ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
БАББИТЫ ОЛОВЯННЫЕ И
СВИНЦОВЫЕ
Методы определения меди и
свинца
Tin
and lead babbits.
Methods for the determination of copper and lead
|
ГОСТ
21877.3-76
Взамен
ГОСТ 1380.3-70
|
Постановлением Государственного комитета стандартов
Совета Министров СССР от 24 мая 1976 г. № 1264 срок действия установлен
с 01.01. 1978 г.
до 01.01. 1983 г.
(Измененная редакция, Изм. № 2)
Несоблюдение стандарта преследуется
по закону
Настоящий стандарт
распространяется на оловянные и свинцовые баббиты и устанавливает весовой
электролитический метод определения содержания меди (при содержании меди от 0,1
до 7 %) и свинца (при содержании свинца от 0,1 до 0,5 %) и фторйодометрический
метод определения содержания меди и атомно-абсорбционный метод определения содержания
меди (при содержании меди от 0,1 до 7 %).
(Измененная редакция, Изм. № 1,
2)
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к
методам анализа - по ГОСТ
21877.0-76.
2. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
МЕДИ И СВИНЦА
2.1. Сущность метода
Пробу растворяют в смеси
кислот. Олово и сурьму отгоняют в виде бромида. Свинец при содержании его выше
1 % отделяют в виде сернокислой соли. В азотнокислом растворе медь и свинец
выделяют электролизом.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Электроды сетчатые
платиновые цилиндрические по ГОСТ
6563-75.
Электролизер с мешалкой,
рассчитанный на постоянный ток силой 3 А.
Кислота соляная по ГОСТ
3118-77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77,
разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77,
разбавленная 1:1 и 2:98.
Кислота бромистоводородная
по ГОСТ
2062-77.
Бром по ГОСТ 4109-79.
Смесь кислот для
растворения; готовят следующим образом: 45 см3 соляной кислоты смешивают с 45 см3 бромистоводородной кислоты
и приливают 10
см3
брома.
Спирт этиловый по ГОСТ
5962-67.
Мочевина по ГОСТ
5691-77.
Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867-77.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску баббита
массой 1,0-2,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, растворяют в 30 см3 смеси кислот для растворения
и выпаривают при умеренном нагревании досуха. Затем к сухому остатку приливают
еще 10 см3 смеси и снова выпаривают
досуха. Отгонку олова и сурьмы повторяют еще раз, ополаскивая смесью кислот
стенки стакана. К сухому остатку прибавляют 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и кипятят
до удаления брома. Далее, в зависимости от содержания свинца, анализ ведут, как
указано в п. 2.3.2
или 2.3.3.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
2.3.2.
При массовой доле свинца до 1 % к раствору прибавляют 2 г азотнокислого аммония, разбавляют до 150-180 см3 водой и нагревают до 80-90 °С. В раствор погружают платиновые
электроды и электролит разбавляют водой так, чтобы сетки электродов были
покрыты раствором на 3/4 длины.
Электролиз проводят в
течение 10 мин при силе тока 0,5-1,0 А, а затем 50 мин при силе тока 2-2,5 А и
напряжении 2-3 В (при перемешивании). После обесцвечивания раствора прибавляют
0,1 г мочевины, стекло, стенки стакана и выступающие части электродов
ополаскивают водой и ведут электролиз еще 10 мин. Если на свежепогруженной
части катода не выделяется медь, электролиз считают законченным. Не выключая
тока, стакан с электролитом удаляют и электроды быстро промывают,
последовательно погружая их в два стакана с водой на 10 с. Затем промывают
электроды этиловым спиртом.
Катод сушат при 105±5 °С в
течение 5 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. По разности взвешивания до
и после электролиза вычисляют массу высаженной меди.
Анод высушивают в течение
5-7 мин при 200±5 °С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. По разности до и
после электролиза вычисляют массу выделившейся двуокиси свинца и определяют
содержание свинца.
(Измененная редакция, Изм. № 2)
2.3.3.
При содержании свинца выше 1 % к раствору прибавляют 4 см3 серной кислоты,
разбавленной 1:1, и охлаждают раствор до 15-18 °С. Выделившийся сернокислый
свинец фильтруют через плотный фильтр и промывают 3-5 раз серной кислотой,
разбавленной 2:98. Объем доводят водой до 100 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.2.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
2.4. Обработка
результатов
2.4.1. Содержание меди (X) в
процентах вычисляют по формуле
,
где
т - масса платинового катода до электролиза, г;
т1 -
масса платинового катода после электролиза, г;
т2 -
масса навески, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа не должны превышать значений, указанных в табл. 1.
Таблица 1
Содержание
меди, %
|
Абсолютные допускаемые расхождения, %
|
От 0,1 до 0,3
|
0,03
|
Св. 0,3 » 0,5
|
0,05
|
» 0,5 » 1
|
0,07
|
» 1 » 2
|
0,12
|
» 2 » 3
|
0,13
|
» 3 » 4
|
0,14
|
» 4 » 5
|
0,15
|
» 5 » 7
|
0,16
|
(Измененная редакция, Изм. № 2)
2.4.3. Содержание свинца (Х1) в
процентах вычисляют по формуле
,
где
т - масса платинового анода до электролиза, г;
т1 -
масса платинового анода после электролиза, г;
т2 -
масса навески пробы, г;
0,86 - коэффициент пересчета двуокиси свинца на
свинец.
2.4.4. Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
Таблица 2
Содержание
свинца, %
|
Абсолютные допускаемые расхождения, %
|
От 0,1 до 0,3
|
0,02
|
Св. 0,3 » 0,4
|
0,03
|
» 0,4 » 0,5
|
0,04
|
(Измененная редакция, Изм. № 2)
3. ФТОРЙОДОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
МЕДИ В СВИНЦОВЫХ БАББИТАХ
3.1. Сущность метода
Пробу растворяют в смеси
соляной и бромистоводородной кислот с бромом. После удаления следов окислителя
восстанавливают медь до одновалентной йодидом калия, при этом выделяется йод,
который в растворе плавиковой кислоты титруют раствором тиосульфата.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ
3118-77.
Кислота бромистоводородная
по ГОСТ
2062-77.
Кислота уксусная по ГОСТ 61-75,
разбавленная 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Бром по ГОСТ 4109-79.
Смесь для растворения:
смешивают 45 см3 соляной и 45 см3 бромистоводородной кислот и
осторожно приливают 10 см3 брома.
Соляно-уксусная смесь;
готовят следующим образом: к 200 см3 концентрированной соляной кислоты добавляют 150 см3 уксусной кислоты,
разбавленной 1:1. Смесь хранят в закрытой склянке.
Аммоний фтористоводородный
по ГОСТ
4518-75, раствор, приготовленный следующим образом: 600 г соли растворяют в
1 л воды. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Калий йодистый по ГОСТ 4232-74, раствор 200 г/дм3.
Крахмал растворимый по ГОСТ
10163-76, свежеприготовленный раствор 10 г/дм3.
Спирт амиловый или
хлороформ.
Стандартный раствор меди;
готовят следующим образом: 0,500 г электролитической меди растворяют в стакане
вместимостью 400-500 см3 в 10
см3
концентрированной азотной кислоты, закрыв стакан часовым стеклом. После
растворения навески меди стекло обмывают, нагревают раствор до удаления окислов
азота и сокращения объема до 2-3 см3. Остаток разбавляют водой, переносят в мерную колбу
вместимостью 500
см3,
доводят до метки водой и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 1 мг
меди.
Натрий серноватистокислый
(тиосульфат натрия) по ГОСТ 244-76, раствор концентрации 0,25
моль/дм3; готовят растворением 6,2 г соли в 1 л дистиллированной воды,
содержащей 0,1 г карбоната натрия.
Для повышения стабильности
раствора прибавляют 5 см3 амилового спирта или 0,3 см3 хлороформа.
(Измененная редакция, Изм. № 1,
2)
3.3. Проведение анализа
3.3.1.
Навеску баббита массой 0,5-1,0 г помещают в стакан вместимостью 250-300 см3, приливают 10 см3 смеси для растворения и по
окончании бурной реакции нагревают до растворения. Раствор выпаривают досуха,
не доводя до кипения. Сухие соли смачивают 10 см3 концентрированной соляной
кислоты и также выпаривают досуха. Затем соли смачивают 5 см3 концентрированной соляной
кислоты и осторожно, не перегревая сухой остаток, удаляют избыток кислоты и ее
конденсат на внутренней поверхности стакана.
Сухой остаток охлаждают,
растворяют в 3,5
см3
соляно-уксусной смеси, которую точно отмеривают из бюретки или пипетки,
приливают 12,5
см3
горячей воды, перемешивают и охлаждают.
Затем из пипетки приливают 5 см3 раствора фтористого
аммония, обмывая им внутренние стенки стакана, перемешивают, приливают 10 см3 раствора йодистого калия и
титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия до соломенно-желтой
окраски раствора. Затем прибавляют 3-5 см3 раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения
синего окрашивания.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
3.3.2. Установка титра
тиосульфата натрия
Массовую концентрацию устанавливают по
стандартному раствору соли меди. Для установки титра берут аликвотные части по
25,0 см3 стандартного раствора, помещают
в стакан вместимостью 300-400 см3 и осторожно выпаривают досуха. Затем сухие соли обрабатывают дважды
соляной кислотой, приливая каждый раз по 5 см3 и следя за тем, чтобы соли после второй обработки
не перекаливались, имели голубой цвет. После охлаждения приливают все реактивы
и продолжают анализ, как указано в п. 3.3.1.
Массовую концентрацию
раствора (T) тиосульфата по меди, выраженную в г/см3, вычисляют по формуле
,
где V2 - объем раствора тиосульфата
натрия, израсходованное на титрование, см3;
V1 - объем стандартного раствора меди, взятый для установки титра, см3;
Т1 - титр стандартного раствора
меди, г/см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1,
2)
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Содержание меди (X)
в процентах
вычисляют по формуле
где V - объем раствора тиосульфата
натрия, израсходованный на титрование, см3;
Т - массовая концентрация
раствора тиосульфата натрия по меди, г/см3;
m -
масса навески пробы, г.
(Измененная редакция, Изм. № 1,
2)
3.4.2. Абсолютные
допускаемые расхождения результатов анализа не должны превышать величин, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Содержание
меди, %
|
Абсолютные допускаемые расхождения, Н
|
От 0,1 до 0,2
|
0,03
|
Св. 0,2 до 0,5
|
0,05
|
» 0,5 » 1
|
0,07
|
» 1 » 2
|
0,12
|
» 2 » 3
|
0,13
|
» 3 » 4
|
0,14
|
» 4 » 6
|
0,15
|
» 6 » 7
|
0,16
|
(Измененная редакция, Изм. № 2)
4. Атомно-абсорбционный метод определения
содержания меди
4.1. Сущность метода
Метод основан на
избирательном поглощении света от стандартного источника атомами меди. Раствор
распыляют в ацетиленово-воздушное пламя атомно-абсорбционного спектрометра и
измеряют абсорбцию при длине волны 324,7 нм.
4.2.
Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрометр
атомно-абсорбционный.
Стаканы из фторопласта
вместимостью 50 см3.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Кислота фтористоводородная
(плавиковая кислота) по ГОСТ 10484-78.
Смесь кислот для
растворения: готовят следующим образом: фтористоводородную и азотную кислоты
смешивают с водой в соотношении 2:3:5 соответственно. Смесь хранят в
полиэтиленовой посуде.
Водорода перекись по ГОСТ
10929-76.
Медь электролитическая по ГОСТ 859-78.
Стандартный раствор меди
готовят следующим образом: 0,1000; г меди растворяют в 20 см3
азотной кислоты, разбавленной 1:2, и кипятят до удаления, окислов азота.
Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью-1000 см3,
доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора
содержит 0,1 мг меди.
4.3. Проведение анализа
4.3.1.
В зависимости от содержания меди навеску оловянного баббита массой, указанной в
табл. 4, помещают в стакан из фторопласта
вместимостью-50 см3 и приливают небольшими порциями 10 см3
смеси для растворения, следя за тем, чтобы реакция не протекала бурно.
Разложение свинцовых баббитов. проводится следующим образом: навеску свинцового
баббита массой, указанной в табл. 4, помещают в стакан из
фторопласта вместимостью 50 см3, приливают 10 см3 смеси
для растворения, подогревают, добавляют 10 см3 воды, 2-3 капли
перекиси водорода и нагревают до полного растворения, затем содержимое стакана
охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью, указанной в табл. 4, добавляют смесь для
растворения из расчета 10 см3 смеси на 50 см3 объема раствора,
доводят до метки водой и перемешивают. При содержании меди более 0,5 % отбирают
аликвотную часть раствора, переводят в мерную колбу в соответствии с табл. 4, снова добавляют смесь для
растворения, доводят водой до метки и перемешивают.
Таблица 4
Содержание
меди, %
|
Масса навески, г
|
Вместимость мерной колбы, см3
|
Аликвотная часть раствора, см3
|
Вместимость мерной колбы при разведении, см3
|
От 0,1
до 0,3 включ.
|
0,3
|
250
|
|
|
Св. 0,3
» 0,5 »
|
0,2
|
250
|
-
|
-
|
» 0,5 »
1 »
|
0,2
|
100
|
10
|
50
|
» 1 » 2
»
|
0,2
|
100
|
10
|
100
|
» 2 »
4 »
|
0,2
|
100
|
5
|
100
|
» 4 »
5 »
|
0,2
|
250
|
5
|
50
|
» 5 » 7
»
|
0,2
|
250
|
5
|
100
|
Полученный раствор распыляют в воздушно-ацетиленовое
пламя атомно-абсорбционного спектрометра и фотометрируют при длине волны 324,7
нм, используя в качестве источника излучения лампу с полым катодом.
Фотометрирование для каждой навески проводят три раза.
К расчету принимают среднее арифметическое трех измерений с учетом результата,
полученного при фотометрировании раствора контрольного опыта.
Концентрацию меди устанавливают по градуировочному
графику, фотометрируя одновременно с анализируемыми растворами серию растворов
с известным содержанием меди.
4.3.2. Для построения градуировочного графика в мерные
колбы вместимостью по 50 см3 отмеряют микробюреткой 0; 0,5; 1,0;
2,0; 2,5 см3 стандартного раствора меди, приливают по 10 см3
смеси для растворения, доводят водой до метки и перемешивают. Фотометрируют
растворы, как указано в п. 4.3.1.
По полученным средним значениям абсорбции и известным
концентрациям, меди строят градуировочный график.
4.4. Обработка
результатов
4.4.1 Содержание меди (X) в
процентах вычисляют по формуле
,
где
С - концентрация меди, найденная по градуировочному графику, мкг/см3;
V - объем фотометрируемого раствора, см3;
V1 -
объем первоначального разведения, см3;
т - масса
навески, г;
а -
аликвотная часть раствора, см3.
4.4.2 Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа при доверительной вероятности Р=0,95 не должны
превышать значений, указанных в табл. 5.
Таблица 5
Содержание меди, %
|
Абсолютные допускаемые
расхождения, %
|
От 0,1
до 0,3 включ.
|
0,03
|
Св.
0,3 » 0,5 »
|
0,05
|
Св.
0,5 до 1 включ.
|
0,07
|
» 1 » 2 »
|
0,1
|
» 2 »
4 »
|
0,15
|
» 4 »
7 »
|
0,2
|
(Измененная редакция, Изм. № 2)
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие требования. 1
2. Электролитический метод определения содержания меди
и свинца. 1
3. Фторйодометрический метод определения содержания
меди в свинцовых баббитах. 3
4. Атомно-абсорбционный метод
определения содержания меди. 5
|