Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 18 ноября 1991 года N 1749

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

КОБАЛЬТ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

 

Cobalt.

Iron determination methods

 

ГОСТ 741.6-91

 

Группа В59

 

ОКСТУ 1709

 

Дата введения

1 января 1993 года

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Разработан и внесен Министерством металлургии СССР.

Разработчики: В.Л. Хитев, А.М. Мотенко, Л.В. Кирьянова, С.К. Калинин.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.11.91 N 1749.

3. Взамен ГОСТ 741.6-80.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

 

────────────────────────────────────────┬─────────────────────────

Обозначение НТД, на который дана ссылка │  Номер пункта, раздела

────────────────────────────────────────┼─────────────────────────

ГОСТ 123-78                             │2.2, 3.2

ГОСТ 741.1-80                           │Разд. 1

ГОСТ 3760-79                            │2.2

ГОСТ 7478-75                            │2.2

ГОСТ 9849-86                            │2.2, 3.2

ГОСТ 10929-86                           │2.2

ГОСТ 11125-84                           │2.2, 3.2

ГОСТ 14261-77                           │2.2

ГОСТ 18300-87                           │2.2

 

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения железа при массовой доле от 0,0005 до 0,8% и атомно-абсорбционный метод при массовой доле от 0,01 до 0,8%.

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 741.1.

 

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

 

2.1. Сущность метода

Метод основан на измерении светопоглощения окрашенного комплексного соединения железа с сульфосалициловой кислотой при длине волны 415 нм после предварительного выделения экстракцией изоамиловым эфиром уксусной кислоты из солянокислого раствора с последующей реэкстракцией.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр любого типа.

Термостат или сушильный шкаф, позволяющий получать температуру нагрева 120 °С.

Кислота соляная по ГОСТ 14261, очищенная, растворы 3:2, 1:1 и 9 М раствор: 200 см3 соляной кислоты помещают в делительную воронку вместимостью 500 см3, добавляют 25 см3 изоамилацетата и встряхивают в течение 2 мин. После расслоения жидкости органический слой отбрасывают и повторяют экстракцию с 10 - 15 см3 изоамилацетата. После расслоения жидкости органический слой отбрасывают. Очищенная кислота используется для работы в течение двух суток.

Кислота азотная по ГОСТ 11125, раствор 1:1 и 9 М раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, перегнанный.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 7478, раствор 100 г/дм3.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.

Изоамиловый эфир уксусной кислоты (изоамилацетат), перегнанный.

Вода бидистиллированная.

Порошок железный по ГОСТ 9849.

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 0,5000 г порошка железного растворяют при нагревании в 20 см3 раствора азотной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают до метки водой.

1 см3 раствора содержит  г железа.

Раствор Б: 100 см3 стандартного раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой.

1 см3 раствора содержит  г железа.

Раствор В: 10 см3 стандартного раствора Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки 9 М раствором азотной кислоты.

1 см3 раствора содержит  г железа.

2.3. Проведение анализа

Навеску кобальта массой, указанной в табл. 1, растворяют в 30 см3 раствора азотной кислоты 1:1 и выпаривают до объема 5 - 7 см3. Затем приливают 15 см3 9 М раствора соляной кислоты, нагревают для растворения солей.

 

Таблица 1

 

──────────────────────────┬────────────┬─────────────┬────────────

 Массовая доля железа, %  │Масса навес-│ Объем мерной│Аликвотная

                          │ки, т       │ колбы, см3  │часть раст-

                          │            │             │вора, см3

──────────────────────────┼────────────┼─────────────┼────────────

От  0,0005 до 0,003 включ.│2,0000      │-            │Весь раствор

Св. 0,003  "  0,006   "   │1,0000      │-            │То же

 "  0,006  "  0,05    "   │0,5000      │-            │ "

 "  0,05   "  0,2     "   │1,0000      │200          │20

 "  0,2    "  0,5     "   │1,0000      │200          │10

 "  0,5    "  0,8     "   │0,5000      │200          │10

 

При массовой доле железа до 0,05% весь раствор переводят в делительную воронку вместимостью 200 см3. Стакан обмывают 15 см3 раствора 9 М соляной кислоты и той же кислотой доводят объем раствора в делительной воронке до 40 см3.

При массовой доле железа свыше 0,05% раствор переносят в мерную колбу, доливают до метки раствором 9 М соляной кислоты и отбирают аликвотную часть, приведенную в табл. 1.

После охлаждения в делительную воронку добавляют 25 см3 изоамилацетата и проводят экстракцию в течение 1 мин. Водный слой сливают во вторую делительную воронку и повторяют экстракцию 20 см3 изоамилацетата в течение 1 мин.

Органические экстракты объединяют, водный слой отбрасывают. Объединенный экстракт дважды промывают 9 М раствором соляной кислоты порциями по 15 см3 в течение 30 с.

При массовой доле железа свыше 0,01% проводят реэкстракцию 50 см3 бидистиллированной воды в течение 30 с. Водный слой, содержащий железо, сливают в стакан.

К реэкстрактам в стаканах приливают 1 - 2 см3 серной кислоты, нагревают для удаления следов изоамилацетата, охлаждают, затем переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3.

При массовой доле железа до 0,01% реэкстракцию повторяют дважды 15 см3 бидистиллированной воды и переводят реэкстракт в стакан.

К реэкстрактам в стаканах приливают 1 - 2 см3 серной кислоты, нагревают для удаления следов изоамилацетата, охлаждают, затем переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3.

К реэкстракту в мерной колбе приливают 5 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, аммиак до появления желтого окрашивания, затем избыток 2 см3 доливают до метки водой. Через 10 - 15 мин измеряют светопоглощение раствора при длине волны 400 или 415 нм.

В качестве раствора сравнения используют бидистиллированную воду.

Массу железа в анализируемом растворе находят по градуировочному графику с поправкой на массу железа в растворе контрольного опыта.

2.4. Построение градуировочных графиков

2.4.1. Построение градуировочного графика при массовой доле железа до 0,01%

В делительные воронки помещают 0; 0,50; 1,00; 2,00; 3,00; 5,00; 6,00 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0; 0,005; 0,010; 0,020; 0,030; 0,060 x  г железа, доливают до объема 40 см3 9 М раствором соляной кислоты, приливают 25 см3 изоамилацетата и экстрагируют в течение 1 мин. Далее - в соответствии с п. 2.3.

В качестве раствора сравнения используют бидистиллированную воду.

По полученным значениям светопоглощения и соответствующим им массам железа строят градуировочный график с поправкой на величину светопоглощения градуировочного раствора, не содержащего железа.

2.4.2. Построение градуировочного графика при массовой доле железа свыше 0,01%

В делительные воронки помещают 0; 0,50; 1,00; 2,00; 2,50; 3,00; 4,00 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,25; 0,30; 0,40 x  г железа, доливают до объема 40 см3 9 М раствором соляной кислоты, приливают 25 см3 изоамилацетата и экстрагируют в течение 1 мин. Далее - в соответствии с п. 2.3.

Измеряют светопоглощение, как указано в п. 2.4.1.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Массовую долю железа (X) вычисляют по формуле

 

,

 

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

- общий объем раствора, см3;

m - масса навески кобальта, г;

V - объем аликвотной части анализируемого раствора, см3.

2.5.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d) и результатов двух анализов, характеризующие воспроизводимость метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

 

Таблица 2

 

─────────────────────────────────┬────────────────────────────────

     Массовая доля железа, %     │Абсолютные допускаемые расхож-

                                 │дения, %

                                 ├─────────────┬──────────────────

                                 │      d      │         D

─────────────────────────────────┼─────────────┼──────────────────

  От  0,0005 до 0,0010 включ.    │0,0003       │0,0005

  Св. 0,0010 "  0,0020   "       │0,0006       │0,0007

  "   0,0020 "  0,0040   "       │0,0008       │0,0008

  "   0,004  "  0,008    "       │0,002        │0,002

  "   0,008  "  0,0150   "       │0,002        │0,002

  "   0,015  "  0,030    "       │0,004        │0,004

  "   0,030  "  0,060    "       │0,009        │0,009

  "   0,060  "  0,120    "       │0,018        │0,018

  "   0,12   "  0,25     "       │0,03         │0,03

  "   0,25   "  0,50     "       │0,04         │0,04

  "   0,50   "  0,80     "       │0,05         │0,05

 

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

 

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении атомной абсорбции железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,4 нм.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный.

Источник излучения для железа.

Кислота азотная по ГОСТ 11125, раствор 1:1.

Кобальт металлический марки К0 по ГОСТ 123; раствор азотнокислого кобальта: навеску кобальта массой 10,00 г растворяют в 70 см3 раствора азотной кислоты 1:1, выпаривают до влажных солей, охлаждают, приливают 15 - 20 см3 воды и нагревают до растворения солей. Затем охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки водой.

1 см3 раствора содержит  г кобальта.

Порошок железный по ГОСТ 9849.

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 0,5000 г порошка железного растворяют при нагревании в 20 см3 раствора азотной кислоты, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают до метки водой.

1 см3 раствора содержит  г железа.

Раствор Б: 20 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки водой.

1 см3 раствора содержит  г железа.

3.3. Проведение анализа

Навеску кобальта массой, указанной в табл. 3, растворяют в 30 см3 раствора азотной кислоты. Раствор выпаривают до объема 5 - 10 см3, приливают 20 см3 дистиллированной воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки водой.

Для анализа используют весь раствор или аликвотную часть в зависимости от содержания железа (см. табл. 3).

 

Таблица 3

 

─────────────────────────┬────────────────┬────────────┬──────────

 Массовая доля железа, % │Масса навески, г│Объем мерной│Аликвотная

                         │                │ колбы, см3 │часть, см3

─────────────────────────┼────────────────┼────────────┼──────────

От  0,01 до 0,1 включ.   │1,0000          │100         │-

Св. 0,1  "  0,2   "      │0,5000          │100         │-

 "  0,2  "  0,4   "      │1,0000          │100         │25

 "  0,4  "  0,8   "      │1,0000          │100         │10

 

Распыляют последовательно в пламя анализируемые растворы, градуировочные растворы, растворы контрольного опыта и измеряют величины атомной абсорбции железа при длине волны 248,4 нм.

Концентрацию железа в анализируемых растворах находят по градуировочному графику с поправкой на концентрацию железа в растворах контрольного опыта.

3.4. Построение градуировочного графика при массовой доле железа до 0,2%

В мерные колбы вместимостью 100 см3 приливают 5 - 10 см3 раствора азотнокислого кобальта, отбирают 0; 0,50; 1,00; 2,00; 5,00 см3 стандартного раствора Б и 1,50;, 2,00; 2,50; 3,00 см3 стандартного раствора А, что соответствует 0; 0,50; 1,0; 2,0; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 x  г/см3 железа и доливают до метки водой.

Полученные растворы распыляют в пламя ацетилен-воздух в соответствии с п. 3.3.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им концентрациям строят градуировочный график с поправкой на величину атомной абсорбции градуировочного раствора, не содержащего железо.

3.5. Построение градуировочного графика при массовой доле железа свыше 0,2%

В мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают 0; 0,50; 1,00; 2,00; 5,00 см3 стандартного раствора Б и 1,50; 2,00; 2,50; 3,00 см3 стандартного раствора, что соответствует 0; 0,50; 1,0; 2,0; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5; 15,0 x  г/см3 железа, доливают до метки водой и измеряют атомную абсорбцию железа в соответствии с п. 3.3.

3.6. Обработка результатов анализа

3.6.1. Массовую долю железа (X) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где С - концентрация железа в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, г/см3;

V - объем конечного фотометрируемого раствора, см3;

m - масса навески кобальта, г.

3.6.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений, характеризующие сходимость метода (d) и результатов двух анализов, характеризующих воспроизводимость метода (D), не должны превышать значений, указанных в табл. 2.