Введен в действие

Постановлением Госстандарта РФ

от 17 сентября 2002 г. N 334-ст

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

 

Nickel. Cobalt. Methods for determination of iron

 

ГОСТ 13047.17-2002

 

Группа В59

 

МКС 77.120.40

 

ОКСТУ 1732

 

Предисловие

 

1. Разработан Межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 "Никель" и МТК 502 "Кобальт", АО "Институт Гипроникель".

Внесен Госстандартом России.

2. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол N 21 от 30 мая 2002 г.).

За принятие проголосовали:

 

┌───────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

│     Наименование государства      │  Наименование национального органа  │

│                                   │          по стандартизации          │

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│Азербайджанская Республика         │Азгосстандарт                        │

│Республика Армения                 │Армгосстандарт                       │

│Республика Беларусь                │Госстандарт Республики Беларусь      │

│Грузия                             │Грузстандарт                         │

│Кыргызская Республика              │Кыргызстандарт                       │

│Республика Молдова                 │Молдовастандарт                      │

│Российская Федерация               │Госстандарт России                   │

│Республика Таджикистан             │Таджикстандарт                       │

│Туркменистан                       │Главгосслужба "Туркменстандартлары"  │

│Республика Узбекистан              │Узгосстандарт                        │

│Украина                            │Госстандарт Украины                  │

└───────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

 

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. N 334-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.17-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4. Взамен ГОСТ 13047.14-81, ГОСТ 741.6-91.

 

1. Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает спектрофотометрический и атомно-абсорбционный методы определения железа при массовой доле от 0,001% до 1,0% в первичном никеле по ГОСТ 849, никелевом порошке по ГОСТ 9722, кобальте по ГОСТ 123 и кобальтовом порошке по ГОСТ 9721.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 123-98. Кобальт. Технические условия

ГОСТ 849-97. Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4478-78. Кислота сульфосалициловая 2-водная. Технические условия

ГОСТ 5457-75. Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 9721-79. Порошок кобальтовый. Технические условия

ГОСТ 9722-97. Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 11125-84. Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2002. Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 14261-77. Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 24147-80. Аммиак водный особой чистоты. Технические условия.

 

3. Общие требования и требования безопасности

 

Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении работ - по ГОСТ 13047.1.

 

4. Спектрофотометрический метод

 

4.1. Метод анализа

Метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 415 нм комплексного соединения железа с сульфосалициловой кислотой в аммиачной среде после предварительного выделения железа экстракцией изоамилацетатом из среды соляной кислоты.

4.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в области длин волн 400 - 430 нм.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, при необходимости по ГОСТ 14261, разбавленная 3:1, 1:1, 1:10.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:9.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478, раствор массовой концентрации 0,1 г/см3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, при необходимости по ГОСТ 24147, разбавленный 1:1.

Изоамиловый эфир уксусной кислоты (изоамилацетат) по [1].

Железо карбонильное по [2] или другое, содержащее не менее 99,9% основного вещества.

Растворы железа известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации железа 0,001 г/см3: в стакан или колбу вместимостью 250 см3 помещают навеску железа массой 1,0000 г, приливают 20 - 30 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, приливают 2 - 3 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают до влажных солей, стенки стакана обмывают водой, приливают 30 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, приливают 100 см3 воды, растворяют соли при нагревании, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации железа 0,0001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора А, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:9, и доливают до метки водой.

Раствор В массовой концентрации железа 0,00001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора Б, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:9, и доливают до метки водой.

4.3. Подготовка к анализу

4.3.1. Перед проведением анализа посуду, предназначенную для анализа, промывают горячей соляной кислотой, разбавленной 1:1, затем водой.

При анализе никеля марок Н-0, Н-1у, Н-1 и кобальта марки К-0 для удаления случайных загрязнений пробы железом рекомендуется предварительно ее обработать. Часть пробы массой 7 - 10 г помещают в стакан вместимостью 400 или 600 см3, приливают 30 - 50 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:10. Раствор с пробой перемешивают 2 - 3 мин, раствор сливают декантацией и пробу промывают 2 - 3 раза водой порциями по 50 см3, сливая промывной раствор декантацией. Пробу высушивают фильтровальной бумагой и выдерживают в сушильном шкафу 10 мин при температуре 100 - 110 °C.

4.3.2. Для градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 раствора В, приливают воду до 15 см3, 10 см3 раствора сульфосалициловой кислоты и далее поступают, как указано в 4.4.2.

Масса железа в растворах для градуировочного графика составляет 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,00010 г.

По значениям светопоглощения растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения раствора, подготовленного без введения раствора железа.

4.4. Проведение анализа

4.4.1. В стакан или колбу вместимостью 250 см3 помещают навеску пробы массой в соответствии с таблицей 1.

 

Таблица 1

 

Условия подготовки раствора пробы

 

┌─────────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────────┐

│ Массовая доля железа, % │Масса навески пробы, │ Объем аликвотной части  │

│                         │          г          │      раствора, см3      │

├─────────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────────┤

│От  0,001 до 0,010 включ.│        1,000        │      Весь раствор       │

│Св. 0,01  "  0,10   "    │        1,000        │           25            │

│ "  0,10  "  0,50   "    │        0,500        │           10            │

│ "  0,50  "  1,00   "    │        0,250        │           10            │

└─────────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────────┘

 

Пробу растворяют при нагревании в 15 - 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до влажных солей, обмывают стенки стакана или колбы водой, повторяют выпаривание, приливают 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 3:1, нагревают до растворения солей и охлаждают.

При массовой доле железа свыше 0,010% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доливают до метки соляной кислотой, разбавленной 3:1.

Раствор или аликвотную часть его объемом в соответствии с таблицей 1 переводят в делительную воронку вместимостью 100 см3, доливают до 40 см3 соляной кислотой, разбавленной 3:1, приливают 20 см3 изоамилацетата, встряхивают 1 мин. Водную фазу отбрасывают, а органические фазы объединяют. К органической фазе приливают 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 3:1, встряхивают воронку 30 с, водную фазу отбрасывают, а органическую фазу вновь промывают 15 см3 соляной кислоты, разбавленной 3:1.

К органической фазе приливают 20 см3 воды и встряхивают воронку 30 с, водную фазу сливают в стакан вместимостью 100 см3, а к органической фазе приливают 20 см3 воды и повторяют экстракцию. Водную фазу сливают в тот же стакан, а органическую отбрасывают.

Объединенный водный раствор выпаривают до объема 5 - 7 см3, приливают 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, приливают 10 - 15 см3 воды и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3.

4.4.2. В мерную колбу приливают 10 см3 раствора сульфосалициловой кислоты, аммиак до появления желтой окраски раствора и еще избыток 5 см3 и доливают до метки водой. Через 15 мин измеряют светопоглощение раствора пробы и контрольного опыта на спектрофотометре при длине волны 415 нм или на фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн 400 - 430 нм, используя в качестве раствора сравнения воду.

Массу железа в растворах находят по градуировочному графику.

4.5. Обработка результатов анализа

Массовую долю железа в пробе X, %, вычисляют по формуле

 

,

 

где  - масса железа в растворе пробы, г;

- масса железа в растворе контрольного опыта, г;

M - масса навески пробы, г;

K - коэффициент разбавления раствора пробы.

4.6. Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля и погрешность метода анализа приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Нормативы контроля и погрешность метода анализа

 

                                                                В процентах

┌─────────┬─────────────────┬─────────────────┬────────────┬──────────────┐

│Массовая │   Допускаемые   │   Допускаемые   │Допускаемые │ Погрешность  │

│  доля   │   расхождения   │   расхождения   │расхождения │метода анализа│

│ железа  │результатов двух │результатов трех │    двух    │      D       │

│         │  параллельных   │  параллельных   │результатов │              │

│         │  определений d  │  определений d  │ анализа D  │              │

│         │               2 │               3 │            │              │

├─────────┼─────────────────┼─────────────────┼────────────┼──────────────┤

│  0,0010 │      0,0002     │      0,0003     │    0,0004  │     0,0003   │

│  0,0030 │      0,0005     │      0,0006     │    0,0010  │     0,0007   │

│  0,0050 │      0,0006     │      0,0007     │    0,0012  │     0,0008   │

│  0,010  │      0,0010     │      0,0012     │    0,0020  │     0,0014   │

│  0,030  │      0,003      │      0,004      │    0,006   │     0,004    │

│  0,050  │      0,005      │      0,006      │    0,010   │     0,007    │

│  0,100  │      0,007      │      0,008      │    0,014   │     0,010    │

│  0,300  │      0,015      │      0,018      │    0,030   │     0,021    │

│  0,50   │      0,03       │      0,04       │    0,06    │     0,04     │

│  1,00   │      0,06       │      0,07       │    0,12    │     0,08     │

└─────────┴─────────────────┴─────────────────┴────────────┴──────────────┘

 

5. Атомно-абсорбционный метод

 

5.1. Метод анализа

Метод основан на измерении поглощения при длине волны 248,3 нм резонансного излучения атомами железа, образующимися в результате атомизации при введении раствора пробы в пламя ацетилен-воздух.

5.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр, обеспечивающий проведение измерений в пламени ацетилен-воздух.

Лампа с полым катодом для возбуждения спектральной линии железа.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Фильтры обеззоленные по [3] или другие средней плотности.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1, 1:9, 1:19.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, при необходимости по ГОСТ 14261, разбавленная 1:1, 1:2.

Порошок никелевый по ГОСТ 9722 или стандартный образец состава никеля с установленной массовой долей железа не более 0,002%.

Кобальт по ГОСТ 123 или стандартный образец состава кобальта с установленной массовой долей железа не более 0,002%.

Железо карбонильное по [2] или другое, содержащее не менее 99,9% основного вещества.

Растворы железа известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации железа 0,001 г/см3: навеску железа массой 1,0000 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 25 - 30 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, приливают 1 - 2 см3 соляной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают раствор до объема 5 - 7 см3, стенки стакана обмывают водой, вновь выпаривают, приливают 50 - 60 см3 воды, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см3, приливают 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации железа 0,0001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора А, приливают 10 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой.

5.3. Подготовка к анализу

5.3.1. Перед проведением анализа посуду, предназначенную для анализа, промывают горячей соляной кислотой, разбавленной 1:1, затем водой.

Для удаления случайных загрязнений пробы железом рекомендуется провести обработку пробы, как указано в 4.3.1.

5.3.2. Для градуировочного графика 1 при определении массовых долей железа не более 0,010% в стаканы или колбы вместимостью 250 см3 помещают навески массой 5,000 г проб никелевого порошка или кобальта или стандартного образца состава никеля или кобальта с установленной массовой долей железа. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески растворяют при нагревании в 50 - 60 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1. При использовании никелевого порошка растворы фильтруют через фильтры (красная или белая лента), предварительно промытые 2 - 3 раза азотной кислотой, разбавленной 1:9, фильтры промывают 2 - 3 раза горячей водой. Растворы выпаривают до объема 10 - 15 см3, приливают 40 - 50 см3 воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см3.

В колбы отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см3 раствора Б, в колбу с раствором контрольного опыта раствор железа не вводят, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса железа в растворах для градуировки составляет 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040; 0,00050; 0,00060 г.

5.3.3. Для градуировочного графика 2 при определении массовых долей железа свыше 0,010% в стаканы или колбы вместимостью 250 см3 помещают навески массой 1,000 г проб никелевого порошка или кобальта или стандартного образца состава никеля или кобальта с установленной массовой долей железа. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески проб растворяют при нагревании в 15 - 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, и поступают, как указано в 5.3.2.

В мерные колбы отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см3 раствора Б, в колбу с раствором контрольного опыта раствор железа не вводят, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса железа в растворах для градуировки указана в 5.3.2.

5.3.4. Для градуировочного графика 3 при определении массовых долей железа свыше 0,050% в мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают по 20 см3 раствора контрольного опыта, подготовленного, как указано в 5.3.3, вводят 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 см3 раствора Б, в одну из колб с раствором контрольного опыта раствор железа не вводят, доливают до метки азотной кислотой, разбавленной 1:19, и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса железа в растворах для градуировки указана в 5.3.2.

5.3.5. Для градуировочного графика 4 при определении массовых долей железа свыше 0,25% в мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 раствора Б, в одну из колб с раствором контрольного опыта раствор железа не вводят, доливают до метки азотной кислотой, разбавленной 1:19, и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса железа в растворах для градуировки составляет 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г.

5.4. Проведение анализа

В стакан или колбу вместимостью 250 см3 помещают навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3.

 

Таблица 3

 

Условия подготовки раствора пробы

 

┌───────────────────────────┬──────────┬──────────────────┬───────────────┐

│  Массовая доля железа, %  │  Масса   │ Объем аликвотной │     Номер     │

│                           │ навески  │  части раствора, │градуировочного│

│                           │ пробы, г │       см3        │    графика    │

├───────────────────────────┼──────────┼──────────────────┼───────────────┤

│От  0,001 до 0,010 включ.  │  5,000   │   Весь раствор   │       1       │

│Св. 0,010  " 0,050   "     │  1,000   │      То же       │       2       │

│ "  0,05   " 0,25    "     │  1,000   │        20        │       3       │

│ "  0,25   " 1,00    "     │  1,000   │    20/100/20     │       4       │

└───────────────────────────┴──────────┴──────────────────┴───────────────┘

 

В стакан или колбу вместимостью 250 см3 помещают навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3. Навеску пробы массой 5,000 г растворяют при нагревании в 50 - 60 см3, а массой 1,000 г - в 15 - 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают раствор соответственно до объема 15 - 20 см3 или 5 - 7 см3, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают, доливают до метки водой.

При массовой доле железа свыше 0,050% в соответствии с таблицей 3 проводят разбавление раствора пробы азотной кислотой, разбавленной 1:19, в мерной колбе вместимостью 100 см3.

Измеряют абсорбцию раствора пробы и соответствующего градуировочного графика при длине волны 248,3 или 248,8 нм, ширине щели 0,15 - 0,30 нм не менее двух раз, последовательно вводя их в пламя, промывают систему водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика. Для проверки нулевой точки используют раствор соответствующего контрольного опыта, подготовленного, как указано в 5.3.

По значениям абсорбции растворов для градуировки и соответствующим им массам железа строят градуировочные графики.

По значению абсорбции раствора пробы находят массу железа по соответствующему градуировочному графику.

5.5. Обработка результатов анализа

Массовую долю железа X, %, вычисляют по формуле

 

, (2)

 

где  - масса железа в растворе пробы, г;

K - коэффициент разбавления раствора пробы;

M - масса навески пробы, г.

5.6. Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля и погрешность метода анализа приведены в таблице 2.

 

 

 

 

 

Приложение А

(справочное)

 

БИБЛИОГРАФИЯ

 

[1] ТУ 6-09-06-1229-85. Изоамиловый эфир уксусной кислоты (изоамилацетат), х.ч.

[2] ТУ 6-09-05808009-262-92 <*>. Железо карбонильное ос ч 13-2, ос.ч. 6-2

[3] ТУ 6-09-1678-95 <*>. Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты).

--------------------------------

<*> Действует на территории Российской Федерации.