ГОСТ 11739.24-82

УДК 669.715:543.06:006.354    Группа    ВБ9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения цинка

Aluminium casting and deformable alloys. Methods for determination of zinc

ГОСТ 11739.24-82 (CT СЭВ 1550—79)

Взамен ГОСТ 11739.24-78

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 6 июля 1982 г. № 2605 срок введения установлен

с 01.07.83

Постановлением Госстандарта СССР от 03.12.87 № 4365 срок действия продлен

до 01.07.93

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устаналивает титриметрические методы определения цинка (при массовой доле цинка от 0,5 до 12% и от 1 до 12%), полярографический метод определения цинка (при массовой доле цинка от 0,01 до 4%) и атомно-абсорбционный метод определения цинка (при массовой доле цинка от 0,01 до 12%).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1550—79.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.    Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086—87.

2. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИИ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА (ОТ 0,5 ДО 12 %)

2.1. Сущность метода

Навеску сплава растворяют в щелочи, при этом цинк и алюминий переходит в раствор. Алюминий маскируют фторидом натрия, а цинк титруют трилоном Б в присутствии индикатора кси-ленолового оранжевого.

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена

Переиздание. Ноябрь 1989 г.

С. 2 ГОСТ 11739.24-82

2.2. Реактивы и растворы

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 20%-ный раствор.

Буферный раствор pH 6,0: 500 г уксуснокислого натрия (или аммония) смешивают с 20 см³ уксусной кислоты и до 1000 см³ доводят водой.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199-78.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, плотностью 1,84 г/см³, разбавленная 1:5.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463-76, 3,5%-ный раствор.

Цинк.

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, 10%-ный раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, плотностью 0,91 г/см³.

Кислота аскорбиновая, 2%-ный раствор.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, 0,025 М раствор: 9,3061 г трилона Б растворяют в 300 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют водой до метки и перемешивают.

Устанавливают титр раствора трилона Б: 2 г цинка помещают в стакан вместимостью 600 см³ и растворяют при нагревании в 100 см³ серной кислоты (1:5). Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют водой до метки и перемешивают. 10 см³ этого раствора переносят пипеткой в коническую колбу вместимостью 250 см³, разбавляют водой до 100 см³, вводят 1—2- капли раствора метилового оранжевого и нейтрализуют аммиаком плотностью 0,91 г/см³ до желтого окрашивания. В колбу приливают 20 см³ буферной смеси и титруют раствором трилона Б с использованием ксиленового оранжевого в качестве индикатора до перехода окраски раствора из красной в желтую.

Титр раствора трилона Б (Г), выраженный в граммах цинка на см³, вычисляют по формуле

где т — масса навески цинка, взятая для установки титра трилона Б, г;

V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

Для массовой доли цинка от 0,5 до 5% пользуются раствором трилона Б, разбавленного в два раза.

2.3. Проведение анализа

Навеску сплава массой 0,5 г растворяют в 50 см³ гидроокиси натрия, приливают 200 см³ горячей воды, размешивают стеклян-

ГОСТ 11739.24-82 С. 11

лоты до получения прозрачного раствора. Раствор выпаривают досуха и выдерживают при 700 °С в течение 10 мин. После охлаждения содержимое тигля увлажняют примерно 3 см³ горячей воды и приливают 1—2 см³ раствора соляной кислоты. Раствор слегка подогревают, при необходимости фильтруют и фильтрат присоединяют к основному раствору.

В зависимости от содержания цинка растворы для измерения приготовляют согласно табл. 5.

Таблица 5

5.3.2.    Раствор контрольного опыта готовят согласно п. 5.3.1, используя вместо анализируемой пробы алюминий с разбавлением, соответствующим раствору пробы.

5.3.3.    Для построения градуировочного графика в зависимости от содержания цинка в пробе растворы готовят следующим образом.

5.3.3.1.    При массовой доле цинка от 0,01 до 0,1 % в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см³ каждая отмеряют 1,0; 3,0; 5,0; 8,0 и 10,0 см³ раствора В, что соответствует 0,01; 0,03; 0,05; 0,08 и 0,10 мг цинка. В шестую колбу раствор В не добавляют. В каждую колбу отмеряют по 5 см³ 2%-ного раствора алюминия и 3 см³ раствора соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

5.3.3.2.    При массовой доле цинка свыше 0,1 до 3,0% в восемь из девяти мерных колб вместимостью по 100 см³ каждая отмеряют 1,0; 3,0; 5,0 и 10 см³ раствора В, 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 см³ раствора Б, что соответствует 0,01; 0,03; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30 мг цинка. В девятую колбу стандартный раствор не добавляют. В каждую колбу добавляют по 5 см³ 0,2%-ного раствора алюминия и 3 см³ раствора соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

5.3.3.3.    При массовой доле цинка свыше 3,0 до 8,0 % в шесть из семи мерные .колб вместимостью по 100 см³ каждая отмеряют 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0 и 8,0 см³ раствора Б, что соответствует 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35 и 0,40 мг цинка. В седьмую колбу стандартный раствор не добавляют. В каждую колбу отмеряют по 2,5 см³ 0,2%-ного раствора алюминия и 3 см³ раствора соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

181

ГОСТ 11739.24-82 С. 3

ной палочкой и нагревают до кипения.¹ Теплый раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, охлаждают на столе и доводят до метки водой. Перемешивают, отфильтровывают часть раствора и отбирают аликвотную часть раствора 100 см³ в коническую колбу на 500 см³. Приливают 15 см³ соляной кислоты 60 см³ фтористого натрия, 10 см³ аскорбиновой кислоты и 10 см³ тиомочевины. Добавляют 10%-ного раствора аммиака до желтого цвета по метиловому оранжевому, 20 см³ буферного раствора и 10 капель 0,05%-ного ксиленолового оранжевого. Титруют раствором 0,025 М трнлона Б до перехода окраски из розового цвета в желтый.

2.4. Обработка результатов

2.4.1.    Массовую долю цинка (X) в процентах вычисляют по формуле

т ⁹

где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

Т — титр раствора трилона Б, г/см³; m — масса навески сплава, г.

2.4.2.    Абсолютные допускаемые расхождения результатов двух параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таб.1.

Таблица 1

2.4.3. Метод применяют в народном хозяйстве СССР.

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА (ОТ 1 ДО 12 %)

3.1.    Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, отделении мешающих элементов ионообменным осаждением с последующим титрованием элюата раствором трилона Б.

3.2.    А п п а р а т у р а, реактивы и растворы

Ионообменная колонка. Колонку приготовляют следующим образом: ионообменную смолу измельчают в фарфоровой ступке и

173

С. 4 ГОСТ 11739.24-82

путем просеивания отбирают фракции с размером зерен 0,2— 0,3 мм. Смолу помещают в стеклянную трубку диаметром 1,5 см и длиной 25—30 см. В верхней части трубки имеется расширение, а нижняя часть, куда кладут небольшой слой стеклянной ваты, заканчивается стеклянным краном. Трубку наполняют набухшей в течение суток смолой. Высота слоя смолы в трубке должна быть 15—16 см. Колонку промывают 200 см³ раствора соляной кислоты (1:1) со скоростью 2 см³/мин, а потом водой до нейтральной реакции. Затем смолу высыпают в стакан, промывают раствором гидроокиси натрия и снова всыпают в трубку, после чего промывают ее 100 см³ раствора гидроокиси натрия и потом снова водой до нейтральной реакции. Для перевода смолы в хло-ридную форму через колонку пропускают 150 см³ 2 н. раствора соляной кислоты. Приготовленную таким образом колонку можно использовать 20—25 раз. Каждый раз после элюирования цинка колонку промывают 150—200 см³ воды и 150 см³ 2 н. раствора соляной кислоты.

Регенерирование смолы производят промыванием раствором соляной кислоты (1:1) и .раствором гидроокиси натрия так, как это описано выше при подготовке новой смолы.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 г/см³, разбавленная 1:1, 1 н. и 0,005 н.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,40 г/см³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 2%-ный раствор.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, 30%-ный раствор.

Смола ионообменная, сильноосновный четырехаммонийный анионит полистирольного типа (например, ЭДЭ-10, П, Варной АП, Амберлит 400 и другие).

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117-78.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75, плотностью 1,05 г/см³.

Буфетный раствор с pH = 5,8:    500    г    уксуснокислого    аммония

растворяют в 1000 см³ воды и устанавливают pH раствора 5,8 прибавлением уксуснокислой кислоты.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, плотностью 0,р1 г/см³, разбавленный 1:5.

Цинк по ГОСТ 3640-79.

Ксиленоловый оранжевый, 1%-ный раствор свежеприготовленный.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, 0,05 М раствор 18,62 г трилона Б растворяют в мерной колбе вместимостью 1000 см³ доливают до метки водой и перемешивают.

Устанавливают титр раствора: 3,2690 г цинка растворяют в 30 см³ раствора соляной кислоты (1:1) в стакане вместимостью 600 см³ при слабом нагревании. Раствор после охлаждения переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки

ГОСТ 11739.24-82 С. 5

водой и перемешивают. Отмеряют 25,0 см³ раствора цинка в коническую колбу вместимостью 500 см³ и разбавляют водой до объема примерно 100 см³, добавляют 10 см³ буферного раствора и несколько капель раствора ксиленолового оранжевого и затем титруют раствором трилона Б до перехода красной окраски раствора в желтую. Титр раствора (Г), выраженный в граммах цинка на 1 см³, вычисляют по формуле

0,081725 ¹~~ у

где 0,081725 — масса цинка в 25 ом³ раствора цинка, г;

V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³

3.3.    Проведение анализа

Навеску сплава массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 400 см³ и растворяют в 30 см³ раствора соляной кислоты (1:1) при слабом нагревании. К концу растворения к раствору добавляют несколько капель перекиси водорода.

Раствор охлаждают, добавляют 30 см³ 2 н. раствора соляной кислоты и 3—4 капли азотной кислоты и нагревают до растворения солей. Если раствор не прозрачен, его фильтруют через плотный фильтр и промывают 2 н. раствором соляной кислоты. Промывной раствор присоединяют к основному фильтрату.

Объединенный фильтрат выпаривают досуха, остаток растворяют в 100 см³ 2 н. раствора соляной кислоты, охлаждают и пропускают через ионообменную колонку со скоростью 2— 3 см³/мин. Стакан и колонку четырежды промывают порциями по 25 см³ 2 н. раствора соляной кислоты, затем через смолу пропускают 100 см³ и, если в сплаве содержится свинец, — 200 см³ 1 н. раствора соляной кислоты, с постоянной скоростью 2—3 см³/мин.

Цинк элюируют 200 см³ 0,005 н. раствора соляной кислоты со скоростью вытекания 2—3 см³/мин и колонку промывают 50 см³ воды, затем операцию повторяют.

Элюат собирают в коническую колбу вместимостью 500 см³, добавляют несколько капель раствора ксиленолового оранжевого, затем раствор аммиака до перехода окраски, 15 см³ буферного раствора и титруют трилоном Б до изменения окраски из красной в желтую.

3.4.    Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю цинка (X) в процентах вычисляют по формуле

^V-^T'¹⁰⁰ т ⁹

где V — объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³;

175

Т — титр раствора трилона Б по цинку, г/см³; тп — масса навески сплава, г.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

4. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА

4.1.    Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в соляной кислоте, отделении мешающих элементов с последующим осаждением и ио-нообменом с полярографированием в гидроксиламиновой среде на полярографе переменного тока или в среде сульфосалипилового натрия (или лимоннокислого натрия) на полярографе постоянного тока.

4.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф переменного тока или полярограф постоянного

тока со всеми принадлежностями.

Ионообменная колонка. Готовят по п. 3.2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 г/см³, разбавленная 1:1, 2 н., 1 н. и 0,005 н.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,40 г/см³.

Кислота сульфосалициловая по ГОСТ 4478-78, 10%-ный раствор.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652-69, 10 %-ный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-72, 2- и 15%-ные растворы.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Натрий сернистокислый по ГОСТ 195-77, насыщенный раствор, свежеприготовленный.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293-78, 0,5 %-ный раствор свежеприготовленный.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, плотностью 0,91 г/см³.

Аммиачный раствор хлористого аммония; 45 г хлористого аммония по ГОСТ 3773-72 растворяют- в воде в мерной колбе вместимостью 1000 см³, приливают 350 см³ аммиака, доводят до мет-ки водой и перемешивают.

ГОСТ 11739.24-82 С. 7

Смола ионообменная, сильноосновный четырехаммонийный анионит полистирольного типа.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, 10%-ный раствор, свежеприготовленный.

Ртуть металлическая.

Азот газообразный в баллоне.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, 30 %-ный раствор.

Цинк металлический.

Стандартный раствор цинка: 0,5000 г цинка растворяют в 15 см³ раствора соляной кислоты (1:1). Раствор после охлаждения переносят й мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ стандартного раствора содержит 1 мг цинка.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. В зависимости от массовой доли цинка две навески сплава массой по табл. 3 помещают в стаканы вместимостью 400 см³ и делают отметку на высоте объема 20 см³. К одной из навесок прибавляют стандартный раствор цинка объемом по табл. 3 затем оба стакана наполняют водой до отметки 20 см³, приливают небольшими порциями 25 см³ раствора соляной кислоты (1:1) и слабо подогревают. В конце растворения прибавляют несколько капель раствора перекиси водорода, растворы выпаривают до сиропообразной массы. К остатку добавляют 100 см³ 2 н. раствора соляной кислоты, 0,5 см³ азотной кислоты и нагревают до растворения солей. Если растворы непрозрачные, отфильтровывают через плотные фильтры и промывают 2 н. раствором соляной кислоты, далее фильтраты выпаривают до объема примерно 60 см³.

Таблица 3

4.3.2. Если содержание никеля или меди в сплаве в два раза превышает содержание цинка, полученные фильтраты выпаривают доеуха, остатки растворяют при нагревании в 100 см³ 2 н. раствора соляной. кислоты и растворы после охлаждения пропускают через две заранее подготовленные ионообменные колонки со скоростью 2—3 см³/мин. Затем стаканы и колонки четырежды

177

С. 8 ГОСТ 11739.24-82

промывают 2 н. раствором соляной кислоты порциями по 25 см³, затем через смолу пропускают 100 см³, при содержании свинца — 200 см³ 1 н. раствора соляной кислоты с постоянной скоростью 2—3 см³/мин.

Цинк элюируют 200 см³ 0,005 н. раствора соляной кислоты со скоростью вытекания 2—3 см³/мин и операцию повторяют. Элюа-ты собирают в стаканы вместимостью 400 см³ и выпаривают до объема примерно 60 см³.

4.3.3.    Элюируемые растворы готовят следующим образом.

4.3.3.1.    В случае использования полярографа постоянного тока по 60 см³ раствора переносят в мерные колбы вместимостью, указанной в табл. 3, приливают 5 см³ раствора сульфосалициловой кислоты или раствора лимонной кислоты, а затем из бюретки добавляют 15%-ный раствор гидроокиси натрия до растворения образовавшегося осадка. Далее добавляют 10 см³ аммиачного раствора хлористого аммония, 2 см³ раствора желатина и 2 см³ сернистокислого натрия. При использовании мерной колбы вместимостью 250 см³ добавляют 5 см³ раствора желатина и 5 см³ раствора сернистокислого натрия. После прибавления каждого реа-гента растворы тщательно перемешивают. Затем колбы доливают до метки водой и перемешивают.

4.3.3.2.    В случае использования полярографа переменного тока к растворам объемом по 60 см³ добавляют 2 см³ раствора солянокислого гидроксиламина и кипятят ‘В течение 1—2 мин. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью, указанной в табл. 3, доливают до метки водой и перемешивают.

4.3.4.    Полученные растворы полярографируют.

4.3.4.1.    При использовании полярографа постоянного тока из растворов, приготовленных согласно п. 4.3.3.1, отбирают необходимое количество, переносят в электролизер и полярографируют в пределах от минус 1,0 до минус 1,5 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

4.3.4.2.    При использовании полярографа переменного тока растворы, приготовленные согласно п. 4.3.3.2, помещают поочередно в электролизер, наполненный ртутью пропускают азот в течение 5 мин, затем после установки прибора на определенную чувствительность производят полярографирование в пределах от минус 0,8 до минус 1,2 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

4.4.    Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю цинка (X) в процентах вычисляют по формуле

У m₁‘h\00 ^Л (H-h)-m    ’

где т_г — масса цинка в -добавляемом стандартном растворе, г;

178

ГОСТ П 739.24—82 С. 9

h — высота волны, соответствующая анализируемому раствору, мм;

Я — высота волны раствора с добавленным стандартным раствором, мм; т — масса навески сплава, г.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

5. АТОМНО АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА

5.1.    Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в соляной кислоте и измерении атомной абсорбции цинка при длине волны 213,9 нм в пламени ацетилен — воздух.

5.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с источником излучения для цинка.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 г/см³, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, плотностью 1,84 г/см³, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,40 г/см³.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, 30 %-ный раствор.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78,    40%-ный

раствор.

Ртуть металлическая, дистиллированная.

Никель хлористый 6-водный по ГОСТ 4038-79, 0,2 %-ный раствор.

Алюминий металлический по ГОСТ 11069-74, чистотой не менее 99,99 % с массовой долей цинка не более 0,001 %.

Растворы алюминия

2%-ный раствор: 20 г алюминия помещают в стакан вместимостью 1000 см³ и растворяют под часовым стеклом в 600 см³ ра-

179

С 10 ГОСТ 11739.24-82

створа соляной кислоты, добавляя ее небольшими порциями. Для ускорения растворения добавляют каплю ртути или 1 см³ раствора хлористого никеля и слегка подогревают. Далее добавляют несколько капель раствора перекиси водорода, затем избыток перекиси водорода удаляют кипячением. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

0,2%-ный раствор: 50,0 см³ 2 %-ного раствора алюминия переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, добавляют 270 см³ раствора соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

Цинк по ГОСТ 3640-79.

Стандартные растворы цинка

Раствор А: 1,0000 г цинка помещают в стакан вместимостью 400 см³, растворяют при слабом нагревании в 50 см³ раствора соляной кислоты, добавляя его небольшими порциями. Во время растворения стакан накрывают часовым стеклом. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³* доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 1,0 мг цинка.

Раствор Б: 50,0    см³    раствора    А    переносят в мерную колбу

вместимостью 1000    см³,    доливают    до    метки водой и перемешива

ют.

1 см³ раствора Б содержит 0,05 мг цинка.

Раствор В:    10,0    см³    раствора    А    переносят в мерную колбу

вместимостью 1000    см³,    доливают    до    метки водой и перемешива

ют; готовят перед употреблением.

1 см³ раствора В содержит 0,01 мг цинка.

5.3. Проведение анализа

5.3.1. Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см³, добавляют примерно 30 см³ воды, накрывают часовым стеклом и приливают небольшими порциями 25 см³ раствора соляной кислоты. Для ускорения растворения раствор слегка нагревают. Затем добавляют несколько кубических сантиметров раствора переписи водорода, а избыток его удаляют кипячением в течение 3—5 мин. После окончания растворения часовое стекло и стенки стакана ополаскивают водой и доводят объем раствора горячей водой до объема примерно 100 см³.

Если раствор не достаточно прозрачен, проводят фильтрование через плотный фильтр в другой стакан вместимостью 400 см³. Фильтр с осадком тщательно промывают 8—10 раз раствором соляной кислоты, помещают в платиновый тигель и высушивают в сушильном шкафу при 120°С. Фильтр озоляют и прокаливают при 550 °С, не допуская его вспыхивания. После охлаждения к содержимому тигля добавляют 1 см³ раствора серной кислоты, 5 см^3, раствора фтористоводородной кислоты и по каплям азотной кис-