МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.90

Настоящий стандарт устанавливает атомно-эмиссионный (с индукционной высокочастотной плазмой) метод определения содержания примесей: серебра, меди, железа, платины, палладия, родия, висмута, свинца, сурьмы, цинка, марганца, никеля, хрома и олова в золоте с массовой долей золота не менее 99,9 %.

Метод основан на возбуждении атомов пробы в индукционной высокочастотной плазме и измерении интенсивности аналитической спектральной линии определяемого элемента при распылении раствора анализируемой пробы в плазму. Связь интенсивности линии с концентрацией элемента в растворе устанавливают с помощью градуировочного графика.

Метод позволяет определять массовые доли примесей в интервалах, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Нормы погрешности результатов анализа определяемых значений массовых долей примесей с доверительной вероятностью P = 0,95 приведены в табл. 2.

Таблица 2

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методу анализа по ГОСТ 27973.0.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Спектрально-аналитический комплекс, состоящий из высокочастотного генератора мощностью 0,8 - 1,5 кВт, плазменной горелки с распылительной системой, квантометра (полихроматора) или монохроматора с обратной линейной дисперсией не хуже 0,5 нм/мм и фотоэлектрической регистрацией интенсивности излучения, управляющей ЭВМ, дисплея и печатающего устройства.

Аргон газообразный по ГОСТ 10157.

Весы аналитические 2-го класса.

Печь муфельная с терморегулятором.

Плита электрическая с закрытой спиралью.

Автоклав аналитический.

Ступка агатовая.

Стаканы термостойкие вместимостью 100 и 250 см³ по ГОСТ 25336.

Тигли корундовые.

Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 см³ с делениями по НТД.

Колбы мерные вместимостью 50 и 100 см³ по ГОСТ 1770.

Фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента», «белая лента».

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261 и разбавленная 1:1, 1:5 и 1:9.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125 и разбавленная 1:1.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262 и разбавленная 1:9.

Бария пероксид по нормативно-технической документации.

Золото высокой чистоты с массовой долей золота не менее 99,999 %.

Серебро по ГОСТ 6836.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610.

Медь по ГОСТ 859.

Висмут по ГОСТ 10928.

Свинец высокой чистоты по ГОСТ 22861.

Цинк по ГОСТ 3640.

Сурьма по ГОСТ 1089.

Марганец металлический по ГОСТ 6008.

Никель по ГОСТ 849.

Олово по ГОСТ 860.

Хром металлический по ГОСТ 5905.

Палладий в порошке по ГОСТ 14836.

Платина в порошке по ГОСТ 14837.

Родий в порошке по ГОСТ 12342 или родий треххлористый четырехводный.

Стандартные образцы состава золота.

2.1. Приготовление основных стандартных растворов

Стандартные растворы, содержащие по 1 мг/см³ висмута, меди, никеля, свинца и железа: навеску каждого из перечисленных металлов массой 100 мг растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор кипятят до удаления оксидов азота, переносят в мерные колбы вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ серебра: навеску металла массой 100 мг растворяют в 10 см³ раствора азотной кислоты (1:1) при нагревании. Затем добавляют 50 см³ соляной кислоты и кипятят до полного растворения осадка хлорида серебра. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:1) и перемешивают.

Стандартные растворы, содержащие по 1 мг/см³ цинка, хрома и марганца: навеску массой 100 мг каждого из перечисленных металлов растворяют в 10 см³ раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ сурьмы: навеску металлической сурьмы массой 100 мг растворяют в 20 см³ смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор упаривают до объема 2 - 3 см³, прибавляют 20 см³ раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ олова: навеску металла массой 100 мг растворяют в 10 см³ смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ платины: навеску платины массой 100 мг растворяют в 20 см³ смеси соляной и азотной кислот (3:1) при нагревании, раствор упаривают до объема 3 - 5 см³, приливают 20 см³ раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ палладия: навеску палладия массой 100 мг растворяют в 10 см³ азотной кислоты при нагревании, раствор упаривают до объема 3 - 5 см³, приливают 20 см³ раствора соляной кислоты (1:5), переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этим же раствором кислоты и перемешивают.

Стандартный раствор, содержащий 1 мг/см³ родия, готовят одним из приведенных ниже способов.

Навеску родия (в виде порошка) массой 100 мг тщательно перемешивают с пятикратным количеством пероксида бария, перетирают в агатовой ступке, переносят в корундовый тигель и спекают в течение 2 - 3 ч при температуре 800 - 900 °С (тигель ставят в холодный муфель). Спек охлаждают, переносят в стакан вместимостью 200 см³, смачивают водой и растворяют в растворе соляной кислоты (1:1) до полного растворения. Если после растворения спека в растворе соляной кислоты остается остаток, спекание и растворение повторяют. Полученный раствор разбавляют водой до объема 50 см³ и осаждают сульфат бария добавлением раствора серной кислоты (1:9) порциями при постоянном перемешивании. Раствор нагревают до температуры 60 - 70 °С. Через 2 - 3 ч проверяют полноту осаждения сульфата бария и отфильтровывают его через фильтр «синяя лента» или двойной фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 100 см³. Осадок на фильтре промывают 4 - 5 раз горячим раствором соляной кислоты (1:5), а затем 5 - 6 раз горячей водой. Раствор доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

Навеску треххлористого родия массой 273,4 мг растворяют в 20 см³ раствора соляной кислоты (1:1) при слабом нагревании, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

2.2. Приготовление стандартных растворов, содержащих сумму определяемых элементов

Раствор А: в мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают по 1 см³ основных стандартных растворов серебра, платины, палладия, родия, железа, меди, висмута, хрома, марганца, никеля, олова, сурьмы, свинца и цинка, добавляют 20 см³ соляной кислоты, доводят до метки водой и перемешивают. 1 см³ раствора содержит по 10 мкг каждого из определяемых элементов. Раствор устойчив в течение месяца.

Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 10 см³ раствора А, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают. 1 см³ раствора содержит по 1 мкг каждого из определяемых элементов. Раствор Б готовят в день применения.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Растворение проб в открытой системе

Для выполнения анализа отбирают две навески золота массой 0,5 - 1,0 г, каждую из которых помещают в стакан вместимостью 50 - 100 см³, очищают поверхность золота в соответствии с ГОСТ 27973.0, добавляют 10 - 20 см³ свежеприготовленной смеси соляной и азотной кислот (3:1) и растворяют металл под часовым стеклом при слабом нагревании. После растворения навески раствор упаривают до объема 4 - 5 см³, добавляют 20 см³ раствора соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на чистоту реактивов.

3.2. Растворение проб в закрытой системе

Отбирают две навески золота массой 0,5 - 1,0 г, каждую из которых помещают во внутренний фторопластовый стаканчик автоклава. Очищают поверхность золота по ГОСТ 27973.0, добавляют 2 - 3 см³ свежеприготовленной смеси соляной и азотной кислот (3:1), автоклав герметизируют и помещают в сушильный шкаф. Растворение ведут при температуре не выше 160 °С в течение 2 ч.

Автоклав вынимают из сушильного шкафа, охлаждают и содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, добавляя 20 см³ раствора соляной кислоты (1:1). Объем в колбе доводят до метки водой и перемешивают.

3.3. Приготовление растворов сравнения

Для определения примесей в золоте используют растворы сравнения, содержащие все определяемые элементы и золото.

Раствор, содержащий 50 мг/см³ золота, готовят растворением навески золота высокой чистоты массой 5,0 г по п. 4.1. Раствор золота переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором соляной кислоты (1:5) и перемешивают.

Растворы сравнения с массовой концентрацией каждой из определяемых примесей 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 2,0 мкг/см³ и золота - 10 мг/см³: в мерные колбы вместимостью 50 см³ помещают по 10 см³ раствора золота, содержащего 50 мг/см³ золота, аликвотные части растворов А или Б (табл. 3), доводят до метки раствором соляной кислоты (1:9) и перемешивают.

Таблица 3

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Спектрально-аналитический комплекс готовят к работе и включают согласно «Рабочей инструкции по эксплуатации прибора» (РИ).

Длины волн аналитических спектральных линий приведены в табл. 4.

Таблица 4

Последовательно вводят в плазму растворы сравнения и с помощью специальной программы методом наименьших квадратов получают числовые значения коэффициентов полиномов, аппроксимирующих градуировочные характеристики для каждого из определяемых элементов, которые вводят в долговременную память ЭВМ.

Градуировочные характеристики получают в координатах (I - С), где I - интенсивность аналитической линии определяемого элемента за вычетом интенсивности излучения спектра для раствора контрольного опыта на длине волны аналитической линии определяемого элемента; С - концентрация определяемого элемента в растворах сравнения, мкг/см³.

Растворы анализируемых проб последовательно вводят в плазму и измеряют интенсивности аналитических линий определяемых элементов. В соответствии с программой для каждого раствора выполняют по 3 измерения интенсивности и вычисляют среднее значение, по которому с помощью градуировочной характеристики находят концентрацию элемента (в мкг/см³) в растворе пробы.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Массовую долю определяемого элемента (X) в процентах вычисляют по формуле

где С - массовая концентрация определяемого элемента в анализируемом растворе, мкг/см³;

V - объем раствора пробы, см³,

m - масса навески пробы, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, каждое из которых выполнено из отдельной навески.

6. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

6.1. При контроле сходимости и воспроизводимости расхождения результатов параллельных определений и результатов двух анализов (разность большего и меньшего) с доверительной вероятностью P = 0,95 не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл. 5.

Таблица 5

Для промежуточных значений массовых долей допускаемые расхождения рассчитывают методом линейной интерполяции.

6.2. Точность результатов анализа оценивают по ГОСТ 27973.0.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Главным Управлением драгоценных металлов и алмазов при Совете Министров СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Ю.А. Карпов, д-р хим. наук (руководитель темы); О.И. Ширяева, канд. хим. наук; Л.Н. Рязанова; В.И. Балуда; И.Н. Владимирская; С.В. Соколов

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21.12.88 № 4375

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 1999 г.