ГОСТ 66893-92 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые Метод определения суммы никеля и кобальта

 

НИКЕЛЬ, СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ
И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ
НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА

 

ГОСТ 6689.3-92

 

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт
устанавливает электрогравиметрический метод определения суммы никеля и кобальта
(при массовой доле свыше 0,5 %) в никелевых и медно-никелевых сплавах, кроме
сплава хромель по ГОСТ
492 и ГОСТ
19241.

Метод основан на
электролитическом осаждении никеля и кобальта из аммиачной среды в присутствии
сернокислого аммония.

Допускается определение
суммарной массовой доли никеля и кобальта сложением результатов раздельного
определения никеля по ГОСТ
6689.2 и кобальта по ГОСТ
6689.9.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

2. АППАРАТУРА,
РЕАКТИВЫ, РАСТВОРЫ

Электролизная установка
постоянного тока.

Платиновые электроды по ГОСТ
6563.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и
разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204,
разбавленная 1:1 и 1:4.

Кислота фтористоводородная
по ГОСТ
10484.

Кислота соляная по ГОСТ
3118 и раствор 2 моль/дм³.

Смесь кислоты
свежеприготовленной: готовят смешением трех частей концентрированной соляной
кислоты с одной частью концентрированной азотной кислоты.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 и
разбавленный 1:1 и 1:50.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478,
раствор 200 г/дм³.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841, раствор 10 г/дм³.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828,
спиртовой раствор 10 г/дм³.

Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ
18300.

Натрий хлористый по ГОСТ
4233, насыщенный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328,
растворы 50, 100 г/дм³ и 2 моль/дм³.

Калий роданистый по ГОСТ 4139,
раствор 10 г/дм³.

Серебро азотнокислое по ГОСТ
1277, раствор 5 г/дм³.

Анионит АВ-17, АН-31 или
ЭДЭ-10П.

2.1. Подготовка
хроматографических колонок

50 г анионита помещают в стакан вместимостью 500 см³, заливают
400 см³ насыщенного раствора хлористого натрия и выдерживают в
течение 24 ч при комнатной температуре. Раствор сливают и промывают анионит
декантацией 2 моль/дм³ раствором соляной кислоты до удаления ионов
железа (реакция с роданидом калия).

Анионит последовательно
промывают раствором гидроокиси натрия 50 г/дм³, затем раствором 100
г/дм³ до полного удаления хлорид-ионов (реакция с азотнокислым
серебром). Анионит промывают водой до слабощелочной реакции, затем обрабатывают
тремя порциями 2 моль/дм³ соляной кислоты.

В нижнюю часть ионообменных
колонок помещают стеклянную вату слоем 3 — 5 мм и заполняют колонки анионитом
на высоту 30 — 32 см и заливают 2 моль/дм³ соляной кислотой, при
этом тщательно следят, чтобы пузырьки воздуха не задерживались между зернами
анионита. Перед пропусканием раствора через анионит слой соляной кислоты над
анионитом должен быть 1 — 2 см.

По окончании
хроматографического разделения анионит регенерируют, пропуская через колонку
воду до слабощелочной реакции промывных вод, затем 100 см³ 2 моль/дм³
соляной кислоты.

3. ПРОВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗА

3.1. Для
сплавов, содержащих менее 0,05 % меди

3.1.1. Для сплавов, содержащих менее 0,1 % кремния

Навеску сплава 1 г помещают
в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 15 см³ азотной
кислоты (1:1), накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой
и растворяют при нагревании. После растворения сплава часовое стекло или
пластинку и стенки стакана ополаскивают водой, добавляют 10 см³
серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения дыма серной кислоты.

Остаток охлаждают и
растворяют в 100 см³ воды при нагревании.

Для сплавов, содержащих марганец
свыше 1 %, в раствор добавляют 20 см³ раствора надсернокислого
аммония. Раствор нагревают до кипения и слабо кипятят в течение 15 — 20 мин до
полного разрушения избытка надсернокислого аммония (до прекращения выделения
пузырьков кислорода).

В охлажденный раствор
прибавляют аммиак до полного перехода никеля в растворимый аммиачный комплекс.
В случае выделения осадка гидроокиси алюминия, железа и марганца раствор с
осадком нагревают до 60 — 70 °С и выдерживают при этой температуре около 30
мин. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают стакан и
фильтр с осадком 3 — 4 раза горячим аммиаком (1:50). Фильтрат сохраняют. Осадок
растворяют в 10 см³ горячей серной кислоты (1:4). Фильтр тщательно
промывают горячей водой, собирая раствор и промывную воду в стакан, в котором
проводилось осаждение, и вновь осаждают гидроокиси алюминия, железа и марганца
аммиаком. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и тщательно
промывают горячим раствором аммиака (1:50) до отрицательной реакции на никель
(реакция с диметилглиоксимом, см. ниже). Оба фильтрата объединяют и упаривают
до объема 120 см³.

Аммиачный раствор или
фильтрат нагревают до 60 — 70 °С, прибавляют 25 см³ аммиака (1:1) и
3 г сернокислого аммония.

Погружают электроды в
раствор и проводят электролиз при токе 2 — 3 А и перемешивании. Стакан с
электролитом накрывают двумя половинками часового стекла, стеклянной или
пластиковой пластинкой с прорезями для электродов и мешалки. Во время
электролиза рекомендуется добавить в электролит небольшими порциями 0,5 — 1,5
см³ раствора сернокислого гидразина.

После обесцвечивания
раствора электролиз продолжают 10 мин и затем контролируют полноту выделения
никеля. Для этого в фарфоровую чашку отбирают несколько капель электролита,
прибавляют несколько капель раствора диметилглиоксима и нагревают до удаления
избытка аммиака. Если при этом не образуется красный осадок или раствор не
окрашивается в розовый цвет, то электролиз считается законченным. Не выключая
тока, электроды ополаскивают водой и промывают катод последовательно в трех
стаканах с водой, а затем, выключив ток, промывают катод в стакане с 200 см³
этилового спирта. Одна порция спирта может быть использована для промывки не
более 20 электродов. Катод высушивают при 105 °С до постоянной массы и взвешивают.

3.1.2. Для сплавов, содержащих более 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 1 г
помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см³ концентрированной
азотной кислоты, 2 — 3 см³ фтористоводородной кислоты, накрывают крышкой
из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После растворения
сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см³
серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной
кислоты. Охлажденный остаток растворяют в 100 см³ воды при
нагревании, переносят в стакан вместимостью 300 см³ и далее
поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2. Для
сплавов, содержащих более 0,05 % меди

3.2.1. Для сплавов, содержащих менее 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 2 г
при массовой доле суммы никеля и кобальта менее 10 % и 1 г при массовой доле
более 10 % помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 30 или
15 см³ азотной кислоты (1:1), накрывают стакан часовым стеклом,
стеклянной или пластиковой пластинкой и растворяют при нагревании. После
растворения пробы ополаскивают часовое стекло или пластинку и стенки стакана
водой и кипятят раствор до удаления оксидов азота. Раствор разбавляют водой до
150 см³, добавляют 7 см³ серной кислоты (1:4) и выделяют
медь электролизом по ГОСТ
6689.1.

В электролит после отделения
меди добавляют 10 см³ серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного
выделения белого дыма серной кислоты и далее поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.2.2. Для сплавов, содержащих более 0,1 % кремния

Навеску сплава массой 1 г
помещают в платиновую чашку, добавляют 10 см³ концентрированной
азотной кислоты, 2 — 3 см³ фтористоводородной кислоты, накрывают
крышкой из платины или фторопласта и растворяют при нагревании. После
растворения сплава крышку и стенки чашки ополаскивают водой, добавляют 10 см³
серной кислоты (1:1) и упаривают до обильного выделения белого дыма серной
кислоты. Остаток охлаждают и растворяют в воде при нагревании. Раствор
переносят в стакан вместимостью 300 см³, разбавляют водой до 150 см³,
прибавляют 15 см³ прокипяченной азотной кислоты (1:1) и выделяют
медь электролизом по ГОСТ
6689.1.

Электролит после отделения
меди упаривают до начала выделения белого дыма серной кислоты и далее
поступают, как указано в п. 3.1.1.

3.3. Для
сплава нейзильбер

Навеску сплава массой 1 г
помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 20 см³
смеси кислот, накрывают часовым стеклом, стеклянной или пластиковой пластинкой и
растворяют при нагревании.

Раствор выпаривают досуха. К
остатку добавляют 10 см³ концентрированной соляной кислоты и вновь
выпаривают досуха. Эту операцию повторяют еще 3 раза до полного удаления
азотной кислоты.

Охлажденный сухой остаток
растворяют в 50 см³ соляной кислоты 2 моль/дм³ при
нагревании.

Раствор охлаждают и
пропускают через свежеприготовленную хроматографическую колонку со скоростью 5
см³/мин для выделения никеля и кобальта. Колонку и стакан промывают
2 моль/дм³ соляной кислоты до отрицательной реакции элюата на никель
(проба с диметилглиоксимом). В элюат добавляют 10 см³ серной кислоты
(1:1) и раствор упаривают до обильного выделения белого дыма серной кислоты.
Остаток охлаждают, растворяют в воде при нагревании, разбавляют водой до 150 см³,
прибавляют 15 см³ прокипяченной азотной кислоты (1:1) и далее
поступают, как указано в п. 3.2.2.

4. ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю суммы никеля и кобальта (X) в процентах вычисляют по
формуле

Х = ,

где m — масса катода с
выделившимся осадком никеля и кобальта;

m₁ —
масса катода, г;

m₂ —
масса навески, г.

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 таблице.

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, в соответствии с ГОСТ 25086.

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН
Министерством металлургии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

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

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

3. ВЗАМЕН ГОСТ 6689.3-80

4. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ