ГОСТ 14638.14-84
Ферровольфрам. Методы определения висмута

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОВОЛЬФРАМ Методы определения висмута Ferrotungsten. Methods for determination of bismuth content

ГОСТ 14638.14-84 (СТ СЭВ 4085-83) Взамен ГОСТ 14638.14-69

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 мая 1984 г. № 1700 срок действия установлен

с 01.07.85

до 01.07.90

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает полярографический и фотометрический методы определения в ферровольфраме массовой доли висмута в диапазоне от 0,001 до 0,05 %.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4085-83.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 27349-87.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613-86.

Разд. 1, (Измененная редакция, Изм. № 1).

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на полярографировании висмута на фоне соляной кислоты при потенциале пика минус 0,09 В относительно ртутного анода.

Режим полярографирования - переменнотоковый.

Висмут предварительно отделяют от мешающих определению элементов тиоацетамидом в присутствии коллектора - меди, а затем аммиаком в присутствии железа.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Полярограф переменного тока со всеми принадлежностями.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1 : 1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота серная по ГОСТ 420477 и разбавленная 1:1.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой долей 50 %.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 25 %; готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.

Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652-69, раствор с массовой долей 50 %.

Медь (II) азотнокислая, раствор с массовой долей 1 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:200.

Тиоацетамид, раствор с массовой долей 2 %.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и растворы 1:1 и с молярной концентрацией 1 моль/дм³.

Смесь кислот соляной и азотной в соотношении 3:1; готовят перед применением.

Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111-74, раствор с массовой долей 0,1 %: 0,1 г азотнокислого железа помещают в стакан вместимостью 100 см³ и растворяют в 50 см³ воды, приливают 5 см³ азотной кислоты, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Висмут металлический по ГОСТ 10928-75.

Аскорбиновая кислота.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А: 0,1000 г висмута растворяют в 10 см³ разбавленной азотной кислоты, после растворения приливают 10 см³ разбавленной серной кислоты и выпаривают до появления ее паров. Приливают 50 см³ воды и растворяют соли. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, содержащую 200 см³ раствора серной кислоты. После охлаждения раствор доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация висмута в растворе равна 0,0001 г/см³.

Раствор Б: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают; готовят перед применением.

Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см³.

Баллон с аргоном, азотом или водородом, не содержащими кислород.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Массу навески ферровольфрама устанавливают в зависимости от массовой доли висмута в соответствии с табл. 1.

Навеску помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см³ азотной кислоты, 5 см³ раствора фтористоводородной кислоты, 10 см³ разбавленной серной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, приливают 20 см³ воды, нагревают раствор.

Таблица 1

осадком переносят в коническую колбу вместимостью 500 см³ или стакан вместимостью 400 см³, обмывая стенки чашки водой. Оставшийся небольшой осадок вольфрамовой кислоты растворяют несколькими каплями раствора гидроокиси натрия и смывают водой до объема 100 см³. Затем приливают 15 см³ раствора винной кислоты и раствор гидроокиси натрия до растворения осадка. Раствор охлаждают, приливают соляной кислоты (1:1)) до изменения красного цвета индикаторной бумаги конго в синий, 20 см³ раствора лимонной кислоты, 2 см³ раствора азотнокислой меди и нейтрализуют аммиаком до рН 7,5-8,0 (по универсальной индикаторной бумаге).

Затем приливают 10 см³ раствора тиоацетамида и выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 80-90 °С, после чего приливают еще 10 см³ раствора тиоацетамида и оставляют раствор с осадком на 2 ч при температуре 40-50 °С.

Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 8-9 раз холодным раствором аммиака. Осадок на фильтре растворяют в 15 см³ горячей смеси кислот, приливая ее порциями по 5 см³, и промывают фильтр 3-4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в колбу, в которой проводилось осаждение.

Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 10 см³ азотной кислоты и нагревают содержимое колбы до растворения солей, затем приливают 100 см³ воды, 20 см³ раствора азотнокислого железа, аммиака до появления запаха и 10 см³ в избыток.

Раствор с осадком нагревают до кипения, отфильтровывают осадок на фильтр средней плотности и промывают 6-8 раз горячим раствором аммиака.

Осадок растворяют в 30 см³ горячего раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 1 моль/дм³. Раствор охлаждают, прибавляют 0,2 г аскорбиновой кислоты, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают до метки тем же раствором соляной кислоты и перемешивают.

Для удаления кислорода через раствор продувают аргон, водород или азот в течение 5 мин и полярографируют висмут при потенциале пика минус 0,09 В относительно ртутного анода.

2.3.2. Содержание висмута в испытуемом растворе определяют методом сравнения со стандартным раствором или методом градуировочного графика, или методом добавок.

2.3.2.1. При применении метода сравнения в зависимости от массовой доли висмута определяют объем стандартного раствора по табл. 2.

Таблица 2

Отобранный объем стандартного раствора Б помещают в коническую колбу или стакан, приливают 100 см³ воды, 2 см³ раствора азотнокислой меди, нейтрализуют раствором аммиака до рН 7,5-8,0. Затем приливают 10 см³ раствора тиоацетамида и далее анализ проводят по п. 2.3.1.

2.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в зависимости от массовой доли висмута определяют объем стандартного раствора висмута по табл. 2.

Отобранные объемы стандартного раствора Б помещают в конические колбы или стаканы, приливают по 100 см³ воды, по 2 см³ раствора азотнокислой меди, нейтрализуют раствором аммиака до рН 7,5-8,0. Затем приливают по 10 см³ раствора тиоацетамида и далее анализ проводят по п. 2.3.1.

2.3.2.3. При применении метода добавок к навеске пробы добавляют такое количество стандартного раствора висмута, при котором масса добавки висмута составила не менее половины массы висмута в анализируемой пробе. Далее анализ проводят по п. 2.3.1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю висмута в процентах вычисляют по формулам:

для метода сравнения X

где m₁ - масса висмута в стандартном растворе, г;

h - высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы, мм;

h₁ - высота пика, полученная при полярографировании стандартного раствора, мм;

т - масса навески пробы, г;

для метода градуировочного графика Х₁

где m₂ - масса висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

т - масса навески пробы, г;

для метода добавок Х₂

где m₃ - масса висмута в добавленном стандартном растворе, г;

m - масса навески пробы, г;

h - высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы без добавки стандартного раствора висмута, мм;

h₂ - высота пика, полученная при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора висмута, мм.

2.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли висмута приведены в табл. 3.

Таблица 3

(Новая редакция, Изм. № 1).

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на реакции образования комплексного соединения висмуттетрайодидного аниона, окрашенного в желтый цвет. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 337 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн 420-450 нм.

Вольфрам переводят в растворимый комплекс добавлением винной кислоты.

Висмут отделяют, осаждая его из аммиачного раствора тиоацетамидом в присутствии лимонной кислоты.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, раствор с массовой долей 50 %.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 25 %.

Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652-69, раствор с массовой долей 50 %.

Медь (II) азотнокислая, раствор с массовой долей 1 %.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79 и разбавленный 1:200.

Тиоацетамид, раствор с массовой долей 2 %.

Смесь соляной и азотной кислот в отношении 3:1; готовят перед применением.

Квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77, раствор с массовой долей 1 %.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74, раствор с массовой долей 10 %.

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор с массовой долей 5 %.

Крахмал, раствор с массовой долей 0,5 % по ГОСТ 10163-76.

Висмут металлический по ГОСТ 10928-75.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А: 0,1 г металлического висмута растворяют в 20 см³ разбавленной азотной кислоты, после растворения навески приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Разбавляют раствор небольшим количеством воды и переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация висмута в растворе А равна 0,0001 г/см³.

Раствор Б: 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см³.

3.3. Проведение анализа

Массу навески ферровольфрама определяют в зависимости от массовой доли висмута по табл. 4.

Таблица 4

Навеску помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см³ азотной кислоты, 5 см³ фтористоводородной кислоты, 10 см³ разбавленной серной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Приливают 20 см³ воды и раствор с осадком переводят в коническую колбу вместимостью 500 см³. Приливают 100 см³ воды, 15 см³ раствора винной кислоты и затем раствор гидроокиси натрия до растворения осадка.

Раствор охлаждают, приливают разбавленную соляную кислоту до изменения красного цвета индикаторной бумаги конго в синий. Приливают 20 см³ раствора лимонной кислоты, 2 см³ раствора азотнокислой меди и нейтрализуют аммиаком до рН 7,5-8,0 (по универсальной индикаторной бумаге).

Приливают 10 см³ раствора тиоацетамида и выдерживают раствор в течение 10-15 мин при температуре 80-90 °С. Затем приливают еще 10 см³ раствора тиоацетамида и оставляют раствор с осадком на 2 ч при температуре 40-50 °С.

Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 8-9 раз холодным раствором аммиака. Осадок на фильтре растворяют в 30 см³ (порциями по 10 см³) горячей смеси соляной и азотной кислот и промывают фильтр 3-4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в колбу, в которой проводилось осаждение.

Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 10 см³ азотной кислоты и нагревают содержимое колбы до растворения солей.

Приливают 100 см³ воды, 5 см³ раствора алюмокалиевых квасцов и аммиака до появления слабого запаха (рН 8-9 по универсальной индикаторной бумаге), доводят раствор до кипения. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 3-4 раза горячим раствором аммиака.

Осадок на фильтре растворяют в 7-10 см³ горячей разбавленной азотной кислоты, промывают фильтр 3-4 раза небольшими порциями горячей воды. К раствору прибавляют 2 см³ серной кислоты и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты.

Сернокислые соли растворяют в 5-10 см³ воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³. При массовой доле висмута свыше 0,005 % раствор доливают до метки водой и перемешивают. В мерную колбу вместимостью 25 см³ в соответствии с табл. 5 отбирают аликвотную часть раствора и приливают разбавленную серную кислоту.

Ко всему объему раствора (при массовой доле висмута до 0,005 %) или аликвотной части его приливают 10 см³ раствора йодистого калия и перемешивают. Затем дают раствору постоять 2-3 мин и приливают 1 см³ раствора тиомочевины.

Таблица 5

Раствор испытывают в присутствии свободного йода, для чего каплю раствора смешивают с каплей раствора крахмала на белой фарфоровой пластинке, покрытой тонким слоем парафина. В случае положительной реакции прибавляют еще несколько капель раствора тиомочевины и повторяют пробу на йод. Раствор в колбе доливают водой до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 337 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн 420-450 нм.

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

3.4. Построение градуировочного графика

В пять мерных колб из шести вместимостью по 25 см³ каждая помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004 и 0,00005 г висмута.

В каждую из шести колб приливают по 2 см³ серной кислоты, по 10 см³ раствора йодистого калия и по 1 см³ раствора тиомочевины.

Раствор шестой колбы, содержащий все применяемые при построении градуировочного графика реактивы, кроме стандартного раствора, служит для проведения контрольного опыта и одновременно служит раствором сравнения.

Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 337 нм или фотоколориметре в диапазоне длин волн 420-450 нм.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им содержаниям висмута строят градуировочный график.

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Массовую долю висмута в процентах (Х₃) вычисляют по формуле

где т₁ - масса висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

т - масса навески пробы, г.

3.5.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли висмута приведены в табл. 3.

(Новая редакция, Изм. № 1).

 

СОДЕРЖАНИЕ