ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОНИОБИЙ Метод определения содержания свинца Ferroniobium. Method for the determination of lead content

ГОСТ 15933.18-70

Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 6/V 1970 г. № 626 срок введения установлен

с 1/VII 1971 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на феррониобий и устанавливает фотоколориметрический метод определения содержания свинца (при содержании свинца от 0,001 до 0,10 %).

Метод основан на выделении свинца тиоацетамидом на коллекторе азотнокислой меди из аммиачного раствора в присутствии комплексообразователя.

От сопутствующих элементов свинец отделяют на анионите ЭДЭ-10П. Свинец вместе с цинком десорбируют 0,02 н раствором соляной кислоты и извлекают свинец дитизоном. Полученное комплексное соединение дитизоната свинца фотометрируют по смешанной окраске с зеленым светофильтром.

Применение метода предусматривается в стандартах и технических условиях, устанавливающих технические требования на феррониобий.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 15933.0-70.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр.

Кислота фтористоводородная (плавиковая кислота) по ГОСТ 10484-63.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-67 и 2; 1,5; 0,5 и 0,02 н растворы.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-67.

Аммоний лимоннокислый двузамещенный по ГОСТ 3653-70.

Аммоний лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 9264-59.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-67.

Раствор комплексообразователя; готовят следующим образом: к 1 л 40 %-ного двузамещенного или трехзамещенного раствора лимоннокислого аммония добавляют 1 л насыщенного на холоду раствора щавелевокислого аммония и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-64 и разбавленный 1:3, 1:100.

Медь азотнокислая по ГОСТ 4163-68, 1 %-ный раствор.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-65 и 1 %-ный раствор, очищенный дитизоном: 300 мл 1 %-ного раствора гидроксиламина нейтрализуют аммиаком до рН 6 - 7, переводят в делительную воронку вместимостью 500 мл и добавляют по 10 мл 0,1 %-ного раствора дитизона в четыреххлористом углероде до тех пор, пока последняя порция дитизона не станет темно-зеленого цвета. Избыток дитизона извлекают четыреххлористым углеродом до тех пор, пока последняя его порция не станет прозрачной и бесцветной.

Тиоацетамид, 2 %-ный раствор.

Смесь соляной и азотной кислот (царская водка); готовят следующим образом: к 900 мл соляной кислоты приливают 300 мл азотной кислоты и перемешивают.

Ионнообменная колонка, наполненная анионитом ЭДЭ-10П в хлор-ион форме; анионит готовят следующим образом: 50 г анионита ЭДЭ-10П помещают в стакан вместимостью 300 - 500 мл, промывают путем декантации 3 - 4 раза водой для удаления пылевидных частиц, заливают 300 мл 2 н раствора соляной кислоты и оставляют на сутки для полного набухания зерен анионита и извлечения основной массы железа. Кислоту сливают, промывают путем декантации еще несколько раз 2 н раствором соляной кислоты до полного удаления катионов железа (проба с роданидом аммония или калия) и 0,5 н раствором соляной кислоты до исчезновения окраски в промывной жидкости. Затем промывают анионит несколькими порциями по 100 - 150 мл дистиллированной воды и, взмутив анионит, его порциями переводят в колонку, в нижнюю часть которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным, без пузырьков воздуха. Высота колонки 50 см, диаметр 10 мм, высота слоя анионита 25 - 30 см.

Феноловый красный (фенолсульфофталеин) по ГОСТ 4599-61, 0,1 %-ный раствор в 20 %-ном растворе этилового спирта.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 5827-68.

Дитизон (дифенилтиокарбазон) по ГОСТ 10165-62, 0,1 и 0,005 %-ный раствор.

0,1 %-ный раствор дитизона в четыреххлористом углероде; готовят следующим образом: 0,1 г дитизона растворяют на холоду в 30 - 50 мл четыреххлористого углерода в стакане вместимостью 100 мл, переводят раствор в делительную воронку вместимостью 500 мл, приливают 200 мл разбавленного 1:100 аммиака и энергично встряхивают. Дитизон переходит в аммиачный слой (раствор окрашивается в красный цвет), а продукты его окисления остаются в органическом слое, придавая ему зеленую окраску. Органический слой отбрасывают. Водную вытяжку промывают 2 - 3 раза встряхиванием с 5 - 10 мл четыреххлористого углерода, сливая последний после отстаивания. Затем приливают 100 мл четыреххлористого углерода и 1,5 н раствор соляной кислоты до изменения окраски водного слоя. Раствор энергично встряхивают в течение 1 - 2 мин для полного извлечения дитизона в кислый слой. Водная фаза при этом должна обесцвечиваться. После расслоения раствор дитизона сливают в другую делительную воронку и встряхивают его 3 - 4 раза по 1 мин со 100 мл воды. Водную фазу после расслоения отбрасывают, а раствор дитизона фильтруют через сухой фильтр в сухую склянку из темного стекла с притертой пробкой. Раствор хранят в темном прохладном месте не более двух недель.

0,005 %-ный раствор дитизона в четыреххлористом углероде; готовят в день применения соответствующим разбавлением 0,1 %-ного раствора четыреххлористым углеродом.

Калий лимоннокислый по ГОСТ 5538-51, 10 %-ный раствор.

Калий железистосинеродистый по ГОСТ 4207-65, 5 %-ный раствор.

Стандартные растворы свинца.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,1 г металлического свинца помещают в стакан вместимостью 200 - 300 мл, растворяют в 10 - 15 мл азотной кислоты, разбавленной 1:1, и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л. Раствор доливают до метки водой и хорошо перемешивают.

1 мл раствора А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б; готовят следующим образом: 10 мл раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1 л, доливают до метки водой и перемешивают.

1 мл раствора Б содержит 0,001 мг свинца.

Универсальная индикаторная бумага.

Платиновая чашка по ГОСТ 6563-58.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Навеску феррониобия 1 г помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 3 мл фтористоводородной кислоты и осторожно, избегая сильного вспенивания, прибавляют по каплям концентрированную азотную кислоту до полного растворения навески. Стенки чашки обмывают водой и выпаривают раствор до начала образования кромки солей. В чашку добавляют 30 мл раствора комплексообразователя и переводят ее содержимое в стакан вместимостью 300 мл, всего расходуя на это 100 мл раствора комплексообразователя. Раствор должен быть совершенно прозрачным. Нейтрализуют раствор аммиаком до рН 8 по универсальной индикаторной бумаге, добавляют 1 мл 1 %-ного раствора азотнокислой меди, 2 г солянокислого гидроксиламина, нагревают до кипения, приливают 10 мл 2 %-ного раствора тиоацетамида и выдерживают раствор в течение 10 - 15 мин при 80 - 90 °С. Затем приливают еще 10 мл раствора тиоацетамида и оставляют раствор на 2 ч при 40 - 50 °С для лучшей коагуляции осадка.

Осадок отфильтровывают на фильтр «белая» или «желтая лента» и 7 - 8 раз промывают теплой водой, в которую добавляют тиоацетамид, разбавленный 1:200, для вовможно полного отмывания от ниобия и железа. Осадок растворяют на фильтре в 10 мл горячей царской водки, промывают фильтр 3 - 4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, где производилось осаждение. Фильтр помещают в платиновый тигель и сжигают в муфеле. Золу добавляют к испытуемому раствору и выпаривают раствор досуха. Для удаления азотной кислоты сухой остаток обрабатывают дважды 5 мл концентрированной соляной кислоты, затем растворяют его в 20 мл 2 н растворе соляной кислоты и после охлаждения пропускают раствор через колонку, заряженную анионитом ЭДЭ-10П, со скоростью 0,5 мл/мин. Предварительно через колонку пропускают 100 мл 2 н раствора соляной кислоты со скоростью 1 мл/мин, затем 100 мл 2 н раствора соляной кислоты и 50 - 70 мл 0,5 н раствора соляной кислоты для полного вымывания железа (проба на роданистый аммоний или калий). Свинец вымывают 100 мл 0,02 н раствора соляной кислоты и 50 мл горячей воды, пропуская их со скоростью 1 мл/мин. Элюат выпаривают до получения влажных солей, смачивают соли водой, добавляют одну каплю фенолового красного, 2 мл 1 %-ного раствора гидроксиламина и по каплям аммиак, разбавленный 1:3, до перехода окраски в розовую. Раствор подкисляют 1,5 н раствором соляной кислоты и приливают 0,5 мл кислоты в избыток. Затем раствор переводят в делительную воронку вместимостью 100 - 150 мл, добавляют в него 2 - 3 мл 0,005 %-ного раствора дитизона и встряхивают 2 мин для извлечения меди. Дитизонат меди отбрасывают. Извлечение меди повторяют до тех пор, пока органический слой не примет зеленую окраску. Избыток дитизона извлекают встряхиванием с 3 - 5 мл четыреххлористого углерода.

После извлечения меди в раствор добавляют 5 - 6 капель 10 %-ного раствора лимоннокислого калия, аммиак до перехода окраски в розовую, 1 мл 5 %-ного раствора ферроцианида калия и устанавливают рН 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге 1,5 н раствором соляной кислоты и аммиаком, разбавленным 1:3.

Затем к раствору добавляют 2 мл 0,005 %-ного раствора дитизона и встряхивают 30 сек до перехода зеленой окраски дитизона в розовую. Дитизонат свинца сливают в пробирку с притертой пробкой. Извлечение свинца повторяют до тех пор, пока очередная порция дитизона после встряхивания не получит сероватую окраску, характерную для смешанной окраски дитизоната свинца и дитизона. После этого повторяют извлечение еще 1 мл дитизона и, если зеленая окраска не исчезнет, то свинец извлечен полностью. Эту порцию дитизона отбрасывают. Объединенные вытяжки дитизоната свинца в пробирках доводят четыреххлористым углеродом до одинакового объема и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром (область светопропускания 530 нм) в кюветах с толщиной слоя 5 мм. В качестве раствора сравнения используют четыреххлористый углерод. Одновременно через весь ход анализа проводят контрольный опыт.

3.1. Построение калибровочного графика

В стаканчики вместимостью по 50 мл отмеривают пипеткой 0; 1; 3; 5; 7 и 10 мл стандартного раствора Б, что соответствует 0; 1; 3; 5; 7 и 10 мкг свинца, добавляют по одной капле фенолового красного, по 2 мл 1 %-ного раствора гидроксиламина, по 5 - 6 капель лимоннокислого калия, по 1 мл 5 %-ного раствора ферроцианида калия и, добавляя аммиак, разбавленный 1:3, устанавливают рН 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге. Затем раствор переводят в делительную воронку вместимостью 100 - 150 мл, добавляют 2 - 3 мл 0,005 %-ного раствора дитизона и встряхивают до образования красного дитизоната свинца. Извлечение свинца проводят, как указано в разд. 3.

По найденным значениям оптических плотностей и соответствующим им концентрациям свинца строят калибровочный график.

4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

4.1. Содержание свинца (X) в процентах вычисляют по формулам:

при построении калибровочного графика

где:

g - количество свинца, найденное по калибровочному графику, в мг;

G - навеска в г;

при сравнении со стандартным раствором

где:

g - количество свинца в колориметрируемом объеме стандартного раствора в г;

D - оптическая плотность испытуемого раствора;

D₁ - оптическая плотность раствора контрольного опыта;

D₂ - оптическая плотность стандартного раствора свинца;

G - навеска в г.

4.2. Допускаемые расхождения между результатами анализа не должны превышать величин, указанных в таблице.