Сплавы магниевые. Методы определения алюминия

ГОСТ 3240.1-76
Группа В59
 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ МАГНИЕВЫЕ

Методы определения алюминия

Magnesium alloys.
Methods for determination of aluminium

МКС 77.120.20
ОКСТУ 1709

Дата введения 1978-01-01
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством авиационной промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28.12.76 N 2889

3. ВЗАМЕН ГОСТ 3240-56 в части разд.V

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

6. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 11-87)
 

1. Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,5 до 12%) и фотометрический метод определения алюминия (при массовой доле алюминия от 0,003 до 0,4%).

(Измененная редакция, Изм. N 1).
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 3240.0.
 

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на выделении алюминия из раствора добавлением бензойнокислого аммония. После растворения осадка в соляной кислоте алюминий связывают при нагревании раствором динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), которую прибавляют с избытком. Избыток раствора трилона Б оттитровывают раствором уксуснокислого цинка при рН 5,5-5,8, применяя в качестве индикатора ксиленоловый оранжевый.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор, разбавленный 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и раствор, разбавленный 1:5.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, 50%-ный раствор.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117.

Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61.

Раствор буферный с рН 5,8; готовят следующим образом: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в 1000 см воды и прибавляют 20 см уксусной кислоты.

Аммоний бензойнокислый, 10 и 0,5%-ный растворы.

Метиловый оранжевый (индикатор), 0,1%-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ 4919.1.

Ксиленоловый оранжевый, 0,1%-ный раствор; готовят и хранят по ГОСТ 4919.1.

Цинк по ГОСТ 3640.

Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N', N'- тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, 0,05 М раствор: 18,613 г трилона Б растворяют в 600 см воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, разбавляют водой до метки и перемешивают. Титр раствора трилона Б определяют следующим образом: 1 г цинка растворяют в 50 см соляной кислоты 1:1, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, разбавляют водой до метки и перемешивают. 1 см раствора содержит 0,001 г цинка.

10 см этого раствора переносят пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см, разбавляют водой до 100 см, вводят 1-2 капли раствора метилового оранжевого и нейтрализуют аммиаком до желтой окраски. В колбу приливают 20 см буферного раствора и титруют раствором трилона Б с использованием ксиленолового оранжевого до перехода окраски раствора из красной в желтую.

Титр раствора трилона Б (Т), выраженный в г/см алюминия, вычисляют по формуле

,

где - масса навески цинка, взятая для установки титра, г;

- объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см;

2,423 - коэффициент пересчета цинка на алюминий.

Цинк уксуснокислый, 2-водный по ГОСТ 5823, раствор с молярной концентрацией 0,05 моль/дм: 10,95 г уксуснокислого цинка растворяют в 100 см воды, прибавляют 2 см уксусной кислоты и разбавляют до 1 дм водой.

Соотношение раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка устанавливают следующим образом: в коническую колбу вместимостью 250 см отбирают 10 см раствора трилона Б и разбавляют водой до 100-150 см. Раствор нейтрализуют аммиаком, разбавленным 1:5, до желтой окраски метилового оранжевого, добавляют 20 см буферного раствора, несколько капель индикатора и титруют раствором уксуснокислого цинка до розовой окраски.

Соотношение концентраций раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка () вычисляют по формуле

,

где - объем раствора трилона Б, взятый для титрования, см;

- объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование раствора трилона Б, см.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. Проведение анализа

Массу навески сплава берут в зависимости от содержания алюминия в количестве, указанном в табл.1.
 

Таблица 1

Навеску помещают в стакан вместимостью 400 см, прибавляют 20 см воды и небольшими порциями 20 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. После окончания растворения добавляют несколько капель азотной кислоты и кипятят до удаления окислов азота.

Охлажденный раствор нейтрализуют аммиаком до образования мути, которую растворяют несколькими каплями соляной кислоты, разбавленной 1:1, приливают 5 см раствора уксуснокислого натрия и осторожно нейтрализуют раствор по бумаге "конго" соляной кислотой, разбавленной 1:1, до перехода окраски бумаги "конго" из красной в фиолетовую.

К раствору прибавляют 25 см 10%-ного раствора бензойнокислого аммония, разбавляют горячей водой до 300 см, перемешивают стеклянной палочкой и нагревают до кипения.

После выпадения осадка стакан снимают с плиты, оставляют на 10-15 мин в теплом месте и отфильтровывают на двойной фильтр средней плотности.

Стакан и осадок промывают 6-8 раз 0,5%-ным раствором бензойнокислого аммония. Осадок смывают струей горячей воды в тот же стакан, где проводилось растворение навески, затем фильтр промывают 25 см горячей соляной кислотой и 5-6 раз горячей водой. Раствор нагревают до полного растворения осадка, выпаривают до объема 100 см и прибавляют раствор трилона Б 20-25 см. Затем раствор нагревают до кипения, нейтрализуют аммиаком до желтой окраски метилового оранжевого, прибавляют 20 см буферного раствора, охлаждают, добавляют 5-7 капель раствора ксиленолового оранжевого и титруют раствором уксуснокислого цинка до розовой окраски.

(Измененная редакция, Изм. N

1).

2.4. Обработка результатов

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

,

где - объем раствора трилона Б, добавленный к испытуемому раствору, см;

- объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см;

- соотношение концентраций раствора трилона Б и раствора уксуснокислого цинка;

- титр раствора трилона Б, выраженный в г/см алюминия;

- масса навески,

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.
 

Таблица 2

2.5 Контроль точности измерений

Для контроля точности измерений массовой доли алюминия от 0,5 до 12% используют государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и стандартные образцы предприятия, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315.

Контроль точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ 25086.

Допускается проводить контроль точности измерений массовой доли алюминия, используя метод добавок.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).
 

3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании алюминием с эриохромцианином комплексного соединения при рН 5,8, окрашенного в малиново-красный цвет. Окрашенный раствор фотометрируют при 538 нм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр типа СФ-4А или фотоколориметр типа ФЭК-56 или ФЭК-60.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, перегнанная, растворы разбавленный 1:1 и 1:5.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор, разбавленный 1:5.

Кислота аскорбиновая, 2%-ный свежеприготовленный раствор.

Эриохромцианин , 0,05%-ный раствор; готовят следующим образом: 0,1 г эриохромцианина растворяют в 195 см воды с добавлением 5 см уксусной кислоты.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117.

Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61.

Раствор буферный с рН 5,8: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в 1 дм воды и приливают 20 см уксусной кислоты.

Бумага "конго".

Вода бидистиллированная, полученная по ГОСТ 4517.

Посуда, промытая кипячением с соляной кислотой и бидистиллированной водой.

Кислота фениларсоновая, 1%-ный раствор.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962*.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51652-2000.

Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор; готовят следующим образом: 1 г трилона Б растворяют в 95 см воды с добавлением 5 см этилового спирта.

Магний по ГОСТ 804 степени чистоты не менее 99,9%, содержащий не более 0,003% алюминия.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А195.

Стандартные растворы алюминия.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г алюминия растворяют в 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, добавляют до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,1 мг алюминия.

Раствор Б; готовят следующим образом: 5 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, прибавляют 5 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и доводят до метки водой.

1 см раствора Б содержит 0,001 мг алюминия.

(Измененная редакция, И

зм. N 1).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. (Исключен, Изм. N 1).

3.3.2. Проведение анализа при отсутствии циркония и бериллия

Массу навески сплава 0,1 г растворяют в 10 см соляной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см.

При массовой доле алюминия в сплаве до 0,009% фотометрируют весь раствор. При массовой доле алюминия в сплаве свыше 0,009% отбирают аликвотные части, указанные в табл.3, из мерной колбы вместимостью 100 см, которую доливают до метки водой и перемешивают. Приливают 20-30 см воды, нейтрализуют раствором аммиака по бумаге "конго" до темно-сиреневого цвета.
 

Таблица 3

К нейтрализованному раствору прибавляют пипеткой 2 см аскорбиновой кислоты, 2 см эриохромцианина и выдерживают в течение 15 мин. Затем прибавляют 10 см буферного раствора, доливают водой до метки и перемешивают.

Через 15 мин измеряют оптическую плотность окрашенных растворов при 538 нм, пользуясь соответствующими кюветами. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3.3. Проведение анализа в присутствии циркония

0,5 г навески растворяют при нагревании в 15 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и прибавляют 50 см горячей воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 200 см, прибавляют 5 см фениларсоновой кислоты на каждый 1% циркония в сплаве и раствор осторожно нагревают до кипения. Охлажденный раствор доводят до метки водой, перемешивают и фильтруют.

В зависимости от массовой доли алюминия в сплаве отбирают аликвотные части раствора, указанные табл.4.
 

Таблица 4

Аликвотную часть раствора помещают в колбу вместимостью 100 см, доливают водой до 30 см, нейтрализуют раствором аммиака по бумаге "конго" до темно-сиреневого цвета и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.2.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3.4. Проведение анализа в присутствии бериллия

Для каждого определения берут две аликвотные части раствора, приготовленного, как указано в п.3.3.2. С одной аликвотной частью раствора поступают, как указано в п.3.3.2, затем измеряют оптическую плотность. В другую аликвотную часть добавляют 5 см раствора трилона Б, нейтрализуют аммиаком по бумаге "конго" до темно-сиреневого цвета и далее анализ ведут, как указано в п.3.3.2, затем измеряют оптическую плотность. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта с добавлением 5 см раствора трилона Б.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.4. В шесть мерных колб вместимостью 100 см приливают по 30 см воды, по 10 см соляной кислоты, разбавленной 1:5, и добавляют стандартного раствора Б 0; 2,0; 3,0; 5,0; 7,0 и 10,0 см, что соответствует 0; 2·10; 3·10; 5·10; 7·10 и 1·10 г алюминия. Растворы кипятят, охлаждают, проводят нейтрализацию по бумаге "конго" до темно-сиреневого цвета и далее прибавляют все реактивы, как указано в п.3.3.1. По найденным значениям оптических плотностей растворов и соответствующим им концентрациям алюминия строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. N

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Массовую долю алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

где - количество алюминия, найденное по градуировочному графику, г;

- объем исходного раствора, см;

- объем аликвотной части раствора, см;

- масса навески сплава, г.

3.5.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.5.
 

Таблица 5

3.6. Контроль точности измерений

Для контроля точности измерений массовой доли алюминия от 0,003 до 0,4% используют государственные стандартные образцы, отраслевые стандартные образцы и стандартные образцы предприятия магниевых сплавов, выпущенные в соответствии с ГОСТ 8.315. Контроль точности измерений проводят в соответствии с ГОСТ 25086.

Допускается проводить контроль правильности результатов определения алюминия, используя метод добавок.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).
 

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ

4.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии азотной кислоты и последующем измерении атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм в пламени ацетилен - закись азота. Высота фотометрируемого участка 2 см. Компоненты магниевых сплавов, а также примеси помех анализу не оказывают, однако для идентифицирования условий распыления анализируемых, а также градуировочных растворов необходимо примерное уравнивание содержания кислот, а также основы сплава в градуировочных и анализируемых растворах.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 перегнанная, плотностью 1,12 г/см.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Ацетилен в баллонах по ГОСТ 5457.

Закись азота в баллонах медицинская.

Калий хлористый по НТД, 10%-ный раствор.

Магний первичный в чушках по ГОСТ 804 в виде стружки.

Раствор магния в 50 г/дм: 50 г магния осторожно растворяют в 800 см соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки и перемешивают.

Алюминий первичный по ГОСТ 11069, марки А 99.

Стандартный раствор алюминия: 1 г металлического алюминия растворяют в 50 см соляной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора содержит 1 мг алюминия

4.3. Проведение анализа

4.3.1. Навеску сплава массой 0,2 г помещают в стакан вместимостью 100 см и растворяют в 15 см соляной кислоты 1:1 с последующим окислением 5-10 каплями азотной кислоты. Раствор кипятят для удаления окислов азота, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 5 см раствора хлорида калия, доливают водой до метки и перемешивают.

Параллельно пробе проводят анализ контрольного опыта.

Измеряют атомную абсорбцию алюминия в растворе пробы, растворе контрольного опыта и растворах для построения градуировочного графика на атомно-абсорбционном спектрофотометре относительно дистиллированной воды при длине волны 309,3 нм в пламени ацетилен - закись азота.

Концентрацию алюминия в пробе и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

4.3.2. Построение градуировочного графика

В серию мерных колб вместимостью 100 см вводят по 4 см раствора магния, по 5 см раствора хлорида калия, а также 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см стандартного раствора алюминия, что соответствует 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мг алюминия, доливают водой до метки, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию алюминия согласно п.4.3.1.

Из полученных значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, вычитают значение атомной абсорбции раствора, не содержащий стандартный раствор, и по полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им содержаниям алюминия строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

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

- масса алюминия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески пробы, взятая для спектрофотометрирования, г.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.6.
 

Таблица 6

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.5. Контроль точности измерений

4.5.1. Контроль точности измерений массовой доли алюминия проводят по п.2.5.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).