БАББИТЫ ОЛОВЯННЫЕ И СВИНЦОВЫЕ

Методы определения кадмия

 

ГОСТ 21877.9-76

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 мая 1976 г. № 1264 срок действия установлен

с 01.01.1978 г.

до 01.01.1983 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Настоящий стандарт распространяется на оловянные и свинцовые баббиты и устанавливает полярографический метод определения содержания кадмия (при содержании кадмия от 0,01 до 1,2 %) и объемный комплексонометрический метод определения содержания кадмия (при содержании кадмия от 0,8 до 1,2 %) и атомно-абсорбционный метод определения содержания кадмия (при содержании кадмия от 0,01 до 1,2 %).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 21877.0-76.

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ

2.1. Сущность метода

Пробу растворяют в смеси соляной, бромистоводородной кислот и брома, отгоняют олово и сурьму в виде бромидов. Свинец удаляют в виде хлористого. Кадмий полярографируют на хлоридном фоне в пределах от минус 0,7 до минус 1,1 В (относительно насыщенного каломельного электрода) приложенного напряжения поляризации.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф подходящей конструкции с ртутным капающим катодом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1 : 10.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062-77.

Бром по ГОСТ 4109-79.

Смесь для растворения: смешивают 45 см³ соляной и 45 см³ бромистоводородной кислот и осторожно приливают 10 см³ брома.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1 : 1.

Аммиак по ГОСТ 3760-79.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Хлоридно-аммиачный фон: 135 г хлористого аммония растворяют в небольшом количестве воды, прибавляют 385 см³ концентрированного раствора аммиака, доливают до 1 дм³ водой и перемешивают.

Кадмий по ГОСТ 1467-77.

Стандартный раствор кадмия; готовят следующим образом: 1,0 г кадмия растворяют при нагревании в 10 см³ азотной кислоты, разбавленной 1 : 1. Раствор выпаривают почти досуха, прибавляют 7 - 10 см³ концентрированной соляной кислоты и выпаривают досуха. Обработку соляной кислотой повторяют еще раз, после чего прибавляют 60 см³ концентрированной соляной кислоты, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 1 мг кадмия.

Натрий сернистокислый (сульфит натрия) по ГОСТ 195-77, свежеприготовленный раствор 200 г/дм³.

Желатин по ГОСТ 11293-78, раствор 10 г/дм³.

Ртуть по ГОСТ 4658-73, марки Р1.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску баббита массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в 10 см³ смеси кислот и брома. Раствор выпаривают досуха. Обработку осадка повторяют еще дважды, приливая по 5 см³ смеси. Сухой остаток смачивают 20 см³ соляной кислоты, разбавленной 1 : 10, кипятят до удаления брома и охлаждают в проточной воде. Осадок хлористого свинца отфильтровывают через фильтр средней плотности, промывают 5 - 6 раз соляной кислотой, разбавленной 1 : 10, охлажденной в проточной воде, и отбрасывают. Фильтрат и промывные воды нейтрализуют аммиаком, прибавляют 40 см³ хлоридно-аммиачного раствора и перемешивают. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 10 см³ раствора сульфита натрия и оставляют на 20 мин, затем добавляют 4 см³ раствора желатина, доводят до метки водой и перемешивают.

Через 10 - 15 мин часть раствора переносят в электролизер и полярографируют при потенциалах от минус 0,7 до минус 1,1 В (относительно насыщенного каломельного электрода).

Содержание кадмия в процентах определяют путем сравнения высоты волны кадмия, полученной при полярографировании испытуемого раствора, с высотой волны, полученной при полярографировании градуировочных растворов кадмия, при одной и той же чувствительности.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.2. Приготовление градуировочных растворов

В мерные колбы вместимостью по 100 см³ вносят 2,0; 6,0 и 10,0 см³ стандартного раствора кадмия, что соответствует концентрациям кадмия 20, 60 и 100 мг/дм³, добавляют 4 см³ концентрированной соляной кислоты, нейтрализуют аммиаком и далее анализ ведут, как указано в п. 2.3.1. Градуировочные растворы полярографируют в тех же условиях, что и растворы испытуемой пробы.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Содержание кадмия (X) в процентах вычисляют по формуле

где h - высота волны, полученная при полярографировании испытуемого раствора, мм;

V - объем испытуемого раствора, см³;

m - масса навески, г;

K - коэффициент пересчета, вычисляемый по формуле

  

где h₁, h₂, h₃ - высоты волн, полученные при полярографировании градуировочных растворов, мм;

g₁, g₂, g₃ - концентрация градуировочных растворов кадмия, мг/дм³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа не должны превышать величин, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

2.4.3. Полярографический метод определения содержания кадмия является арбитражным.

3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ

3.1. Сущность метода

Пробу растворяют в смеси соляной, бромистоводородной кислот и брома. Сурьму и олово отгоняют в виде бромидов. Кадмий титруют трилоном Б из аликвотной части раствора, медь связывается тиомочевиной.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота бромистоводородная по ГОСТ 2062-77.

Бром по ГОСТ 4109-79.

Смесь для растворения: смешивают 45 см³ соляной и 45 см³ бромистоводородной кислот и осторожно приливают 10 см³ брома.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Перекись водорода по ГОСТ 10929-76.

Тиомочевина по ГОСТ 6344-73, раствор 100 г/дм³.

Уротропин медицинский, 20 %-ный раствор.

О-фенантролин, раствор 10 г/дм³; готовят следующим образом: 1 г о-фенантролина растворяют в 100 см³ теплой воды с 2 - 3 каплями азотной кислоты.

Ксиленоловый оранжевый, водный свежеприготовленный раствор 1 г/дм³.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, 0,01 М раствор; готовят следующим образом: 4,0 г трилона Б растворяют в воде. Если раствор мутный, его фильтруют и разбавляют водой до 1 дм³.

Азотнокислый свинец, раствор концентрации 0,01 моль/дм³; готовят следующим образом: 2,0721 г металлического свинца марки СО по ГОСТ 3778-77 помещают в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в 25 см³ азотной кислоты. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор кадмия; готовят следующим образом: 1,0 г кадмия по ГОСТ 1467-77 помещают в стакан вместимостью 250 см³, растворяют при нагревании в 25 см³ азотной кислоты, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,001 г кадмия.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Комплексонометрическое определение кадмия без отделения меди и свинца электролизом.

Навеску баббита массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см³ и приливают 15 см³ смеси для растворения.

Раствор выпаривают до появления влажных солей, прибавляют 5 см³ смеси и выпаривают досуха. Обработку повторяют еще два раза, приливая по 5 см³ смеси. К сухому остатку приливают 5 см³ соляной кислоты, 1 - 3 капли перекиси водорода и выпаривают досуха. Обработку осадка соляной кислотой и перекисью повторяют три раза.

К осадку приливают 5 см³ соляной кислоты и выпаривают досуха. После полной отгонки брома сухой остаток смачивают 2 см³ азотной кислоты, приливают 20 - 30 см³ воды и подогревают до растворения солей, затем охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Отбирают 10 см³ раствора, переносят в коническую колбу вместимостью 250 см³, прибавляют 50 см³ воды, 10 см³ раствора тиомочевины, небольшими порциями приливают раствор уротропина до ярко-сиреневой окраски (рН 5,4 - 5,8), затем приливают 2 - 3 см³ раствора азотнокислого свинца и титруют из микробюретки раствором трилона Б до желтой окраски (это титрование в расчет не принимается).

В колбу приливают 10 см³ раствора о-фенантролина и титруют из микробюретки раствором азотнокислого свинца до сиреневой окраски, после чего приливают немного раствора в избыток. Избыток раствора азотнокислого свинца оттитровывают из микробюретки раствором трилона Б до перехода окраски в желто-зеленую.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3.1.1. Комплексонометрическое определение кадмия после отделения меди и свинца электролизом

Навеску баббита марки Б88 массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см³ и приливают 15 см³ смеси для растворения. Раствор выпаривают до влажных солей, прибавляют 5 см³ смеси и выпаривают досуха. Обработку повторяют еще два раза, приливая по 5 см³ смеси. К сухому остатку приливают 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1 : 1, и кипятят до удаления брома. Остаток разбавляют водой до 150 - 180 см³ и проводят выделение меди и свинца электролизом по ГОСТ 21877.3-76, п. 2.3.2.

После электролиза раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, разбавляют до метки водой и перемешивают.

В колбу вместимостью 200 см³ отбирают 25 см³ раствора, прибавляют 25 см³ воды, 2 см³ тиомочевины, 2 - 3 капли ксиленового оранжевого и небольшими порциями уротропин до рН 5,5 - 5,8 (раствор окрашивается в малиновый цвет). Затем к раствору приливают 2 см³ трилона Б концентрации 0,01 моль/дм³, немного уротропина и раствор, окрашенный в желтый цвет, титруют раствором азотнокислого свинца концентрации 0,01 моль/дм³ до перехода окраски в желто-розовый цвет.

К раствору прибавляют 2 см³ О-фенантролина, перемешивают и вновь титруют окрашенный в желтый цвет раствор раствором азотнокислого свинца концентрации 0,01 моль/дм³ до изменения окраски в желто-розовый цвет.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

3.3.2. Установка титра азотнокислого свинца по кадмию

Массовая концентрация раствора азотнокислого свинца устанавливают по стандартному раствору кадмия.

Отбирают пипеткой или микробюреткой 5 см³ стандартного раствора кадмия и титруют, как указано в п. 3.3.1.

Массовую концентрацию раствора азотнокислого свинца (Т) по кадмию, выраженную в г/см³, вычисляют по формуле

где m - масса навески кадмия в аликвотной части раствора, г;

V₁ - общий объем раствора азотнокислого свинца, израсходованный на второе титрование, см³;

V₂ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование избытка раствора азотнокислого свинца, см³;

K - поправочный коэффициент, характеризующий соотношение растворов азотнокислого свинца и трилона Б.

Для установки поправочного коэффициента приливают в колбу из микробюретки 3 или 5 см³ раствора азотнокислого свинца, прибавляют 40 см³ воды, несколько капель ксиленолового оранжевого, раствор уротропина до появления малиновой окраски (рН 5,4 - 5,8) и титруют из микробюретки раствором трилона Б до перехода окраски в желтую.

Поправочный коэффициент вычисляют по формуле

где V₃ - объем раствора азотнокислого свинца, взятый на титрование, см³;

V₄ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см³.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Содержание кадмия (X) в процентах вычисляют по формуле

где V₁ - общий объем раствора азотнокислого свинца, израсходованный на второе титрование, см³;

V₂ - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование избытка раствора азотнокислого свинца, см³;

K - поправочный коэффициент (см. п. 3.3.2);

10 - аликвотная часть раствора, см³;

100 - объем испытуемого раствора, см³;

Т - массовая концентрация раствора азотнокислого свинца по кадмию, г/см³;

т - масса навески пробы, г.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа не должны превышать 0,10 %.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ

4.1. Сущность метода

Метод основан на избирательном поглощении света от стандартного источника атомами кадмия. Раствор распыляют в ацетиленово-воздушное пламя атомно-абсорбционного спектрометра и измеряют абсорбцию при длине волны 228,8 нм.

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр атомно-абсорбционный.

Стаканы из фторопласта вместимостью 50 см³.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Смесь кислот для растворения; фтористоводородную и азотную кислоты смешивают с водой в соотношении 2 : 3 : 5 соответственно; хранят в полиэтиленовой посуде.

Кадмий по ГОСТ 1467-77.

Стандартный раствор кадмия; готовят следующим образом: 0,1000 г кадмия растворяют при нагревании в 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1 : 1, и кипятят до удаления окислов азота. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,1 мг кадмия.

4.3. Проведение анализа

4.3.1. В зависимости от содержания кадмия навеску баббита массой, указанной в табл. 2, помещают в стакан из фторопласта вместимостью 50 см³ и приливают небольшими порциями 10 см³ смеси для растворения. Далее анализ проводят по ГОСТ 21877.3-76.

Таблица 2

Фотометрирование проводят при длине волны 228,8 нм в условиях, указанных в ГОСТ 21877.3-76. Концентрацию кадмия устанавливают по градуировочному графику, фотометрируя одновременно с анализируемыми растворами серию растворов с известным содержанием кадмия.

4.3.2. Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью по 50 см³ отмеряют микробюреткой 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см³ стандартного раствора кадмия, приливают по 10 см³ смеси для растворения, доводят водой до метки и перемешивают. Фотометрируют растворы так же, как и растворы анализируемых проб.

По полученным средним значениям абсорбции и известным содержаниям кадмия строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Содержание кадмия (X) в процентах вычисляют по формуле

где С - концентрация фотометрируемого раствора, мкг/см³;

V - объем фотометрируемого раствора, см³;

т - масса навески баббита, г;

10⁶ - коэффициент пересчета микрограммов в граммы.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов анализа при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Раздел 4. (Введен дополнительно, Изм. № 1).

 

СОДЕРЖАНИЕ