УДК 669.884.001.4:006.354 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНД APT СОЮЗА ССР
ЛИТИЙ
Метод определения магния, марганца, железа1 алюминия, кремния, бария
Lithium
Method ior determmahon of magnesuim, manganese’ iron, aluminium, silicon, barium
ОКСТУ 1709
Срок действия с 01 07 88 до 01.07.93
Несоблюдение стандарта преследуеГСЯ по закону
Настоящий стандарт устанавливает спектРальный метод опре-
а.ШМЖВД., КПРЗШЖ-,
бария при массовой доле магния от 0,002 Д° 0,05 %, марганца от 0,0003 до 0,01%, железа от 0,00 до 0,04%, алюминия о г 0,001 до 0,04 %, кремния от 0,003 до 0,04 %, бария от 0,003 до 0,04 % в литии.
Метод основан на возбуждении эмиссионных спектров магния, марганца, железа, алюминия, кремния, баРия и регистрации их фотографическим или фотоэлектрическим способами.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 8775.0—
87.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Спектрограф типа ДФС-8, ДФС-13, ИСП-28, ИСП-30 или
квантометр типа ДФС-36.
Генератор дуговой типа УГЭ-4 или другой источник возбуждения с такими же или лучшими метрологическими характеристиками.
Микрофотометр типа МФ-2 или ^икроденситометр типа МД-100.
Весы лабораторные по ГОСТ 24104-30 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г*
Перепечатка воспрещена
17
С 2 ГОСТ 8775.3-87
Мерник любой конструкции из нержавеющей стали по ГОСТ 5632-72 или органического стекла по ГОСТ 17622-72, вмещающий навеску массой (10±2) мг.
Чашки из циркония или органического стекла.
Пестик из органического стекла.
Чашки платиновые по ГОСТ 6563-75, вместимостью 100 см3.
Допускается использовать стеклоуглеродную посуду.
Вибромашина для растирания проб и градуировочных образцов любой конструкции на базе вибратора ИВ-104, обеспечивающая скорость вращения не ниже 1400 мин-1.
Бокс защитный из органического стекла по ГОСТ 17622-72.
Нож из нержавеющей стали по ГОСТ 5632-72.
Электроплитка по ГОСТ 14919-83.
Фотографическая регистрация спектра |
|
(£7 0 |
Электроды фасонные типа I и IV марки ОСЧ-7—4.
Допускается применять электроды (черт. 1, 2), изготовленные из углей марки ОСЧ-7—3 и других марок, обеспечивающих требуемую чистоту по определяемым элементам.
Инструменты для уплотнения пробы в кратер нижнего электрода (см. черт. 1, 2).
Пластинки фотографические типа I, диапозитивные или другие, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий.
Лампа типа СВД 500
ГОСТ 8775.3-87 С. 3
Фотоэлектрическая регистрация спектра |
|
Нижний электрод Верхний Инструмент
электрод для уплотне
ния пробы |
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Аммоний углекислый по ГОСТ 3770-75, насыщенный раствор или раствор углекислого аммония, приготовленный насыщением 25%~ного водного раствора аммиака углекислым газом в полиэтиленовой посуде.
Литий углекислый, ос. ч. или приготовленный по приложению. Магния окись по ГОСТ 4526-75.
Марганца окись по ГОСТ 4470-79.
Железа окись.
Алюминия окись, х. ч.
Кремния двуокись по ГОСТ 9428-73.
Барий углекислый по ГОСТ 4158-80.
Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74.
Проявитель метолгидрохиноновый следующего состава: метол по ГОСТ 25664-83 — 2,2 г
гидрохинон по ГОСТ 19627-74 —8,8 г
5,0 г
— 48,0 г
— до 1 дм3
натрия сульфит, безводный по ГОСТ 5644--75 —96,0 г
калий бромистый по ГОСТ 4160-74 натрий углекислый, безводный по ГОСТ 83-79 вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72
19
фиксаж следующего состава:
натрий серноватистокислый по ГОСТ 27068-86 —250,0 г аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72 —40,0 г
вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72 —до 1 дм3.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, дважды перегнанная в кварцевом аппарате.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87 или ГОСТ 5962-67.
3. ПОДГОТОВКА к АНАЛИЗУ
3.1. Приготовление образцов для градуиров-
к и
Исходную смесь для приготовления образцов для градуировки, содержащую по 1 % магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария от суммы массовых долей лития и определяемых элементов, готовят следующим образом: в платиновую чашку помещают 9,9371 г углекислого лития (основы), 0,0331 г окиси магния, 0,0316 г окиси марганца, 0,0286 г окиси железа, 0,0378 г окиси алюминия, 0,0428 г двуокиси кремния и 0,0287 г углекислого бария, взвешенные с погрешностью не более 0,0005 г, и растирают вручную пестиком не менее 3 ч.
Допускается вводить в состав исходной смеси другие элементы (не более 1% каждого) без изменения массовых долей магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария.
Приготовленную исходную смесь хранят в плотно закрывающейся полиэтиленовой банке.
Образцы для градуировки (ГО), с массовой долей определяемых элементов от 0,0003 до 0,3 % от суммы лития и примесей, готовят последовательным разбавлением исходной смеси или соответствующего образца для градуировки углекислым литием (основой) в соответствии с табл. 1.
Таблица 1 |
Номер
го |
Массовая доля определяемого элемента в процентах от суммы лития и примесей, % |
Соотношение |
смешив |
лемых компонентов, г |
|
Литий углекислый (основа) |
Исходная
смесь |
ГО 7 |
ГО б |
ГО 5 |
ГО 4 |
ГО 3 |
1 |
0,0003 |
9 |
_ |
|
— |
— . |
_. |
1 |
2 |
0,0010 |
9 |
—• |
— |
— |
— |
1 |
— |
3 |
0,0030 |
9 |
— |
— |
— |
1 |
— |
— |
4 |
0,0100 |
9 |
— |
— |
1 |
— |
— |
— |
5 |
0,0300 |
9 |
— |
1 |
— |
— |
— |
— |
6 |
0,1000 |
9 |
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
7 |
0,3000 |
7 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
ГОСТ 8775.3-87 С, 5
Массовые доли магния, марганца, железа, алюминия, кремния и бария в образцах для градуировки корректируют, суммируя массовые доли определяемого элемента, введенные в образец и содержащиеся в основе. Приготовление основы и определение примесей в основе приведено в приложении.
Растирают образцы для градуировки не менее 3 ч вручную или на вибромашине в течение 60 мин в чашках из циркония или органического стекла, при растирании приливают около 5 см3 этилового спирта.
Приготовленные образцы для градуировки хранят в плотно закрывающихся полиэтиленовых банках.
3.2. Подготовка пробы к анализу
Кусочки металлического лития, хранящегося в соответствии с ГОСТ 8774-75, извлекают из банки пинцетом, обезжиривают четыреххлористым углеродом, очищают ножом от окиси и на пластинке из органического стекла отрезают от каждого кусочка необходимое количество металла, чтобы общая масса его составила примерно 1 г.
Пробу лития массой 1,0 г растворяют в 30—40 см3 воды, налитой в платиновую чашку, при этом каждый кусочек лития вносят в чашку после растворения предыдущего. Приливают 30—40 см3 насыщенного раствора углекислого аммония. Раствор упаривают досуха на электроплитке или под лампой СВД-500. Полученный углекислый литий растирают пестиком в той же чашке 5—10 мин и ссыпают в кварцевую пробирку с пробкой или пакет из кальки.
При массовой доле определяемых элементов более 0,3 % пробы перед анализом разбавляют в десять раз: в платиновую или стеклоуглеродную чашку помещают 0,100 г пробы в виде углекислого лития и 0,900 г основы и растирают пестиком в течение 20 мин или 10 мин на вибромашине.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Анализируемую пробу, подготовленную по п. 4.2, и каждый образец для градуировки, приготовленный по п. 4.1, массой примерно 10 мг, насыпают мерником в кратер нижнего электрода и уплотняют.
Верхним электродом служит графитовый электрод, заточенный на конус.
Готовят три электрода с пробой и по три электрода каждого градуировочного образца (ГО).
При необходимости электроды перед анализом обжигают в луге постоянного тока при силе тока 12 А в течение 15 с.
4.2. Проведение анализа при фотографической регистрации спектров
4.2.1. Спектры проб и ГО возбуждают в дуге постоянного тока при следующих параметрах: сила тока 12 А, время экспозиции
21
С. 6 ГОСТ 8775.3-87
90 с, межэлектродный промежуток 2 мм, длины волн аналитических линий указаны в табл. 2.
Таблица 2 |
Определяемый &лемент |
Длина волны аналитической линии, нм |
Магний |
279,55 |
Марганец |
279,48 |
Железо |
302,06 |
Алюминий |
308,20 |
Кремний |
288,20 |
Барий |
493,41 |
|
Примечание. Допускается использовать другие аналитические линии и фон, обеспечивающие указанную воспроизводимость анализа. |
4.2.2. Фотопластинки проявляют, фиксируют, промывают, сушат.
На каждой спектрограмме фотометрируют почернение аналитических линий и фона в коротковолновую сторону от линии, замеряют разность почернений аналитических линий и фона (AS). По трем значениям ASi, Д5г, AS3, полученным по трем спектрограммам для пробы и каждого ГО, вычисляют среднее арифметическое
значение ДS.
По результатам фотометрирования ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс логарифм значения массовой доли определяемого элемента в градуировочном образце в процентах (табл. 1), а по оси ординат — среднее арифметическое AS градуировочного образца.
4.2.3. Результат определения (массовую долю определяемого элемента в процентах) находят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение AS пробы.
4.3. Проведение анализа при фотоэлектрической регистрации спектров
4.3.1. Испарение проб и возбуждение спектра проводят в дуге постоянного тока, время экспозиции 60 с, сила тока 16 А, межэлектродный промежуток 3 мм, ширина входной щели 15—25 мкм, ширина выходной щели и длины волн аналитических линий указаны в табл. 3.
4.3.2. С цифрового вольтметра квантометра снимают для пробы и каждого ГО показания, пропорциональные логарифмам отношений интенсивностей аналитических линий и фона (Ап). По трем
значениям Ап\, Ап%, Д/г3 вычисляют среднее арифметическое (Ап) для пробы и каждого ГО.
По показаниям цифрового вольтметра квантометра для ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс лога-
22
ГОСТ 8775.3-87 С. 7
Таблица 3 |
Определяемый элемент |
Дтина волны анатитической линии, нм |
Ширина выходных щелей квантометра, мкм |
Магний |
279,55 |
150 |
Марганец |
257,61 |
150 |
Железо |
302,06 |
100 |
Алюминий |
396,10 |
150 |
Кремний |
288,20 |
150 |
Барий |
493,41 |
150 |
Фон |
333,40 |
150 |
|
рифм значения массовой доли определяемого элемента в градуи-ровочном образце в процентах (табл. 1), а по оси ординат —
среднее арифметическое трех замеров Дп градуировочного образца.
4.3.3. Массовую долю определяемого элемента в процентах на» ходят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение Ап пробы.
5. обработка результатов
5.1. За результат определения принимают массовую долю эле-мента, полученную по п. 4.2.3 при фотографической регистрации и по п. 4.3.3 при фотоэлектрической регистрации спектра.
5.2. За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений (единичных определений) при выполнении условий пп. 2.5, 2.6 и 2.10 ГОСТ 8775.0-87.
5.3. Показатели точности
5.3.1. Относительное среднее квадратическое отклонение сходимости результатов параллельных определений (5£х) — не более
0,20.
5.3.2. Относительное среднее квадратическое отклонение воспроизводимости результатов определений (5ГВ) не более 0,20.
5-3.3. Неисключенная систематическая погрешность (0) незначима по сравнению со случайной погрешностью (е).
5.3.4. Значение погрешности результатов анализа (Д) определяют по ГОСТ 8775.0-87.
5.4. Массовую долю кремния в пересчете на окись кремния вычисляют умножением найденной массовой доли кремния на 2,14.
5.5. Контроль точности анализа
Контроль точности анализа проводят по методу добавок в соответствии с ГОСТ 8775.0-87, используя в качестве добавок ГО определяемых элементов или навески этих элементов в виде окислов. Добавку определяемого элемента добавляют к навеске пробы до ее растворения.
23
С 8 ГОСТ 8775.3-87
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-ЧИСТОГО углекислого лития
1. Аппаратура, реактивы и растворы
Воронка Бюхнера по ГОСТ 9147-80
Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76.
Фильтры бумажные, синяя лента
Электроплитка по ГОСТ 14919--83
Шкаф сушильный
Вода бидистиллированная
Лития гидроокись
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79
Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78, насыщенный раствор Аммоний углекислый по ГОСТ 3770-75, насьш*енный раствор Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, перегнанная или по ГОСТ 14261 77.
Соль диаммонийная зтилендиамин — N, N, N1, N1 — тетрауксусной кислоты,
1-водная, раствор концентрации 500 г/дм3 или п{?иготовленная следующим об-разом 250 г динатриевой соли этилендиамин — N\ N1 — тетрауксусной
кислоты (трилон Б) по ТОСТ 1D652—73 растворяют в ЪУЬ см* горячей воды и фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр К фильтрату при помешивании приливают соляную кислоту до тех й°Р> пока не прекратится выделение осадка Раствор с осадком этилендиамин — N, N, N1, N1 — тетрауксусной кислоты охлаждают и фильтруют на воровке Бюхнера через бумажный фильтр
Осадок растворяют в горячей воде и повторйют операцию осаждения кислоты и фильтрования Отфильтрованную этилендНамин — N, N, N1, N1 — тет-рауксусную кислоту переносят в стакан, куда добавляют раствор аммиака до появления запаха Полученный раствор фильтрую^ через стеклянный фильтр и доводят объем фильтрата водой до 500 см3
Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, 0,1 °/^"ны^ раствор Ацетон по ГОСТ 2603-79
Спирт этиловый ректификованный технический п0 ГОСТ 18300-72, высший
■сорт
Водорода перекись по ГОСТ 10929-76
2. Получение очищенного углекислого лития й3 гидроокиси лития
Навеску гидроокиси лития массой 0,1—1 кг помец*ают в стакан, смачивают водой, приливают 5 см3 перекиси водорода и соЯянУЮ кислоту до слабокислой реакции Горячий раствор нейтрализуют раствора аммиака, приливают б 10 см3 насыщенного раствора углекислого аммонйя» перемешивают и оставляют на сутки После отстаивания раствор фильтруют через воронку Бюхнера Фильтрат нагревают до кипения, добавляют 40—50 Ы* раствора щавелевокислого аммония, перемешивают и оставляют на сутки раствор фильтруют через ^ воронку Бюхнера К фильтрату прибавляют 80—100vcm3 раствора диаммонийной соли этилендиамин — N, N, N1, N1 — тетрауксусй°п кислоты, нагревают до кипения, добавляют насыщенный раствор углекислого аммония до прекращения выпадения осадка углекислого лития, перемешив^ют и дают отстояться После отстаивания раствор сливают, а к осадку углекйслого лития приливают кипящую воду, перемешивают, отстаивают 15—20 ми^ и В°ДУ сливают Осадок промывают водой не менее трех раз, после чего к осадку приливают этиловый спирт (на один объем осадка необходимо два о^ъема спирта), перемешивают, отстаивают 30—40 мин и спирт сливают, к осад^У приливают ацетон (на один
24
ГОСТ 8775.3-87 С 9
объем осадка необходим один объем ацетона), перемешивают и оставляют на сутки После отстаивания осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают ацетоном до отсутствия ионов хлора в промывной жидкости (проба с раствором азотнокислого серебра) После чего осадок высыпают на лист кальки, сушат в вытяжном шкафу примерно в течение суток при комнатной температуре, а злел в сушильном шкафу при температуре 100—110 °С до постоянной массы Сухой углекислый литий помещают в полиэтиленовую банку и плотно закрывают крышкой
3. Проверка качества углекислого лития (основы)
Качество полученного углекислого лития проверяют спектральным методом Для этою готовят комплект смесей в соответствии с п 4 1 настоящего стандарта
Приготовленные смеси и основу анализируют по разд 5 Пользуясь приготовленными смесями как образцами для градуировки, строят градуировочные графики
Массовую долю определяемого элемента в основе определяют методом линейной экстраполяции или методом последовательных приближений Основа считается годной, если массовая доля марганца не превышает 3,0-10“4%, магния, железа, алюминия, кремния, бария — не более 1,0 10“3 % каждого
С. 10 ГОСТ 8775.3-87
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.09.87 № 3764
2. Срок первой проверки 1991 г.
Периодичность проверки 5 лет
Разд. 2
Приложение
Приложение
Приложение
Разд. 2, Приложение
Разд. 2, Приложение
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
Разд. 2
3.2
1.1, 5.2
Приложение
Разд. 2, Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Разд. 2, Приложение
Разд. 2
Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2, Приложение Разд. 2 Разд. 2
26