ГОСТ 15483.1-78
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ОЛОВО
Методы определения сурьмы
Tin. Methods for determination of antimony
ОКСТУ 1709
Дата введения 1980-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
B.C.Баев, Т.А.Алманова, Г.М.Власова, B.C.Мешкова, Л.В.Мищенко, Л.Д.Савилова, Р.Д.Тресницкая
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13.12.78 N 3300
3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 4811-84 в части фотометрического (при массовой доле сурьмы от 0,003 до 0,35%) и атомно-абсорбционного методов
4. ВЗАМЕН ГОСТ 15483.1-70
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
ГОСТ 83-79 |
3.2 |
ГОСТ 860-75 |
4.2 |
ГОСТ 1089-82 |
2.2; 3.2; 4.2 |
ГОСТ 2603-79 |
2.2 |
ГОСТ 3118-77 |
2.2; 4.2 |
ГОСТ 4197-74 |
2.2 |
ГОСТ 4204-77 |
2.2; 4.2 |
ГОСТ 4461-77 |
4.2 |
ГОСТ 4521-78 |
3.2 |
ГОСТ 5789-78 |
2.2 |
ГОСТ 6691-77 |
2.2 |
ГОСТ 6709-72 |
2.2 |
ГОСТ 6836-80 |
3.2 |
ГОСТ 10484-78 |
4.2 |
ГОСТ 11125-84 |
3.2 |
ГОСТ 14261-77 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 14262-78 |
2.2; 3.2 |
ГОСТ 15483.0-78 |
1.1 |
ГОСТ 17206-96 |
3.2 |
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (апрель 1999 г.) с Изменениями 1, 2, 3, утвержденными в августе 1984 г., октябре 1985 г., июне 1989 г. (ИУС 12-84, 1-86, 10-89)
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле сурьмы от 0,00001 до 0,35%), атомно-абсорбционный (при массовой доле сурьмы от 0,02 до 0,35%) методы и метод инверсионной вольтамперометрии с накоплением (при массовой доле сурьмы от 0,00002 до 0,00005%).
Стандарт соответствует СТ СЭВ 4811 в части фотометрического (при массовой доле сурьмы от 0,003 до 0,35%) и атомно-абсорбционного методов.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 15483.0.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2. ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СУРЬМЫ
2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в серной кислоте, экстракции комплексного соединения сурьмы с бриллиантовым зеленым в слое толуола и последующем измерении оптической плотности органической фазы на спектрофотометре при длине волны 656 нм или на фотоэлектроколориметре в интервале длин волн от 640 до 670 нм.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
Воронки делительные вместимостью 150 см.
Колбы мерные вместимостью 25 см с притертыми пробками.
Пробирки мерные вместимостью 10 см с притертыми пробками.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, дважды перегнанная: при первой перегонке к воде добавляют 2-3 кристаллика марганцовокислого калия.
Тридистиллят (хранят в полиэтиленовой посуде, применяют при анализе олова высокой чистоты).
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261 и разбавленная 3:1.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор с массовой долей 10%.
Мочевина по ГОСТ 6691, насыщенный раствор: 50 г мочевины растворяют в 50 см горячей воды.
Бриллиантовый зеленый, водный раствор с массовой долей 0,1%.
Олово двухлористое, свежеприготовленный раствор с массовой долей 10% в концентрированной соляной кислоте.
Толуол по ГОСТ 5789.
Ацетон по ГОСТ 2603.
Сурьма металлическая по ГОСТ 1089 марки Су-00.
Растворы сурьмы стандартные.
Раствор А: 0,1000 г металлической сурьмы растворяют при нагревании в 5 см концентрированной серной кислоты, затем охлаждают и разбавляют 20 см
соляной кислоты, разбавленной 3:1, снова охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм
, доводят до метки соляной кислотой, разбавленной 3:1, и перемешивают.
1 см раствора А содержит 1·10
г сурьмы.
Раствор Б готовят в день применения: 10 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, разбавляют до метки соляной кислотой, разбавленной 3:1, и перемешивают.
1 см раствора Б содержит 1·10
г сурьмы.
Раствор В готовят в день применения: 10,0 см раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доливают до метки соляной кислотой, разбавленной 3:1, и перемешивают.
1 см раствора В содержит 1·10
г сурьмы.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262.
(Измененная редакция, Из
м. N 1, 3).
2.3. Проведение анализа
2.3.1. При массовой доле сурьмы от 0,003 до 0,35%
Навеску олова массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 5 см
серной кислоты и выпаривают до выделения паров серного ангидрида. Нагревание продолжают на горячей плите до удаления серы со стенок колбы. Сернокислый раствор охлаждают, приливают 20 см
соляной кислоты, разбавленной 3:1, слегка подогревают до растворения солей, снова охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
, доводят до метки соляной кислотой, разбавленной 3:1, и перемешивают.
В зависимости от массовой доли сурьмы отбирают аликвотную часть раствора в соответствии с табл.1 и переносят в стакан вместимостью 100 см.
Таблица 1
Массовая доля сурьмы, % |
Аликвотная часть раствора, см |
|||
|
|
До |
0,05 |
10,0 |
Св. |
0,05 |
“ |
0,12 |
5,0 |
“ |
0,12 |
” |
0,35 |
2,0 |
К отобранной части раствора (если было отобрано 2,0 см раствора, то к нему прибавляют 3,0 см
соляной кислоты, разбавленной 3:1) при перемешивании по каплям приливают двухлористое олово до обесцвечивания раствора, 1 см
раствора азотистокислого натрия и оставляют на 5 мин. Приливают затем равный объем воды, 1 см
раствора мочевины и перемешивают до полного прекращения выделения пузырьков. Затем раствор переносят в делительную воронку, разбавляют водой до 100 см
(если была отобрана аликвотная часть 10,0 см
) или до 50 см
(если была отобрана аликвотная часть 5,0 см
).
К раствору в воронке приливают 1 см раствора бриллиантового зеленого и 10 см
толуола и экстрагируют сурьму в течение 1 мин. После разделения жидкостей водный слой отделяют, прибавляют к нему 1 см
раствора бриллиантового зеленого, 5 см
толуола и повторяют экстракцию.
Экстракты сливают в сухую мерную колбу вместимостью 25 см, в которую предварительно было влито 10 см
ацетона, доводят до метки толуолом и перемешивают.
Через 10 мин измеряют оптическую плотность органического раствора на спектрофотометре при длине волны 656 нм или на фотоколориметре, пользуясь светофильтром с областью светопропускания в интервале волн от 640 до 670 нм и кюветой с оптимальной толщиной слоя. Раствором сравнения служит смесь толуола и ацетона в соотношении 3:2.
Из показаний оптической плотности анализируемого раствора вычитают показания оптической плотности раствора контрольного опыта, проведенного через все стадии анализа.
Массу сурьмы в растворе определяют по градуировочному графику.
(Измененная редакция, Изм. N 1
, 2, 3).
2.3.2. Для построения градуировочного графика в восемь из девяти стаканов вместимостью 100 см отмеряют 0,15; 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 4,0 см
стандартного раствора Б, что соответствует 0,0015; 0,0025; 0,005; 0,01; 0,015; 0,020; 0,025 и 0,040 мг сурьмы. Во все стаканы приливают по 5 см
раствора соляной кислоты, при перемешивании по каплям приливают раствор двухлористого олова до обесцвечивания раствора. Далее продолжают, как указано в п.2.3.1. По полученным значениям строят градуировочный график.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2.3.3. При массовой доле сурьмы 0,00001 до 0,00005%
Навеску олова массой 1 г помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 5 см
серной кислоты (ос.ч.), нагревают до растворения навески олова, удаления серы со стенок стакана и выпаривания избытка кислоты до слегка влажных солей.
К охлажденному остатку приливают 7 см соляной кислоты, разбавленной 3:1, слегка нагревают (не выше 50 °С) до растворения солей, прибавляют при перемешивании 1 см
раствора азотисто-кислого натрия и оставляют на 5 мин. Затем при взбалтывании приливают 8 см
воды, 1 см
насыщенного раствора мочевины, перемешивают до прекращения выделения пузырьков и переносят раствор в делительную воронку вместимостью 150 см
. Стакан обмывают 53 см
воды, прибавляют 1 см
раствора бриллиантового зеленого, 6 см
толуола и экстрагируют в течение 1 мин. Органический слой сливают в сухую мерную пробирку вместимостью 10 см
, в которую предварительно было влито 4 см
ацетона, доводят до метки толуолом и перемешивают.
Через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора как в п.2.3.1, используя кювету с оптимальной толщиной слоя.
(Измененная редакция, Изм. N
1, 3).
2.3.4. Для построения градуировочного графика в стаканы вместимостью 100 смотмеряют 0,1; 0,3; 0,5; 0,7 и 1,0 см
стандартного раствора В, доливают до 5 см
соляной кислоты, разбавленной 3:1, и ведут анализ, как указано в п.2.2.1.
По полученным значениям оптической плотности и известным содержаниям сурьмы строят градуировочный график.
(Измененная редакция, Изм. N 3).
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю сурьмы в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса сурьмы, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески олова, соответствующая аликвотной части раствора, г.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности не должны превышать значений, указанных в табл.2, для олова высокой чистоты - в табл.3.
Таблица 2
Массовая доля сурьмы, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
||||||||
|
|
|
|
До |
|
0,005 |
|
|
0,002
|
Св. |
|
0,005 |
|
“ |
|
0,01 |
|
|
0,003
|
“ |
|
0,01 |
|
“ |
|
0,015 |
|
|
0,004
|
|
|
0,015 |
|
“ |
|
0,03 |
|
|
0,006
|
“ |
|
0,03 |
|
“ |
|
0,05 |
|
|
0,01
|
“ |
|
0,05 |
|
“ |
|
0,15 |
|
|
0,02
|
" |
|
0,15 |
|
“ |
|
0,2 |
|
|
0,03
|
“ |
|
0,2 |
|
“ |
|
0,35 |
|
|
0,04
|
Таблица 3
Массовая доля сурьмы в олове высокой частоты, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
||||
От |
0,00001 |
до |
0,00002 |
0,000006 |
|
Св. |
0,00002 |
“ |
0,00004 |
0,000012 |
|
“ |
0,00004 |
“ |
0,00005 |
0,000015 |
(Измененная редакция, Изм. N 2).
3. МЕТОД ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ С НАКОПЛЕНИЕМ
3.1. Сущность метода
Метод основан на определении сурьмы методом инверсионной вольтамперометрии с накоплением при использовании пленочного ртутного электрода. Пробу переводят в раствор соляной кислотой в присутствии хлористого кобальта как катализатора.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261.
Кобальт двухлористый 6-водный, ос.ч.
Смесь для растворения: к 250 см концентрированной соляной кислоты добавляют 0,1-0,15 г двухлористого кобальта. Полученный раствор хранят в кварцевой колбе с притертой пробкой до полного использования.
Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262 и разбавленная 1:1.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1.
Ртуть азотнокислая закисная по ГОСТ 4521.
Ртуть однохлористая.
Серебро металлическое по ГОСТ 6836*, проволока диаметром 0,3-0,6 мм.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 6836-2002. - Примечание изготовителя базы данных.
Смола эпоксидная ЭДГ.
Калий хлористый, ос.ч., кристаллический и растворы: насыщенный при комнатной температуре и насыщенный раствор, разбавленный вдвое.
Агар микробиологический по ГОСТ 17206, раствор с массовой долей 3% в насыщенном растворе хлористого калия.
Раствор для амальгамирования: к 50 см воды, подкисленной 1-2 каплями концентрированной азотной кислоты, добавляют кристаллы азотнокислой закисной ртути до полного насыщения.
Медь металлическая в виде мелконарезанной стружки.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.
Сурьма металлическая по ГОСТ 1089.
Раствор сурьмы стандартный, запасной: растворяют 0,1000 г металлической сурьмы в 10-15 см концентрированной серной кислоты при сильном нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см
и разбавляют до метки той же кислотой.
1 см запасного раствора содержит 1 мг сурьмы.
Раствор А: 5 см запасного раствора переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, разбавляют серной кислотой, разбавленной 1:1, до метки и перемешивают. 1 см
раствора А содержит 0,05 мг.
Раствор Б: 1 смраствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
, куда предварительно приливают 20 см
концентрированной соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.
1 смраствора Б содержит 0,0005 мг сурьмы.
Полярограф самопишущий, позволяющий осуществить автоматическую запись в прямом и обратном направлениях, со всеми принадлежностями типа LP-7, Чехословакия.
Баллон с инертным газом (азот, аргон, гелий).
Печь трубчатая со вставленной в нее кварцевой трубкой, содержащей мелконарезанные медные стружки для очистки инертного газа от кислорода при 250-300 °С.
V-образный водяной манометр.
Электролизер стеклянный со сменными кварцевыми стаканчиками или стаканчиками из стекла "пирекс" (черт.1) состоит из стеклянного сосуда, нижнее основание которого плотно соединено с подставкой из фторопласта 11. В отверстие сверху помещают пленочный ртутный электрод 8, используемый в качестве катода. В одно из боковых отверстий электролизера вводится агар-агаровый мостик 7, соединяющий сосуд для полярографирования 10 с насыщенным каломельным электродом 6, используемым в качестве анода. В другое боковое отверстие вводится стеклянная трубка 9 с загнутым и оттянутым нижним концом, служащая для продувки раствора инертным газом. Верхний конец трубки с помощью резинового шланга подсоединен к манометру, через который подается инертный газ. Все перечисленные детали электролизера собраны на шлифах.
Черт.1
Насыщенный каломельный электрод состоит из сосуда (диаметр которого составляет в широкой части 20 мм), с впаянной в него платиновой проволокой 1, на дно которого наливают ртуть 2 так, чтобы платиновая проволока была полностью погружена в нее. Поверх ртути слоем толщиной 2-3 мм помещают каломельную пасту 3, приготовленную путем растирания 1 г каломели, предварительно смоченной насыщенным раствором хлористого калия с несколькими каплями металлической ртути до получения однородной массы. Поверх пасты помещают кристаллы хлористого калия 4 и оставшуюся емкость заполняют насыщенным раствором хлористого калия 5. Необходимо следить за тем, чтобы указанные слои не перемешивались. Приготовленный каломельный электрод выдерживается в течение 24 ч и затем используется в работе.
Ртутно-серебряный пленочный электрод: отрезок серебряной проволоки длиной 1-1,5 см спаивают с медной проволокой. Серебряную проволоку с помощью эпоксидной смолы вклеивают в стеклянную трубку с оттянутым концом так, чтобы снаружи оставался конец проволоки длиной 0,5-0,7 см. После затвердевания смолы наружный конец серебряной проволоки очищают от смолы.
Установка для амальгамирования электрода (черт.2) содержит: аккумулятор или сухую батарею 2, сопротивление 1, миллиамперметр 3, сосуд для амальгамирования 4. Сосуд для амальгамирования (черт.3) содержит в качестве электролита насыщенный раствор азотнокислой закисной ртути 1, подкисленный азотной кислотой. В боковую стенку сосуда впаяна платиновая проволока 4, используемая в качестве анода. Контакт осуществляется через металлическую ртуть, залитую в боковой тубус 3. В верхнее отверстие сосуда вставляется амальгамируемый электрод 2, используемый в качестве катода.
Черт.2
Черт.3
Серебряный электрод помещают в сосуд для амальгамирования и проводят электролиз в течение 2,5 мин при силе тока 15 мА. Амальгамированный электрод промывают водой, осторожно растирают кусочком кальки и снова промывают водой. Полученный электрод хранят в воде.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску образца массой 2 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 100 см, приливают 10 см
смеси для растворения и ведут растворение при 40-50 °С на водяной бане. Полученный раствор охлаждают, переводят в мерный цилиндр вместимостью 10 см
, доводят до метки смесью для растворения и перемешивают. Аликвотную часть этого раствора в количестве 1 см
помещают в чистый кварцевый стаканчик, добавляют 4 см
воды и переносят в электролизер для полярографирования. Пленочный электрод при этом должен быть полностью погружен в раствор. Включают ток инертного газа для перемешивания раствора и удаления из него кислорода (на 3 мин). Скорость поступления газа контролируется с помощью манометра. Устанавливают напряжение минус 0,40 В по нормальному каломельному электроду и подключают ячейку к полярографу, предварительно поставив шунт "чувствительность" в положение, обеспечивающее минимальную силу тока. Проводят электролитическое концентрирование на электроде в течение 5-10 мин в зависимости от содержания сурьмы в образце (электролиз ведется при перемешивании раствора током инертного газа). По истечении указанного времени газ отключают, снижают потенциал до минус 0,33 В, переключают шунт полярографа на нужную "чувствительность" и снимают полярограмму при обратном движении барабана со скоростью 200 мА/мин в интервале потенциалов от минус 0,33 до минус 0,009 В. Пик сурьмы лежит при потенциале минус 0,18 В. Определение содержания сурьмы проводят методом добавок, замеряя высоту пика для пробы без добавки и с добавкой 0,1; 0,15 и 0,2 см
стандартного раствора Б.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю сурьмы в процентах вычисляют по формуле
,
где - высота пика сурьмы для образца без добавки, мм;
- концентрация добавленного стандартного раствора сурьмы, мкг/см
;
- объем добавленного стандартного раствора сурьмы, см
;
- высота пика сурьмы для образца с добавкой, мм;
- масса навески олова, г
3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности0,95 не должны превышать 1,5·10
%.
4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
4.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси фтористоводородной и азотной кислот с водой и измерении атомной абсорбции сурьмы в пламени ацетилен-воздух при длине волны 231,1 нм.
4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Атомно-абсорбционный спектрометр со всеми принадлежностями.
Источник излучения для сурьмы.
Стаканы фторопластовые вместимостью 50 см или чашки платиновые вместимостью не менее 50 см
.
Колбы полиэтиленовые вместимостью 50 см.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Кислота серная по ГОСТ 4204.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Кислота соляная по ГОСТ 3118.
Смесь для растворения: фтористоводородную и азотную кислоты смешивают с водой в соотношении 2:3:5 соответственно; хранят в полиэтиленовой посуде.
Олово высокой чистоты по ГОСТ 860.
Сурьма металлическая по ГОСТ 1089.
Стандартный раствор сурьмы: 0,1000 г сурьмы растворяют при нагревании в 10 см серной кислоты, охлаждают, разбавляют 20 см
раствора соляной кислоты, снова охлаждают, переводя в мерную колбу 1 дм
, доводят до метки раствором соляной кислоты и перемешивают.
1 см раствора содержит 10
г сурьм
4.3. Проведение анализа
4.3.1. Навеску олова массой, приведенной в табл.4, помещают в стакан из фторопласта и растворяют в 10 см смеси для растворения, добавляя ее небольшими порциями во избежание бурной реакции. По окончании растворения содержимое стакана нагревают в течение 1-2 мин, не доводя до кипения, и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
, доводят водой до метки и перемешивают.
Таблица 4
Массовая доля сурьмы, % |
Масса навески, г |
|||
От |
0,02 |
до |
0,1 |
1 |
Св. |
0,1 |
“ |
0,35 |
0,5 |
Измеряют атомную абсорбцию сурьмы в пламени ацетилен-воздух при длине волны 231,1 нм параллельно с растворами для построения градуировочного графика и контрольного опыта.
Концентрацию сурьмы в растворе находят по градуировочному графику.
4.3.2. Для построения градуировочного графика в восемь стаканов из фторопласта или платиновые чашки помещают навеску олова высокой чистоты массой в соответствии с табл.4 и растворяют в 10 см смеси для растворения, добавляя ее небольшими порциями во избежание бурной реакции. По окончании растворения содержимое стакана нагревают в течение 1-2 мин, не доводя до кипения, и охлаждают. Раствор переносят в мерные колбы вместимостью 50 см
и в семь из них отмеряют 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0 и 20,0 см
стандартного раствора сурьмы, что соответствует 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5 и 2,0 мг сурьмы, доводят водой до метки и перемешивают. Измеряют атомную абсорбцию сурьмы, как указано в п.4.3.1. По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им концентрациям сурьмы строят градуировочный график.
4.4. Обработка результатов
4.4.1. Массовую долю сурьмы в процентах вычисляют по формуле
,
где - концентрация сурьмы, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- концентрация сурьмы в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см
;
- объем раствора пробы, см
;
- масса навески олова, г
4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать значений, приведенных в табл.2.
Разд.4. (Введен дополнительно, Изм. N 2).