Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения свинца

ГОСТ 24018.3-80

Группа В39
 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СПЛАВЫ ЖАРОПРОЧНЫЕ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ

Методы определения свинца

Nickel-based fireresistant alloys.
Methods for the determination of lead

МКС 77.120.40
ОКСТУ 0809

Дата введения 1981-07-01
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.02.80 N 958

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

6. ИЗДАНИЕ (август 2004 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в декабре 1985 г., декабре 1990 г. (ИУС 4-86, 3-91)


Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения свинца (при массовых долях от 0,0005% до 0,010%) и непламенный атомно-абсорбционный метод определения свинца (при массовых долях от 0,0002% до 0,010%).

(Измененная редакция, Изм. N 1).
 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 24018.0.
 

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании в слабощелочной среде (рН 11,5) в присутствии цианистого калия внутрикомплексного соединения свинца с дитизоном, окрашенного в красный цвет и экстрагируемого хлороформом. Максимальное светопоглощение раствора наблюдается при 520 нм.

Свинец предварительно отделяют от мешающих определению элементов осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, ГОСТ 14261 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1 и 1:100.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см соляной кислоты приливают 50 см азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1:1, готовят непосредственно перед использованием.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой концентрацией 50 г/см, (г/дм).

Аммиак водный по ГОСТ 3760, ГОСТ 24147 и разбавленный 1:1, 1:100, 1:200.

Буферный раствор (рН 11,5):

к 10 см раствора цианистого калия с массовой концентрацией 10 г/см, (г/дм), приливают 5 см раствора аммиака и доливают водой до 100 см.

Тиоацетамид, раствор с массовой концентрацией 2 г/см, (г/дм).

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор с массовой концентрацией 25 г/см, (г/дм).

Хлороформ по ГОСТ 20015.

Дитизон по ГОСТ 10165, раствор с массовой концентрацией 0,04 г/см, (г/дм) в хлороформе:

0,04 г дитизона помещают в стакан вместимостью 100 см и растворяют в 50 см хлороформа. Раствор дитизона в хлороформе переносят в делительную воронку вместимостью 200 см и взбалтывают с 200 см (последовательно порциями по 50 см) раствора аммиака (1:100). Дитизон переходит в водно-аммиачный слой, а продукты окисления остаются в хлороформном слое, который отбрасывают. Растворы объединяют и помещают в делительную воронку вместимостью 500 см, приливают по каплям соляную кислоту (1:1) до рН 4,5 по универсальному индикатору, добавляют 100 см хлороформа. Раствор в делительной воронке встряхивают в течение 1 мин.

Хлороформный слой сливают в другую делительную воронку вместимостью 500 см и промывают 3 раза водой. Полученный раствор дитизона в хлороформе фильтруют через сухую вату и хранят в склянке из темного стекла в прохладном месте.

Дитизон, раствор с массовой концентрацией 0,01 г/см, (г/дм) в хлороформе (для мытья посуды и очистки реактивов): 25 см раствора дитизона с массовой концентрацией 0,04 г/см, (г/дм) переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки хлороформом и перемешивают.

Дитизон, раствор с массовой концентрацией 0,002 г/см, (г/дм) в хлороформе:

5 см раствора дитизона с массовой концентрацией 0,04 г/см, (г/дм) переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки хлороформом и перемешивают.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор с массовой концентрацией 1 г/см, (г/дм), очищенный дитизоном:

300 см раствора солянокислого гидроксиламина помещают в делительную воронку вместимостью 500 см, добавляют по каплям раствор аммиака до рН 6-7 по универсальному индикатору и встряхивают последовательно с несколькими порциями по 10 см раствора дитизона с массовой концентрацией 0,01 г/см, (г/дм) в хлороформе до тех пор, пока последняя порция хлороформа не станет бесцветной.

Калий цианистый, раствор с массовой концентрацией 10 г/см, (г/дм).

Натрий лимоннокислый, раствор с массовой концентрацией 10 г/см, (г/дм), очищенный дитизоном:

300 см раствора натрия лимоннокислого помещают в делительную воронку вместимостью 500 см и встряхивают последовательно с несколькими порциями по 10 см раствора дитизона с массовой концентрацией 0,01 г/см, (г/дм) в хлороформе до тех пор, пока последняя порция дитизона не будет иметь темно-зеленый цвет. Избыток дитизона извлекают хлороформом до тех пор, пока последняя порция хлороформа не станет бесцветной.

Тимоловый синий, раствор с массовой концентрацией 0,04 г/см, (г/дм).

Никель марки Н0 по ГОСТ 849.

Никелевый порошок.

Универсальная индикаторная бумага, рН 1-10.

Железо (III) азотнокислое 9-водное по НТД, раствор с массовой концентрацией 1 г/см, (г/дм):

1 г азотнокислого железа помещают в стакан вместимостью 100 см, растворяют в 50 см воды, приливают 5 см азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Медь марки М00бк по ГОСТ 859.

Медь азотнокислая, раствор с массовой концентрацией 1 г/см, (г/дм):

1 г меди растворяют при нагревании в 15-20 см азотной кислоты (1:1). Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Свинец марки С0; C00; C000; С0000 по ГОСТ 3778.

Стандартные растворы свинца.

Раствор А: 0,1 г свинца растворяют в 30 см азотной кислоты при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см стандартного раствора А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 10 см азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см стандартного раствора Б содержит 0,00001 г свинца.

Раствор В: 10 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 10 см азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают, готовят непосредственно перед использованием.

1 см стандартного раствора В содер

жит 0,000001 г свинца.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Массу навески сплава (табл.1) помещают в стакан (или колбу) вместимостью 250-300 см, приливают 30 см смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см. Добавляют 30 см воды, 20 см раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. К раствору добавляют 1 см раствора азотнокислой меди, приливают 20-30 см раствора аммиака и снова нагревают в течение 5-8 мин. Устанавливают рН 7,5 раствором соляной кислоты (1:1), используя рН-метр. Разбавляют раствор водой до приблизительно 150 см, нагревают до 85 °С - 90 °С, приливают 10 см раствора тиоацетамида и выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см раствора тиоацетамида, оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 °С - 50 °С и охлаждают. Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7-8 раз холодной водой. Фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 40-50 см (порциями по 10 см) горячей смеси соляной и азотной кислот (1:1) и фильтр промывают 2-3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, где проводилось осаждение. Раствор выпаривают досуха, приливают 3-5 см азотной кислоты и нагревают содержимое стакана до растворения солей. К раствору приливают 70-100 см воды, 20 см раствора надсернокислого аммония и кипятят в течение 10-15 мин. Затем приливают 1 см раствора азотнокислого железа, раствор аммиака до появления неисчезающего осадка гидроокисей металлов и избыток аммиака 0,5-1 см. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности (белая лента) и промывают 8-10 раз горячим раствором аммиака (1:200). Осадок на фильтре растворяют в 5 см горячей азотной кислоты (1:1), фильтр промывают 7-8 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан (или колбу), в которых проводилось осаждение.
 

Таблица 1

При массовой доле свинца в сплаве от 0,0005% до 0,001% раствор выпаривают досуха, соли растворяют в 1 см азотной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор охлаждают, переносят 10 см воды в делительную воронку вместимостью 100 см.

При массовой доле свинца в сплаве свыше 0,001% до 0,01% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть раствора (см. табл.1) помещают в делительную воронку вместимостью 100 см и приливают 5 см азотной кислоты (1:100).

К содержимому делительной воронки приливают 2 см раствора лимоннокислого натрия, 1 см раствора солянокислого гидроксиламина и три капли раствора тимолового синего.

Нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски индикатора от розовой до синей (рН 9,5). Затем приливают 2 см буферного раствора (рН 11,5), перемешивают, прибавляют 10 см раствора дитизона с массовой концентрацией 0,002 г/см, (г/дм), (из бюретки) и встряхивают в течение 1 мин. Водному и хлороформному слоям дают отстояться и сливают хлороформный слой в сухую кювету с толщиной слоя 10 мм. Через 10 мин оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при 520 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 480 до 540 нм. В качестве раствора сравнения используют хлороформ.

Массу свинца находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

2.3.2. Построение градуировочного графика

В шесть стаканов или колб вместимостью 250-300 см помещают по 0,5 г металлического никеля или никелевого порошка.

В пять стаканов или колб приливают последовательно 4, 6, 8, 10, 12 см стандартного раствора В свинца. Шестой стакан служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканы добавляют по 30 см смеси соляной и азотной кислот. Стаканы накрывают часовыми стеклами и нагревают до полного растворения навесок.

Далее поступают как указано в п.2.3.1, из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности растворов и соответствующим им массам свинца строят градуировочный график.

2.3.1, 2.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.4. Обработка результатов

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

,

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

- масса навески сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать (при доверительной вероятности 0,95) допускаемых значений, указанных в табл.4.

(Измененная редакция, Изм. N 2).
 

3. НЕПЛАМЕННЫЙ АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВИНЦА

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении поглощения излучения свободными атомами свинца при 283,3 нм, образующимися при введении анализируемого раствора в графитовую кювету. Свинец предварительно отделяют от мешающих определению элементов осаждением в виде сульфида тиоацетамидом в аммиачном растворе (рН 7,5) в присутствии винной кислоты в качестве комплексообразующего вещества и сульфида меди в качестве коллектора.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермическим атомизатором.

Лампа для определения свинца.

Аргон высокой чистоты по ГОСТ 10157 или смесь аргона с 5% водорода.

рН-метр.

Термометр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, ГОСТ 14261.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1.

Смесь соляной и азотной кислот: к 150 см соляной кислоты добавляют 50 см азотной кислоты, перемешивают; и разбавленная 1:1.

Смесь кислот готовят непосредственно перед использованием.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор с массовой концентрацией 50 г/см, (г/дм).

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Тиоацетамид, водный раствор с массовой концентрацией 2 г/см, (г/дм), по ГОСТ 24147.

Медь марки М00бк по ГОСТ 859.

Медь азотнокислая, раствор с массовой концентрацией 1 г/см, (г/дм);

1 г металлической меди растворяют при нагревании в 15-20 см азотной кислоты (1:1).

Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Никель марки Н0 по ГОСТ 849.

Свинец марок С0, C00, C000, С0000 по ГОСТ 3778.

Стандартные растворы свинца.

Раствор А: 0,1 г свинца растворяют в 30 см азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см стандартного раствора А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см стандартного раствора Б содержит 0,00001 г свинца.

Раствор В: 10 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 см азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают, готовят непосредственно перед использованием.

1 см стандартного раствора В содержит 0,000001 г свинца.

Универсальная индикаторная бумага, рН - 1-10.

(Измененная редакци

я, Изм. N 1, 2).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Массу навески сплава (табл.3) помещают в стакан или колбу вместимостью 250-300 см, приливают 30 см смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют навеску при нагревании. Раствор выпаривают до объема приблизительно 10 см, добавляют 30 см воды, 20 см раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. Раствор охлаждают, добавляют 20-25 см раствора аммиака до рН 8-10 по универсальному индикатору и вновь нагревают в течение 10 мин до растворения выделившихся вольфрамовой и ниобиевой кислот.
 

Таблица 3*
___________________________
* Табл.2. (Исключена, Изм. N 2).

К раствору добавляют 1 см раствора азотнокислой меди, устанавливают рН 7,5, добавляя раствор соляной кислоты (1:1), используя рН-метр. Раствор разбавляют водой приблизительно до 150 см, нагревают до 85 °С - 90 °С, приливают 10 см раствора тиоацетамида, выдерживают 10 мин при этой же температуре. Вновь приливают 10 см раствора тиоацетамида и оставляют раствор с осадком на 2 ч при 40 °С - 50 °С. Затем раствор охлаждают. Осадок сульфидов отфильтровывают на два фильтра средней плотности (белая лента), промывают 7-8 раз холодной водой, фильтрат отбрасывают. Осадок на фильтре растворяют в 40-50 см (порциями по 10 см ) горячей смеси соляной и азотной кислот (1:1) и промывают фильтр 2-3 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан (или колбу), в которых проводилось осаждение. Фильтр отбрасывают, раствор выпаривают досуха, прибавляют 3 см азотной кислоты и снова выпаривают досуха. Соли растворяют в 5 см азотной кислоты (1:1) при нагревании, накрывая стакан или колбу стеклом, охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу (см. табл.3), перемешивают, отбирают микропипеткой аликвотную часть раствора (см. табл.3), вводят ее в электротермический атомизатор и фиксируют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. Массу свинца находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыт

3.3.2. Подготовка прибора к измерению

Включение прибора, настройку спектрофотометра на резонансное излучение, регулировку блока управления, блока атомизации проводят согласно инструкции, прилагаемой к прибору.

Условия определения свинца:

Аналитическая линия () - 283,3 нм.

Рабочий ток лампы - 25 мА.

Время высушивания при 100 °С - 10 с.

Время разложения при 800 °С - 10 с.

Время атомизации при 2100 °С - 10 с.

Определение проводят в минимальном потоке газа на стадии атомизации.

3.3.3. Построение градуировочного графика

В шесть стаканов (или колб) вместимостью 250-300 см помещают по 0,5 г металлического никеля или никелевого порошка. В пять стаканов приливают последовательно 1, 2, 4, 6, 8 см стандартного раствора В свинца. Шестой стакан служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы (или колбы) приливают по 30 см смеси соляной и азотной кислот, накрывают часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Растворы выпаривают до объема приблизительно 10 см, добавляют по 30 см воды, по 20 см раствора винной кислоты и нагревают в течение 10 мин. Далее поступают как указано в п.3.3.1.

После растворения солей в 5 см азотной кислоты (1:1) полученные растворы переносят в мерные колбы вместимостью 25 см, доливают до меток водой, перемешивают. Отбирают микропипеткой аликвотную часть раствора 20 мкдм, вводят в электротермический атомизатор и фиксируют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства. Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им массам свинца строят градуировочный граф

3.3.1-3.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

3.4. Обработка результатов

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

,

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

- масса навески сплава, г;

- объем стандартного раствора свинца, используемый для построения градуировочного графика, см;

- объем анализируемого раствора сплава, см;

- аликвотная часть стандартного раствора, используемая для построения градуировочного графика, мкдм;

- аликвотная часть анализируемого раствора сплава, мк

дм.

3.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений (при доверительной вероятности 0,95) не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.4.
 

Таблица 4

(Измененная редакция, Изм. N 2).