ГОСТ 668912-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые Методы определения магния

 

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ
И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

 

ГОСТ 6689.12-92

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт
устанавливает фотометрический (при массовой доле магния от 0,005 до 0,2
%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле магния от 0,002 до 0,2 %) методы
определения магния в никелевых и медно-никелевых сплавах по ГОСТ
492 и ГОСТ
19241.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам
анализа — по ГОСТ
25086 с дополнением по разд. 1 ГОСТ
6689.1.

2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании
магнием в щелочной среде с титановым желтым соединением розового цвета и
измерении оптической плотности окрашенного раствора.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или
фотоэлектроколориметр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461,
разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ
3118 и разбавленная 1:1.

Смесь кислот для
растворения: азотной и соляной кислоты в соотношении 1:3.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328,
растворы 10 и 200 г/дм³.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773,
растворы 20 и 200 г/дм³.

Гидроксиламин солянокислый
по ГОСТ
5456, раствор 100 г/дм³.

Желатин раствора 5 г/дм³.

Перекись водорода по ГОСТ
10929, 30 %-ный раствор.

Диэтилдитиокарбаминат натрия
по ГОСТ
8864, раствор 50 г/дм³.

Титановый желтый, раствор
0,5 г/дм³.

Окись магния для
спектрального анализа.

Стандартные растворы магния.

Раствор А: окись магния
прокаливают в кварцевом тигле в муфеле при 900 — 1100 °С в течение 1 ч. 1,66 г
прокаленной окиси магния растворяют в 10 см³ соляной кислоты (1:1).
Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доливают
водой до метки.

1 см³ раствора А
содержит 0,002 г магния.

Раствор Б: 5 см³
раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают
до метки водой.

1 см³ раствора Б
содержит 0,0001 г магния.

Раствор В: 10 см³
раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают до
метки водой.

1 см³ раствора В
содержит 0,00001 г магния.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Для
сплавов, содержащих хром

Навески сплава массой 0,5 г
помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 20 см³
смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой
и растворяют при нагревании. После охлаждения ополаскивают стекло или пластинку
и стенки стакана водой, добавляют 10 см³ серной кислоты и раствор
упаривают до появления белого дыма серной кислоты. После охлаждения остаток
растворяют в 20 см³ воды при нагревании, и раствор разбавляют водой
до 150 см³. Добавляют раствор гидроокиси натрия (200 г/дм³)
до выпадения осадка гидроокиси хрома, которая начинает выпадать при pH 5.
При дальнейшем добавлении раствора гидроокиси натрия до pH 14
гидроокись хрома растворяется, а в осадок выпадают гидроокиси никеля и магния.
В раствор добавляют перекись водорода для окисления трехвалентного хрома до
шестивалентного. Раствор нагревают, чтобы окисление произошло полностью.

Осадок гидроокисей никеля и
магния отфильтровывают на плотный фильтр.

Стакан и осадок промывают 8
— 10 раз раствором гидроокиси натрия (10 г/дм³). Промытый осадок
смывают горячей водой в стакан, в котором проводилось осаждение, растворяют в
40 см³ соляной кислоты (1:1). Раствор разбавляют водой до объема 80
см³ и нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм³)
до pH 4,0 — 4,5 по универсальной индикаторной бумаге. Нейтрализованный
раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³ и при
перемешивании прибавляют 80 см³ раствора диэтилдитиокарбамината
натрия.

Раствор вместе с выпавшим
осадком разбавляют до метки водой, тщательно перемешивают и оставляют на 4 — 5
ч (можно на ночь) для отстаивания осадка. Отстоявшийся раствор фильтруют в
сухую коническую колбу через сухой плотный фильтр и сухую воронку. Первую
порцию фильтрата (15 — 20 см³) выбрасывают. Затем отбирают
аликвотную часть (см. табл. 1) в мерную колбу вместимостью 100 см³.
Если аликвотная часть составляет 100 см³, то ее помещают в стакан,
упаривают при слабом нагревании до объема 40 — 45 см³ и переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см³. Если аликвотная часть меньше 50
см³, то ее разбавляют приблизительно до 50 см³.
Прибавляют 10 см³ раствора солянокислого гидраксиламина, 5 см³
раствора желатина, 5 см³ раствора титанового желтого, 20 см³
раствора гидроокиси натрия (200 г/дм³) разбавляют водой до метки и
измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре с
зелено-желтым светофильтром в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 5 см или
на спектрофотометре при 545 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 1 см.

Таблица
1

В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта,
проведенный через весь ход анализа.

2.3.2. Для сплавов,
содержащих алюминий

Навеску сплава массой 0,5 г
помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 30 см³ азотной
кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой
и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло или
пластинку и стенки стакана 20 см³ воды и раствор кипятят до удаления
оксидов азота. Раствор охлаждают, добавляют 100 см³ воды, 5 см³
раствора хлористого аммония (200 г/дм³) и осаждают гидроокись
алюминия раствором аммиака. Раствор с осадком гидроокиси алюминия нагревают до
50 — 60 °С для коагуляции осадка. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности,
стакан и осадок промывают 8 — 10 раз раствором хлористого аммония (20 г/дм³).
Осадок выбрасывают. Фильтрат упаривают до объема приблизительно 80 см³,
охлаждают и нейтрализуют соляной кислотой (1:1) до pH 4,0 — 4,5 по универсальной
индикаторной бумаге. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³
и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1.

2.3.3. Для сплавов,
содержащих свыше 0,5 % марганца

Навеску сплава массой 0,5 г
помещают в стакан вместимостью 200 см³, добавляют 20 см³
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой
пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло
или пластинку и стенки стакана 20 см³ воды и раствор кипятят для
удаления оксидов азота. Раствор охлаждают, добавляют 150 см³ воды и
добавляют раствор аммиака до слабокислой среды по бумаге конго (до
слабо-сиреневого цвета), затем добавляют 3 г надсернокислого аммония и нагревают
до выделения марганца в виде двуокиси. Смесь нагревают до полного разрушения
избытка надсернокислого аммония (до полного прекращения выделения пузырьков
кислорода), раствор охлаждают, и осадок двуокиси марганца отфильтровывают на
плотный фильтр. Стакан и осадок промывают 6 — 10 раз водой. Осадок выбрасывают,
а фильтрат упаривают до объема приблизительно 80 см³.

После охлаждения раствор
нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм³) до pH 4,0 —
4,5 по универсальной индикаторной бумаге, переносят в мерную колбу вместимостью
250 см³ и далее ведут анализ, как указано в п. 2.3.1.

2.3.4. Для сплавов,
содержащих вольфрам, и остальных сплавов

Навеску сплава массой 0,5 г
помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 20 см³
азотной кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой
пластинкой и растворяют при нагревании. После растворения ополаскивают стекло
или пластинку и стенки стакана 20 см³ воды и раствор кипятят для
удаления окислов азота. Раствор разбавляют водой приблизительно до 30 см³
и нейтрализуют раствором гидроокиси натрия (200 г/дм³) до pH 4,0 —
4,5 по универсальной индикаторной бумаге. Для сплавов, содержащих вольфрам, на
выпадение осадка вольфрамовой кислоты не обращают внимания.

Нейтрализованный раствор
переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³ и далее анализ ведут,
как указано в п. 2.3.1.

2.3.5. Построение
градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью
по 100 см³ помещают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см³
стандартного раствора В магния, разбавляют водой до 50 см³,
добавляют 10 см³ солянокислого гидроксиламина и далее анализ ведут,
как указано в п. 2.3.1.

2.4. Обработка результатов

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

где m₁ — масса магния, найденная
по градуировочному графику, г;

т — масса сплава,
соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Расхождения
результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и
результатов двух анализов D (показатель
воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений,
приведенных в табл. 2.

Таблица
2

2.4.3. Контроль точности результатов анализа
проводят по Государственным стандартным образцам (ГСО) или по отраслевым
стандартным образцам (ОСО), или по стандартным образцам предприятия (СОП) никеля,
никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных атомно-абсорбционным
методом, в соответствии с ГОСТ 25086.

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении
абсорбции света атомами магния, образующимися при введении анализируемого
раствора в пламя ацетилен — воздух или ацетилен — закись азота.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный
спектрометр с источником излучения магния.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и
разбавленная 1:1 и 1:100.

Кислота соляная по ГОСТ
3118 и 1 и 2 моль/дм³ растворы.

Смесь кислот: смешивают один
объем азотной кислоты с тремя объемами соляной кислоты.

Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1.

Магний по ГОСТ 804.

Стандартный раствор магния:
0,1 г магния растворяют в 10 см³ азотной кислоты (1:1). Раствор переносят
в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доливают водой до метки.

1 см³ раствора
содержит 0,0001 г магния.

Медь по ГОСТ 859.

Стандартный раствор меди: 10
г меди растворяют при нагревании в 80 см³ азотной кислоты (1:1).
Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают
водой до метки.

1 см³ раствора
содержит 0,1 г меди.

Никель по ГОСТ 849.

Стандартный раствор никеля:
10 г никеля растворяют при нагревании в 80 см³ азотной кислоты
(1:1). Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и
доливают водой до метки.

1 см³ раствора
содержит 0,1 г никеля.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Для
сплавов, не содержащих олова, кремния, хрома и вольфрама

Навеску сплава массой (см.
табл. 3)
растворяют при нагревании в 10 см³ азотной кислоты (1:1). Раствор
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают водой до
метки.

Одновременно проводят
контрольный опыт.

Таблица
3

Измеряют атомную абсорбцию магния в пламени ацетилен — воздух или
ацетилен — закись азота (для сплавов, содержащий алюминий) при длине волны
285,2 нм параллельно с градуировочными растворами.

3.3.2. Для сплавов с
массовой долей олова свыше 0,05 %

Навеску сплава (см. табл. 3)
растворяют при нагревании в 10 см³ смеси кислот. Раствор переносят в
мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают до метки 1
моль/дм³ раствора соляной кислоты. Одновременно проводят контрольный
опыт. Измеряют атомную абсорбцию магния, как указано в п. 3.3.1.

3.3.3. Для сплавов,
содержащих кремний и хром

Навеску сплава (см. табл. 3) помещают
в платиновую чашку и растворяют при нагревании в 10 см³ азотной
кислоты (1:1) и 2 см³ фтористоводородной кислоты. Затем добавляют 10
см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до появления белого дыма
серной кислоты. Чашку охлаждают, и остаток растворяют в 50 см³ воды
при нагревании. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³
и доливают водой до метки. Одновременно проводят контрольный опыт.

Измеряют атомную абсорбцию
магния, как указано в п. 3.3.1.

3.3.4. Для сплавов,
содержащих вольфрам

Навеску сплава (см. табл. 3)
растворяют при нагревании в 10 см³ азотной кислоты (1:1), затем
добавляют 30 см³ горячей воды, выпавший осадок вольфрамовой кислоты отфильтровывают
на плотный фильтр и промывают горячей азотной кислотой (1:100). Фильтрат
переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают водой до
метки. Одновременно проводят контрольный опыт. Измеряют атомную абсорбцию
магния, как указано в п. 3.3.1.

3.3.5. Построение градуировочного графика

В восемь из девяти мерных
колб вместимостью по 100 см³ помещают 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,3;
1,6 и 2,0 см³ стандартного раствора магния, что соответствует 0,02;
0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,13; 0,16 и 0,20 мг магния. Во все колбы добавляют по
10 см³ 2 моль/дм³ раствора соляной кислоты. При массовой
доле магния менее 0,02 % добавляют аликвотные объемы растворов (см. табл. 3) меди
(если медь является основой сплава) или никеля (если никель является основой
сплава) и доливают водой до метки. Измеряют атомную абсорбцию магния, как
указано в п. 3.3.1.
По полученным данным строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

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

где С₁ — концентрация
магния в анализируемом растворе сплава, найденная по градуировочному графику,
г/см³;

С₂ — концентрация магния в
растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V — объем
раствора пробы, см³;

т — масса навески пробы, г.

3.4.2. Расхождения
результатов трех параллельных определений d (показатель сходимости) и
результатов двух анализов D (показатель
воспроизводимости) не должны превышать значений допускаемых расхождений,
указанных в табл. 2.

3.4.3.
Контроль точности результатов анализа проводят по Государственным стандартным образцам
(ГСО) или по отраслевым стандартным образцам (ОСО) или по стандартным образцам
предприятия (СОП) никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, утвержденным по ГОСТ 8.315, или методом добавок или сопоставлением результатов, полученных
фотометрическим методом в соответствии с ГОСТ 25086.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии
СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Н. Федоров, Ю.М. Лейбов, Б.П. Краснов, А.Н.
Боганова, Л.В. Морейская, И.А. Воробьева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением
Комитета стандартизации и метрологии СССР от 18.02.92 № 167

3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.12-80

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ