Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения висмута

ГОСТ 11739.4-90
Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения висмута

Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of bismuth

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96*
________________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11/12, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ:

В.Г.Давыдов, д-р техн. наук; В.А.Мошкин, канд. техн. наук; Г.И.Фридман, канд. техн. наук; Л.А.Тенякова; М.Н.Горлова, канд. хим. наук; О.Л.Скорская, канд. хим. наук; Л.В.Антоненко

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.06.90 N 1961

3. ВЗАМЕН ГОСТ 11739.4-78

4. Периодичность проверки - 5 лет

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле висмута от 0,005 до 0,8%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле висмута от 0,05 до 1,0%) методы определения висмута.
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
 

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в смеси серной и азотной кислот или в растворе гидроокиси натрия, образовании оранжево-желтого комплекса висмута с йодистым калием и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 465 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см и раствор 1:3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35-1,40 г/см и раствор 1:1.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 400 г/дм. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 20 г/дм.

Смесь кислот N 1: к 100 см воды осторожно, порциями при перемешивании приливают 200 см серной кислоты, охлаждают до комнатной температуры, приливают 200 см азотной кислоты и перемешивают.

Смесь кислот N 2: к 400 см раствора серной кислоты приливают 50 см азотной кислоты и перемешивают.

Смесь N 3: к 400 см раствора серной кислоты приливают 50 см азотной кислоты и перемешивают. Раствор перед употреблением нагревают приблизительно до 80 °С и приливают 2 см раствора азотистокислого натрия.

Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 10 г/дм.

Калий йодистый по ГОСТ 4232, свежеприготовленный раствор 200 г/дм.

Тиомочевина по ГОСТ 6344, раствор 100 г/дм.

Висмут по ГОСТ 10928* марки ВИ0000 или ВИ000.
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 10928-90, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Стандартный раствор висмута: 0,1 г висмута помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 30 см раствора азотной кислоты, накрывают часовым стеклом и растворяют при умеренном нагревании. После растворения пробы раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,0001 г висмута.

Алюминий по ГОСТ 11069* марки А999.
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров ("красная лента") помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 300 см горячей воды и перемешивают мешалкой до получения од

нородной массы.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл.1 растворяют одним из следующих способов.
 

Таблица 1

2.3.1.1. При массовой доле кремния менее 0,5% навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 25 см смеси кислот N 1. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения навески, добавляют 30 см воды и кипятят раствор 1-2 мин. Если раствор не прозрачен, то его фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") с адсорбентом в мерную колбу вместимостью 100 см, ополаскивая колбу и промывая фильтр 2-3 раза горячей водой порциями по 10 см, чтобы объем фильтрата был не более 80 см, и охлаждают раствор до комнатной температуры.

При массовой доле висмута менее 0,08% проводят фотометрирование раствора из всей навески в мерной колбе вместимостью 100 см.

При массовой доле висмута более 0,08% раствор доливают водой до метки, перемешивают и продолжают по п.2.3.2

2.3.1.2. При массовой доле кремния более 0,5% навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 200 см, приливают 1 см раствора хлорного железа, если его массовая доля в пробе составляет менее 0,2%, затем приливают 5-7 см воды и при постоянном охлаждении небольшими порциями - 50 см раствора гидроксида натрия. После прекращения бурной реакции стакан нагревают до полного растворения пробы и при умеренном нагревании, избегая разбрызгивания, упаривают до 15-20 см. Наличие в растворе характерной мути серого цвета свидетельствует о присутствии нерастворившегося кремния. В этом случае нагревание следует продолжить до получения прозрачного раствора. После охлаждения в стакан осторожно приливают 180-200 см воды и нагревают до растворения солей.

Раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") с адсорбентом. Осадок на фильтре промывают 8-10 раз горячей водой и растворяют в 45 см горячей смеси кислот N 2 над стаканом или колбой вместимостью 250-300 см. Если проба содержит более 0,5% марганца, то осадок растворяют в 45 см горячей смеси N 3. Фильтр промывают 6 раз горячей водой порциями по 20 см, собирая промывные воды в тот же стакан.

Фильтрат и промывные воды упаривают до объема 70-80 см, охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см.

При массовой доле висмута менее 0,08% проводят фотометриррование раствора для всей навески в мерной колбе вместимостью 100 см.

При массовой доле висмута более 0,08% раствор доливают водой до метки и переме

шивают.

2.3.2 К раствору пробы или аликвотной части раствора (см. табл.1) в мерной колбе вместимостью 100 см приливают раствор серной кислоты (см. табл.1), 5 см раствора тиомочевины, 10 см раствора йодистого калия, доливают водой до метки и перемешивают.

2.3.3. Оптическую плотность раствора измеряют через 20 мин при длине волны 465 нм в кювете с толщиной слоя согласно табл.1.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по пп.2.3.1.1 или 2.3.1.2 и 2.3.2 со всеми используемыми в анализе реактивами.

Массовую долю висмута рассчитывают по градуировочному графику.

2.3.4. Построение градуировочных графиков

2.3.4.1. При массовой доле кремния менее 0,5% в шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 см отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора висмута, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г висмута, приливают по 30 см раствора серной кислоты и далее продолжают по пп.2.3.2, 2.3.3.

2.3.4.2. При массовой доле кремния более 0,5% в семь стаканов из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью по 200 см помещают навески алюминия массой по 0,5 г, в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора висмута, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г висмута и далее продолжают по п.2.3.1.2, фотометрируя раствор по пп.2.3.2 и 2.3.3 в мерной колбе вместимостью 100 см из всей навески.

Растворами сравнения служат растворы, не содержащие висмут.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам висмута строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю висмута () в процентах вычисляют по формуле

, (1)

где - масса висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл.2.
 

Таблица 2

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции висмута при длине волны 223,1 нм в пламени ацетилен-воздух.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для висмута.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:99.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35-1,40 г/см и раствор 1:3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999 (с массовой долей висмута менее 0,001%).

Раствор алюминия 20 г/дм: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 500 см, добавляют 50 см воды, затем небольшими порциями 300 см раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагревании, добавляя 1 см раствора хлористого никеля. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Висмут по ГОСТ 10928 марки ВИ0000 или ВИ000.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А: 0,5 г висмута помещают в стакан вместимостью 300 см, приливают 100 см раствора азотной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г висмута.

Раствор Б: 50 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 5 см раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,0005 г висмута.

Раствор В: 10 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 5 см раствора азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают; готовят перед применением.

1 см раствора В содержит 0

,0001 г висмута.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают приблизительно 10 см воды и затем небольшими порциями 25 см раствора соляной кислоты (1:1). Колбу накрывают часовым стеклом, нагревают до полного растворения навески, добавляют 3-5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 мин.

Часовое стекло и стенки колбы ополаскивают водой. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.2. При массовой доле кремния менее 1% раствор, если он не прозрачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности ("белая лента") в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

3.3.3. При массовой доле кремния свыше 1% после окончания растворения по п.3.3.1 раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью 100 см. Осадок на фильтре промывают 3-4 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см (основной фильтрат).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600 °С в течение 3 мин. После охлаждения к содержимому тигля добавляют четыре капли серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора. Далее раствор выпаривают досуха, после охлаждения остаток смачивают 2-3 см воды и растворяют в 2-3 см раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании.

Раствор присоединяют к основному фильтрату в мерной колбе вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.4. Раствор контрольного опыта готовят согласно пп.3.3.1, 3.3.2 или 3.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.

3.3.5. Построение градуировочных графиков

3.3.5.1. При массовой доле висмута от 0,05 до 0,10% в семь мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 25 см раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см стандартного раствора В, что соответствует 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004; 0,00045; 0,0005 г висмута.

3.3.5.2. При массовой доле висмута от 0,1 до 0,5% в шесть мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 25 см раствора алюминия, в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г висмута.

3.3.5.3. При массовой доле висмута от 0,5 до 1% в семь мерных колб вместимостью по 100 см приливают по 25 см раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0025; 0,003; 0,0035; 0,004; 0,0045; 0,005 г висмута.

3.3.6. Растворы в колбах по пп.3.3.5.1, 3.3.5.2 и 3.3.5.3 доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.7. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию висмута при длине волны 223,1 нм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям висмута строят градуировочный график.

Массовую концентрацию висмута в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю висмута () в процентах вычисляют по формуле

, (2)

где - массовая концентрация висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

- массовая концентрация висмута в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;

- объем раствора пробы, см;

- масса навески пробы, г

3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл.3.
 

Таблица 3