Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 18 февраля 1992 г. N 167

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

 

Nickel, nickel and copper-nickel alloys.

Methods for the determination of magnesium

 

ГОСТ 6689.12-92

 

Группа В59

 

ОКСТУ 1709

 

Дата введения

1 января 1993 года

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Разработан и внесен Министерством металлургии СССР.

Разработчики: В.Н. Федоров, Ю.М. Лейбов, Б.П. Краснов, А.Н. Боганова, Л.В. Морейская, И.А. Воробьева.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.1992 N 167.

3. Взамен ГОСТ 6689.12-80.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

 

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

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

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

ГОСТ 8.315-91                               │2.4.3; 3.4.3

ГОСТ 492-73                                 │Вводная часть

ГОСТ 804-72                                 │3.2

ГОСТ 849-70                                 │3.2

ГОСТ 859-78                                 │3.2

ГОСТ 3118-77                                │2.2; 3.2

ГОСТ 3760-79                                │2.2

ГОСТ 3773-72                                │2.2

ГОСТ 4204-77                                │2.2; 3.2

ГОСТ 4328-77                                │2.2

ГОСТ 4461-77                                │2.2; 3.2

ГОСТ 5456-79                                │2.2

ГОСТ 6689.1-92                              │Разд. 1

ГОСТ 8864-71                                │2.2

ГОСТ 10484-78                               │3.2

ГОСТ 10929-76                               │2.2

ГОСТ 19241-80                               │Вводная часть

ГОСТ 20478-75                               │2.2

ГОСТ 25086-87                               │Разд. 1; 2.4.3; 3.4.3

 

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле магния от 0,005 до 0,2%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле магния от 0,002 до 0,2%) методы определения магния в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ 492 и ГОСТ 19241.

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ 6689.1.

 

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

 

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании магнием в щелочной среде с титановым желтым соединением розового цвета и измерении оптической плотности окрашенного раствора.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Смесь кислот для растворения: азотной и соляной кислоты в соотношении 1:3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 10 и 200 г/дм3.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, растворы 20 и 200 г/дм3.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм3.

Желатин раствора 5 г/дм3.

Перекись водорода по ГОСТ 10929, 30%-ный раствор.

Диэтилдитиокарбаминат натрия по ГОСТ 8864, раствор 50 г/дм3.

Титановый желтый, раствор 0,5 г/дм3.

Окись магния для спектрального анализа.

Стандартные растворы магния.

Раствор А: окись магния прокаливают в кварцевом тигле в муфеле при 900 - 1100 °С в течение 1 ч. 1,66 г прокаленной окиси магния растворяют в 10 см3 соляной кислоты (1:1). Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доливают водой до метки.

1 см3 раствора А содержит 0,002 г магния.

Раствор Б: 5 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки водой.

1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г магния.

Раствор В: 10 см3 раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки водой.

1 см3 раствора В содержит 0,00001 г магния.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Для сплавов, содержащих хром

Навески сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 20 см3 смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После охлаждения ополаскивают стекло или пластинку и стенки стакана водой, добавляют 10 см3 серной кислоты и раствор упаривают до появления белого дыма серной кислоты. После охлаждения остаток растворяют в 20 см3 воды при нагревании и раствор разбавляют водой до 150 см3. Добавляют раствор гидроокиси натрия (200 г/дм3) до выпадения осадка гидроокиси хрома, которая начинает выпадать при рН 5. При дальнейшем добавлении раствора гидроокиси натрия до рН 14 гидроокись хрома растворяется, а в осадок выпадают гидроокиси никеля и магния. В раствор добавляют перекись водорода для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного. Раствор нагревают, чтобы окисление произошло полностью.

Осадок гидроокисей никеля и магния отфильтровывают на плотный фильтр.

Стакан и осадок промывают 8 - 10 раз раствором гидроокиси натрия (10 г/дм3). Промытый осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение, растворяют в 40 см3 соляной кислоты (1:1). Раствор разбавляют водой до объема 80 см3 и нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм3) до рН 4,0 - 4,5 по универсальной индикаторной бумаге. Нейтрализованный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и при перемешивании прибавляют 80 см3 раствора диэтилдитиокарбамината натрия.

Раствор вместе с выпавшим осадком разбавляют до метки водой, тщательно перемешивают и оставляют на 4 - 5 ч (можно на ночь) для отстаивания осадка. Отстоявшийся раствор фильтруют в сухую коническую колбу через сухой плотный фильтр и сухую воронку. Первую порцию фильтрата (15 - 20 см3) выбрасывают. Затем отбирают аликвотную часть (см. табл. 1) в мерную колбу вместимостью 100 см3. Если аликвотная часть составляет 100 см3, то ее помещают в стакан, упаривают при слабом нагревании до объема 40 - 45 см3 и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Если аликвотная часть меньше 50 см3, то ее разбавляют приблизительно до 50 см3. Прибавляют 10 см3 раствора солянокислого гидраксиламина, 5 см3 раствора желатина, 5 см3 раствора титанового желтого, 20 см3 раствора гидроокиси натрия (200 г/дм3), разбавляют водой до метки и измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с зелено-желтым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 5 см или на спектрофотометре при 545 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см.

 

Таблица 1

 

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

   Массовая доля магния, %   │Объем аликвотной части раствора, см3

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

От  0,005 до 0,05 включ.     │                 100

Св. 0,05  "  0,1   "         │                 50

 "  0,1   "  0,2   "         │                 25

 

В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта, проведенный через весь ход анализа.

2.3.2. Для сплавов, содержащих алюминий

Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 30 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло или пластинку и стенки стакана 20 см3 воды и раствор кипятят до удаления оксидов азота. Раствор охлаждают, добавляют 100 см3 воды, 5 см3 раствора хлористого аммония (200 г/дм3) и осаждают гидроокись алюминия раствором аммиака. Раствор с осадком гидроокиси алюминия нагревают до 50 - 60 °С для коагуляции осадка. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности, стакан и осадок промывают 8 - 10 раз раствором хлористого аммония (20 г/дм3). Осадок выбрасывают. Фильтрат упаривают до объема приблизительно 80 см3, охлаждают и нейтрализуют соляной кислотой (1:1) до рН 4,0 - 4,5 по универсальной индикаторной бумаге. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1.

2.3.3. Для сплавов, содержащих свыше 0,5% марганца

Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 200 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло или пластинку и стенки стакана 20 см3 воды и раствор кипятят для удаления оксидов азота. Раствор охлаждают, добавляют 150 см3 воды и добавляют раствор аммиака до слабокислой среды по бумаге конго (до слабо-сиреневого цвета), затем добавляют 3 г надсернокислого аммония и нагревают до выделения марганца в виде двуокиси. Смесь нагревают до полного разрушения избытка надсернокислого аммония (до полного прекращения выделения пузырьков кислорода), раствор охлаждают и осадок двуокиси марганца отфильтровывают на плотный фильтр. Стакан и осадок промывают 6 - 10 раз водой. Осадок выбрасывают, а фильтрат упаривают до объема приблизительно 80 см3.

После охлаждения раствор нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм3) до рН 4,0 - 4,5 по универсальной индикаторной бумаге, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и далее ведут анализ, как указано в п. 2.3.1.

2.3.4. ДЛЯ сплавов, содержащих вольфрам, и остальных сплавов

Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло или пластинку и стенки стакана 20 см3 воды и раствор кипятят для удаления окислов азота. Раствор разбавляют водой приблизительно до 30 см3 и нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм3) до рН 4,0 - 4,5 по универсальной индикаторной бумаге. Для сплавов, содержащих вольфрам, на выпадение осадка вольфрамовой кислоты не обращают внимания.

Нейтрализованный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1.

2.3.5. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью по 100 см3 помещают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см3 стандартного раствора В магния, разбавляют водой до 50 см3, добавляют 10 см3 солянокислого гидроксиламина и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1.

2.4. Обработка результатов

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

 

,

 

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

- масса сплава, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 2.

 

Таблица 2

 

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

       Массовая доля магния, %       │ Допускаемые расхождения, %

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

                                     │      d     │        D

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

От  0,002 до 0,005 включ.            │   0,0005   │    0,0007

Св. 0,005 "  0,02   "                │   0,001    │    0,001

 "  0,02  "  0,05   "                │   0,002    │    0,003

 "  0,05  "  0,1    "                │   0,005    │    0,007

 "  0,1   "  0,2    "                │   0,01     │    0,01

 

2.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

 

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

 

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении абсорбции света атомами магния, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух или ацетилен-закись азота.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения магния.

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

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и 1 и 2 моль/дм3 растворы.

Смесь кислот: смешивают один объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.

Магний по ГОСТ 804.

Стандартный раствор магния: 0,1 г магния растворяют в 10 см3 азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают водой до метки.

1 см3 раствора содержит 0,0001 г магния.

Медь по ГОСТ 859.

Стандартный раствор меди: 10 г меди растворяют при нагревании в 80 см3 азотной кислоты (1:1).

Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки.

1 см3 раствора содержит 0,1 г меди.

Никель по ГОСТ 849.

Стандартный раствор никеля: 10 г никеля растворяют при нагревании в 80 см3 азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки.

1 см3 раствора содержит 0,1 г никеля.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Для сплавов, не содержащих олова, кремния, хрома и вольфрама

Навеску сплава массой (см. табл. 3) растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты (1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки.

 

Таблица 3

 

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

    Массовая доля магния, %     │    Масса   │   Объем раствора

                                │ навески, г │  меди или никеля,

                                │            │         см3

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

От  0,002 до 0,01 включ.        │    1       │         10

Св. 0,01  "  0,02  "            │    0,5     │         5

 "  0,02  "  0,20  "            │    0,1     │         -

 

Одновременно проводят контрольный опыт.

Измеряют атомную абсорбцию магния в пламени ацетилен-воздух или ацетилен-закись азота (для сплавов, содержащих алюминий) при длине волны 285,2 нм параллельно с градуировочными растворами.

3.3.2. Для сплавов с массовой долей олова свыше 0,05%

Навеску сплава (см. табл. 3) растворяют при нагревании в 10 см3 смеси кислот. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают до метки 1 моль/дм3 раствора соляной кислоты. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию магния, как указано в п. 3.3.1.

3.3.3. Для сплавов, содержащих кремний и хром

Навеску сплава (см. табл. 3) помещают в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты (1:1) к 2 см3 фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10 см3 серной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Чашку охлаждают и остаток растворяют в 50 см3 воды при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт.

Измеряют атомную абсорбцию магния, как указано в п. 3.3.1.

3.3.4. Для сплавов, содержащих вольфрам

Навеску сплава (см. табл. 3) растворяют при нагревании в 10 см3 азотной кислоты (1:1), затем добавляют 30 см3 горячей воды, выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают на плотный фильтр и промывают горячей азотной кислотой (1:100). Фильтрат переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию магния, как указано в п. 3.3.1.

3.5. Построение градуировочного графика

В восемь из девяти мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,3; 1,6 и 2,0 см3 стандартного раствора магния, что соответствует 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,13; 0,16 и 0,20 мг магния. Во все колбы добавляют по 10 см3 2 моль/дм3 раствора соляной кислоты. При массовой доле магния менее 0,02% добавляют аликвотные объемы растворов (см. табл. 3) меди (если медь является основой сплава) или никеля (если никель является основой сплава) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию магния, как указано в п. 3.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

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

 

,

 

где  - концентрация магния в анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику, г/см3;

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

- объем раствора пробы, см3;

- масса навески пробы, г.

3.4.2. Расхождения результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и результатов двух анализов D (показатель воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений, указанных в табл. 2.

3.4.3. Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим методом в соответствии с ГОСТ 25086.