Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения кадмия

УДК 669.715.001.4:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И

ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Методы определения кадмия
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of cadmium

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.07.91
до 01.07.96
Настоящий стандарт устанавливает полярографический (при массовой доле кадмия от 0,005 до 1,0 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле кадмия от 0,01 до 1,0%) методы определения кадмия.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ

2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и по- лярографировании кадмия при потенциале восстановления от ми­нус 0,5 В до минус 0,9 В на фоне хлоридно-аммиачного раство­ра и раствора сернистокислого натрия.
Цинк, медь и никель не мешают определению кадмия. При мас­совой доле кадмия менее 0,01% в присутствии меди при ее мас­совой доле более 1% последнюю отделяют электролизом.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Полярограф универсальный или переменнотоковый.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3 и раст­воры 1:1, 1:9.
Перепечатка воспрещена
Кислота азотная по ГОСТ 4204, плотностью 1,35—1,40 г/см3, раствор 1:1.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Натрий сернистокислый по ГОСТ 195.
Раствор полярографического фона: 100 г хлористого аммония и 50 г сернистокислого натрия растворяют в 500 см3 горячей воды, после растворения приливают 100 см3 аммиака, охлаждают, доли­вают водой до объема 1000 см3 и перемешивают.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Раствор алюминия: 10 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, добавляют 50 см3 воды, затем не­большими порциями 300 см3 раствора соляной кислоты (Г:1) и растворяют при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, пере^ носят.в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой .до метки и перемешивают.
Кадмий по ГОСТ 22860 марки КдООО.
Стандартный раствор кадмия: 0,1 г кадмия помещают в кони­ческую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и 10 см3 раствора азотной кислоты. По окончании растворения раствор упаривают почти досуха, затем два раза повторяют упаривание с 10 см3 соляной кислоты. К ох­лажденному остатку добавляют 100 см3 раствора соляной кислоты (1:9), охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Гем3 стандартного раствора содержит 0,0001 г кадмия.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой согласно табл. 1 помещают в ко­ническую колбу вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раство­ра соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагрева­нии. После прекращения бурной реакции добавляют 2 см3 перок­сида водорода и продолжают нагревание до полного растворения пробы. Стенки колбы обмывают 10 см3 воды и кипятят 5 мин.
Охлажденный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 200 см3, используя для обмывания стенок колбы не более 30 см3 воды, осторожно добавляют 5 см3 аммиака, охлаждают, доливают раствором полярографического фона до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через бумажный фильтр в сухую коническую колбу.
2.3.2. Часть фильтрата помещают в ячейку полярографа с донной ртутью и полярографируют согласно инструкции по экс­плуатации прибора в переменно-токовом режиме при напряжении от минус 0,5 В до минус 0,9 В.
2.3.3. Раствор контрольного опыта готовят согласно п. 2.3.1 со всеми реактивами, используемыми в анализе.
Таблица 1
Массовая коля кадмия. %
Масса навески, г
От 9,005 до 0,05 включ.
Св. 0,05 » 0,2 »
» 0,2 » 1,0 »
1
0,5
0,2

2.3.4. Массовую долю кадмия рассчитывают по градуировочному графику.
2.3.5. Построение градуировочных графиков
2.3.5.1. При массовой доле кадмия от 0,005 до 0,05% в семь мерных колб вместимостью по 200 см3 помещают по 50 см8 раст­вора алюминия, в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г кадмия.
2.3.5.2. При массовой доле кадмия от 0,05 до 0,2% в семь мер­ных колб вместимостью по 200 см3 помещают по 25 см3 раство­ра алюминия, в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 7,5; 10,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,00025; 0,0003; 0,0004; 0,0005; 0,00075; 0,001 г кадмия.
2.3.5.3. При массовой доле кадмия от 0,2 до 1,0%’ в шесть мер­ных колб вместимостью по 200 см3 помещают по 10 см3 раствора алюминия, в пять из них отмеряют 4,0; 6,0; 10,0; 15,0; 20,0 см3 стандартного раствора, что соответствует 0,0004; 0,0006; 0,001; 0,0015; 0,002 г кадмия.
2.3.5.4. Во все колбы (см. пп. 3.3.5.1, 3.3.5.2 и 3.3.5.3) прили­вают по 5 см3 аммиака и далее поступают согласно пп. 2.3.1 и 2.3.2.
Растворы, не содержащие кадмия, служат растворами конт­рольного опыта при построении градуировочного графика.
По полученным значениям высоты волны и соответствующим им массам кадмия строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кадмия (X) в процентах вычисляют по формуле
Х= .100, (1)
где /п — масса кадмия в растворе пробы, найденная по градуиро­вочному графику, г;
(Пі — масса навески пробы, г.
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значе­ний, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля кадмия, %
Абсолютное допускаемое расхождение, %

результатов парал­лельных определений
результатов анализа
От
0,005 до 0,015

ВКЛЮЧ.

0,002
0,003
Св.
0,015 >
0,045
»
0,004
0,005
»
0,045 »
0,100
»
0,006
0,008
»
0,10 »
0,215
»
0,01
0,02
>
0,25 »
0,50
»
0,02
0,03
»
0,50 »
1,00
>
0,04
0,05

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ

3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в при­сутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции кадмия при длине волны 228,8 нм в пламени ацетилен- воздух.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излуче­ния для кадмия.
Ацетилен по ГОСТ 5457.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, раствор 1:1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35—1,40 г/см3 и раствор 1:1.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм3.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Раствор алюминия 20 г/дм3: 10 г алюминия помещают в ста­кан вместимостью 500 см3, добавляют 50 см3 воды и затем неболь­шими порциями 300 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и раство­ряют при умеренном нагревании, добавляя 1 см3 раствора хло­ристого никеля. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Кадмий по ГОСТ 22860 марки Кд000.
Стандартные растворы кадмия
Раствор А: 0,5 г кадмия помещают в коническую колбу вмес­тимостью 250 см3, приливают 10 см8 раствора азотной кислоты, 25 см3 раствора соляной кислоты и растворяют при умеренном нагревании. Раствор кипятят для удаления окислов азота, охлаж­дают, переводят 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 переносят в мерную колбу вме­стимостью 100 см3, приливают 10 см3 раствора соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,0001 г кадмия.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую кол­бу вместимостью 250 см3, приливают приблизительно 10 см3 воды и затем небольшими порциями 25 см3 раствора соляной кислоты. Колбу накрывают часовым стеклом, нагревают до полного раство­рения навески, добавляют 3—5 капель пероксида водорода и ки­пятят раствор в течение 3 мин.
Часовое стекло и стенки колбы ополаскивают водой. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.2. При массовой доле кремния менее 1 % раствор, если он не прозрачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности («белая лента») в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
3.3.3. В зависимости от массовой доли кадмия согласно табл. 3 отбирают аликвотную часть раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и переме­шивают.
Таблица 3
Массонам доля кадмия, %
Объем аликвотной части раствора, см8
Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г
От 0,01 до 0,1 включ.
Св. 0,1 » 1,0 »
Весь раствор
10
0,5
0,05
3.3.4. Раствор контрольного опыта готовят согласно пп. 3.3.1, 3.3.2 и 3.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
3.3.5. Построение градуировочных графиков
3.3.5.1. При массовой доле кадмия от 0,01 до 0,1% в семь мер­ных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г кадмия.
3.3.5.2. При массовой доле кадмия свыше 0,1 до 1,0% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 2,5 см3 раст­вора алюминия, в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г кадмия.
3.3.5.3. К растворам в колбах по пп. 3.3.5.1 и 3.3.5.2 добавля­ют по 5 см3 раствора соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.6. Раствор пробы, раствор 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 массовым концентрациям кадмия строят градуировочный график.
Массовую концентрацию кадмия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю кадмия (XJ в процентах вычисляют по формуле
х . 100 (2)
где С\ — массовая концентрация кадмия в растворе пробы, найден­ная по градуировочному графику, г/см3;
С