ГОСТ 1953.11-79

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ

Группа В59

БРОНЗЫ ОЛОВЯННЫЕ

ГОСТ

Методы определения висмута    1953.11_79

Tin bronze. Methods Гог the determination of bismuth

ОКСТУ 1709

Дата введения 01.01.81

Настоящий стандарт устанавливает фотометрические (от 0.001 % до 0,02 %) и атом но-абсорбционный (от 0,001 % до 0,02 %) методы определения висмута в оловянных бронзах по ГОСТ 5017.

Стандарт полностью соответству ет СТ СЭВ 1540— 79.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением по п. 1.1 ГОСТ 1953.1.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2а. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА (от 0,001 % до 0,02 %)

2а. 1. Сущность метода

Метод основан на образовании висмутом с кенленоловым оранжевым окрашенного комплекса и измерении его оптической плотности после предварительного выделения висмута соосаждением с гидроокисью железа или с двуокисью марганца из 1,5 мать/дм¹ раствора азотной кислоты. Мешающее влияние железа устраняется аскорбиновой кислотой, а следов олова — фтористым натрием.

Разд. 2а. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и растворы 1 моль/дм’, 0,1 моль/дм⁵ и разбавленная 1:1.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.

Кислота хлорная.

Кислота аскорбиновая (витамин С) свежеприготовленный раствор. 100 г/дм*.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, 1,5 моль/дм^! раствор.

Марганец азотнокислый по НД, раствор 50 г/дм'.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490. раствор 6 г/дм'.

Перекись водорода (пергидроль) по ГОСТ 10929.

Медь с массовой долей висмута менее 0,0005 %.

Медь азотнокислая, раствор 20 г/дм⁵; готовят следующим образом: 2 г меди растворяют в 20 см³ азотной кнелоты, разбавленной 1:1, удаляют окислы азота кипячением, раствор охлаждают и доливают водой до 100 см⁵.

1

Перепечатка воспрещена

С. 2 ГОСТ 1953.11-79

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:50.

Бром по ГОСТ 4109.

Смесь для растворения, свежеприготовленная: готовят следующим образом: девять объемов бро-м и сто водородной кнелоты смешивают с одним объемом брома.

Железо хлорное по ГОСГ 4147, раствор 1 г/дм³, готовят следующим образом: I г хлорного железа растворяют в 250 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, и доливают водой до I дх!³.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463. раствор 5 г/дм⁵.

Кснленоловый оранжевый, раствор 1 г/дм⁵ в 0,1 моль/дм⁵ растворе азотной кислоты.

Висмут по ГОСТ 10928, марки ВиО.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г висмута растворяют в 20 см⁵ концентрированной азотной кислоты. Уда™ют окислы азота кипячением, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм⁵, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см⁵ раствора А содержит 0.0001 г висмута.

Раствор Б: готовят следующим образом: помещают 10 см* раствора А в мерную колбу вместимостью 100 см⁵ и разбавляют,то метки водой.

1 см⁵ раствора Б содержит 0.00001 г висмута.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску бронзы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см⁵, добаатяют 15 см³ смеси для растворения, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. При неполном растворении навески в раствор по каплям добавляют бром. По окончании растворения приливают к раствору 20 см³ хлорной кислоты и упаривают раствор при умеренном нагревании до выделения густого белого дыма и осветления раствора. Раствор охлаждают, ополаскивают часовое стекло и стенки стакана водой и повторяют выпаривание до появления густого белого дыма хлорной кислоты. Раствор охлаждают, ополаскивают стенки стакана небольшим количеством воды и нагревают до растворения выпавших солей. Раствор разбавляют водой до 150 см³, добавляют 10 см ' раствора хлорного железа и концентрированный раствор аммиака до полного перехода меди в растворимый аммиачный комплекс. Раствор с осадком выдерживают при 60 ’С для коагуляции осадка гидроокисей железа и висмута. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Осадок на фильтре и стакан промывают 3—5 раз горячим раствором аммиака, разбавленного 1:50. Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение гидроокисей железа и висмута, и растворяют в 20 см³ горячей азотной кнелоты. разбавленной 1:1. Фильтр тщательно промывают горячей водой. Повторяют осаждение гидроокисей железа и висмута аммиаком, фильтрование и промывание осадка.

Промытый осадок на фильтре растворяют в 20 см⁵ горячей азотной кислоты, разбавленной 1:1. Раствор собирают в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают горячей водой 5—7 раз.

При массовой доле висмута в сплаве от 0.001 % до 0.008 % раствор упаривают почти досуха. При массовой доле висмута свыше 0.008 % раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см⁵, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотную часть 10 cm^j упаривают почти досуха. К остатку приливают 5 см³ I моль/дм' раствора азотной кислоты, ополаскивают стенки стакана 5 см’ воды и кипятят. Добавляют 4 см⁵ раствора аскорбиновой кнелоты, охлаждают, приливают 1 см³ раствора фтористого натрия. 1 см³ раствора ксиленолового оранжевого, смесь переносят в мерную каабу вместимостью 50 см³, доливают до метки водой, перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора в кювете с толщиной поглошаюшего слоя 5 см иа фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром или на спектрофотометре при 540 нм относительно раствора контрольного опьгга.

3.1а. Навеску бронзы массой 1 г помешают в широкий стакан вместимостью 250 см⁵ и растворяют в 15 см³ смеси для растворения сначала на холоде, а затем при нагревании. При неполном растворении пробы добаатяют несколько капель брома. Затем добаатяют 10 см³ хлорной кислоты и выпаривают до атажного остатка. Остаток охлаждают, раствор разбаатяют водой до 50 см⁵. Добаааяют 5 см⁵ раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до пояатения осадка гидроокиси мели, добаатяют 18 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, и воды до объема 90 см³. Раствор нагревают

М

ГОСГ 1953.11-79 С. 3

почти до кипения, добавляют 10 см¹ раствора марганцовокислого калия и кипятят 2 мин. Спустя 30 мин осадок фильтруют па плотный фильтр и промывают стакан и осадок 8—10 раз горячей

1,5 моль/дм³ азотной кислотой до исчезновения синей окраски образовавшейся азотнокислой меди. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводилось выделение, фильтр промывают 20 см⁵ горячей азотной кнелоты. разбавленной 1:1. содержащей несколько капель раствора перекиси водорода, а затем водой. Далее анализ ведут, как указано в п. 3.1.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

3.2. Построение градуировочного графика

В стаканы вместимостью по 50 см ' помешают 0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 и 8,0 см* стандартного раствора Б висмута и упаривают почти досуха. К сухому остатку приливают 5 см³ 1 моль/дм⁵ азотной кнелоты и далее поступают, как указано в п. 3.1. В качестве раствора сравнения используют раствор, не содержащий висмута.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1.    Массовую долю висмута (А') в процентах вычисляют по формуле

д, ^ Wj_KW т

где т_х — масса висмута, найденная по градуировочному графику, г; т — масса навески бронзы, г.

4.2.    Расхождения результатов парагтельиых определений не должны превышать значений, допускаемых расхождений (d — показатель сходимости прн п = 3), указанных в таблице.

(Измененная редакция. Изм. № 2).

4.3.    Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов, полученных в одной лаборатории, но прн различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.

4.4.    Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

4.3, 4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА (от 0,001% до 0,02 %)

5.1.    Сущность метода

Метод основан на измерении абсорбции света атомами висмута, образующимися при введении анализируемого раствора в пламя ацетилен-воздух, после предварительного выделения висмута на двуокись марганца.

5.2.    Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрометр с источником излучения для висмута.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1,2 моль/дм ' и 1.5 моль/дм³ растворы.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:4.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, I моль/дм'раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Марганец азотнокислый по НД. раствор 20 г/дм^}.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490. раствор 6 г/дм³.

6-2-6U    85

С. 4 ГОСТ 1953.11-79

Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929.

Висмут по ГОСТ 10928 с массовой долей висмута не менее 99,9 %.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,25 г висмута растворяют при нагревании в 20 см’ азотной кислоты, разбавленной 1:1, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см⁵, доливают водой до метки.

1 см³ раствора Л содержит 0,0005 г висмута.

Раствор Б; готовят следующим образом: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 ext³ 2 моль/дм³ раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.

1 см' раствора Б содержит 0,00005 г висмута.

Раствор В; готовят следующим образом: 20 см’ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см-', добавляют 10 см' 2 моль/дм⁵ раствора азотной кислоты и доливают водой до метки.

1 см' раствора В содержит 0.00001 г висмута.

5.3.    Проведение анализа

5.3.1.    Навеску бронзы массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см’ и растворяют при нагревании в 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1. Окислы азота удаляют кипячением и раствор разбавляют водой до объема 50 см³. Добавляют 5 см³ раствора азотнокислого марганца, раствор нейтрализуют аммиаком до появления осадка гидроокиси меди, добавляют 18 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1. и воды до объема 90 см'. Раствор нагревают до кипения, добавляют 10 см³ раствора марганцовокислого калия и кипятят в течение 2 мин. Через 30 мин осадок отфильтровывают на плотный фильтр и промывают стакан и осадок 4—5 раз горячим 1,5 моль/дм³ раствором азотной кислоты. Осадок с развернутого фильтра смывают водой в стакан, в котором проводили осаждение, фильтр промывают 10 см³ горячего раствора серной кнелоты. разбавленной 1:4. содержащего несколько капель раствора перекиси водорода, водой. А затем промытый фильтр отбрасывают, а раствор упаривают до влажных солей. После охлаждения добавляют 8 см³ 1 моль/дм’ раствора соляной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают до метки 1 моль/дм³ раствором соляной кислоты.

Измеряют атомную абсорбцию висмута в пламени ацетилен-воздух при длине волны 223,1 нм параллельно с градуировочными растворами.

5.3.2.    Построение градуировочного графика

В восемь из девяти стаканов вместимостью по 250 см³ помешают 1,0; 2,5; 5,0 и 10.0 см³ стандартного раствора В и 4.0; 6,0; 8,0 и 10.0 см³ стандартного раствора Б.

Во все стаканы добавляют воды до объема 50 см³, добавляют по 5 см³ раствора азотнокислого марганца и далее анализ ведут, как указано в п. 5.3.1. По полученным данным строят градуировочный график.

5.4.    Обработка результатов

5.4.1.    Массовую долю висмута (X) в процентах вычисляют по формуле

СУ х _ь_.100,

т

где С — концентрация висмута, найденная по градуировочному графику, г/см*;

У — объем конечного раствора пробы, см’; т — масса навески, г.

5.1—5.4.1. (Измененная редакция. Him. № 1).

5.4.2.    Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений (d — показатель сходимости при п = 3), указанных в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5.4.3.    Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов полученных в одной лаборатории, но прн различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.

5.4.4.    Контроль точности результатов анализа проводится по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных фотометрическим методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

5.4.3, 5.4.4. (Введены дополнительно, Изм. № 2).

86

ГОСГ 1953.11-79 С. 5

6. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИСМУТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИОДИДА КАЛИЯ

6.1.    Сущность метода

Метод основан на образовании висмутом с иодндом калия окрашенного комплекса и измерении его оптической плотности после предварительного удаления олова в виде тетрабромида и выделении висмута соосаждением с гидроокисью железа. Для восстановления иодндного комплекса применяют тиомочевину, которая еше является и маскирующим реагентом, образуя бесцветные комплексы с железом, медыо. никелем.

6.2.    Аппаратура, реактивы, растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461. разбавленная 3:2.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4404, разбавленная 1:3.

Кислота хлорная.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062.

Бром по ГОСТ 4109.

Смесь для растворения, свежеприготовленная: девять объемов бромнетоводородной кислоты смешивают с одним объемом брома.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и разбавленный 1:20.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 200 г/дм³.

Натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463. раствор 40 г/дм*.

Калий йодистый по ГОСТ 4232. свежеприготовленный раствор 200 г/дм³.

Тиомочевина по ГОСТ 6344. раствор 100 г/дм⁵.

Железо хлорное по ГОСТ 4147. раствор 10 г/дм³: I г хлорного железа растворяют в 25 см³ соляной кислоты (1:1) и доливают водой до 100 см³.

Висмут по ГОСТ 10928 марки ВиО.

Стандартные растворы висмута.

Раствор А: 0,1 г висмута растворяют в 20 см' азотной кислоты (3:2), окислы азота удаляют кипячением, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см⁵ раствора А содержит 0.0001 г висмута.

Раствор Б: 20 см⁵ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см⁵, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см⁵ раствора Б содержит 0,00002 г висмута.

6.3.    Проведение анализа

6.3.1. Навеску бронзы массой 1 г помешают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 15—20 см³ смеси для растворения, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. При неполном растворении навески в раствор по каплям добавляют бром. По окончании растворения приливают к раствору 20—30 см³ хлорной кнелоты и упаривают раствор при умеренном нагревании до выделения густого белого дыма и осветления раствора. Раствор охлаждают, ополаскивают часовое стекло и стенки стакана водой и повторяют выпаривание до появления густого белого дыма хлорной кислоты. Раствор охлаждают, ополаскивают стенки стакана небольшим количеством воды и нагревают до растворения выпавших солей. Раствор разбавляют водой до 100—150 см³, добавляют 10 см⁵ раствора хлорного железа, 20 см³ раствора хлористого аммония, нагревают до 70—80 'С. добавляют 1 г углекислого натрия и концентрированный аммиак до полного перехода меди в растворимый аммиачный комплекс. Раствор с осадком выдерживают при 60 *С для коагуляции осадка гидроокиси железа и висмута. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности. Осадок на фильтре и стакан промывают 5 раз горячим раствором аммиака (1:20). Осадок смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение гидроокисей железа и висмута, и растворяют в 20 см⁵ горячей соляной кислоты (1:1). Если в бронзе присутствует марганец, то при растворении осадка добавляют несколько капель перекиси водорода. Фильтр тщательно промывают горячей водой. Повторяют осаждение гидроокисей железа и висмута. фильтрование, промывание, растворение осадка и промывание фильтра.

6-2'    87

С. 6 ГОСТ 1953.11-79

При массовой доле висмута в бронзе от 0,001 % до 0,008 % раствор упаривают почти досуха, но не пережигая. При массовой доле висмута свыше 0,008 % раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают до метки водой, перемешивают, отбирают аликвотную часть — 10 см³ и упаривают почти досуха, но не пережигая. К остатку добавляют 2,2 см^} серной кислоты (1:3). 10 см³ воды, 1 см ' раствора тномочевины и оставляют на 1 ч. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 25 см⁵, добавляют I см⁵ раствора фтористого натрия. 1 см⁵ раствора йодистого калия, доливают водой до метки и перемешивают. Через 5 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при 465 нм или на фотоэлектроколорнметре с синим светофильтром в кювете с толщиной поглошающего слоя 5 см³, используя воду в качестве раствора сравнения. Через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

6.3.2. Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью по 25 см³ помешают 0; 0,5: 1,0; 2.0; 2,5 см³ стандартного раствора Б висмута, добавляют по 2,2 см⁵ серной кислоты (1:3) и далее поступают, как указано в п. 6.3.1. В качестве раствора сравнения используют раствор, не содержащий висмута.

6.4. Обработка результатов

6.4.1.    Массовую долю висмута (А) в процентах вычисляют по формуле

У (я1|-»ь) 100 т ’

где /и, — масса висмута в пробе, найденная по градуировочному графику, г;

т, — масса висмута в контрольной пробе, найденная по градуировочному графику, г; т — масса навески бронзы или масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

6.4.2.    Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений допускаемых расхождений (d — показатель сходимости при п = 3), указанных в таблице.

6.4.3.    Расхождения результатов анализа, полученных в двух различных лабораториях, или двух результатов полученных в одной лаборатории, но при различных условиях (D — показатель воспроизводимости), не должны превышать значений, указанных в таблице.

6.4.4.    Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам оловянных бронз, вновь утвержденным по ГОСТ 8.315, или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

Разд. 6. (Введен дополнительно, Изм. № 2).

88

ГОСТ 1953.11-79 С. 7

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10.10.79 № 3899

3.    Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1540—79

4.    ВЗАМЕН ГОСТ 1953.11-74

6.    Ограничение срока действия снято по протоколу № 5—94 Межгосударственного Совета но стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12—94)

7.    ИЗДАНИЕ с Изменениями № 1, 2, утвержденными в феврале 1983 г., августе 1990 г. (ИУС 6-83, 11-90)

89