ГОСТ 24018.3-80
Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения свинца

ГОСТ 24018.3-80

 

СПЛАВЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

 

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ Методы определения свинца Nickel-based fireresistant alloys. Methods for the determination of lead

ГОСТ 24018.3-80

Дата введения 01.07.81

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения свинца (при массовых долях от 0,0005 % до 0,010 %) и непламенный атомно-абсорбционный метод определения свинца (при массовых долях от 0,0002 % до 0,010 %).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 24018.0.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании в слабощелочной среде (рН 11,5) в присутствии цианистого калия внутрикомплексного соединения свинца с дитизоном, окрашенного в красный цвет и экстрагируемого хлороформом. Максимальное светопоглощение раствора наблюдается при l_mах = 520 нм.

Свинец предварительно отделяют от мешающих определению элементов осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, ГОСТ 14261 и разбавленная 1 : 1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, ГОСТ 11125 и разбавленная 1 : 1 и 1 : 100.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см³ соляной кислоты приливают 50 см³ азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1 : 1, готовят непосредственно перед использованием.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой концентрацией 50 г/см³, (г/дм³).

Аммиак водный по ГОСТ 3760, ГОСТ 24147 и разбавленный 1 : 1, 1 : 100, 1 : 200.

Буферный раствор (рН 11,5):

к 10 см³ раствора цианистого калия с массовой концентрацией 10 г/см³, (г/дм³), приливают 5 см³ раствора аммиака и доливают водой до 100 см³.

Тиоацетамид, раствор с массовой концентрацией 2 г/см³, (г/дм³).

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор с массовой концентрацией 25 г/см³, (г/дм³).

Хлороформ по ГОСТ 20015.

Дитизон по ГОСТ 10165, раствор с массовой концентрацией 0,04 г/см³, (г/дм³) в хлороформе:

0,04 г дитизона помещают в стакан вместимостью 100 см³ и растворяют в 50 см³ хлороформа. Раствор дитизона в хлороформе переносят в делительную воронку вместимостью 200 см³ и взбалтывают с 200 см³ (последовательно порциями по 50 см³) раствора аммиака (1 : 100). Дитизон переходит в водно-аммиачный слой, а продукты окисления остаются в хлороформном слое, который отбрасывают. Растворы объединяют и помещают в делительную воронку вместимостью 500 см³, приливают по каплям соляную кислоту (1 : 1) до рН 4,5 по универсальному индикатору, добавляют 100 см³ хлороформа. Раствор в делительной воронке встряхивают в течение 1 мин.

Хлороформный слой сливают в другую делительную воронку вместимостью 500 см³ и промывают 3 раза водой. Полученный раствор дитизона в хлороформе фильтруют через сухую вату и хранят в склянке из темного стекла в прохладном месте.

Дитизон, раствор с массовой концентрацией 0,01 г/см³, (г/дм³) в хлороформе (для мытья посуды и очистки реактивов): 25 см³ раствора дитизона с массовой концентрацией 0,04 г/см³, (г/дм³) переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки хлороформом и перемешивают.

Дитизон, раствор с массовой концентрацией 0,002 г/см³, (г/дм³) в хлороформе:

5 см³ раствора дитизона с массовой концентрацией 0,04 г/см³, (г/дм³) переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки хлороформом и перемешивают.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой концентрацией 1 г/см³, (г/дм³), очищенный дитизоном:

300 см³ раствора солянокислого гидроксиламина помещают в делительную воронку вместимостью 500 см³, добавляют по каплям раствор аммиака до рН 6 - 7 по универсальному индикатору и встряхивают последовательно с несколькими порциями по 10 см³ раствора дитизона с массовой концентрацией 0,01 г/см³, (г/дм³) в хлороформе до тех пор, пока последняя порция хлороформа не станет бесцветной.

Калий цианистый, раствор с массовой концентрацией 10 г/см³, (г/дм³).

Натрий лимоннокислый, раствор с массовой концентрацией 10 г/см³, (г/дм³), очищенный дитизоном:

300 см³ раствора натрия лимоннокислого помещают в делительную воронку вместимостью 500 см³ и встряхивают последовательно с несколькими порциями по 10 см³ раствора дитизона с массовой концентрацией 0,01 г/см³, (г/дм³) в хлороформе до тех пор, пока последняя порция дитизона не будет иметь темно-зеленый цвет. Избыток дитизона извлекают хлороформом до тех пор, пока последняя порция хлороформа не станет бесцветной.

Тимоловый синий, раствор с массовой концентрацией 0,04 г/см³, (г/дм³).

Никель марки Н0 по ГОСТ 849.

Никелевый порошок.

Универсальная индикаторная бумага, рН 1 - 10.

Железо (III) азотнокислое 9-водное по НТД, раствор с массовой концентрацией 1 г/см³, (г/дм³):

1 г азотнокислого железа помещают в стакан вместимостью 100 см³, растворяют в 50 см³ воды, приливают 5 см³ азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Медь марки М00бк по ГОСТ 859.

Медь азотнокислая, раствор с массовой концентрацией 1 г/см³, (г/дм³):

1 г меди растворяют при нагревании в 15 - 20 см³ азотной кислоты (1 : 1). Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Свинец марки С0; C00; C000; С0000 по ГОСТ 3778.

Стандартные растворы свинца.

Раствор А: 0,1 г свинца растворяют в 30 см³ азотной кислоты при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора Б содержит 0,00001 г свинца.

Раствор В: 10 см³ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают, готовят непосредственно перед использованием.

1 см³ стандартного раствора В содержит 0,000001 г свинца.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Массу навески сплава (табл. 1) помещают в стакан (или колбу) вместимостью 250 - 300 см³, приливают 30 см³ смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см³. Добавляют 30 см³ воды, 20 см³ раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. К раствору добавляют 1 см³ раствора азотнокислой меди, приливают 20 - 30 см³ раствора аммиака и снова нагревают в течение 5 - 8 мин. Устанавливают рН 7,5 раствором соляной кислоты (1 : 1), используя рН-метр. Разбавляют раствор водой до приблизительно 150 см³, нагревают до 85 °С - 90 °С, приливают 10 см³ раствора тиоацетамида и выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см³ раствора тиоацетамида, оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 °С - 50 °С и охлаждают. Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7 - 8 раз холодной водой. Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 40 - 50 см³ (порциями по 10 см³) горячей смеси соляной и азотной кислот (1 : 1) и фильтр промывают 2 - 3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, где проводилось осаждение. Раствор выпаривают досуха, приливают 3 - 5 см³ азотной кислоты и нагревают содержимое стакана до растворения солей. К раствору приливают 70 - 100 см³ воды, 20 см³ раствора надсернокислого аммония и кипятят в течение 10 - 15 мин. Затем приливают 1 см³ раствора азотнокислого железа, раствор аммиака до появления неисчезающего осадка гидроокисей металлов и избыток аммиака 0,5 - 1 см³. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности (белая лента) и промывают 8 - 10 раз горячим раствором аммиака (1 : 200). Осадок на фильтре растворяют в 5 см³ горячей азотной кислоты (1 : 1), фильтр промывают 7 - 8 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан (или колбу), в которых проводилось осаждение.

Таблица 1

При массовой доле свинца в сплаве от 0,0005 % до 0,001 % раствор выпаривают досуха, соли растворяют в 1 см³ азотной кислоты (1 : 1) при нагревании. Раствор охлаждают, переносят 10 см³ воды в делительную воронку вместимостью 100 см³.

При массовой доле свинца в сплаве свыше 0,001 % до 0,01 % раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть раствора (см. табл. 1) помещают в делительную воронку вместимостью 100 см³ и приливают 5 см³ азотной кислоты (1 : 100).

К содержимому делительной воронки приливают 2 см³ раствора лимоннокислого натрия, 1 см³ раствора солянокислого гидроксиламина и три капли раствора тимолового синего.

Нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски индикатора от розовой до синей (рН 9,5). Затем приливают 2 см³ буферного раствора (рН 11,5), перемешивают, прибавляют 10 см³ раствора дитизона с массовой концентрацией 0,002 г/см³, (г/дм³), (из бюретки) и встряхивают в течение 1 мин. Водному и хлороформному слоям дают отстояться и сливают хлороформный слой в сухую кювету с толщиной слоя 10 мм. Через 10 мин оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при l_max ⁼ 520 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 480 до 540 нм. В качестве раствора сравнения используют хлороформ.

Массу свинца находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В шесть стаканов или колб вместимостью 250 - 300 см³ помещают по 0,5 г металлического никеля или никелевого порошка.

В пять стаканов или колб приливают последовательно 4, 6, 8, 10, 12 см³ стандартного раствора В свинца. Шестой стакан служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканы добавляют по 30 см³ смеси соляной и азотной кислот. Стаканы накрывают часовыми стеклами и нагревают до полного растворения навесок.

Далее поступают как указано в п. 2.3.1, из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массам свинца строят градуировочный график.

2.3.1, 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю свинца (X) в процентах вычисляют по формуле

где т - масса свинца, найденная по градуировочному графику, г;

т₁ - масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать (при доверительной вероятности 0,95) допускаемых значений, указанных в табл. 4.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. НЕПЛАМЕННЫЙ АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении поглощения излучения свободными атомами свинца при l_max = 283,3 нм, образующимися при введении анализируемого раствора в графитовую кювету. Свинец предварительно отделяют от мешающих определению элементов осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества и сульфида меди в качестве коллектора.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермическим атомизатором.

Лампа для определения свинца.

Аргон высокой чистоты по ГОСТ 10157 или смесь аргона с 5 % водорода.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, ГОСТ 14261.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, ГОСТ 11125 и разбавленная 1 : 1.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см³ соляной кислоты добавляют 50 см³ азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1 : 1.

Смесь кислот готовят непосредственно перед использованием.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой концентрацией 50 г/см³, (г/дм³).

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Тиоацетамид, водный раствор с массовой концентрацией 2 г/см³, (г/дм³), по ГОСТ 24147.

Медь марки М00бк по ГОСТ 859.

Медь азотнокислая, раствор с массовой концентрацией 1 г/см³, (г/дм³):

1 г металлической меди растворяют при нагревании в 15 - 20 см³ азотной кислоты (1 : 1).

Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Никель марки Н0 по ГОСТ 849.

Свинец марок С0, C00, C000, С0000 по ГОСТ 3778.

Стандартные растворы свинца.

Раствор А: 0,1 г свинца растворяют в 30 см³ азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см³ стандартного раствора А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора Б содержит 0,00001 г свинца.

Раствор В: 10 см³ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают, готовят непосредственно перед использованием.

1 см³ стандартного раствора В содержит 0,000001 г свинца.

Универсальная индикаторная бумага, рН 1 - 10.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Массу навески сплава (табл. 3) помещают в стакан или колбу вместимостью 250 - 300 см³, приливают 30 см³ смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при нагревании. Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см³, добавляют 30 см³ воды, 20 см³ раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. Раствор охлаждают, добавляют 20 - 25 см³ раствора аммиака до рН 8 - 10 по универсальному индикатору и вновь нагревают в течение 10 мин до растворения выделившихся вольфрамовой и ниобиевой кислот.

Таблица 3^*

^* Табл. 2. (Исключена, Изм. № 2).

К раствору добавляют 1 см³ раствора азотнокислой меди, устанавливают рН 7,5, добавляя раствор соляной кислоты (1 : 1), используя рН-метр. Раствор разбавляют водой приблизительно до 150 см³, нагревают до 85 °С - 90 °С, приливают 10 см³ раствора тиоацетамида, выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см³ раствора тиоацетамида и оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 °С - 50 °С. Затем раствор охлаждают. Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7 - 8 раз холодной водой, фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 40 - 50 см³ (порциями по 10 см³) горячей смеси соляной и азотной кислот (1 : 1) и промывают фильтр 2 - 3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан (или колбу), в которых проводилось осаждение. Фильтр отбрасывают, раствор выпаривают досуха, прибавляют 3 см³ азотной кислоты и снова выпаривают досуха. Соли растворяют в 5 см³ азотной кислоты (1 : 1) при нагревании, накрывая стакан или колбу стеклом, охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу (см. табл. 3), перемешивают, отбирают микропипеткой аликвотную часть раствора (см. табл. 3), вводят ее в электротермический атомизатор и фиксируют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. Массу свинца находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

3.3.2. Подготовка прибора к измерению

Включение прибора, настройку спектрофотометра на резонансное излучение, регулировку блока управления, блока атомизации проводят согласно инструкции, прилагаемой к прибору.

Условия определения свинца:

Аналитическая линия (l) - 283,3 нм.

Рабочий ток лампы - 25 мА.

Время высушивания при 100 °С - 10 с.

Время разложения при 800 °С - 10 с.

Время атомизации при 2100 °С - 10 с.

Определение проводят в минимальном потоке газа на стадии атомизации.

3.3.3. Построение градуировочного графика

В шесть стаканов (или колб) вместимостью 250 - 300 см³ помещают по 0,5 г металлического никеля или никелевого порошка. В пять стаканов приливают последовательно 1, 2, 4, 6, 8 см³ стандартного раствора В свинца. Шестой стакан служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы (или колбы) приливают по 30 см³ смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Растворы выпаривают до объема приблизительно 10 см³, добавляют по 30 см³ воды, по 20 см³ раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. Далее поступают как указано в п. 3.3.1.

После растворения солей в 5 см³ азотной кислоты (1 : 1) полученные растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 см³, доливают до меток водой, перемешивают. Отбирают микропипеткой аликвотную часть раствора 20 мкдм³, вводят в электротермический атомизатор и фиксируют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им массам свинца строят градуировочный график.

3.3.1 - 3.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю свинца (Х₁) в процентах вычисляют по формуле

где т - масса свинца, найденная по градуировочному графику, г;

m₁ - масса навески сплава, г;

25 - объем стандартного раствора свинца, используемый для построения градуировочного графика, см³;

V - объем анализируемого раствора сплава, см³;

20 - аликвотная часть стандартного раствора, используемая для построения градуировочного графика, мкдм³;

V₁ - аликвотная часть анализируемого раствора сплава, мкдм³.

3.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (при доверительной вероятности 0,95) не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

(Измененная редакция, Изм. № 2).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.02.80 № 958

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

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

6. ИЗДАНИЕ (август 2004 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в декабре 1985 г., декабре 1990 г. (ИУС 4-86, 3-91)

СОДЕРЖАНИЕ