Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 28 июня 1990 г. N 1962

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИТТРИЯ

 

Aluminium casting and wrought alloys.

Methods for determination of rare-earth

elements and yttrium

 

ГОСТ 11739.22-90

 

Группа В59

 

ОКСТУ 1709

 

Срок действия

с 1 июля 1991 года

до 1 июля 1996 года

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.

Разработчики В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова, М.Н. Горлова, канд. хим. наук; О.Л. Скорская канд. хим. наук; Л.В. Антоненко.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.06.1990 N 1962.

3. Периодичность проверки - 5 лет.

4. Взамен ГОСТ 11739.22-78.

5. Ссылочные нормативно-технические документы

 

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

  Обозначение НТД, на который дана ссылка   │    Номер пункта

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

ГОСТ 3118-77                                │2.2; 3.2

ГОСТ 3760-79                                │2.2

ГОСТ 4038-79                                │3.2

ГОСТ 3773-72                                │2.2

ГОСТ 4199-76                                │2.2

ГОСТ 4204-77                                │3.2

ГОСТ 4234-77                                │3.2

ГОСТ 4328-77                                │2.2

ГОСТ 4461-77                                │2.2; 3.2

ГОСТ 5457-75                                │3.2

ГОСТ 10929-76                               │3.2

ГОСТ 10484-78                               │3.2

ГОСТ 11069-74                               │3.2

ГОСТ 22180-76                               │2.2

ГОСТ 25086-87                               │1.1

 

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический метод определения редкоземельных элементов при массовой доле от 0,2 до 2,0% и атомно-абсорбционный метод определения иттрия при массовой доле иттрия от 0,1 до 2,0%.

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

 

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

 

2.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия, отделении алюминия, цинка, меди, никеля, кадмия, осаждении редкоземельных элементов щавелевой кислотой, прокаливании осадка при температуре 900 - 1000 °С до оксидов и их взвешивании.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 200 г/дм3 и 20 г/дм3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1, 2:98 и 1:99.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35 - 1,40 г/см3, раствор 1:1.

Смесь кислот: 90 см3 раствора соляной кислоты 1:1 помещают в стакан вместимостью 500 см3, приливают 10 см3 раствора азотной кислоты и перемешивают.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, раствор 20 г/дм3.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180, раствор, насыщенный при комнатной температуре, и раствор 30 г/дм3.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 250 г/дм3.

Метиловый оранжевый, раствор 1 г/дм3.

Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров ("красная лента") помещают в стакан вместимостью 500 см3, приливают 300 см3 горячей воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, приливают 40 см3 раствора гидроксида натрия 200 г/дм3 и растворяют сначала при комнатной температуре, а после прекращения бурной реакции - при нагревании.

К раствору приливают 200 см3 кипящей воды, перемешивают, дают отстояться в течение 30 - 40 мин и отфильтровывают сыпавший осадок через два фильтра средней плотности ("белая лента") с адсорбентом. Стакан и осадок промывают 5 - 6 раз раствором гидроксида натрия 20 г/дм3 порциями по 20 см3.

2.3.2. Осадок на фильтре растворяют над стаканом, в котором проводили растворение пробы, в 40 см3 горячей смеси кислот, приливая сначала 20 см3 смеси и два раза по 10 см3, фильтр промывают пять раз горячим раствором соляной кислоты: 2:98 порциями по 20 см3.

К охлажденному раствору приливают 50 см3 раствора хлористого аммония, добавляют 2 капли метилового оранжевого, аммиак до перехода окраски в желтый цвет и 100 см3 раствора буры при перемешивании стеклянной палочкой. Раствору с осадком дают отстояться в течение 50 мин.

Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности ("белая лента") с адсорбентом, промывают 5 - 6 раз раствором буры и растворяют на фильтре в 30 см3 горячего раствора соляной кислоты 1:1 над стаканом, в котором проводили осаждение, фильтр промывают пять раз горячим раствором соляной кислоты (2:98) порциями по 20 см3.

2.3.3. Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 50 см3 горячего раствора соляной кислоты (1:99) и растворяют соли при нагревании. Затем к раствору приливают 30 см3 горячей воды и в несколько приемов 50 см3 горячего насыщенного раствора щавелевой кислоты, тщательно перемешивая раствор стеклянной палочкой так, чтобы она касалась дна стакана. Раствору с осадком дают отстояться в течение 12 ч и затем отфильтровывают через два фильтра средней плотности ("белая лента") с адсорбентом.

Осадок промывают 5 - 6 раз раствором щавелевой кислоты 30 г/дм3 порциями по 20 см3.

2.3.4. Фильтр с осадком помещают в доведенный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают, осторожно озоляют, не допуская воспламенения, прокаливают в муфельной печи при температуре 900 - 1000 °С в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю суммы редкоземельных элементов (Х) в процентах вычисляют по формуле

 

, (1)

 

где  - масса тигля с осадком, г;

- масса тигля, г;

n - коэффициент пересчета оксида редкоземельного элемента на элемент:

     оксида иттрия на иттрий         0,7874;

     оксида лантана на лантан        0,8527;

     оксида неодима на неодим        0,8573;

     оксида празеодима на празеодим  0,8544;

     оксида церия на церий           0,8141;

m - масса навески пробы, г.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.

 

Таблица 1

 

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

    Массовая доля      │  Абсолютное допускаемое расхождение, %

    редкоземельных     ├─────────────────────────┬────────────────

     элементов, %      │результатов параллельных │  результатов

                       │       определений       │    анализа

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

От  0,20 до 0,30 включ.│0,03                     │0,04

Св. 0,30 "  0,50  "    │0,05                     │0,06

 "  0,50 "  1,00  "    │0,08                     │0,10

 "  1,00 "  2,00  "    │0,10                     │0,15

 

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИТТРИЯ

 

3.1. Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции иттрия при длине волны 410,2 нм в пламени ацетилен-закись азота.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для иттрия.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Закись азота медицинская.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1 и 1:99.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35 - 1,40 г/см3.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор 20 г/дм3.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм3.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Раствор алюминия 20 г/дм3: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 500 см3, добавляют 50 см3 воды, а затем небольшими порциями 300 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагревании, добавляя 1 см3 раствора хлористого никеля. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу, вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

Иттрий металлический высокой чистоты.

Стандартные растворы иттрия.

Раствор А: 1 г металлического иттрия помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при слабом нагревании. После растворения иттрия раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора А содержит 0,005 г иттрия.

Раствор Б: 20 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора Б содержит 0,001 г иттрия.

Раствор В: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают.

1 см3 раствора В содержит 0,0005 г иттрия.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают приблизительно 10 см3 воды и затем небольшими порциями 25 см3 раствора соляной кислоты 1:1. Колбу накрывают часовым стеклом и осторожно нагревают до полного растворения навески. Добавляют 3 - 5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 мин.

Часовое стекло и стенки колбы ополаскивают водой. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), 20 см3 раствора хлористого калия, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.2. При массовой доле кремния менее 1% раствор, если он не прозрачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности ("белая лента") в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

3.3.3. При массовой доле кремния свыше 1% после окончания растворения по п. 3.3.1 раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью 100 см3.

Осадок на фильтре промывают 2 - 3 раза горячим раствором соляной кислоты (1:99) порциями по 10 см3 (основной фильтрат).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 - 600 °С в течение 3 мин. После охлаждения к содержимому тигля добавляют 4 капли серной кислоты, 5 см3 фтористо-водородной кислоты и по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора. Далее раствор упаривают досуха, после охлаждения остаток смачивают 2 - 3 см3 воды и растворяют в 2 - 3 см3 раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании.

Раствор присоединяют к основному фильтрату в мерной колбе вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.4. Раствор контрольного опыта готовят согласно пп. 3.3.1, 3.3.2 и 3.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.

3.3.5. Построение градуировочных графиков

3.3.5.1. При массовой доле иттрия от 0,1 до 1,0% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005 г иттрия.

3.3.5.2. При массовой доле иттрия свыше 1,0 до 2,0% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,006; 0,007; 0,008; 0,009; 0,01 г иттрия.

3.3.5.3. В растворы в колбах по пп. 3.3.5.1 и 3.3.5.2 добавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), по 20 см3 раствора хлористого калия, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.6. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-закись азота и измеряют атомную абсорбцию иттрия при длине волны 410,2 нм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям иттрия строят градуировочный график.

Массовую концентрацию иттрия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

3.4. Обработка результатов

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

 

, (2)

 

где  - массовая концентрация иттрия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;

- массовая концентрация иттрия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;

V - объем раствора пробы, см3;

m - масса навески пробы, г.

3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.

 

Таблица 2

 

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

 Массовая доля иттрия, % │ Абсолютное допускаемое расхождение, %

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

                         │результатов параллельных │результатов

                         │       определений       │   анализа

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

От  0,100 до 0,250 включ.│0,015                    │0,020

Св. 0,25  "  0,50   "    │0,03                     │0,05

 "  0,50  "  1,00   "    │0,05                     │0,08

 "  1,00  "  2,00   "    │0,10                     │0,15