Титан губчатый. Метод определения ниобия и тантала

ГОСТ 9853.10-96
Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТИТАН ГУБЧАТЫЙ

Метод определения ниобия и тантала

Sponge titanium. Method for determination of niobium and tantalum

МКС 77.120*
ОКСТУ 1709
_________________________________
* В указателе "Национальные стандарты" 2008 г.

ОКС 77.120, 77.120.50 - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2000-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 105, Украинским научно-исследовательским и проектным институтом титана

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 октября 1999 г. N 353-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 9853.10-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
 

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения ниобия (при массовой доле ниобия от 0,002% до 0,01%) и экстракционно-фотометрический метод определения тантала (при массовой доле тантала от 0,001% до 0,005%) в губчатом титане по ГОСТ 17746.

Метод основан на отделении ниобия и тантала от титана и сопутствующих примесей двукратным осаждением ниобия и тантала танином в солянокислой среде, последующем сплавлении осадка с пиросульфатом калия, образовании в присутствии винной кислоты окрашенного в красный цвет комплексного соединения ниобия с цианформазаном-2 с последующим измерением оптической плотности раствора.

Тантал определяют путем экстракции бензолом комплексного соединения тантала с кристаллическим фиолетовым и последующего измерения оптической плотности экстракта.
 

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы. Основные положения, порядок разработки, аттестации, утверждения, регистрации и применения

ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4463-76 Натрий фтористый. Технические условия

ГОСТ 5712-78 Аммоний щавелевокислый 1-водный. Технические условия

ГОСТ 5817-77 Кислота винная. Технические условия

ГОСТ 5955-75 Бензол. Технические условия

ГОСТ 7172-76 Калий пиросернокислый

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 17746-96 Титан губчатый. Технические условия

ГОСТ 23780-96 Титан губчатый. Методы отбора и подготовки проб

ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
 

3 Общие требования

3.1 Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 25086.

3.2 Отбор и подготовку проб проводят по ГОСТ 23780.

3.3 Массовую долю ниобия и тантала определяют по двум навескам.
 

4 Средства измерений и вспомогательные устройства

Спектрофотометр типа СФ-46 или фотометрический колориметр концентрационный типа КФК-2, или аналогичный прибор.

Кислота соляная по ГОСТ 14261, разбавленная 1:1, 1:4, 1:9 и 1:49.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, 1,35-1,40 г/см.

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

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота аскорбиновая по Государственной фармакопее X.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор массовых концентраций 200 и 40 г/дм.

Танин по Государственной фармакопее X, раствор массовых концентраций 30 и 10 г/дм, последний готовят растворением танина в 1000 см раствора соляной кислоты (1:9).

Калия пиросульфат (калий пиросернокислый) по ГОСТ 7172.

Натрия фторид (натрий фтористый) по ГОСТ 4463, раствор массовой концентрации 50 г/дм.

Бензол по ГОСТ 5955.

Аммония гидрооксалата моногидрат (аммоний щавелевокислый) по ГОСТ 5712, раствор массовой концентрации 40 г/дм.

Цианформазан-2 по действующему нормативному документу, раствор массовой концентрации 1 г/дм.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Кристаллический фиолетовый по действующему нормативному документу, раствор массовой концентрации 2 г/дм.

Фильтры обеззоленные "красная лента" и "белая лента" по действующему нормативному документу.

Этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты динатриевой соли дигидрат (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор молярной концентрации 0,025 моль/дм.

Государственные стандартные образцы по ГОСТ 8.315.

Стандартные растворы ниобия.

Раствор А: 0,3575 г оксида ниобия (V) сплавляют с 7 г пиросульфата калия в платиновом тигле при температуре (793±25) К. Плав растворяют в 100 см раствора винной кислоты массовой концентрации 200 г/дм, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Годен к применению в течение месяца.

1 см раствора А содержит 0,0005 г ниобия.

Раствор Б: 2 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают раствором винной кислоты массовой концентрации 40 г/дм до метки и перемешивают. Готовят перед применением.

1 см раствора Б содержит 0,00001 г ниобия.

Стандартные растворы тантала.

Раствор А: 0,1526 г оксида тантала (V) сплавляют с 5-6 г пиросульфата калия в платиновом тигле при температуре (793±25) К. Плав растворяют в 150 см раствора моногидрата гидрооксалата аммония при нагревании, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см и доливают водой до метки. Раствор годен к применению в течение двух недель.

1 см раствора А содержит 0,0005 г тантала.

Раствор Б: 2 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают раствором моногидрата гидрооксалата аммония до метки и перемешивают. Готовят перед применением.

1 см раствора Б содержит 0,000004 г тантала.
 

5 Порядок проведения измерений

5.1 Навеску массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 500 см, приливают 100 см раствора соляной кислоты (1:1). Стакан накрывают часовым стеклом или стеклянной воронкой и ведут растворение при умеренном нагревании. Объем раствора поддерживают постоянным, периодически добавляя раствор соляной кислоты (1:1). После полного растворения навески в раствор приливают примерно 1 см азотной кислоты до обесцвечивания раствора и кипятят до удаления оксидов азота, после чего добавляют 0,5 г аскорбиновой кислоты и раствор разбавляют водой примерно до 200 см. В стакан с раствором помещают бумажную массу, приливают 100 см раствора танина массовой концентрации 30 г/дм, стакан накрывают часовым стеклом и кипятят раствор в течение 40-50 мин, после чего раствор охлаждают и оставляют на 7-8 ч для формирования осадка. Раствор с осадком фильтруют через беззольный фильтр средней плотности "белая лента" и 3-4 раза промывают раствором соляной кислоты (1:49). Фильтр с осадком переносят в платиновую чашку, помещают ее в холодную муфельную печь. Во время нагрева печи осадок высушивают, озоляют и затем прокаливают при температуре (1303±25) К.

Осадок осторожно при отключенной вентиляции вынимают из муфельной печи, добавляют 5-6 капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты. Содержимое в платиновой чашке нагревают до выделения паров серной кислоты и далее упаривают до состояния влажного осадка. К остатку в чашке приливают 5 см соляной кислоты (1:1) и нагревают в течение нескольких минут до растворения осадка. Раствор переносят в стакан, в котором проводилось первое осаждение, ополаскивают чашку небольшим количеством воды, протирают ее кусочком фильтровальной бумаги, который помещают в тот же стакан, и еще раз ополаскивают небольшим количеством воды. Промывные воды объединяют в стакане с основным раствором. К раствору приливают 100-150 см раствора танина массовой концентрации 10 г/дм, помещают фильтробумажную массу, вносят 0,25 г аскорбиновой кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и кипятят раствор около 1 ч. Снимают стакан с электроплитки, приливают к горячему раствору 50-70 см раствора соляной кислоты (1:4), раствор охлаждают и оставляют на 3-4 ч.

Раствор с осадком фильтруют через двойной фильтр "белая лента" и "красная лента", промывают его 3-4 раза раствором соляной кислоты (1:49), после чего помещают в кварцевый тигель.

Кварцевый тигель с осадком помещают в холодную муфельную печь. Во время нагрева печи осадок высушивают, озоляют, а затем прокаливают при температуре (1303±25) К.

Осадок в тигле сплавляют с пиросульфатом калия массой 0,75 г при температуре (793±25) К в течение 3-5 мин.

Тигель вынимают из печи, охлаждают, добавляют 10 см раствора винной кислоты массовой концентрации 40 г/дм, нагревают до растворения плава. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см, доливают до метки раствором той же винной кислоты и перем

ешивают.

5.2 Для определения ниобия аликвотную часть раствора 10 см помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, приливают до объема 40 см раствор соляной кислоты (1:9), добавляют 0,5 см раствора трилона Б, 2 см раствора цианформазана-2 и нагревают до температуры (343±10) К. Спустя 15 мин раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре при длине волны 670 нм (красный светофильтр для фотоколориметра) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

5.3 Для определения тантала аликвотную часть раствора 5 см помещают в кварцевую пробирку с притертой пробкой вместимостью 100 см. Добавляют пипеткой 2 см раствора фторида натрия, 1 см раствора кристаллического фиолетового, 10 см бензола (из бюретки) и экстрагируют окрашенный комплекс в течение 1 мин. После разделения фаз точно отмеренный объем 5 см бензольного слоя помещают в сухую пробирку с притертой пробкой, куда предварительно вносят 1 см ацетона, и перемешивают. Оптическую плотность экстракта измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре при длине волны 590 нм (оранжевый светофильтр для фотоколориметра) в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют экстракт раствора контрольного опыта

5.4 Построение градуировочного графика

5.4.1 Для построения градуировочного графика при массовой доле ниобия от 0,002% до 0,01% в шесть из семи мерных колб вместимостью 50 см помещают 0,8; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора Б ниобия, что соответствует 0,000008; 0,000010; 0,000020; 0,000030; 0,000040; 0,000050 г ниобия. Во все семь колб приливают раствор соляной кислоты (1:9) до объема примерно 40 см, 0,5 см раствора трилона Б, добавляют 2 см раствора цианформазана-2 и далее поступают, как указано в 5.2. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта.

5.4.2 Для построения градуировочного графика при массовой доле тантала от 0,001% до 0,005% в шесть из семи кварцевых пробирок для экстрагирования вместимостью 100 см помещают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см стандартного раствора Б тантала, что соответствует 0,000002; 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,000010; 0,000012 г тантала.

Во все семь пробирок приливают по 5 см раствора контрольного опыта, по 2 см раствора фторида натрия и далее поступают, как указано в 5.3. В качестве раствора сравнения используют экстракт, полученный из раствора в седьмой пробирке, не содержащего стандартный раствор тантала.

5.4.3 По полученным значениям оптической плотности и соответствующим им массам ниобия (тантала) строят градуировочный график.
 

6 Обработка результатов измерений

6.1 Массовую долю ниобия ,%, вычисляют по формуле

, (1)

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

- общий объем раствора пробы, см;

- масса навески, г;

- объем аликвотной части раствора пробы, см.

6.2 Массовую долю тантала ,%, вычисляют аналогично.
 

7 Допустимая погрешность измерений

7.1 Расхождение между результатами измерений и результатами анализа (при доверительной вероятности 0,95) не должно превышать допускаемых значений, указанных в таблицах 1 и 2.


Таблица 1

В процентах

Таблица 2

В процентах

7.2 Контроль точности результатов анализа проводят по стандартному образцу в соответствии с ГОСТ 25086.

Допускается проводить контроль точности результатов анализа по методу добавок в соответствии с ГОСТ 25086.

Добавками являются стандартные растворы Б.
 

8 Требования к квалификации

К выполнению анализа допускается химик-аналитик квалификации не ниже 4-го разряда.