Сплавы медно-цинковые. Методы определения висмута

ГОСТ 1652.7-77
Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ МЕДНО-ЦИНКОВЫЕ

Методы определения висмута

Copper-zinc alloys.
Methods for the determination of bismuth

ОКСТУ 1709

Дата введения 1978-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Ю.Ф.Шевакин, М.Б.Таубкин, А.А.Немодрук, Н.В.Егиазарова (руководитель темы), И.А.Воробьева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.04.77 N 1062

3. ВЗАМЕН ГОСТ 1652.7-71

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Постановлением Госстандарта от 28.12.92 N 1525 снято ограничение срока действия

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (июль 1997 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в октябре 1981 г., ноябре 1987 г., декабре 1992 г. (ИУС 12-81, 2-88, 3-93)


Настоящий стандарт устанавливает фотометрические и атомно-абсорбционные методы определения содержания висмута (при массовой доле висмута от 0,0005 до 0,05%) в медно-цинковых сплавах по ГОСТ 15527*, ГОСТ 17711 и ГОСТ 1020**.
________________
* Действует действует ГОСТ 15527-2004.

** Действует ГОСТ 1020-97. - Примечание.

(Измененная редакция, Изм. N 2).
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по п.1.1 ГОСТ 1652.1.

(Измененная редакция, Изм. N 2).
 

2а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД С КСИЛЕНОЛОВЫМ ОРАНЖЕВЫМ

2а.1. Сущность метода

Метод основан на образовании висмута окрашенного комплекса с ксиленоловым оранжевым и измерении оптической плотности окрашенного комплекса.

2а, 2а.1. (Введены дополнительно, Изм. N 2).
 

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и 0,1 и 1 моль/дм растворы и разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:8, 1:5 и 1:1.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.

Кислота хлорная.

Бром по ГОСТ 4109.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:20.

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор 100 г/дм.

Смесь кислот для растворения; готовят следующим образом: 180 см бромистоводородной кислоты смешивают с 20 см брома.

Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 1 г/дм; готовят следующим образом: 0,1 г хлорного железа растворяют в 25 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и доливают водой до 100 см.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463, раствор 5 г/дм.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, раствор 300 г/дм.

Ксиленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм в 0,1 моль/дм растворе азотной кислоты.

Медь марки М00к по ГОСТ 859*.
__________________
* Действует ГОСТ 859-2001. - Примечание.

Медь азотнокислая, раствор 50 г/дм; готовят следующим образом: 5 г металлической меди растворяют в 50 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и до метки доливают водой.

Висмут марки Ви0 по ГОСТ 10928.

Стандартные растворы висмута

Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г висмута растворяют в 20 см концентрированной азотной кислоты. Окислы азота удаляют кипячением, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,0001 г висмута.

Раствор Б; готовят следующим образом: 50 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,00001 г висмута.
 

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Для сплавов, не содержащих олова, сурьмы и свинца

Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см, прибавляют 15 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до растворения. Затем раствор разбавляют водой до 150 см, добавляют 10 см раствора хлорного железа и осаждают гидроокиси раствором аммиака до образования растворимого темно-синего аммиачного комплекса меди. Смесь выдерживают в течение 30 мин при 50-60 °С.

Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, промывают 6-8 раз горячим раствором аммиака, разбавленным 1:20, и растворяют в 20 см горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1, в стакане, в котором проводилось осаждение, фильтр промывают 8-10 раз горячей водой. Переосаждение повторяют еще раз.

Осадок растворяют на фильтре в 20 см горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1, в стакане, в котором проводилось осаждение, фильтр промывают водой 5-7 раз и раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 3 см 1 моль/дм раствора азотной кислоты, ополаскивают стенки стакана 2-3 см воды, нагревают раствор до кипения и кипятят до растворения осадка. Затем добавляют 4 см раствора аскорбиновой кислоты и охлаждают. Прибавляют 1 см раствора фтористого натрия, 1 см раствора ксиленолового оранжевого, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают водой до метки, перемешивают. При массовой доле висмута свыше 0,008% к сухому остатку добавляют 1 моль/дм раствор азотной кислоты в количестве, согласно табл.1.
 

Таблица 1

Добавляют 3-5 см воды, 10 см раствора аскорбиновой кислоты, нагревают до кипения и растворения остатка, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 25 или 50 см, доливают до метки водой и перемешивают.

В мерную колбу вместимостью 50 см отбирают аликвотную часть раствора согласно табл.1, добавляют 1 см раствора фтористого натрия, 1 см раствора ксиленолового оранжевого, доливают до метки водой и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

3.2. Для сплавов, содержащих олово, сурьму и массовую долю до 0,5% свинца

Анализ сплава проводят, как указано в п.3.3, за исключением выделения хлористого свинца.

3.3. Для сплавов, содержащих олово, сурьму и массовую долю свыше 0,5% свинца

Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см и растворяют в 15 см смеси кислот для растворения. При неполном растворении добавляют по каплям бром. После растворения прибавляют 15-20 см хлорной кислоты, выпаривают раствор до осветления и появления белых густых паров (объем оставшегося раствора не должен превышать 5 см) и охлаждают. Стенки стакана ополаскивают небольшим количеством воды, раствор разбавляют до 30 см и нагревают до растворения солей. К раствору приливают 10 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и охлаждают ледяной водой. Осадок хлорида свинца отфильтровывают на фильтр средней плотности, собирая фильтрат в стакан вместимостью 250 см. Фильтр с осадком и стакан промывают небольшим количеством (5-8 см) соляной кислоты, разбавленной 1:8. Осадок отбрасывают. В фильтрат добавляют 10 см раствора хлорного железа, разбавляют до объема 150 см и далее ведут анализ, как указано в п.

3.1.

3.4. Построение градуировочного графика

В стаканы вместимостью по 300 см помещают по 10 см раствора азотнокислой меди, вводят 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 5,0; 6,0 и 8,0 см стандартного раствора висмута (раствор Б), по 10 см раствора хлорного железа, разбавляют водой до 150 см и далее ведут анализ, как указано в п.3.1.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий висмута.

По найденным значениям оптических плотностей строят градуировочный график.
 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю висмута в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески сплава, г.

4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений ( - сходимость) не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.2.
 

Таблица 2

4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях ( - воспроизводимость) не должны превышать значений, указанных в табл.2.

4.2, 4.3. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

4.4. Контроль точности анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) медно-цинковых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315*, или методом добавок или сравнением результатов, полученных другим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.
_______________
* Действует ГОСТ 8.315-97, здесь и далее по тексту. - Примечание.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

4.4.1-4.4.3. (Исключены, Изм. N 3).
 

5. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА С ТИОМОЧЕВИНОЙ

5.1. Сущность метода

Метод основан на образовании висмутом окрашенного комплекса с тиомочевиной в среде 1 моль/дм раствора азотной кислоты и измерении его оптической плотности при длине волны 470 нм.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

5.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 2:5, 1:2, 1:100.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 2:1 и 1:9.

Кислота хлорная.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:3.

Бром по ГОСТ 4109.

Смесь для растворения, свежеприготовленная: кислота бромистоводородная и бром в соотношении 9:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Марганец сернокислый по ГОСТ 435, раствор 80 г/дм.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 30 г/дм.

Водорода перекись по ГОСТ 10929.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, раствор 20 г/дм.

Кислота винная по ГОСТ 5817.

Раствор смеси лимонной и винной кислот; готовят следующим образом: 300 г винной кислоты и 200 г лимонной кислоты растворяют в 500 см воды.

Тиомочевина по ГОСТ 6344, свежеприготовленный раствор 100 г/дм.

Висмут марки Ви0 по ГОСТ 10928.

Стандартные растворы висмута

Раствор А: 1,0 г растворяют в 50 см концентрированной азотной кислоты, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, добавляют 50 см концентрированной азотной кислоты, доливают до метки водой.

1 см раствора А содержит 0,001 г висмута.

Раствор Б: 50 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, добавляют 30 см концентрированной азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,0001 г в

исмута.

5.3. Проведение анализа

5.3.1. Навеску пробы массой, установленной в зависимости от ожидаемого содержания висмута в соответствии с табл.3, помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют смесь для растворения и осторожно нагревают.
 

Таблица 3

При неполном растворении добавляют по каплям бром. Раствор упаривают до 5-7 см, затем добавляют 40, 20 или 10 см соответственно хлорной кислоты и упаривают раствор до осветления и появления белого дыма хлорной кислоты. Остаток разбавляют водой до 30-100 см и нагревают до растворения солей. В присутствии свинца добавляют 10-20 см соляной кислоты, разбавленной 2:1, и раствор охлаждают ледяной водой. Остаток хлорида свинца отфильтровывают на фильтр средней плотности, собирая фильтрат в высокий стакан вместимостью 400-600 см. Фильтр с осадком промывают 5-10 см соляной кислоты, разбавленной 1:9. Фильтрат разбавляют до 100-200 см, нейтрализуют аммиаком до появления неисчезающего во время перемешивания осадка, растворяют его в минимальном количестве азотной кислоты, разбавленной 1:2, и раствор разбавляют водой до 200-300 см (рН раствора 2-3).

В раствор добавляют 2,5 см раствора сернокислого марганца, нагревают до кипения, добавляют 3 см раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 1 мин. Через 30 мин осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 5 раз азотной кислотой, разбавленной 1:100.

Осадок смывают водой в стакан, в котором проводилось осаждение, и остаток на фильтре растворяют 20 см горячей серной кислоты, одновременно добавляют 5-6 капель перекиси водорода. Фильтр промывают несколько раз горячей водой и отбрасывают.

Раствор выпаривают до появления белого дыма. После охлаждения добавляют по 10 см воды и раствора сернокислого гидразина и кипятят в течение 3 мин до обесцвечивания раствора. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, стенки стакана ополаскивают 20 см раствора смеси винной и лимонной кислот и добавляют по 20 см азотной кислоты, разбавленной 2:5, и по 20 см раствора тиомочевины. Раствор доливают водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром или на спектрофотометре при длине волны 470 нм. Раствором сравнения служит раствор контрольн

ого опыта.

5.3.2. Построение градуировочного графика

В шесть из семи мерных колб вместимостью до 100 см помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 мг висмута. Во все колбы наливают по 20 см раствора смеси винной и лимонной кислот, по 20 см азотной кислоты, разбавленной 2:5, по 20 см раствора тиомочевины и далее поступают, как указано в п.5.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий висмута.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю висмута в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса висмута, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, г.

5.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений ( - сходимость) не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.2.

5.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, полученных в одной лаборатории, но при различных условиях ( - воспроизводимость) не должны превышать значений, указанных в табл.2.

5.4.2, 5.4.3. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

5.4.4. Контроль точности анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) медно-цинковых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сравнением результатов, полученных другим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

5.4.4.1-5.4.4.3. (Исключены, Изм. N 3).
 

6. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА

6.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в азотной кислоте или смеси бромистоводородной кислоты и брома и измерении атомной абсорбции висмута в растворе органических растворителей (после предварительного соосаждения на гидратированную двуокись марганца) в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм.

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр.

Лампа с полым катодом или безэлектродная лампа на висмут.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 2:1, 1:5 и 1:9.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1, 1:2 и 1:100.

Кислота хлорная.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.

Бром по ГОСТ 4109.

Смесь для растворения: кислота бромистоводородная и бром 9:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, раствор 30 г/дм.

Марганец сернистокислый по ГОСТ 435, раствор 80 г/дм.

Перекись водорода по ГОСТ 10929.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Метилизобутилкетон.

Смесь этилового спирта и метилизобутилкетона в соотношении 1:1.

Смесь этилового спирта, метилизобутилкетона и концентрированной соляной кислоты в соотношении 4,5:4; 5:1.

Марганец металлический по ГОСТ 6008 с массовой долей висмута менее 0,0005%.

Раствор марганца: 10 г металлического марганца растворяют в 40 см концентрированной азотной кислоты, удаляют окислы азота кипячением, добавляют 250 см концентрированной соляной кислоты, доливают водой до 1 дм и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,01 г марганца.

Висмут марки Ви0 по ГОСТ 10928.

Стандартные растворы висмута

Раствор А: 1,0 г висмута растворяют в 50 см азотной кислоты. После удаления окислов азота кипячением раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают 50 см концентрированной азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,001 г висмута.

Раствор Б: 50 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают соляной кислотой, разбавленной 1:5, до метки и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,00005 г в

исмута.

6.3. Проведение анализа

6.3.1. Для сплавов, содержащих до 0,1% олова, сурьмы и свинца

Навеску пробы массой 3 г (при массовой доле висмута до 0,005%) или 1 г (при массовой доле свыше 0,005%) помещают в стакан вместимостью 600 см и растворяют в 10 или 30 см азотной кислоты, разбавленной 1:1. После растворения раствор разбавляют водой до 100 см, нейтрализуют аммиаком до появления неисчезающего во время перемешивания осадка, растворяют его необходимым количеством азотной кислоты, разбавленной 1:2, и разбавляют водой до 200 или 300 см. Добавляют 2,5 см раствора сернокислого марганца, раствор нагревают до кипения, добавляют 3 см раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 1 мин.

Через 30 мин осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают на фильтре горячей азотной кислотой, разбавленной 1:100.

Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение, и остаток на фильтре растворяют 30 см горячей соляной кислоты, разбавленной 1:5, и раствор выпаривают почти досуха. К остатку добавляют 5 см концентрированной соляной кислоты, нагревают до растворения, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, стенки стакана ополаскивают смесью этилового спирта и метилизобутилкетона, доливают до метки этой же смесью и перемешивают. Измеряют атомную абсорбцию висмута в анализируемом растворе параллельно с растворами для построения градуировочного графика и раствором контрольного опыта в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм. Нуль прибора устанавливают по смеси соляной кислоты, этилового спирта и метилизобутилкето

6.3.2. Для сплавов, содержащих свыше 0,1% олова, сурьмы и свинца

Навеску пробы массой 3 г (при массовой доле висмута до 0,005%) или 1 г (при массовой доле висмута свыше 0,005%) помещают в стакан вместимостью 250 см и растворяют в 45 или 15 см смеси для растворения. При неполном растворении добавляют по каплям бром. Раствор упаривают до 10 или 5 см, затем добавляют 25 или 10 см хлорной кислоты и выпаривают до осветления и появления белого дыма хлорной кислоты. После охлаждения остаток растворяют в 50-70 см воды при нагревании. В присутствии свинца добавляют 10-15 см соляной кислоты, разбавленной 2:1, и раствор охлаждают ледяной водой. Осадок хлорида свинца отфильтровывают на фильтр средней плотности, собирая в стакан вместимостью 400-600 см. Фильтр с осадком промывают 5-10 см соляной кислоты, разбавленной 1:9. Фильтрат разбавляют водой до 150 см, нейтрализуют аммиаком и далее поступают, как указано в п.6.3

6.3.3. Построение градуировочного графика

В семь из восьми стаканов вместимостью по 100 см помещают 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см стандартного раствора Б. Во все стаканы добавляют по 10 см раствора марганца и выпаривают почти досуха. К остаткам добавляют по 5 см концентрированной соляной кислоты и далее поступают, как указано в п.6.3.1.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Массовую долю висмута в процентах вычисляют по формуле

,

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

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

- объем мерной колбы для приготовления раствора пробы, см;

- масса навески пробы, г

6.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений ( - сходимость) не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.2.

6.4.3. Абсолютные расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов анализа, в одной лаборатории, но при различных условиях ( - воспроизводимость) не должны превышать значений, указанных в табл.2.

6.4.2, 6.4.3. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

6.4.4. Контроль точности анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) медно-цинковых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сравнением результатов, полученных другим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

6.4.4.1-6.4.4.3. (Исключены, Изм. N 3).