СПЛАВЫ ЦИНКОВЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ

 

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Донецким государственным институтом цветных металлов (ДонИЦМ); Межгосударственным техническим комитетом МТК 107

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 7 МГС от 26 апреля 1995 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 2 июня 1997 г. № 204 межгосударственный стандарт ГОСТ 25284.5-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1998 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 25284.5-82

ГОСТ 25284.5-95

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 1998-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на цинковые сплавы и устанавливает атомно-абсорбционный, комплексонометрический и полярографический методы определения кадмия при массовой доле его от 0,001 до 0,03 % в пробах этих сплавов.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1467-93 Кадмий. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4160-74 Калий бромистый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 10652-73 Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б)

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20015-88 Хлороформ. Технические условия

ГОСТ 25284.0-95 Сплавы цинковые. Общие требования к методам анализа

3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25284.0.

4 АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и измерении атомной абсорбции кадмия в пламени ацетилен-воздух при длине волны 228,8 нм.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, и раствор 2 моль/дм³.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Кадмий металлический по ГОСТ 1467.

Стандартные растворы кадмия

Раствор А: 0,5 г кадмия растворяют в 20 см³ раствора азотной кислоты, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г кадмия.

Раствор Б: 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ раствора (2 моль/дм³) соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г кадмия.

Раствор В: 10 см³ раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 10 см³ раствора (2 моль/дм³) соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора В содержит 0,00001 г кадмия.

4.3 Проведение анализа

4.3.1 Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см³, добавляют 10 см³ раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1. После прекращения реакции растворения добавляют 1 см³ пероксида водорода и кипятят 5 мин. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

4.3.2 При массовой доле кадмия свыше 0,01 % из раствора, полученного в соответствии с 4.3.1, отбирают аликвотную часть 25 см³, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

4.3.3 Для построения градуировочного графика в шесть из семи мерных колб вместимостью 50 см³ каждая вводят 1,0; 3,0; 6,0; 9,0; 12,0 и 15,0 см³ стандартного раствора В. В каждую колбу добавляют по 5 см³ раствора (2 моль/дм³) соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор, в который не добавлен кадмий, служит раствором контрольного опыта.

4.3.4 Растворы пробы, полученные в соответствии с 4.3.1 и 4.3.2, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию кадмия при длине волны 228,8 нм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им значениям массовой концентрации строят градуировочный график в координатах: значение атомной абсорбции - массовая концентрация, г/см³.

Массовую концентрацию кадмия в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю кадмия X, %, вычисляют по формуле

                                                     (1)

где с₁ - массовая концентрация кадмия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см³;

с₂ - массовая концентрация кадмия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см³;

V = 50 - объем раствора пробы, подготовленного для измерения атомной абсорбции кадмия, см³;

т - масса навески пробы или масса навески в аликвотной части раствора пробы, г.

4.4.2 Расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа не должно превышать допускаемых (при доверительной вероятности 0,95) значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1

В процентах

5 КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

5.1 Сущность метода

Метод основан на растворении сплава в растворе серной кислоты, отделении кадмия от остальных мешающих компонентов в виде тетрабромкадмионата диантипирилметана и титровании кадмия динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты в присутствии кислотного хрома темно-синего.

5.2 Реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:6, и раствор 0,05 моль/дм³.

Диантипирилметан по нормативной документации.

Калия бромид по ГОСТ 4160, раствор 100 г/дм³.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 2:3.

Промывная жидкость I, содержащая 10 см³ серной кислоты, 20 г бромида калия и 10 г диантипирилметана в 1 дм³ воды.

Промывная жидкость II, содержащая 10 см³ соляной кислоты, 5 г бромида калия и 3 г диантипирилметана в 1 дм³ воды.

Кадмий по ГОСТ 1467.

Стандартный раствор кадмия

0,2248 г растертого в порошок кадмия растворяют в 20 см³ серной кислоты с добавкой нескольких капель азотной кислоты, упаривают до паров оксида серы (IV), охлаждают, растворяют осадок в воде, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,0002248 г кадмия.

Кислотный хром темно-синий по нормативной документации, раствор 5 г/дм³.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор 0,002 моль/дм³: 7,44 г соли растворяют в воде, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают. Затем 100 см³ полученного раствора трилона Б помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят до метки водой и перемешивают.

Для установления массовой концентрации раствора трилона Б 20 см³ стандартного раствора кадмия помещают в коническую колбу, добавляют 100 см³ воды, устанавливают аммиаком рН 10, добавляют 3 капли кислотного хрома темно-синего и титруют раствором трилона Б до перехода розовой окраски в сине-фиолетовую.

Массовую концентрацию Т трилона Б, выраженную в граммах кадмия в 1 см³ раствора, вычисляют по формуле

                                                                                         (2)

где 0,0002248 - массовая концентрация кадмия в стандартном растворе, г/см³;

V - объем (20 см³) стандартного раствора кадмия, см³;

V₁ - объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, см³.

5.3 Проведение анализа

Навеску сплава массой 10 г растворяют в 50 см³ раствора серной кислоты (1:6) сначала на холоде, а затем при нагревании. Нерастворившуюся губчатую медь отфильтровывают через фильтр средней плотности («белая лента»). Осадок на фильтре промывают 3 - 4 раза горячей водой. Фильтрат и промывные воды, объем которых не должен превышать 70 - 80 см³, нагревают до кипения, добавляют 0,5 г диантипирилметана, после растворения которого добавляют 20 см³ предварительно нагретого до 70 °С раствора бромида калия и оставляют на 3 - 4 ч для осаждения комплексного соединения кадмия.

Осадок в виде блестящих шелковистых игл отфильтровывают через два фильтра средней плотности и переосаждают для более полного отделения от солей цинка. Для этого растворяют осадок на фильтре горячим раствором (0,05 моль/дм³) серной кислоты, собирают раствор в стакан, в котором проводили осаждение, нагревают раствор до кипения, добавляют 0,5 г диантипирилметана, 15 см³ горячего раствора бромида калия и оставляют на ночь. Осадок отфильтровывают через двойной фильтр средней плотности, промывают стакан и осадок на фильтре 4 - 5 раз (по 3 - 4 см³) промывной жидкостью I, затем 2 раза промывают жидкостью II.

Осадок растворяют на фильтре в 50 см³ раствора аммиака (2:3), собирают раствор в коническую колбу вместимостью 250 см³, нагревают до кипения, обмывают стенки колбы водой, добавляют 3 - 4 капли кислотного хрома темно-синего и титруют раствором трилона Б до перехода розовой окраски в сине-фиолетовую.

При массовой доле кадмия менее 0,02 % для титрования используют микробюретку.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю кадмия X, %, вычисляют по формуле

                                                                                                (3)

где Т - массовая концентрация трилона Б, выраженная в граммах кадмия в 1 см³ раствора, г/см³;

V - объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование раствора пробы, см³;

т - масса навески пробы, г.

5.4.2 Расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа не должно превышать допускаемых (при доверительной вероятности 0,95) значений, приведенных в таблице 1.

6 ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

6.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, отделении меди при помощи салицилальдоксима и полярографическом определении кадмия в пределах потенциалов от минус 0,5 до минус 0,9 В по отношению к насыщенному каломельному электроду.

6.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, раствор 1:1.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Калия перхлорат по нормативной документации, раствор, насыщенный при комнатной температуре.

Этанол ректификованный технический - по ГОСТ 18300.

Салицилальдоксим по нормативной документации, раствор: 4 г салицилальдоксима растворяют в 40 см³ этанола и, перемешивая, добавляют 50 см³ воды, нагретой до 80 °С.

Раствор для промывания: 5 см³ раствора салицилальдоксима разбавляют водой до объема 1 дм³.

Хлороформ по ГОСТ 20015.

Азот газообразный по ГОСТ 9293.

Кадмий металлический по ГОСТ 1467.

Стандартные растворы кадмия

Раствор А: готовят в соответствии с 4.2.

1 см³ раствора А содержит 0,001 г кадмия.

Раствор Б: 10 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г кадмия.

6.3 Проведение анализа

Навеску сплава массой 5 г помещают в стакан вместимостью 600 см³ и растворяют в 50 см³ раствора соляной кислоты. После растворения добавляют 5 см³ пероксида водорода и выпаривают до сиропообразного состояния.

При массовой доле меди до 0,05 % добавляют 5 см³ воды, встряхивают до полного растворения солей, переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают водой до метки и перемешивают. При массовой доле меди свыше 0,05 % добавляют 125 см³ воды и нагревают до полного растворения солей. В зависимости от массовой доли меди добавляют 10 - 15 см³ раствора салицилальдоксима и оставляют на 30 мин., периодически перемешивая раствор.

Осадок фильтруют и промывают несколько раз раствором для промывания. Фильтрат выпаривают до объема 30 см³, переносят в делительную воронку вместимостью 100 см³, промывая стакан 20 см³ воды, и экстрагируют дважды, добавляя по 25 см³ хлороформа и встряхивая каждый раз по 1 мин. Органический слой отбрасывают, а водный слой переносят в стакан вместимостью 100 см³ и выпаривают до сиропообразного состояния. Добавляют 2,5 см³ раствора перхлората калия, стакан накрывают часовым стеклом и выпаривают до сиропообразного состояния. Добавляют еще 2,5 см³ перхлората калия и вновь выпаривают до сиропообразного состояния. Затем снимают часовое стекло, ополаскивают его водой, добавляют 5 см³ соляной кислоты и выпаривают до сиропообразного состояния.

Вновь добавляют 5 см³ соляной кислоты и повторяют выпаривание. Добавляют 5 см³ воды, встряхивают до полного растворения, переносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Часть раствора переносят в ячейку полярографа, продувают азотом в течение 10 мин. и регистрируют волну в пределах потенциалов от минус 0,5 до минус 0,9 В по отношению к каломельному электроду. Параллельно проводят анализ пробы, добавив к раствору такой объем стандартного раствора, чтобы высота волны, соответствующая этой добавке (Н - h), находилась в пределах 0,8 - 1,2 высоты волны анализируемой пробы.

6.4 Обработка результатов

6.4.1 Массовую долю кадмия X, %, вычисляют по формуле

                                                                                           (4)

где h - высота волны кадмия в растворе пробы, мм;

H - высота волны кадмия в растворе пробы с добавкой стандартного раствора, мм;

m₁ - масса добавки кадмия, г;

т - масса навески пробы, г.

6.4.2 Расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа не должно превышать допускаемых (при доверительной вероятности 0,95) значений, приведенных в таблице 1.

 

СОДЕРЖАНИЕ