ТАЛЛИЙ
МЕТОД
СПЕКТРАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ,
ЖЕЛЕЗА, МЕДИ, НИКЕЛЯ, ОЛОВА, СЕРЕБРА И СВИНЦА
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ТАЛЛИЙ
Метод спектрального определения
алюминия, железа, меди,
никеля, олова, серебра и свинца
Thallium.
Method of spectral determination of aluminium, iron, copper, nickel, tin,
silver and lead
|
ГОСТ
20997.2-81*
Взамен
ГОСТ 20997.2-75
|
* Издание (январь 2001 г.) с
Изменениями № 1, 2, утвержденными в ноябре
1986 г., апреле 1992 г. (ИУС
2-87, 7-92)
Постановлением Государственного комитета
СССР по стандартам от 25 мая 1981 г. № 2589 срок введения установлен
с 01.07.82
Постановлением
Госстандарта от 22.04.92 № 430 снято ограничение срока действия
Настоящий стандарт
устанавливает метод спектрального определения железа, алюминия, меди, никеля,
олова, серебра и свинца в таллии при массовой доле их в процентах:
алюминия от 8 ∙ 10-5 до 1 ∙ 10-3
железа от 8 ∙ 10-5 до
2 ∙ 10-3
меди от 2 ∙ 10-4 до 5 ∙ 10-3
никеля от 2 ∙ 10-4 до 2 ∙ 10-3
олова от 8 ∙ 10-5
до 8 ∙ 10-4
серебра от 5 ∙ 10-5 до 5 ∙ 10-4
свинца от 2 ∙ 10-4 до 3 ∙ 10-2.
Определение массовой доли
алюминия, железа, меди, никеля, олова, серебра и свинца в таллии проводят по
методу «трех эталонов» с испарением пробы из кратера угольного электрода в дуге
постоянного тока. Перед анализом пробу переводят в соль растворением в азотной
кислоте и прокаливанием на электроплитке.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Общие требования к методу анализа
- по ГОСТ
20997.0-81.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И
МАТЕРИАЛЫ
Спектрограф дифракционный
типа ДФС-8 (первый порядок) с трехлинзовой системой освещения щели и трехступенчатым
ослабителем и решеткой 600 штр./мм.
Источник постоянного тока на
250 - 300 В и 30 - 50 А.
Генератор дуговой,
приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.
Микрофотометр любого типа,
позволяющий измерять плотность почернения аналитических линий.
Весы торсионные типа ВТ или
аналогичные с погрешностью взвешивания не более 0,001 г.
Спектропроектор типа ПС-18.
Весы аналитические с
погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.
Лампа инфракрасная с
лабораторным автотрансформатором типа РНО-250-2 или аналогичным.
Электрическая плитка.
Ступка из органического
стекла с пестиком.
Электроды графитовые особой
чистоты, диаметром 6 мм с размером кратера 4×4 мм.
Контрэлектроды графитовые
диаметром 6 мм, заточенные на конус с площадкой диаметром 2 мм.
Порошок графитовый особой
чистоты по ГОСТ 23463-79.
Фотопластинки
«спектрографические» типов I и II размером 13×18 см.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, дважды
перегнанная в кварцевом аппарате, или кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84.
Спирт этиловый ректификованный
технический по ГОСТ
18300-87.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
Таллий марки Т100 или Т1000
по ГОСТ 18337-95.
Алюминий по ГОСТ
11069-74.
Железо карбонильное
радиотехническое - по ГОСТ 13610-79.
Медь по ГОСТ 859-78.
Никель по ГОСТ 849-97.
Олово по ГОСТ 860-75.
Серебро по ГОСТ 6836-80.
Свинец по ГОСТ 3778-98.
Стандартные растворы
азотнокислые или солянокислые, содержащие по 10 мг алюминия, железа, меди,
никеля, олова, серебра и свинца в 1 см3. Для приготовления растворов
используют металлы с массовой долей основного вещества не менее 99,99 %.
Методы приготовления
растворов приведены в приложении.
Образцы сравнения.
Посуда кварцевая (чашки,
стаканы).
Примечание. Допускается применение приборов с фотоэлектрической
регистрацией спектра и других спектрографических приборов и установок, других
материалов и реактивов при условии получения точностных характеристик не хуже
установленных настоящим стандартом.
Раздел 2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
Основой для приготовления
образцов сравнения служит смесь, состоящая из окиси и нитрата таллия,
полученная из таллия марки Т100 или Т1000: металлический таллий помещают в
кварцевую чашку и растворяют в азотной кислоте при слабом нагревании.
Полученный раствор выпаривают под инфракрасной лампой или на электроплитке до
образования солей. Образующиеся белые кристаллы азотнокислого таллия при
дальнейшем нагревании на электроплитке расплавляют и происходит бурное
выделение окислов азота, по прекращению которого расплав охлаждают. При
охлаждении расплав затвердевает в стеклообразную массу, которую растирают в
ступке. Головной образец с массовой долей алюминия, железа, олова и серебра по
0,3 % и массовой долей меди, никеля и свинца по 1,0 % (в расчете на металл)
готовят накалыванием в основу, полученную после растворения 5 г таллия, по 1,5
см3 растворов алюминия, железа, олова и серебра и по 5 см3
растворов меди, никеля и свинца. При введении растворов следят за тем, чтобы
раствор, пропитывающий основу, не доходил до стенок и дна чашки. Поэтому по мере
введения растворов примесей, основу подсушивают под лампой. Полученный головной
образец высушивают на электроплитке, перетирают в ступке и тщательно
анализируют атомно-абсорбционным или химическими методами. Затем методом последовательного
разбавления головного образца и каждого вновь приготовленного основой готовят
серию рабочих образцов сравнения с массовой долей алюминия, железа, олова и
серебра: 5 ∙ 10-5, 1 ∙ 10-4, 3 ∙ 10-4, 1 ∙ 10-3,
3 ∙ 10-3 % и массовой долей меди, никеля и свинца: 1,65 ∙
10-4; 3,3 ∙ 10-4; 1 ∙ 10-3; 3,3 ∙ 10-3; 1 ∙ 10-2; 3,3 ∙ 10-2 %.
Образцы сравнения должны быть
аттестованы в соответствии с нормативно-технической документацией. Хранят
образцы и основу в бюксах или банках с завинчивающимися крышками. Срок хранения
1 г.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Пробу металлического
таллия массой 1,0 - 1,5 г переводят в соль, как описано в разд. 3.
4.2. Подготовленные пробы и
образцы сравнения смешивают с порошком графитовым в соотношении 3:1 и набивают
в кратер графитового электрода-анода диаметром и глубиной (4 ± 0,1) мм.
Электроды предварительно обжигают в дуге постоянного тока силой 10 А в течение
10 с.
Источником возбуждения служит
дуга постоянного тока силой 15 А между вертикально установленными электродами.
Спектры проб и образцов
сравнения фотографируют при помощи дифракционного спектрографа типа ДФС-8.
Система освещения щели трехлинзовая. Ширина щели спектрографа 0,015 мм; перед
щелью устанавливают трехступенчатый платиновый ослабитель. Время экспозиции 60
с. Расстояние между электродами 3,0 - 3,5 мм. В кассету спектрографа заряжают
фотопластинки типа I для определения массовой доли меди и
серебра и типа II для определения массовой доли алюминия, железа,
никеля, олова и свинца.
Спектры образцов сравнения и
каждой пробы фотографируют по три раза на одной и той же фотопластинке.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. На спектрограмме с
помощью микрофотометра измеряют почернения аналитических линий определяемых
элементов и близлежащего фона. Градуировочные графики строят в координатах
ΔS - lgC, где ΔS = Sл + ф -
Sф; С - массовая
доля определяемого элемента в образцах сравнения, %.
По градуировочным графикам
находят массовую долю определяемых элементов в пробе.
Фотометрируют следующие
аналитические линии (длины волн в нм):
алюминий - Al I 308,21;
железо - Fe I 302,05;
медь - Cu I 327,39;
никель - Ni I 305,08;
олово - Sn I 283,99 или Sn I 317,50;
серебро - Ag I 328,07;
свинец - Pb I 283,31.
При анализе таллия марки Tl I (массовая доля цинка и кадмия 1
- 5 ∙ 10-3 %) при указанных условиях анализа разрешается определять
массовую долю цинка и кадмия, используя аналитические линии (длины волн в нм):
цинк - Zn I 334,50;
кадмий - Cd I 326,1.
(Измененная редакция, Изм.
№ 2).
5.2.
Расхождения результатов двух параллельных определений (d), а
также расхождения результатов двух анализов (D)
не должны превышать значений, указанных в таблице (Р = 0,95).
Наименование элемента
|
Массовая доля элемента, %
|
Расхождение двух результатов параллельных определений, %
|
Расхождение результатов двух анализов, %
|
Алюминий
|
8 ∙
10-5
|
2 ∙ 10-5
|
3 ∙ 10-5
|
|
1 ∙ 10-4
|
3 ∙ 10-5
|
5 ∙ 10-5
|
|
2 ∙ 10-4
|
6 ∙ 10-5
|
8 ∙ 10-5
|
|
4 ∙ 10-4
|
1 ∙ 10-4
|
2 ∙ 10-4
|
|
1 ∙ 10-3
|
2 ∙ 10-4
|
3 ∙ 10-4
|
Железо
|
8 ∙
10-5
|
2 ∙ 10-5
|
3 ∙ 10-5
|
|
1 ∙
10-4
|
3 ∙ 10-5
|
5 ∙ 10-5
|
|
2 ∙ 10-4
|
6 ∙ 10-5
|
8 ∙ 10-5
|
|
4 ∙ 10-4
|
1 ∙
10-4
|
2 ∙
10-4
|
|
8 ∙ 10-4
|
2 ∙ 10-4
|
3 ∙ 10-4
|
|
1 ∙ 10-3
|
3 ∙
10-4
|
4 ∙ 10-4
|
|
2 ∙ 10-3
|
4 ∙
10-4
|
6 ∙ 10-4
|
Медь
|
2 ∙
10-4
|
6 ∙
10-5
|
8 ∙
10-5
|
|
4 ∙
10-4
|
1 ∙ 10-4
|
2 ∙
10-4
|
|
8 ∙
10-4
|
2 ∙
10-4
|
3 ∙ 10-4
|
|
1 ∙
10-3
|
3 ∙ 10-4
|
5 ∙
10-4
|
|
2 ∙
10-3
|
5 ∙
10-4
|
8 ∙
10-4
|
|
5 ∙
10-3
|
6 ∙
10-4
|
1 ∙
10-3
|
Никель
|
2 ∙ 10-4
|
6 ∙
10-5
|
8 ∙
10-5
|
|
4 ∙
10-4
|
1 ∙ 10-4
|
2 ∙
10-4
|
|
1 ∙
10-3
|
2 ∙
10-4
|
3 ∙
10-4
|
|
2 ∙
10-3
|
3 ∙ 10-4
|
5 ∙
10-4
|
Олово
|
8 ∙
10-3
|
2 × 10-5
|
3 ∙
10-5
|
|
1 ∙
10-4
|
3 × 10-5
|
5 × 10-5
|
|
2 ∙
10-4
|
5 × 10-5
|
8 ∙
10-5
|
|
4 ∙
10-4
|
1 × 10-4
|
2 ∙
10-4
|
|
8 ∙
10-4
|
2 ∙
10-4
|
3 ∙
10-4
|
Серебро
|
5 ∙
10-5
|
1 ∙
10-5
|
2 ∙
10-5
|
|
1 ∙ 10-4
|
2 ∙
10-5
|
3 ∙
10-5
|
|
2 ∙
10-4
|
5 ∙
10-5
|
8 ∙
10-5
|
|
5 ∙
10-4
|
1 ∙
10-4
|
2 ∙
10-4
|
Свинец
|
2 ∙
10-4
|
6 ∙
10-5
|
8 ∙
10-5
|
|
4 ∙
10-4
|
1 ∙ 10-4
|
2 ∙
10-4
|
|
1 ∙
10-3
|
3 ∙
10-4
|
5 ∙
10-4
|
|
2 ∙ 10-3
|
5 ∙
10-4
|
8 ∙
10-4
|
|
4 ∙
10-3
|
8 ∙
10-4
|
1 ∙ 10-3
|
|
1 ∙
10-2
|
2 ∙
10-3
|
3 ∙ 10-3
|
|
3 ∙
10-2
|
5 ∙
10-3
|
8 ∙
10-3
|
Допускаемые
расхождения для промежуточных массовых долей рассчитывают методом линейной
интерполяции
(Измененная редакция, Изм.
№ 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ПРИГОТОВЛЕНИЕ
растворов, применяемых при изготовлении образцов-смесей для построения
градуировочного графика
Для приготовления растворов
используют металлы с массовой долей основного вещества не менее 99,9 - 99,99 %
алюминий по ГОСТ
11069-74,
железо восстановленное,
висмут по ГОСТ 10928-90,
индий по ГОСТ 10297-94,
кадмий по ГОСТ 1467-93,
марганец по ГОСТ
6008-90,
медь по ГОСТ 859-78,
никель по ГОСТ 849-97,
олово по ГОСТ 860-75,
серебро по ГОСТ 6836-80,
свинец по ГОСТ 3778-98,
цинк по ГОСТ 3640-94
Стандартный раствор
алюминия. 1,000 г
алюминия в виде фольги, проволоки помещают в стакан вместимостью 100 см3
и растворяют при нагревании в 60 см3 раствора азотной кислоты 1:3.
При необходимости раствор азотной кислоты добавляют до полного растворения
навески. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают и количественно
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора
содержит 10 мг
алюминия.
Стандартный раствор
железа. 1,000
г металлического железа, восстановленного водородом, помещают в стакан
вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании в 15 см3
раствора азотной кислоты 1:1. Раствор кипятят до удаления окислов азота,
охлаждают и количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доводят до метки водой.
1 см3 раствора
содержит 10 мг железа.
Стандартный раствор индия.
0,200 г индия помещают в
стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 10 см3 азотной
кислоты. Доводят до кипения, охлаждают и количественно переводят в мерную колбу
вместимостью 100
см3, доводят до метки водой.
1 см3 раствора
содержит 2 мг индия.
Стандартные растворы
кадмия. 1,000 г кадмия
помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 10 см3
раствора азотной кислоты 1:1. Доводят до кипения, охлаждают и количественно
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
1 см3 раствора А
содержит 10 мг кадмия.
10 см3 раствора А
переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора Б
содержит 2 мг кадмия.
Стандартный раствор
марганца. 0,200 г
марганца помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 10 см3 раствора
азотной кислоты 1:1. Раствор доводят до кипения, охлаждают и количественно
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора
содержит 2 мг марганца.
Стандартные растворы меди
(никеля). 1,000 г меди
(никеля) в виде стружки, проволоки или опилок помещают в стакан вместимостью
100 см3 и растворяют при нагревании в 20 см3 раствора
азотной кислоты 1:1. Раствор доводят до кипения, охлаждают и количественно
переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора А
содержит 10 мг меди (никеля).
10 см3 раствора А
переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора Б
содержит 2 мг меди (никеля).
Стандартный раствор олова.
1,000 г
олова в виде опилок или тонкой стружки помещают во фторопластовый стакан
вместимостью 100 см3 и растворяют в 10 см3 смеси азотной,
фтористоводородной кислот и воды (3:2:5 см3) при нагревании. Раствор
охлаждают и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3,
доводят до метки водой и переливают в полиэтиленовую посуду.
1 см3 раствора
содержит 10 мг олова.
Стандартные растворы
серебра. 1,000 г серебра
помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 20 см3
раствора азотной кислоты 1:1 при нагревании. Раствор
доводят до кипения, охлаждают, добавляют 100 мг азотнокислой закисной ртути (по
ГОСТ
4520-78), 10 см3 азотной кислоты и количественно переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
1 см3 раствора А
содержит 10 мг серебра.
10 см3 раствора А
переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки
водой.
1 см3 раствора Б
содержит 2 мг серебра.
Стандартный раствор
свинца. 1,000
г свинца в виде опилок или кусочков помещают в стакан вместимостью 100 см3
и растворяют при нагревании и 20 - 25 см3 раствора азотной кислоты
1:2. Раствор охлаждают, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
1 см3 раствора
содержит 10 мг
свинца.
Стандартный раствор цинка.
1,000 г цинка помещают в
стакан вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании в 20 см3
раствора азотной кислоты 1:2. Раствор охлаждают и количественно переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
1 см3 раствора
содержит 10 мг
цинка.
Стандартный раствор
висмута. 0,200 г висмута
помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании в
10 см3 раствора азотной кислоты 1:1. Раствор кипятят до удаления
окислов азота, охлаждают, добавляют 5 см3 азотной кислоты и
количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят
до метки водой.
1 см3 раствора
содержит 2 мг висмута.
Описанные растворы (кроме
олова) хранят в мерных стеклянных колбах с пробками в течение 1 года. Раствор
олова хранят в полиэтиленовой (или аналогичной) посуде в течение 1 месяца.
(Введено дополнительно,
Изм. № 1).