ГОСТ 11739.16-90

УДК «59.715.001.4:006.354    Группа    959

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения никеля

Aluminium casting and wrought alloys.

Methods for determination of nickel

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.91

до 01.07.95

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический (при массовой доле никеля от 0.5 до 8%), фотометрический (при массовой доле никеля от 0,005 до 3,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле никеля от 0,005 до 8%) методы определения никеля.

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 лаух параллельных определений.

2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ

2.1.    Сущность метода

.Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот с последующим осаждением никеля днметилглиокси-мом из аммиачного раствора. содержащего виннокислый аммоний, и взвешивании прокаленного осадка.

2.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Печь муфельная.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см³, раствор 1:1.

Издание официальное    Перепечатка    воеарешеиа

★

ЛЗ

54    

ГОСТ 11739.16-90 С 2

Кислота азотная по ГОСТ 4461. плотностью 1,35—1.40 г/см³, раствор 1:1.

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

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 250 г/дм*.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Метиловый красный, раствор 1 г/дм* в этиловом спирте.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Днметилглиоксим, раствор 5 г/дм* в этиловом спирте.

Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см³ воды при слабом нагревании.

Индикаторная бумага конго: фильтры средней плотности («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, нарезают и храпят н бюк-се. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 30 см* раствора соляной кислоты, 5 см³ раствора азотной кислоты и нагревают до полного растворения.

Затем раствор кипятят в течение 3—5 мин для удаления окислов азота, приливают 150 см¹ воды. 40 см* винной кислоты и аммиак до голубой окраски раствора. В полученный раствор прилипают по каплям раствор соляной кислоты до исчезновения голубой окраски, нагревают до температуры (70±2) °С, приливают при постоянном помешивании раствор диметилглиокенма из расчета 20 см* на 1 % никеля в пробе, две-три капли метилового красного, аммиак до появления желтой окраски и избыток 2 см⁵. Раствор с выпавшим осадком нагревают до температуры (70^:2) °С и выдерживают в течение 30 мин при температуре 60—70 "С.

2.3.2. Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности («белая лента») и промывают 6—8 раз горячей водой. Осадок на фильтре растворяют в 30 см³ раствора и*рячей соляной кислоты, а фильтр промывают горячей водой (до красной окраски бумаги конго, помешенной на край фильтра), собирая промывные воды в ту же колбу.

В полученный раствор добавляют аммиак до появления голубой окраски, диметнлглнокенм из расчета 5 см³ на 1 % никеля

55

С 3 ГОСТ 11739.16-90

в пробе и переосаждают никель. Раствор с выпавшим осадком нагревают до температуры (70±2) °С, выдерживают в течение 30 мни при температуре 60—70 ^СС, фильтруют через фильтр средней плот-кости («белая лента»), промывают б—8 раз горячей водой.

2.3.3. Фильтр с осадком помешают в доведенный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают, осторожно озоляют, не давая воспламениться бумаге фильтра, прокаливают в муфельной печи при 600—650°С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе к взвешивают.

2.4. Обработка результатов

24.1 Массовую долю никеля (Л) в процентах вычисляют по формуле

Х=    .100,    (I)

т    ’    ^у '

где гп, — масса тигля с осадком, г; т_г — масса тигля, г; т —масса навески пробы, г;

0,7858 — коэффициент пересчета оксида никеля на никель.

2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений. приведенных в табл. 2.

Таблица 2

3.1.    Сущность метода

.Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте или гидроокиси натрия, маскировании алюминия винной кислотой, марганца -- солянокислым гндроксиламином, отделении меди сернова-тнетокнелым натрием, образовании соединения никеля с диметил-глнокенмом, экстракции его хлороформом, реэкстракции никеля соляной кислотой, образовании в слабоаммначной среде комплексного соединения никеля с диметнлглиохеимом в присутствии окислителя и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 445 нм.

3.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

S6

ГОСТ 11739.1 в—90 С 4

рН-метр.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

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

1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см³, растворы 1:1 и 0,5 моль/дм*.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см¹, раствор 1:1.

Натрий серноватистокнслый по ГОСТ 27068, раствор 500 г/дм³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 400 г/дм*, 200 г/дм⁵ и 20 г/дм³. Растворы готовят и хранят в полиэтиленовой

посуде.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197, раствор 20 г/дм³.

Железо хлорное по ГОСТ 4147, раствор 10 г/дм³.

Кислота винная по ГОСТ 5817, раствор 300 г/дм³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Диметилглиоксим, раствор 10 г/дм³ в этиловом спирте.

Бром по ГОСТ 4109.

Бромная вода, насыщенный раствор: 50 г брома помешают в мерную колбу вместимостью 1 дм³ с притертой пробкой, приливают 500 см* воды и встряхивают 8—10 раз, доливают водой до метки и перемешивают, несколько раз приоткрывая пробку.

Бромированный раствор диметилглиоксима: 0,5 г диметилгли-оксима помешают в колбу вместимостью 250 см⁵ и растворяют в 100 см³ спирта, приливают 1 см³ серной кислоты и 5 см³ насыщенной бромной воды.

Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают спиртом до метки и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:50.

Хлороформ технический по ГОСТ 20015.

Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см* воды при слабом нагревании.

Индикаторная бумага конго: фильтры средней плотности («белая лента») пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, нарезают и хранят в бюксс. Бумага пригодна к применению в течение 1 мес.

Бумага индикаторная универсальная.

Никель по ГОСТ 849 марки Н22.

Стандартные растворы никеля

Раствор А: 0,1 г никеля помещают в коническую колбу вместимостью 250 см\ приливают 30 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После растворения раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I см³ раствора А содержит 0.0001 г никеля.

57

С. 5 ГОСТ 11739.16-90

Раствор Б: 100 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I cm^j раствора Б содержит 0.00001 г никеля.

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

.3.3. Проведение анализа

3.3.1. При массовой доле кремния менее 1% навеску пробы (табл. 3) помешают » коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 10 см' воды, 50 см* раствора соляной кислоты 1:1 и после прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения навески. Добавляют пять капель азотной кислоты и кипятят в течение 5 мин. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см\ доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.2. При массовой дате кремния свыше 2% навеску пробы (табл. 3) помешают в стакан из фторопласта или стеклоуглеродз вместимостью 200 см\ приливают 5—7 см* воды, если в пробе отсутствует железо, приливают 1 см¹ раствора хлорного железа и при постоянном охлаждении добавляют небольшими порциями 50 см³ раствора гидроксида натрия 400 г/дм³. После прекращения бурной реакции стакан нагревают до полного растворения пробы и при умеренном нагревании, избегая разбрызгивания, упаривают до 15—20 см³. Наличие в растворе мути серого цвета свидетельствует о присутствии нерастворившегося кремния. В этом случае нагревание продолжают до получения прозрачного раствора. После охлаждения в стакан осторожно приливают воду до 200 см' и нагревают до растворения солей.

Раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом. Осадок на фильтре промывают 6 раз горячим раствором гидроксида натрия 20 г/дм³, 6—8 раз горячей водой и растворяют в 40 см³ горячего раствора соляной кислоты

58

ГОСГ 11739.16—00 С. 6

(1:1) над колбой вместимостью 250 см¹. Если проба содержит боле* 0,5% марганца, то осадок растворяют в смеси, содержащей 40 см* раствора соляной кислоты (1:1) и 0,1 см³ раствора азотн-стокислого натрия. Раствор перед употреблением нагревают до 70 80 °С. Фильтр промывают 10 -12 раз горячен водой, собирая промывные воды в ту же колбу.

Фильтрат и промывные воды после охлаждения переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.3.    Аликвотную часть раствора (табл. 3) пометают в стакан вместимостью 250 см³, приливают 10 см⁵ раствора винной кислоты. 5 см³ раствора солянокислого гилрокснламнна и раствор гидроксида натрия 200 г/дм³ до изменения окрашивания бумаги конго в сине-сиреневый цвет, при этом pH 4,5 (контролируют рН-метром).

Приливают 10 см³ раствора серноватистокнслого натрия и через 3 мин устанавливают значение pH до 6,5 раствором гидроксида натрия 200 г/дм⁵, используя рН-метр (допускается предварительное применение универсальной индикаторной бумаги).

Раствор переводят в делительную воронку N» 1 вместимостью 250 см¹. приливают 5 см³ раствора диметилглиокснма, 10 см³ хлороформа и встряхивают в течение 2 мин

Раствору дают отстояться в течение 30 с и сливают органическую фазу в делительную воронку № 2 вместимостью 100 см³, промывая делительную воронку .Ns i 1 см’ хлороформа.

Повторные экстракции проводят последовательно с 10 см^д и 5 см¹ хлороформа в течение 30 с и после отстаивания в течение 30 с сливают хлороформный слой в делительную воронку № 2, промывая.делительную воронку Aft I 1 см³ хлороформа, водную фазу отбрасывают.

Объединенные экстракты а делительной воронке Ха 2 промывают 25 см¹ раствора аммиака, встряхивая в течение 30 с.

Органическую фазу после отстаивания в течение 30 с сливают р делительную воронку № 3 вместимостью 100 см³, водную фазу отбрасывают.

3.3.4.    К органической фазе в делительной воронке .Vs 3 приливают 20 см' раствора соляной кислоты 0,5 моль/дм³ и встряхивают в течение 30 с. После отстаивания в течение 30 с органическую фазу сливают в делительную воронку № 4 вместимостью 100 см¹, промывая раствор в делительной воронке № 3 I см⁵ хлороформа.

Операцию реэкстракцни в делительной воронке А& 3 повторяют 3 раза с 10 см¹ раствора соляной кислоты 0,5 моль/дм³, промывая раствор 1 см³ хлороформа.

Солянокислые растворы объединяют в делительной воронке № 4. органическую фазу отбрасывают.

59

С. 7 ГОСТ «1739.16-90

Раствор в делительной воронке № 4 промывают 2 раза хлороформом порциями по 5 см³, встряхивая в течение 30 с. После отстаивания хлороформный слой отбрасывают.

Водную фазу переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 3 см³ раствора соляной кислоты (1:1), нагревают до 35—40°С, добавляют бромную воду до появления оранжевой окраски (приблизительно 1 см³) и в избыток 0,5 см*. Раствор охлаждают, приливают раствор аммиака до исчезновения оранжевой окраски и в избыток 1 см³.

К охлажденному раствору приливают 1 см* раствора бромиро-ваиного диметилглноксима, доливают водой до метки и перемешивают.

3.3.5.    Оптическую плотность раствора измеряют через 10 мин, но не позднее чем через 30 мин при длине волны 445 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм.

Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, который готовят по п. 3.3. J или 3.3.2 со всеми используемыми в анализе реактивами.

3.3.6.    Массовую долю никеля рассчитывают по градуировочному графику.

3.3.7.    Построение градуировочного графика

В десять из одиннадцати стаканов вместимостью по 250 см» отмеряют 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10,0; 12,0; 14.0; 16,0; 18,0; 20,0 см* стандартного раствора Б. что соответствует 0.00002 ; 0.00004; 0,00006; 0.00008; 0,0001; 0,00052; 0,00014; 0,00016:0,00018; 0,0002 г никеля, приливают 10 см³ раствора винной кислоты, 5 см³ раствора солянокислого гндроксиламина и далее поступают по пп. 3-3.3; 3.3.4 и 3.3.5.

Раствором сравнения служит раствор, в который не введен никель.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим нм массам никеля строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1.    Массовую долю никеля (Я\) н процентах вычисляют по ¹

формуле    ^г

I

x.-i-ioo,    (2);

/я,

где m —масса никеля в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

m| — масса навески в аликвотной части    раствора    пробы,    г.    &

3.4.2.    Расхождения результатов не должны    превышать    экаче*    v

ний, приведенных в табл. 4.    f

60

ГОСТ 11739.16-90 С 8

4.1. Сущность метода

Метол основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции никеля в пламени ацетилен-воздух при длине волны 232,0 им для массовой доли никеля от 0,005 до 1,0% и 352,4 нм — для массовой доли никеля от 1,0 до 8,0%.

4,2. Аппаратура, реактивы и растворы Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для никеля.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

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/см⁵.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1.84 г/см*.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Ялюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Раствор алюминия 20 г/дм²: 10 г алюминия пометают в коническую колбу вместимостью 500 см¹, добавляют 50 см³ воды, затем небольшими порциями 300 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см\ доливают водой до метки и перемешивают.

Никель по ГОСТ 849 марки Н22.

Стандартные растворы никеля

Раствор А: 1 г никеля помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 30 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при нагревании. После полного растворения навески раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мер-

61

С. 9 гост 11739.16—W)

иую колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

I с>i^s раствора А содержит 0,002 г никеля.

Раствор Б: 10 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см^;!, приливают 10 см³ раствора соляной кислоты (1:1). доливают водой до метки и перемешивают.

I см³ раствора Б содержит 0,0002 г никеля.

Раствор В: 5 см* раствора А переносят в мерную каабу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ раствора соляной кислоты 1:1. доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора В содержит 0,0001 г никеля.

4 3. Проведение анализа

4.3.1.    Навеску пробы массой 0.5 г помешают в коническую колбу вместимостью 250 см*, приливают приблизительно 10 см³ води и затем небольшими порциями 25 см³ раствора соляной кислоты (1:1). Колбу накрывают часовым стеклом, 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 ИЮ см³ для массовой доли никеля от 0.01 до 0,1 % нлк 250 см³ для массовой доли никеля свыше 0.1 до 8.0%.

4.3.2.    При массовой доле кремния менее 1% раствор, если он не п'кирачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности («белая лента») в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.

4.3.3.    При массовой доле кремния свыше 1% после окончания растворения по п. 4.3.1 раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белам лепта») в мерную колбу вместимостью 100 см³ для массовой доли никеля от 0,01 до 0,1% или 250 см³ для массовой доли никеля свыше 0.1 до 8.0% Осадок на фильтре промывают 3—4 раза горячим раствором соляной кислоты (1:99) порциями по 10 см³ (основной фильтрат).

Фильтр с осадком помешают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500—000 °С в течение 3 мин. После охлаждения к содержимому тигля добавляют четыре капли серной кислоты, 5 см³ фтористоводородной кислоты » по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора.

Далее раствор упаривают досуха и после охлаждения остаток смачивают 2—3 см³ воды и растворяют в 2—3 см¹ раствора соляной кислоты (N) при нагревании.

Раствор присоединяют к основному фильтрату в мерной колбе вместимостью 100 см³ для массовой доли никеля от 0.01 до 0.1% или 250 см³ для массовой доли никеля свыше 0.1 до 8.0%. доли-вант водой до метки и перемешивают.

62

ГОСТ 11739.16-91) С 10

4.3.4.    Раствор контрольного опыта готовят согласно пп. 4.3.1, 4.3.2 и 4.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.

4.3.5.    Построение градуировочных графиков

4.3.5.1.    При массовой доле никеля от 0,005 до 0,1% в семь мерных колб вместимостью по 100 см³ приливают по 25 см³ раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 0,25; 0.5; 1,5: 2,5; 3,5; 5,0 см³ стандартного раствора В, что соответствует 0.000025; 0.00005; 0.00015; 0.00025; 0,00035; 0,0005 г никеля.

4.3.5.2.    При массовой доле никеля свыше 0.1 до 1,0% в шесть мерных колб вместимостью по 100 см³ приливают по 10 см* раствора алюминия, по 10 см¹ раствора соляной кислоты (1:1) и в пять из них отмеряют 1.0; 2.5: 5.0; 7,5: 10.0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0.0002; 0.0005; 0.001: 0,0015; 0,002 г никеля

4.3.5.3 При массовой доле никеля свыше 1.0 до 8,0% в шесть мерных колб вместимостью по 100 см¹ приливают по 10 см* раствора алюминия, по 10 см⁵ раствора соляной кислоты (1:1) и в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 4.0; 0.0; 8.0 см’ стандартного раствора А, что соответствует 0,002; 0,004; 0.008: 0.012; 0,016 г никеля.

4 3.5.4. Растворы в колбах по пп. 4.3.5.1. 4.3.5.2, 4.3.5.3 доливают водой до метки и перемешивают.

4.3.6.    Раствор пробы, раствор контрольного опыта н растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию никеля при длине волны 232,0 нм для массовой доли никеля от 0,005 до 1.0% или 352,4 нм — для массовой доли никеля свыше 1.0 до 8.0%.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствую* щиы им массовым концентрациям никеля строят градуировочный график.

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

4.4. Обработка результатов

4.4.1.    Массовую долю никеля (Xj) в процентах вычисляют по формуле

_х (С₁-С,).г ._{|00    (3)}

*    М

где С| — массовая концентрация никеля в р’астворе пробы, найденная но градуировочному графику, г/см¹;

С₂— массовая концентрация никеля в растворе контрольного опыта, найденная но градуировочному графику, г/см’;

V —Объем раствора пробы, см³;

m — масса навески пробы или масса навески в соответствующей аликвотной части пробы, г

4.4.2.    Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. ».

С М ГОСТ 11739.16—М

64

ГОСТ 11739.16-90 С 12

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; J1. А. Тенякоиа; М. Н. Горлова. канд. хим. наук; О. Л. Скорская, канд. хим. наук; А. И. Королева

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.06.90 ЛЬ 1962

3.    ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ—5 лет

4.    СТАНДАРТ СООТВЕТСТВУЕТ ИСО 3979 для алюминиевых деформируемых сплавов, в части сущности метода, методики экстракции и реэкстракции раствора, измерения оптической плотности раствора и обработки результатов; ИСО 3981 для алюминиевых деформируемых сплавов, в части сущности метода, обработки результатов

5.    ВЗАМЕН ГОСТ 11739.16-78

6.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

3 Зак 1352