Алюминий. Методы определения марганца

ГОСТ 12697.3-77

Группа В59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

АЛЮМИНИЙ

Методы определения марганца

Aluminium. Methods for determination of manganese

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

Дата введения 1979-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.09.77 N 2315 дата введения установлена 01.01.79

Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)

ВЗАМЕН ГОСТ 12699-67 в части разд.2

ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в ноябре 1981 г., ноябре 1985 г., мае 1987 г., мае 1988 г. (ИУС 1-82, 2-86, 8-87, 8-88).

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2005 год

Поправка внесена изготовителем базы данных.

Настоящий стандарт устанавливает методы определения марганца в алюминии: фотометрический при массовой доле от 0,001 до 0,015% и атомно-абсорбционный при массовой доле от 0,005 до 0,015%.

(Измененная редакция, Изм. N 3, 4).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 12697.1-77 и ГОСТ 25086-87.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

А. Фотометрический метод

Сущность метода состоит в окислении марганца в кислой среде до семивалентного состояния с помощью периодата калия или натрия и фотометрировании окраски марганцовой кислоты при нм.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр типов ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК или спектрофотометр типов СФ-16, СФ-26, или аналогичного типа.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104-88* 2-го класса точности с погрешностью взвешивания 0,0002 г.
________________
* С 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ 24104-2001**.

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008. - Примечание изготовителя базы данных.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80, разбавленная 1:1.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор с массовой долей 20% хранят в полиэтиленовой посуде.

Смесь кислот; готовят следующим образом: к 525 см воды приливают при перемешивании 100 см концентрированной серной кислоты и 250 см концентрированной азотной кислоты.

Калий йоднокислый (периодат) или натрий йоднокислый, свежеприготовленный раствор с массовой долей 5%.

5 г периодата калия или натрия растворяют в воде при нагревании, добавляют 20 см азотной кислоты и доводят объем водой до 100 см.

Вода без восстановителей; готовят следующим образом: к 1000 см дистиллированной воды добавляют 5 см серной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают до кипения, добавляют несколько кристаллов йоднокислого калия или натрия и кипятят в течение 10 мин.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Растворы марганца стандартные.

Натрий сернистокислый.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор 20 г/дм.

Марганец металлический, предварительно очищают следующим образом: несколько граммов металла помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют около 80 см серной кислоты, разбавленной 1:1, и 100 см воды, перемешивают и через несколько минут сливают раствор.

Металл промывают два раза водой, затем ацетоном, сушат в сушильном шкафу при 100 °С в течение 2 мин и охлаждают в эксикаторе.

Раствор А; готовят следующим образом: 0,2877 г марганцовокислого калия растворяют в воде, добавляют 20 см серной кислоты, разбавленной 1:1, нагревают, добавляют по каплям раствор пероксида водорода или несколько кристаллов сернистокислого натрия до обесцвечивания и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Остаток после охлаждения растворяют в воде и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают или 0,1000 г марганца растворяют в стакане вместимостью 600 см под часовым стеклом в 20 см концентрированной серной кислоты с добавлением 100 см воды. Раствор кипятят несколько минут, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см раствора А содержит 0,1 мг марганца (Mn).

Раствор Б; готовят перед употреблением следующим образом: отбирают пипеткой 50 см раствора А в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см раствора Б содержит 0,01 мг марганца (Mn).

Марганец металлический в виде стружки.

Ацетон по ГОСТ 2603-79.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3, 4).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску алюминия массой 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см и приливают 20 см раствора гидроксида натрия. После окончания бурной реакции обмывают стенки колбы водой и нагревают до растворения навески. К охлажденному раствору добавляют 30 см воды, и, перемешивая, приливают 40 см смеси кислот. Стенки колбы обмывают водой и нагревают до полного растворения гидроксида алюминия и получения прозрачного раствора. К горячему раствору приливают 3 см ортофосфорной кислоты, нагревают до кипения и прибавляют 10 см раствора периодата калия или натрия, кипятят 5 мин до появления розовой окраски, затем выдерживают 30 мин при температуре, близкой к температуре кипения, поддерживая объем раствора около 50 см.

Окрашенный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, предварительно обмытую водой, не содержащей восстановителей, и разбавляют до метки такой же водой. Раствором сравнения служит вода. Оптическую плотность испытуемого раствора измеряют на фотоэлектроколориметре или на спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглощения растворов соответствует длине волны 528 нм. В присутствии окрашенных ионов после измерения оптической плотности раствора марганцевую кислоту разрушают двумя каплями раствора азотистокислого натрия и повторяют измерение оптической плотности. Разница между двумя полученными значениями соответствует оптической плотности действительной массы марганца в пробе.

Одновременно проводят контрольный опыт, для этого 15 см смеси кислот выпаривают досуха. К остатку приливают небольшое количество горячей воды, 25 см смеси кислот и нагревают. После этого приливают 20 см раствора гидроксида натрия, 3 см ортофосфорной кислоты и проводят анализ, как указано выше.

Массу марганца определяют по градуировочному графику, учитывая поправку контрольного опыта.

(Измененная редакция, Изм. N 1,

3, 4).

3.2. Построение градуировочного графика

В конические колбы вместимостью по 250 см приливают из микробюретки 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 15 и 18 см раствора Б, что соответствует 0; 0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; 0,15 и 0,18 мг марганца. В каждую колбу добавляют по 20 см смеси кислот, 3 см ортофосфорной кислоты и далее поступают, как указано в п.3.1. Раствором сравнения служит раствор, в который марганец не добавлялся.

По полученным значениям оптических плотностей растворов и известным массам марганца строят градуировочный график.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 4).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю марганца () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мг;

- масса марганца в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочноиу графику, мг;

- масса навески, г.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

4.2. Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.

(Измененная редакция, Изм. N 3, 4).

Б. Атомно-абсорбционный метод

Сущность метода состоит в растворении пробы алюминия в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 нм в пламени ацетилен-воздух.

5. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Атомно-абсорбционный спектрофотометр со всеми принадлежностями и с источником излучения для марганца.

Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457-75.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1.

Натрий сернистокислый по НД.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76.

Ацетон по ГОСТ 2603-79.

Никель двухлористый (NiCl· 6HO) по ГОСТ 4038-79, раствор 2 г/дм.

Алюминий в виде стружки с массовой долей марганца не более 0,001%. При необходимости стружку перед употреблением промывают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 °С в течение 2-3 мин и охлаждают в эксикаторе.

Раствор алюминия 20 г/дм: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см, приливают 300 см раствора соляной кислоты и растворяют при нагревании, добавляя 1 см раствора двухлористого никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см; доливают до метки водой и перемешивают.

Марганец металлический в виде стружки.

Если поверхность металла покрыта оксидной пленкой, то ее очищают, как указано в разд.2.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Стандартные растворы марганца.

Раствор А - по разд.2.

Раствор Б: 250 см раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают. Готовят перед употреблением.

1 см раствора Б содержит 0,05 мг марганца.

6. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

6.1. Навеску пробы массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 30 см раствора соляной кислоты, при необходимости для ускорения растворения добавляют 0,5 см раствора двухлористого никеля. Стакан накрывают часовым стеклом. После прекращения бурной реакции раствор осторожно нагревают и добавляют несколько капель раствора пероксида водорода. После растворения избыток пероксида водорода удаляют кипячением, часовое стекло и стенки стакана ополаскивают горячей водой.

Полученный раствор, при необходимости, упаривают, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор контрольного опыта готовят согласно п.6.1, используя вместо навески пробы навеску алюминия, с содержанием марганца не более 0,001%.

Измеряют атомную абсорбцию марганца в растворе пробы, в растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 279,5 нм в пламени ацетилен-воздух. Концентрацию марганца в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

6.2. Для построения градуировочного графика в пять мерных колб вместимостью по 100 см отмеряют по 50 см раствора алюминия, затем в четыре из них приливают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 мг марганца.

Растворы в колбах доливают до метки водой, перемешивают и измеряют атомную абсорбцию марганца, как указано в п.6.1.

Из полученных значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, вычитают значение атомной абсорбции раствора, не содержащего стандартного раствора, и по полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массам марганца строят градуировочный график.

7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

7.1. Массовую долю марганца () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса марганца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мг;

- масса марганца в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, мг;

- масса навески пробы, г.

7.2. Расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.

Разд.Б. (Введен дополнительно, Изм. N 3).