Кадмий. Методы определения цинка

ГОСТ 12072.3-79
Группа В59

     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КАДМИЙ

Методы определения цинка

Cadmium. Methods of zinc determination

ОКСТУ 1709

Дата введения 1980-12-01

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.08.79 N 3230

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 915-78

4. ВЗАМЕН ГОСТ 12072.3-71

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

7. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в феврале 1981 г., августе 1984 г., июле 1990 г. (ИУС 5-81, 12-84, 11-90)


Настоящий стандарт устанавливает полярографический и атомно-абсорбционный методы определения цинка (при массовой доле цинка от 0,0005% до 0,3%).

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 915-78.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 12072.0.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на экстрагировании цинка эфиром в виде роданистого комплекса и полярографировании цинка на аммонийно-аммиачном фоне при потенциале полуволны минус 1,45 В, на фоне раствора ортофосфорной кислоты при потенциале полуволны минус 1,3 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

2.2. Аппаратура, материалы и реактивы

Полярограф осциллографический или полярограф переменного тока со всеми принадлежностями.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:9.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и разбавленная 1:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, раствор 0,03 моль/дм.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1, 1:9 и раствор 0,5 моль/дм.

Водорода перекись (пероксид) по ГОСТ 10929.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Аммоний роданистый по ГОСТ 27067, раствор 600 г/дм.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Натрий сернистокислый по ТУ 6-09-5313.

Аммиачный фоновый электролит: в склянку вместимостью 1 дм помещают 50 г хлористого аммония, 20 г сернистокислого натрия, приливают 500 см воды, перемешивают, приливают 50 см аммиака, 10 см раствора желатина, доливают до объема 1 дм водой и перемешивают.

Срок годности фонового электролита - 7 дней.

Желатин пищевой по ГОСТ 11293, раствор 5 г/дм, свежеприготовленный.

Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336, насыщенный раствор.

Промывной раствор: к 100 см раствора серной кислоты 0,5 моль/дм прибавляют 25 см раствора роданистого аммония и перемешивают.

Эфир этиловый (медицинский) или эфир изопропиловый по ТУ 6-09-3704.

Азот газообразный по ГОСТ 9293. Азот очищают от кислорода следующим образом: струю азота пропускают через три склянки, содержащие на дне амальгаму цинка и наполненные насыщенным раствором ванадиевокислого аммония в растворе серной кислоты, разбавленной 1:9, и предварительно восстановленного амальгамой цинка (фиолетовая окраска).

Цинка амальгама: 200 г цинка обрабатывают в толстостенном сосуде в смеси, содержащей 10 см ртути и 50 см серной кислоты, разбавленной 1:9.

Цинк по ГОСТ 3640.

Ртуть по ГОСТ 4658.

Стандартные растворы цинка.

Раствор А: навеску цинка массой 0,250 г растворяют в мерной колбе вместимостью 500 см в 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,5 мг цинка.

Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 500 см отмеривают пипеткой 20 см раствора А, приливают 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,02 мг цинка.

Градуировочные растворы цинка (способ добавки стандартного раствора): к двум навескам кадмия отмеривают микропипеткой стандартный раствор цинка Б согласно табл.1, приливают по 10 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до растворения анализируемой пробы и выпаривают досуха. Далее поступают, как указано в п.2.3.

Таблица 1

2.3. Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250 см помещают навеску кадмия массой 1,000 г, приливают 10 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают досуха. Приливают 5 см соляной кислоты и выпаривают досуха.

К остатку приливают 20 см раствора серной кислоты 0,5 моль/дм раствор, нагревают до растворения солей, охлаждают, переливают в делительную воронку вместимостью 150 см, приливают 5 см раствора роданистого аммония, доливают до объема 50 см водой, предварительно ополоснув колбу, в которой находилась проба, добавляют 50 см изопропилового или этилового эфира и встряхивают в течение 2 мин. Нижнюю водную фазу отбрасывают, а эфирный экстракт промывают 25 см промывного раствора в течение 10 с. Промывание экстракта повторяют. Эфирный экстракт переводят в коническую колбу вместимостью 100-250 см и отгоняют эфир на водяной бане.

К остатку прибавляют 2 см серной кислоты, разбавленной 1:1, добавляют 5-6 капель азотной кислоты и раствор выпаривают досуха, периодически добавляя по 2 капли пероксида водорода.

При определении цинка на осциллографическом полярографе остаток обрабатывают 2-3 каплями аммиака, приливают 10 см фонового электролита, перемешивают и согласно табл.1 количественно переводят в соответствующую мерную колбу, доливают до метки фоновым электролитом и перемешивают. Часть раствора заливают в полярографическую ячейку и проводят полярографирование цинка при оптимальном диапазоне тока и потенциале полуволны минус 1,45 В по отношению к насыщенному каломельному электроду. В аналогичных условиях проводят полярографирование градуировочных растворов цинка и растворов контрольных опытов.

При определении цинка переменнотоковым полярографическим методом к охлажденному остатку приливают 10 см раствора фосфорной кислоты, нагревают раствор до растворения солей, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 25 или 50 см, доливают раствором фосфорной кислоты до метки и перемешивают. Часть раствора заливают в полярографическую ячейку, продувают в течение 5 мин азотом (азот предварительно пропускают через склянки с ванадатом аммония) и проводят полярографирование при соответствующем диапазоне тока и потенциале пика минус 1,25-1,30 В по отношению к насыщенному каломельному электроду. В аналогичных условиях проводят полярографирование градуировочных растворов цинка и растворов контрольных опытов.

При расчете содержания цинка из значения высоты волны анализируемой пробы вычитают высоту волны контрольного опыта, а из значения высоты волны анализируемой пробы с добавкой - высоту волны анализируемой пробы и контрольно

го опыта.

2.1-2.3. (Измененная редакция, Изм. N 3).

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на измерении поглощения аналитической линии цинка при длине волны 213,8 нм с введением растворов анализируемых проб и градуировочных растворов в воздушно-ацетиленовое пламя. Навеску кадмия предварительно переводят в раствор кислотным разложением.

3.2. Аппаратура, материалы и реактивы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр любой марки с источником излучения для цинка.

Воздух, сжатый под давлением 2·10-6·10 Па (2-6 атм).

Ацетилен в баллоне.

Кислота азотная по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1 и раствор 2 моль/дм.

Стандартные растворы цинка.

Цинк по ГОСТ 3640 не ниже марки Ц2.

Раствор А: навеску цинка массой 0,100 г помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 10 см раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до удаления оксидов азота, охлаждают, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,1 мг цинка.

Раствор Б: 25 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора содержит 0,01 мг цинка.

Кадмий по ГОСТ 1467 или ГОСТ 22860, содержащий цинка не более 1·10%, раствор 100 мг/дм; 100 г кадмия в виде кусочков или стружки растворяют в 200-250 см азотной кислоты. Кислоту приливают медленно небольшими порциями (примерно по 10 см). Если при добавлении очередной порции кислоты реакция идет замедленно, сливают образовавшийся раствор азотнокислого кадмия в другую колбу и продолжают разложение. Затем объединяют весь раствор, кипятят до удаления оксидов азота, разбавляют водой, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. N

1, 2, 3).

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску кадмия массой 1,000-5,000 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 15-25 см азотной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до полного растворения металла и удаления оксидов азота. Приливают 25 см воды, перемешивают, охлаждают, раствор количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см и перемешивают. Раствор анализируемой пробы и градуировочные растворы вводят в воздушно-ацетиленовое пламя и измеряют поглощение аналитической линии цинка 213,8 нм по ГОСТ 12072.0.

При необходимости в растворе анализируемой пробы могут быть определены также содержания таллия, свинца, железа, меди и никеля.

3.3.2. Для построения градуировочного графика готовят две серии градуировочных растворов.

I серия: в двенадцать из тринадцати мерных колб вместимостью 100 см отмеривают 2,0; 5,0; 10,0 и 20,0 см раствора Б и 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0 и 30,0 см раствора А (что соответствует 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0 мг/дм цинка), в каждую из колб приливают 10 см раствора азотной кислоты 2 моль/дм, доливают до метки водой и перемешивают. Основой этих градуировочных растворов служит вода.

II серия: в четыре из пяти мерных колб вместимостью 100 см отмеривают 2,0; 5,0; 10,0 и 20,0 см раствора Б (что соответствует 0,2; 0,5; 1,0 и 2,0 мг/дм цинка); в каждую из колб приливают 10 см раствора азотной кислоты 2 моль/дм, 50 см раствора кадмия 100 г/дм, доливают до метки водой и перемешивают. Основой этих градуировочных растворов служит раствор кадмия. По градуировочным растворам I серии измеряют растворы проб из навески массой 1,0-2,5 г, II серия градуировочных растворов служит для анализа растворов проб из навески массой 5 г.

При определении из одного раствора железа, свинца, таллия, меди и никеля в каждую из указанных выше колб одной из серий градуировочных растворов добавляют такие количества стандартных растворов элементов, которые бы соответствовали концентрациям их в градуировочных рас

творах.

3.3.1, 3.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю цинка (), %, при полярографическом определении вычисляют по формуле

,

где - высота волны цинка анализируемого раствора пробы, мм;

- объем мерной колбы, см;

- высота волны цинка градуировочного раствора, мм;

- массовая концентрация цинка в градуировочном растворе, мг/дм;

- масса навески, г.

(Измененная редакция, Изм. N 3)

4.2. Массовую долю цинка (), %, при атомно-абсорбционном определении вычисляют по формуле

,

где - массовая концентрация цинка в анализируемом растворе, мг/дм;

- массовая концентрация цинка в растворе контрольного опыта, мг/дм;

- масса навески, г;

- объем мерной колбы, см.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3)

4.3. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, приведенных в табл.2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. N 3).