исходные растворы, а также воду, применяемую для их приготовления, хранят в полиэтиленовой или кварцевой посуде.

Разд. 2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1.    Метод пламенной фотометрии

Метод эмиссионной пламенной фотометрии основан на возбуждении эмиссионного спектра проб в воздушно-ацетиленовом пламени и фотоэлектрической регистрации резонансных линий натрия, калия и кальция.

Содержание натрия, калия и кальция находят методом добавок.

Допускается использование воздушно-водородного пламени для определения натрия и калия и кислородно-водородного пламени для определения кальция в лантане, празеодиме, неодиме, самарии, европии, гадолинии и их окисях. Содержание кальция находят методом ограничивающих растворов.

3.1.1.    Навеску анализируемой пробы массой 1 г (при массовой доле натрия, калия, кальция от 5 • 10-³ % до 5 • 10-² %) помещают в стакан вместимостью 50 см³, смачивают водой, перемешивают, приливают 10 см³ соляной кислоты, нагревают при 60—70 °С до полного растворения, упаривают до объема 3—4 см³, охлаждают. Раствор из стакана переносят в мерную колбу на 50 см³, доводят водой до метки, перемешивают. Одновременно готовят раствор контрольного опыта, проводя его через все стадии анализа.

99

С. 3 ГОСТ 23862.6-79

Для определения кальция в кислородно-водородном пламени (при массовой доле кальция от 1 • 10^-2 % до 1 • 10^-1 %) навеску анализируемой пробы массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 50 см³, смачивают водой, приливают 2 см³ соляной кислоты, нагревают при 60—70 °С до полного растворения, упаривают до объема 1—2 см³, охлаждают, добавляют 5—10 см³ воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доводят водой до метки. Одновременно готовят раствор контрольного опыта, проводя его через все стадии анализа.

3.1.2.    Три навески анализируемой пробы массой по 2 г (при массовой доле натрия, калия, кальция от 5 • 10^-4 % до 5 • 10^-3 %) помещают в стаканы вместимостью 50 см, смачивают водой, перемешивают. В два стакана вводят добавки рабочих растворов натрия, калия, кальция: в первый — примерно равную предполагаемому содержанию определяемых элементов в пробе, во второй стакан — в два раза больше. К содержимому стаканов приливают по 10 см³ соляной кислоты, нагревают при 60—70 °С до полного растворения, упаривают до объема 3—4 см³, охлаждают. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят водой до метки. Одновременно готовят раствор контрольного опыта, проводя его через все стадии анализа.

Для определения кальция в кислородно-водородном пламени (при массовой доле от 5 • 10^-4 % до 1 • 10^-2 %) навеску анализируемой пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 50 см³, смачивают водой, приливают 5 см³ соляной кислоты, нагревают при 60—70 °С до полного растворения, упаривают до объема 1—2 см³, охлаждают, добавляют 5—10 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³ и доводят водой до метки. Одновременно готовят раствор контрольного опыта, проводя его через все стадии анализа.

3.1.3.    Возбуждение спектров

Раствор пробы, контрольного опыта и рабочие растворы последовательно (в порядке возрастания содержания определяемого элемента) вводят в пламя горелки (при определении кальция в кислородно-водородном пламени используют рабочие растворы III). Процедуру повторяют дважды.

3.1.1—3.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1.4.    Давление воздуха 1,7 • 10⁵ Па, расход ацетилена 40—50 дм³/ч (фиксируется по шкале ротаметра PC — ЗА). Натрий определяют при длине волны аналитической линии X = 589,0—589,6 нм, кальций при X = 422,6 нм. Ширина входной и выходной щелей прибора при определении натрия, калия и кальция 0,03—0,04 мм.

При определении определяемого элемента в кислородно-водородном пламени устанавливают давление водорода 2 • 10⁵ Па, затем — кислорода 2 • 10⁵ Па, с помощью ротаметра постепенно подают в горелку водород (расход ~ 0,003 м³/ч), на выходе из горелки зажигают пламя. Устанавливают расход водорода и кислорода по 0,05—0,06 м³/ч. Ширина входной и выходной щелей 0,03—0,04 мм. Напряжение на фотоумножителе 500—1000 В. На регистрограмме измеряют высоту пика аналитической линии определяемого элемента.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.2. Метод атомной абсорбции

Метод атомной абсорбции основан на атомизации пробы в воздушно-ацетиленовом пламени и фотоэлектрической регистрации поглощения резонансных линий натрия, калия и кальция.

Содержание натрия, калия и кальция находят методом добавок.

3.2.1.    Разложение пробы и возбуждение спектра проводят как указано в пп. 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3.

3.2.2.    Анализ проводят на спектрофотометре Перкин — Элмер 300 или спектрофотометре СФПА-4А с однощелевой насадкой 10 см.

Ширина щели прибора Перкин — Элмер для натрия и калия 0,3 мм, для кальция 1 мм.

Ширина щели прибора СФПА-4А для натрия и калия 0,040 мм, для кальция 0,080 мм.

Расход воздуха 16 дм³/мин, расход ацетилена 3,3 дм³/мин.

Снимают показания цифрового вольтметра или миллиамперметра (значения оптических плотностей) на длине волны аналитической линии определяемого элемента (см. п. 3.1.3).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю определяемой примеси в пробе в диапазоне 5 • 10^-3—5 • 10^-2 %, а также массовую долю кальция при определении его с использованием кислородно-водородного пламени находят по методу ограничивающих растворов. Концентрация определяемого элемента в одном из рабочих растворов должна быть меньше, а в другом больше чем в пробе.

100