НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения никеля в кобальте

 

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 «Никель» и МТК 502 «Кобальт», АО «Институт Гипроникель»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 21 от 30 мая 2002 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. № 334-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.5-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 741.5-80

СОДЕРЖАНИЕ

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения никеля в кобальте

Nickel. Cobalt.

Дата введения 2003-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает спектрофотометрический и атомно-абсорбционный методы определения никеля при массовой доле от 0,001 % до 0,60 % в кобальте по ГОСТ 123 и в кобальтовом порошке по ГОСТ 9721.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 123-98 Кобальт. Технические условия

ГОСТ 849-97 Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 5828-77 Диметилглиоксим. Технические условия

ГОСТ 5845-79 Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия

ГОСТ 9721-79 Порошок кобальтовый. Технические условия

ГОСТ 9722-97 Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2002 Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20015-88 Хлороформ. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 22280-76 Натрий лимоннокислый 5,5-водный. Технические условия

ГОСТ 24147-80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

3 Общие требования и требования безопасности

Общие требования к методам анализа и требования безопасности при проведении работ - по ГОСТ 13047.1.

4 Спектрофотометрический метод

4.1 Метод анализа

Метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 440 нм раствора комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом после предварительного выделения его экстракцией хлороформом.

4.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин волн 420 - 460 нм.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, при необходимости по ГОСТ 14261, разбавленная 1:24.

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

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 или при необходимости по ГОСТ 24147, разбавленный 1:1 и 1:19.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой концентрации 0,03 г/см³.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,04 г/см³.

Натрий лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 22280, раствор массовой концентрации 0,03 г/см³.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,05 г/см³.

Калий-натрий виннокислый 4-водный по ГОСТ 5845, раствор массовой концентрации 0,2 г/см³.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор массовой концентрации 0,01 г/см³ в этиловом спирте и раствор массовой концентрации 0,01 г/см³ в растворе гидроокиси натрия.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Хлороформ по ГОСТ 20015 или фармакопейный по [1].

Универсальная индикаторная бумага по [2].

Фильтры обеззоленные по [3] или другие средней плотности.

Никель первичный по ГОСТ 849.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,0005 г/см³: в стакан вместимостью 250 см³ помещают навеску первичного никеля или карбонильного никелевого порошка массой 0,5000 г, приливают 15 - 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 2 - 3 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через фильтр (красная или белая лента), предварительно промытый 2 - 3 раза раствором азотной кислоты, разбавленной 1:9, фильтр промывают 2 - 3 раза горячей водой. К раствору приливают 20 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают. К остатку приливают 60 - 70 см³ воды, растворяют соли при нагревании, охлаждают раствор, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 50 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, и доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,00005 г/см³: в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 10 см³ раствора А, приливают 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до метки водой.

Раствор В массовой концентрации никеля 0,00001 г/см³: в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 20 см³ раствора Б, доливают до метки водой.

4.3 Подготовка к анализу

Для градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см³ раствора В, доливают воду до 25 - 30 см³, приливают 10 см³ раствора виннокислого калия-натрия, 10 см³ раствора гидроокиси натрия, 10 см³ раствора надсернокислого аммония, 10 см³ раствора диметилглиоксима в гидроокиси натрия, доливают до метки водой и проводят измерения, как указано в 4.4.6.

Масса никеля в растворах для построения градуировочного графика составляет 0,000005; 0,000010; 0,000020; 0,000040; 0,000060; 0,000080; 0,000100 г.

По значениям светопоглощения растворов и соответствующим им массам никеля строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения раствора, подготовленного без введения раствора никеля.

4.4 Проведение анализа

4.4.1 В стакан или колбу вместимостью 250 см³ помещают навеску пробы массой 0,500 г, приливают 15 - 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, выпаривают раствор до объема 5 - 6 см³.

4.4.2 При массовой доле никеля не более 0,020 % к остатку приливают воду до 100 - 120 см³, 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, 5 - 6 г хлористого аммония, 20 см³ аммиака, 4 см³ пероксида водорода и кипятят в течение 8 - 10 мин. Раствор охлаждают, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, до рН 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге и переводят в делительную воронку вместимостью 500 см³. Доливают объем раствора водой до 200 см³, приливают 120 см раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см хлороформа, встряхивают делительную воронку 1 мин и далее поступают, как указано в 4.4.5 и 4.4.6.

4.4.3 При массовой доле никеля от 0,02 % до 0,20 % к остатку приливают 60 - 70 см³ воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают до метки водой. Аликвотную часть раствора объемом 25 см³ отбирают в стакан вместимостью 250 см³, доливают воду до объема 70 - 80 см³, добавляют 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, 2 - 3 г хлористого аммония, 15 см³ раствора аммиака, 2 см³ пероксида водорода и кипятят в течение 8 - 10 мин. Раствор охлаждают, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, до рН 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге и переводят в делительную воронку вместимостью 250 см³. Приливают 50 см³ раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см³ хлороформа, встряхивают делительную воронку 1 мин и далее поступают, как указано в 4.4.5 и 4.4.6.

4.4.4 При массовой доле никеля свыше 0,20 % к остатку приливают 60 - 70 см³ воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают до метки водой. Аликвотную часть раствора объемом 5 см³ отбирают в стакан вместимостью 100 см³, доливают воду до объема 20 см³, приливают 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, нейтрализуют аммиаком до рН 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге. Подготовленный раствор переводят в делительную воронку вместимостью 100 см³, приливают 15 см³ раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см³ хлороформа, встряхивают делительную воронку 1 мин.

4.4.5 Нижний органический слой сливают в делительную воронку вместимостью 100 см³, к водной фазе приливают 20 см³ хлороформа и повторяют экстракцию. Органические фазы объединяют, а водную - отбрасывают.

К объединенной органической фазе приливают аммиак, разбавленный 1:19, последовательно порциями 15, 10, 5 см³ и промывают до обесцвечивания раствора, встряхивая воронку 10 - 15 раз.

К промытой органической фазе приливают 15 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:24, и встряхивают воронку в течение 1 мин. Органическую фазу сливают в другую делительную воронку, а водную фазу - в стакан вместимостью 100 см³. Реэкстракцию повторяют с использованием 15 см³ раствора соляной кислоты, разбавленной 1:24, водную фазу сливают в тот же стакан, органическую фазу отбрасывают.

К объединенным водным фазам приливают 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, добавляют в 2 - 3 приема по каплям 0,5 см³ раствора азотной кислоты для разрушения остатков органических соединений, после чего вновь выпаривают до паров серной кислоты. К охлажденному остатку приливают 10 - 15 см³ воды, нагревают до растворения солей, вновь охлаждают.

4.4.6 Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ раствора виннокислого калия-натрия, 10 см³ раствора гидроокиси натрия, 10 см³ раствора надсернокислого аммония, 10 см³ раствора диметилглиоксима в гидроокиси натрия, доливают до метки водой.

Через 5 - 7 мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 440 нм или на фотоэлектроколориметре в области длин волн 420 - 460 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор, подготовленный, как указано в 4.3.

Массу никеля в растворе находят по градуировочному графику.

4.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля в пробе X, %, вычисляют по формуле

                                                   (1)

где М_х - масса никеля в растворе пробы, г;

М_к - масса никеля в растворе контрольного опыта, г;

М - масса навески пробы, г;

К - коэффициент разбавления раствора пробы.

4.6 Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля и погрешность метода анализа приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Нормативы контроля и погрешность метода анализа

В процентах

5 Атомно-абсорбционный метод

5.1 Метод анализа

Метод основан на измерении поглощения при длине волны 232,0 или 231,1 нм резонансного излучения атомами никеля, образующимися в результате атомизации при введении раствора пробы в пламя ацетилен-воздух.

5.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр, обеспечивающий проведение измерений в пламени ацетилен-воздух.

Лампа с полым катодом для возбуждения спектральной линии никеля.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Фильтры обеззоленные по [3] или другие средней плотности.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1 и 1:19.

Кобальт по ГОСТ 123 или стандартный образец состава кобальта с установленной массовой долей никеля не более 0,001 %.

Порошок никелевый по ГОСТ 9722 или никель первичный по ГОСТ 849.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,001 г/см³: в стакан или колбу вместимостью 250 см³ помещают навеску первичного никеля или карбонильного никелевого порошка массой 1,0000 г, приливают 20 - 25 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 3 - 5 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через фильтр (красная или белая лента), предварительно промытый 2 - 3 раза азотной кислотой, разбавленной 1:19, фильтр промывают 2 - 3 раза горячей водой. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 50 см³ раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,0001 г/см³: в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 10 см³ раствора А, приливают 10 см³ раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой.

5.3 Подготовка к анализу

5.3.1 Для градуировочного графика 1 при определении массовых долей никеля не более 0,010 % в стаканы или колбы вместимостью 250 см³ помещают навески массой 5,000 г проб кобальта или стандартного образца состава кобальта с установленной массовой долей никеля. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески растворяют при нагревании в 50 - 60 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до объема 15 - 20 см³, приливают 50 - 60 см³ воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³, отбирают в них 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см³ раствора Б, в колбу с контрольным опытом раствор никеля не вводят, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса никеля в растворах для градуировки составляет 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040; 0,00050 г.

5.3.2 Для градуировочного графика 2 при определении массовых долей никеля от 0,010 % до 0,050 % в стаканы или колбы вместимостью 250 см³ помещают навески массой 1,000 г проб кобальта или стандартного образца состава кобальта с установленной массовой долей никеля. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески растворяют при нагревании в 15 - 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до объема 5 - 7 см³, приливают 50 - 60 см³ воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³, отбирают в них 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см³ раствора Б, в колбу с раствором контрольного опыта раствор никеля не вводят, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса никеля в растворах для градуировки указана в 5.3.1.

5.3.3 Для градуировочного графика 3 при определении массовых долей никеля свыше 0,050 % в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают по 10 см³ раствора контрольного опыта, подготовленного, как указано в 5.3.2, и вводят 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0 см³ раствора Б, в колбу с раствором контрольного опыта раствор никеля не вводят, доливают до метки раствором азотной кислоты, разбавленной 1:19, и измеряют абсорбцию, как указано в 5.4.

Масса никеля в растворах для градуировки составляет 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040; 0,00060 г.

5.4 Проведение анализа

В стакан или колбу вместимостью 250 см³ помещают навеску пробы массой в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Условия подготовки раствора пробы

Навеску пробы массой 5,000 г растворяют при нагревании в 50 - 60 см³, а массой 1,000 г - в 15 - 20 см³ раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают соответственно до объема 15 - 20 см³ или 5 - 7 см³, приливают 40 - 50 см³ воды, нагревают до кипения, охлаждают. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доливают до метки водой.

При массовой доле никеля свыше 0,050 % в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора объемом в соответствии с таблицей 2 и доливают до метки раствором азотной кислоты, разбавленной 1:19.

Измеряют абсорбцию раствора пробы и соответствующих растворов для градуировки при длине волны 232,0 нм, ширине щели не более 0,2 нм не менее двух раз, последовательно вводя их в пламя, промывают систему водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика. Для проверки нулевой точки используют раствор соответствующего контрольного опыта, подготовленного, как указано в 5.3.

По значениям абсорбции растворов для градуировки и соответствующим им массам никеля строят градуировочные графики.

Массу никеля в растворе пробы находят по градуировочному графику в соответствии с таблицей 2.

5.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля X, %, вычисляют по формуле

                                                          (2)

где М_х - масса никеля в растворе пробы, г;

К - коэффициент разбавления раствора пробы;

М - масса навески пробы, г.

5.6 Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля и погрешность метода анализа приведены в таблице 1.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Библиография

[1] ГФ X, статья 160 Хлороформ фармакопейный

[2] ТУ 6-09-1181-89 Бумага индикаторная универсальная для определения рН 1 - 10 и 7 - 14

[3] ТУ 6-09-1678-95^* Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты)

^* Действует на территории Российской Федерации.