ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ    ГОСТР

стандарт    57060“

российской    2016

ФЕДЕРАЦИИ

МЕДЬ

Измерение массовой доли примесей в меди методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

ГОСТ Р 57060-2016

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 368 «Медь»

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 503 «Медь»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2016 г. № 1109-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

УДК 669.3.001.4:006.354    ОКС    77.120.30

Ключевые слова: медь, компонент, измерение массовой доли, метод атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, градуировочные растворы, диапазон измерений, показатель точности

Редактор А А. Лиске Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Е.Д Дупьиева Компьютерная оерстка А Н Золотаровой

Сдано в набор 14 09 2016, Подписано в печать 22 09 2016 Формат 60 * 84^. Гарнитура Ариал Уел печ л. 1,40 Уч-иэд л. 1,12. Тираж 32экэ Зак 2255 Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва, Граиатиьмпер . 4 www goslinfo.ru info@gostinfo ru

ГОСТ Р 57060-2016

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Характеристики показателей точности измерений................................2

4    Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы................2

5    Метод измерений.....................................................3

6    Подготовка к выполнению измерений........................................3

7    Выполнение измерений.................................................5

8    Обработка результатов измерений..........................................6

Библиография........................................................7

III

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕДЬ

Измерение массовой доли примесей в меди методом атомно-эмиссионной спектрометрии

с индуктивно связанной плазмой

Copper. Measurement of impurities mass fraction in copper by an inductively coupled plasma atomic emission

spectrometry method

Дата введения — 2017—07—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику измерений массовых долей примесей в меди в диапазонах, представленных в таблице 1, методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на спектрометрах, обеспечивающих аксиальное наблюдение плазмы.

Общие требования к методикам измерений, безопасности, контролю точности результатов измерений — в соответствии с ГОСТ 25086 и ГОСТ 31382.

Таблица 1 — Диапазон измерений массовых долей компонентов в меди В млн"’ (ppm)

Компонент Диапазон массовой доли компонента Компонент Диапазон массовой доли компонента Маргаттец От 0,01 до 10,0 включ. Свинец От 0.05 до 10,0 включ. Хром От 0,01 до 10,0 включ. Фосфор От 0.05 до 10,0 включ. Мышьяк От 0,05 до 10,0 включ. Сурьма От 0,05 до 10,0 включ. Олово От 0,05 до 10,0 включ. Железо От 0,10 до 10,0 включ. Висмут От 0,05 до 10,0 включ. Теллур От 0,10 до 10.0 включ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 860-75 Олово. Технические условия ГОСТ 1089-82 Сурьма. Технические условия

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042—83, ИСО 4788—60) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 3771-74 Реактивы. Аммоний фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4220-75 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия

ГОСТ 6008-90 Марганец металлический и марганец азотированный. Технические условия

ГОСТ 9849-86 Порошок железный. Технические условия

ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 10928-90 Висмут. Технические условия

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

Издание официальное

ГОСТ 22861-93 Свинец высокой чистоты. Технические условия

ГОСТ 24147-80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 25086-2011 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 31382-2009 Медь. Методы анализа

ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии о сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен беззамены.тоположе-ние. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Характеристики показателей точности измерений

Точность измерений массовой доли компонентов в меди соответствует характеристикам, приведенным в таблице 1 (при Р = 0.95).

Значения пределов повторяемости и воспроизводимости измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Значения показателя точности измерений, пределов повторяемости и воспроизводимости измерений массовом доли компонентов в меди при доверительной вероятности Р = 0.95 В млн”' (ppm)

Наименование Плкята тдпк тлимллти Пределы (абсолютные значения) определяемого компонента ДИа11аЛ1п ИJwropcHHИ массовой доли компонента ± д повторяемости г(л»2) воспроизводимости R Марганец. От 0.010 до О.ОЗвключ. 0.40Х 0.40Х 0.56Х хром Св. 0.03 » 0.30 » 0.31Х 0.31Х 0.45Х » 0.30 » 3.00 » 0.24Х 0.24Х 0.34Х » 3.0 * 10.0 » 0.15Х 0.15Х 0.22Х Мышьяк. От 0.05 до 0.30 включ. 0.40Х 0.40Х 0.56Х олово. Св. 0.30 » 3.00 » 0.28Х 0.28Х 0.40Х висмут. свинец. фосфор. сурьма » 3,0 »10.0 » 0.15Х 0.15Х 0.22Х Железо. От 0.10 до 0.30 включ. 0.40Х 0.40Х 0.56Х теллур Св. 0.30 » 3,00 » 0.31Х 0.31Х 0.40Х » 3.0 » 10.0 » 0.24Х 0.24Х 0.34Х

Примечание — X — результат измерений.

4 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

- атомно-эмиссионный спектрометр с аксиальным наблюдением плазмы, имеющий оптическое разрешение не менее 0.006 нм на длине волны 182 нм;

ГОСТ Р 57060-2016

-    весы с наибольшим пределом взвешивания 200 г специального класса точности по ГОСТ Р 53228 с дискретностью 0,0001 г;

-    систему для разложения проб типа HotBlock с полипропиленовыми пробирками вместимостью не менее 50 см¹, с делениями, с закручивающимися крышками;

-    плиту нагревательную по [1). обеспечивающую температуру нагрева до 350 °С или аналогичную;

-    колбы мерные 2-50-2,2-100-2,2-250-2,2-2000-2 по ГОСТ 1770;

-    банки полиэтиленовые или полипропиленовые для хранения растворов вместимостью 200 и 2000 см¹.

При выполнении измерений применяют следующие материалы и растворы;

-    воду бидистиллированную или деионизированную с сопротивлением не ниже 18 МОм/см;

-    кислоту азотную особой чистоты по ГОСТ 11125 и разбавленную в соотношении 1:3:

-    кислоту соляную особой чистоты поГОСТ 14261 и разбавленную в соотношении 1:1 и 1:10;

-    аммиак водный по ГОСТ 24147 ос. ч. 23-5 и разбавленный в соотношении 1:19;

-    аргон газообразный высшего сорта по ГОСТ 10157;

-    мышьяк металлический особо чистый по [21;

-    висмут по ГОСТ 10928 марки ВиОО;

-    калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.x. ч.;

-    железо восстановленное или порошок железный по ГОСТ 9849;

-    марганец по ГОСТ 6008 марки Мр 00;

-    сурьма по ГОСТ 1089 не ниже марки СуООО;

-    аммоний фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 3771;

-    свинец по ГОСТ 22861 не ниже марки С00;

-    скандия оксид марки ОС-99,998 по [3);

-    олово по ГОСТ 860 не ниже марки 01 пч;

-    теллур металлический особой чистоты по [4] или [5J;

-    фильтры обеззоленные по [6] или аналогичные.

Примечания

1    Допускается применение других средств измерений утвержденных типов, вспомогательных устройств и материалов, технические и метрологические характеристики которых не уступают указанным выше.

2    Допускается использование реактивов, изготовленных по другим нормативным документам при условии обеспечения ими метрологических характеристик результатов измерений, приведенных в настоящем стандарте.

5    Метод измерений

Метод основан на возбуждении атомов и ионов компонентов в плазменном разряде и измерении интенсивности излучаемых линий.

Метод предусматривает растворение образцов меди в азотной кислоте, соосаждение гидроксидов примесей на гидроксиде скандия, растворение полученного осадка в смеси соляной и азотной кислот.

6    Подготовка к выполнению измерений

6.1    Подготовка прибора к выполнению измерений

Подготовку спектрометра к выполнению измерений проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

6.2    Приготовление растворов известной концентрации

6.2.1    При приготовлении раствора скандия массовой концентрации 1000 мкг/см¹ в полипропиленовую пробирку вместимостью 50 см¹ помещают навеску оксида скандия массой 0,3835 г и приливают 10 см¹ азотной кислоты. Пробирку закрывают крышкой, помещают в систему HotBlock при температуре 90 °С и выдерживают до полного растворения оксида. Пробирку достают, охлаждают в течение 5 мин, открывают, после охлаждения раствор переливают в мерную колбу вместимостью 250 см¹, доливают соляной кислотой, разбавленной в соотношении 1:1 до метки, и перемешивают. Раствор переливают в пластиковую банку. Срок хранения раствора — 1 год.

6.2.2    Приготовление многокомпонентного раствора

При приготовлении раствора марганца и висмута в полипропиленовую пробирку вместимостью 50 см¹ помещают по 0,1000 г марганца и висмута, приливают 10 см¹ азотной кислоты, разбавленной в

соотношении 1:3. Через 15 мин пробирку закрывают крышкой, нагревают в системе HotBlock при температуре 90 ^вС и выдерживают до попного растворения металпов.

При приготовлении раствора мышьяка, олова, сурьмы, теллура, железа в полипропиленовую пробирку вместимостью 50 см³ помещают по 0,1000 г мышьяка, олова, сурьмы, теллура и железа, приливают 20 см³ смеси соляной и азотной кислот (3:1). Через 15 мин пробирку закрывают крышкой, нагревают в системе HotBlock при температуре 90 °С и выдерживают до полного растворения металлов.

При приготовлении раствора хрома и фосфора в полипропиленовую пробирку вместимостью 50 см³ помещают 0,2828 г двухромовокислого калия. 0,3714 г фосфорнокислого однозамещенного аммония, приливают 20 см³ воды и растворяют соли.

В мерную колбу вместимостью 2000 см³ приливают 1000 см³ воды, 300 см³ соляной кислоты и приготовленные растворы из полипропиленовых пробирок, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация мышьяка, золота, висмута, хрома, марганца, фосфора, свинца, сурьмы, олова, теллура, железа — 50 мкг/см³.

Срок хранения раствора — 1 год.

6.3 Приготовление градуировочных растворов

6.3.1    Приготовление градуировочного раствора СО

Для приготовления градуировочного раствора СО в мерную колбу вместимостью 50 см³ приливают 25 см³ воды, 10 см³ соляной кислоты, по 4 см³ раствора скандия и азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация мышьяка, висмута, хрома, марганца, фосфора, свинца, сурьмы, олова, теллура, железа — 0 мкг/см³. скандия — 80 мкг/см³.

Срок хранения раствора — 1 месяц.

6.3.2    Приготовление градуировочного раствора С1

Для приготовления градуировочного раствора С1 в мерную колбу вместимостью 100 см³ приливают 25 см³ воды. 10 см³ соляной кислоты, по 4 см³ раствора скандия и азотной кислоты. 0.4 см³ многокомпонентного раствора, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в пластиковую банку.

Массовая концентрация мышьяка, висмута, хрома, марганца, фосфора, свинца, сурьмы, олова, теллура, железа — 0.2 мкг/см³. скандия — 80 мкг/см³.

Срок хранения раствора — 1 месяц.

6.3.3    Приготовление градуировочного раствора С2

Для приготовления градуировочного раствора С2 в мерную колбу вместимостью 100 см³ приливают 25 см³ воды, 10 см³ соляной кислоты, по 4 см³ раствора скандия и азотной кислоты, 2 см³ многокомпонентного раствора, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор переливают в пластиковую банку.

Массовая концентрация мышьяка, висмута, хрома, марганца, фосфора, свинца, сурьмы, олова, теллура, железа — 1,0 мкг/см³, скандия — 80 мкг/см³.

6.4 Построение градуировочных графиков

Определение градуировочных характеристик, обработку и хранение результатов градуировки проводят с использованием стандартного программного обеспечения, входящего в комплект спектрометра.

Все измерения интенсивности линий определяемых компонентов выполняют в соответствии с таблицей 3 относительно интенсивностей линии внутреннего стандарта — скандия 227,318 нм.

Таблица 3 — Отнесение линий компонентов

Наименование определяемого компонента Рекомендуемые длины воли, нм Наименование определяемого компонента Рекомендуемые длины волн, нм Марганец 257.610 Свинец 405.783 Хром 205.560 Фосфор 178.284 Мышьяк 189.042 Сурьма 206.833 Олово 189.989 Железо 259.940 Висмут 190.234 Теллур 182.215

4

ГОСТ P 57060—2016

Выполняют не менее двух параллельных измерений аналитических сигналов компонентов в каждом градуировочном растворе.

6.5 Параметры измерений

Устанавливают параметры измерений на спектрометрах серии ЮАР 6000/7000 Duo (модели iCAP 6300 Duo. iCAP 6500 Duo. iCAP 7400 Duo. iCAP 7600 Duo) в соответствии с таблицей 4

Таблица 4 — Параметры измерений

Наименование параметра Характеристика Обзор плазмы Аксиальный Режим измерений ЮАР 6300 Duo Точность ЮАР 6500 Duo. ЮАР 7400 Duo. ЮАР 7600 Duo Скорость Число параллельных измерений 2 Время промывки до анализа, с 25—40 Время интегрирования детектора, с 30

Примечание — Данные сведения носят рекомендательный характер и могут быть изменены в зависимости от чувствительности атомно-эмиссионного спектрометра (за исключением параметра «время интегрирования детектора».

6.6 Параметры источника индуктивно связанной плазмы

Мощность плазмы, расход аргона и другие параметры устанавливают, чтобы достигнуть оптимальных значений по чувствительности и точности определения компонентов.

Таблица 5 — Параметры источника индуктивно связанной плазмы

Наименование параметра Характеристика Мощность, подводимая к плазме. Вт 1150 Скорость вращения перистальтического насоса во время промывки, об/мин 60 Скорость вращения перистальтического насоса во время измерений, об/мин 60 Время успокоения плазмы при переходе от измерений одной группы компонентов к другой, с 7 Расход распылительного потока аргона, дм'/мин 0.7 Распылитель Концентрический, типа ARG-07-USS2 Распылительная камера Циклонная Инжектор горелки Кварцевый, внутренний диаметр — 2 мм Расход вспомогательного потока аргона. дм3/мин 0.5 Расход охлаждающего потока аргона. дм5/мин 12 Примечание — Данные сведения носят рекомендательный характер и могут быть изменены для достижения максимальной чувствительности атомно-эмиссионного спектрометра.

7 Выполнение измерений

7.1 Навеску пробы массой 2.5000 г помещают в полипропиленовую пробирку вместимостью 50 см³. Для устранения поверхностных загрязнений в пробирку приливают 10 см³ соляной кислоты, разбавленной в соотношении 1:10. Через 10 мин кислоту сливают, образец промывают водой три раза. Затем с интервалом 2 мин в пробирку приливают восемь раз по 1 см³ азотной кислоты. После прекращения выделения паров оксида азота пробирку закрывают крышкой и нагревают в системе HotBlock в тече- ²

ние 60 мин. Пробирку вынимают, охлаждают до комнатной температуры и вводят 2 см³ раствора скандия. Раствор перемешивают. В пробирку добавляют аммиак в таком количестве (примерно 20 см³), чтобы вся медь перешла в аммиачный комплекс. Раствор оставляют на 1 час в теплом месте для коагуляции осадка. Раствор фильтруют через фильтр «красная лента». Осадок на фильтре промывают 3 раза теплым раствором аммиака, разбавленным в соотношении 1:19. Фильтр разворачивают и смывают осадок в полипропиленовую пробирку, в которой проводили растворение пробы и осаждение гидроксида скандия, используя 10 см³ теплой соляной кислоты, разбавленной в соотношении 1:1. В раствор приливают 2 см³ азотной кислоты. Раствор в открытой пробирке упаривают в системе HotBlock при температуре 120 °С до объема 5 см³. Раствор охлаждают, доливают водой до метки 25 см³ и перемешивают.

Одновременно проводят холостой опыт.

7.2    Выполнениеизмеренийпроводятвсоответствиисинструкциейпоэксплуатацииспектрометра.

7.3    Массовую долю компонентов в меди устанавливают по градуировочным графикам.

8 Обработка результатов измерений

8.1    Обработку и хранение результатов измерений массовой концентрации определяемого компонента в пробе проводят с использованием программного обеспечения, входящего в комплект спектрометра.

8.2    Массовую долю компонентах, млн^-1 (ppm), вычисляют по формуле

_x_(m_i-m₂y    (1)

т

где т_у — массовая концентрация компонента в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, мкг/см³;

т₂ — массовая концентрация компонента в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, мкг/см³: т — масса навески меди;

V — объем анализируемого раствора, см³.

8.3    За результат измерений принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений при условии, что абсолютная разность между ними в условиях повторяемости не превышает значений (при доверительной вероятности Р = 0,95) предела повторяемости г, приведенных в таблице 2.

Если расхождение между результатами параллельных определений превышает значение предела повторяемости, выполняют процедуры, изложенные в ГОСТ Р ИСО 5725-6 (пункт 5.2.2.1).

8.4    Расхождения между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должны превышать значений предела воспроизводимости, приведенных в таблице 2. В этом случае за окончательный результат может быть принято их среднеарифметическое значение. При невыполнении этого условия могут быть использованы процедуры, изложенные в ГОСТ Р ИСО 5725-6 (пункт 5.3.3). ³

	Библиография
[11 Технические условия ТУ 4389-001-4330709—2008	Плита нагревательная стеклокерамическая встраиваемая LOIP LH-304
[2] Технические условия ТУ 113-12-112-89	Мышьяк металлический для полупроводниковых соединений особо чистый
[3] Технические условия ТУ 48-4-417—87	Скандия окись марки ОС-99,998
[4] Технические условия ТУ 48-0515-028—89	Теллур металлический особой чистоты марки «Экстра»
(5) Технические условия ТУ 48-6-99—87	Теллур особой чистоты марки Т-А1
[6] Технические условия ТУ 264221-001-05015242—07	Фильтры обеззолеиные (белая, красная, синяя ленты)

1

2

3