ГОСТ 11739.6-99
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
Методы определения железа
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of iron
МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709
Дата введения 2000-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ОАО "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО ВИЛС), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 297 "Материалы и полуфабрикаты из легких сплавов"
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 16 от 8 октября 1999 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Беларусь | Госстандарт Беларуси |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикгосстандарт |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. N 41-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.6-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2000 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 11739.6-82
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2005 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле железа от 0,01% до 2,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005% до 2,0%) методы определения железа в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия
ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия
ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 3778-98 Свинец. Технические условия
ГОСТ 4038-79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия
ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия
ГОСТ 5456-79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия
ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия
ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия
ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия
ГОСТ 11069-2001 Алюминий первичный. Марки.
ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа
3 Общие требования
3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.
3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
4 Фотометрический метод определения железа
4.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты или растворе гидроокиси натрия, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина, образовании комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом при 4,5 и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.
Мешающее влияние меди, цинка и никеля, образующих с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом бесцветные комплексы, устраняют введением избыточного количества реагента. Кроме того, в условиях растворения пробы половина меди отделяется от железа. Если в пробе соотношение массовых долей меди и железа равно или более 100:1, оставшуюся в аликвотной части раствора медь отделяют осаждением на свинцовой ленте.
4.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Шкаф сушильный с терморегулятором.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1, 1:99 и раствор 10 моль/дм: 820 см соляной кислоты плотностью 1,19 г/см доливают до объема 1000 см, охлаждают и перемешивают.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 200 г/дм. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:1.
1,10-фенантролин (моногидрат или гидрохлорид моногидрата): 0,25 г моногидрата или 0,30 г гидрохлорида моногидрата растворяют при слабом нагревании в 80 см воды, охлаждают, доливают водой до объема 100 см.
2,2'-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в 100 см воды.
Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор 100 г/дм.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
Кислота уксусная по ГОСТ 61 плотностью 1,05 г/см.
Буферный раствор с pH 4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в 500 см воды, фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см, приливают 240 см уксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
Смесь реактивов: смешивают 100 см раствора гидрохлорида гидроксиламина, 100 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила и 300 см буферного раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного месяца.
Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в 100 см воды при слабом нагревании.
Индикаторная бумага конго: фильтры ("белая лента") пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.
Свинец по ГОСТ 3778 с массовой долей железа не более 0,001% в виде ленты или проволоки.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Железо реактивное (восстановленное).
Стандартные растворы железа.
Раствор А: 0,1 г железа помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 50 см раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и умеренно нагревают до растворения, добавляют 2-3 капли пероксида водорода и кипятят в течение 3-5 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, часовое стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором проводили растворение, и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,0001 г железа.
Раствор Б: 10 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 2 см раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед применением.
1 см раствора содержит 0,00001 г железа.
4.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
4.4 Проведение анализа
4.4.1 Навеску пробы 0,5 г в зависимости от массовой доли кремния растворяют одним из следующих способов.
4.4.1.1 При массовой доле кремния менее 1,5%
Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 15 см раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10 см воды и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры раствору приливают воду до объема 50 см и фильтруют раствор через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1, промывают фильтр 2-3 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5-10 см, доливают водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
Массовая доля железа, % | Вместимость мерной колбы, см | Объем аликвотной части раствора, см | Масса навески пробы |
От 0,01 до 0,05 включ. | 100 | 50 | 0,25 |
Св. 0,05 " 0,2 " | 250 | 25 | 0,05 |
" 0,2 " 0,8 " | 250 | 20 | 0,04 |
" 0,8 " 1,5 " | 250 | 10 | 0,02 |
" 1,5 " 2,0 " | 250 | 5 | 0,01 |
4.4.1.2 При массовой доле кремния более 1,5%
Навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 см, приливают небольшими порциями 20 см раствора гидроокиси натрия и растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана обмывают 20-25 смводы, приливают осторожно, небольшими порциями при непрерывном перемешивании, 20 см раствора соляной кислоты молярной концентрации 10 моль/дм и кипятят в течение 3-5 мин до получения прозрачного раствора, доливают 20-25 см воды и продолжают нагревание в течение 2-3 мин.
При наличии осадка меди охлажденный раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента"), фильтр промывают 3-4 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 10 см, собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1. Раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.
4.4.2 Аликвотную часть раствора, полученного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, в соответствии с таблицей 1 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см. Если аликвотная часть равна 50 см, помещают в раствор бумагу конго, добавляют по каплям раствор аммиака до появления сине-сиреневой окраски бумаги конго. Затем приливают 25 см смеси реактивов, доливают водой до метки и перемешивают.
4.4.3 При массовой доле в пробе меди более 0,5%, цинка более 4,0%, никеля более 2,0% или их суммы более 5,0% к раствору, приготовленному по 4.4.2, приливают в избыток 10 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила.
4.4.4 При соотношении в пробе массовых долей меди и железа более чем 100:1 медь дополнительно отделяют на металлическом свинце.
Для этого аликвотную часть раствора, приготовленного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, переносят в стакан вместимостью 100 см и разбавляют водой до объема 30 см. В раствор помещают свинцовую ленту площадью 3-4 см и кипятят при слабом нагревании в течение 5-8 мин. Свинцовую ленту с осажденной на ней медью удаляют из раствора, промывают водой в тот же стакан, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см. Объем раствора в колбе должен быть 50-60 см. Продолжение анализа - по 4.4.2 и 4.4.3.
4.4.5 Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны 510 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, приготовленный по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, 4.4.2-4.4.4 со всеми используемыми в ходе анализа реактивами.
Массу железа определяют по градуировочному графику.
4.4.6 Построение градуировочного графика
В девять из десяти мерных колб вместимостью 100 см каждая отмеряют 2,5; 5,0 см раствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 см раствора А, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004 г железа. К растворам приливают воду до объема 50 см, 25 см смеси реактивов, добавляют в избыток 10 см раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила, если график предназначен для проб по 4.4.3, затем доливают водой до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит раствор, в который не введено железо.
По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.
4.5 Обработка результатов
4.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
, (1)
где - масса железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;
- масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
4.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.
Таблица 2
В процентах
Массовая доля железа | Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений | результатов анализа | |
От 0,010 до 0,030 включ. | 0,004 | 0,006 |
Св. 0,030 " 0,100 " | 0,006 | 0,010 |
" 0,10 " 0,30 " | 0,01 | 0,02 |
" 0,30 " 0,50 " | 0,02 | 0,03 |
" 0,50 " 1,00 " | 0,04 | 0,06 |
" 1,00 " 2,00 " | 0,08 | 0,10 |
5 Атомно-абсорбционный метод определения железа
5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.
5.2 Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для железа.
Печь муфельная.
Ацетилен по ГОСТ 5457.
Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью 1,19 г/см, растворы 1:1 и 1:99.
Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм.
Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью 1,84 г/см.
Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью 1,35-1,40 г/см.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Раствор алюминия 50 г/дм: 25 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см, добавляют 1-2 см раствора хлорида никеля (II), небольшими порциями 275 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. В раствор приливают 1 см пероксида водорода и кипятят его в течение 5 мин.
Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
Железо реактивное (восстановленное).
Стандартный раствор железа А - по 4.2.
1 см раствора содержит 0,0001 г железа.
5.3 Подготовка к анализу
Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.
5.4 Проведение анализа
5.4.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 30 см воды и осторожно, небольшими порциями, 30 см раствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3-5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3-5 мин.
Таблица 3
Массовая доля железа, % | Масса навески пробы, г | Объем аликвотной части раствора, см | Объем раствора соляной кислоты 1:1, см | Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г |
От 0,005 до 0,10 включ. | 1 | Весь раствор | - | 1 |
Св. 0,10 " 1,0 " | 0,5 | 20 | 1 | 0,1 |
" 1,0 " 2,0 " | 0,5 | 10 | 3 | 0,05 |
5.4.1.1 Если раствор прозрачен, его переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 см через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывая фильтр 2-3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по 5-10 см, и собирают фильтрат в ту же колбу (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500-600°С в течение 2-3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, 5 см фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно 1 см) до получения прозрачного раствора.
Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле 10 см раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр ("синяя лента") и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают раствор соляной кислоты 1:1 в соответствии с таблицей 3, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.3 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1 и 5.3.2, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
5.4.4 Построение градуировочного графика
5.4.4.1 При массовой доле железа от 0,005 до 0,10%
В восемь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 20 см раствора алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.2 При массовой доле железа от 0,10 до 1,0%
В семь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 2 см раствора алюминия, по 5 см раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.
5.4.4.3 При массовой доле железа от 1,0 до 2,0%
В семь мерных колб вместимостью 100 см каждая приливают по 1 см раствора алюминия, по 5 см раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см стандартного раствора А, что соответствует 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г железа.
5.4.4.4 Растворы, полученные по 5.4.4.1-5.4.4.3, доливают водой до метки и перемешивают.
5.4.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график в координатах: "Значение атомной абсорбции - массовая концентрация железа, г/см". Раствор, в который не введено железо, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.
Массовую концентрацию железа в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
5.5 Обработка результатов
5.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле
, (2)
где - массовая концентрация железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;
- массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;
- объем раствора пробы, см;
- масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.
5.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.
Таблица 4
В процентах
Массовая доля железа | Абсолютное допускаемое расхождение | |
результатов параллельных определений | результатов анализа | |
От 0,005 до 0,010 включ. | 0,002 | 0,003 |
Св. 0,010 " 0,030 " | 0,004 | 0,005 |
" 0,030 " 0,100 " | 0,006 | 0,010 |
" 0,10 " 0,30 " | 0,01 | 0,02 |
" 0,30 " 0,50 " | 0,02 | 0,03 |
" 0,50 " 1,00 " | 0,04 | 0,06 |
" 1,00 " 2,00 " | 0,08 | 0,10 |
УДК 669.715.001.4:006.354 | МКС 77.120.10 | В59 |
ОКСТУ 1709 | ||
Ключевые слова: сплавы алюминиевые, методы определения железа, реактивы, растворы, анализ | ||
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2005