Ферровольфрам. Методы определения висмута

УДК 669.15/27—198:546.811.06.006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ С О Ю 3 А ССР

ФЕРРОВОЛЬФРАМ

Методы определения висмута
Ferrotungsten.
Methods for determination of bismuth content

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 мая 1984 г. № 1700 срок действия установлен
с 01.07.85
до 01.07,90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает полярографический и фо­тометрический методы определения в ферровольфраме массовой доли висмута в диапазоне от 0,001 до 0,05%.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4085—83.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13020.0—75.
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—73.

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на полярографмровании висмута на фоне соля­ной кислоты при потенциале пика минус 0,09 В относительно ртутного анода.
Режим полярографирования — переменнотоковый.
Висмут предварительно отделяют от мешающих определению элементов тиоацетамидом в присутствии коллектора — меди, а затем аммиаком в присутствии железа.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы Полярограф переменного тока со всеми принадлежностями.

Перепечатка воспрещена
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, 50%-ный раствор.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 25%-ный раствор; го­товят и хранят в полиэтиленовой посуде.
Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652—69, 50%-ный раствор.
Медь (II) азотнокислая, 1%-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и разбавленный 1 : 200.
Тиоацетамид, 2%-ный раствор.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и растворы 1 : 1 и с мо­лярной концентрацией 1 моль/дм3.
Смесь кислот соляной и азотной в соотношении 3:1; готовят перед применением.
Железо (III) азотнокислое 9-водное по ГОСТ 4111—74, 0,1 %> ный раствор: 0,1 г азотнокислого железа помещают в стакан вме­стимостью 100 см3 и растворяют в 50 см3 воды, приливают 5 см3 азотной кислоты, переводят раствор в мерную колбу вместимо­стью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Висмут металлический по ГОСТ 10928—75.
Аскорбиновая кислота.
Стандартные растворы висмута.
Раствор А: 0,1000 г висмута растворяют в 10 см3 разбавлен­ной азотной кислоты, после растворения приливают 10 см3 раз­бавленной серной кислоты и выпаривают до появления ее паров. Приливают 50 см3 воды и растворяют соли. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, содержащую 200 см3 раствора серной кислоты. После охлаждения раствор доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация висмута в растворе равна 0,0001 г/см3.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вме­стимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают; го­товят перед применением.
Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см3.
Баллон с аргоном, азотом или водородом, не содержащими кис­лород.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Массу навески ферровольфрама устанавливают в зави­симости от массовой доли висмута в соответствии с табл. 1.
Навеску помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см3 азотной кислоты, 5 см3 раствора фтористоводо­родной кислоты, 10 см3 разбавленной серной кислоты и растворя­ют при нагревании. Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, приливают 20 см3 воды, нагревает, раствор е 40
Массовая доля висмута, °/о Масса навески ферровольфрама, г
От 0,001 до 0,01 включ. 1 >0
Св. 0,01 » 0,05 » 0,5
осадком переносят в коническую колбу вместимостью 500 см3 или стакан вместимостью 400 см3, обмывая стенки чашки водой. Ос­тавшийся небольшой осадок вольфрамовой кислоты растворяют несколькими каплями раствора гидроокиси натрия и смывают водой до объема 100 см3. Затем приливают 15 см3 раствора вин­ной кислоты и раствор гидроокиси натрия до растворения осадка. Раствор охлаждают, приливают соляной кислоты (1:1)) до изме­нения красного цвета индикаторной бумаги конго в синий, 20см3 раствора лимонной кислоты, 2 см3 раствора азотнокислой меди и нейтрализуют аммиаком до pH 7,5—8,0 (по универсальной инди­каторной бумаге).
Затем приливают 10 см3 раствора тиоацетамида и выдержива­ют в течение 10—15 мин при температуре 80—90° С, после чего приливают еще 10 см3 раствора тиоацетамида и оставляют рас­твор с осадком на 2 ч при температуре 40—50° С.
Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности и про­мывают 8—9 раз холодным раствором аммиака. Осадок на фильтре растворяют в 15 см3 горячей смеси кислот, приливая ее порциями по 5 см3, и промывают фильтр 3—4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в колбу, в которой проводи­лось осаждение.
Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 10 см3 азотной кислоты и нагревают содержимое колбы до растворения солей, затем приливают 100 см3 воды, 20 см3 раствора азотнокис­лого железа, аммиака до появления запаха и 10 см3 в избыток.
Раствор с осадком нагревают до кипения, отфильтровывают осадок на фильтр средней плотности и промывают 6—8 раз горя­чим раствором аммиака.
Осадок растворяют в 30 см3 горячего раствора соляной кисло­ты с молярной концентрацией 1 моль/дм3. Раствор охлаждают, прибавляют 0,2 г аскорбиновой кислоты, переводят раствор в мер­ную колбу вместимостью 50 см3, доливают до метки тем же рас­твором соляной кислоты и перемешивают.
Для удаления кислорода через раствор продувают аргон, во­дород или азот в течение 5 мин и полярографируют висмут при потенциале пика минус 0,09 В относительно ртутного анода.
2.3.2. Содержание висмута в испытуемом растворе определяют методом сравнения со стандартным раствором или методом гра­дуировочного графика, или методом добавок.
2.3.2.1. При применении метода сравнения в зависимости от массовой доли висмута определяют объем стандартного раствора по табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля висмута, %
Объем стандартного раствора Б, см3
Масса висмута в стандартном растворе Б, г
От 0,001 до 0,01
Св. 0,01 » 0,05
1, 2, 5 и 10
5, 10 и 25
0,00001; 0,00002;
0,00005 и 0,00010
0,00005; 0,00010
и 0,00025

Отобранный объем стандартного раствора Б помещают в кони­ческую колбу или стакан, приливают 100 см3 воды, 2 см3 раствора азотнокислой меди, нейтрализуют раствором аммиака до pH 7,5—8,0. Затем приливают 10 см3 раствора тиоацетамида и далее анализ проводят по п. 2.3.1.
2.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в зависимости от (массовой доли висмута определяют объем стан­дартного раствора висмута по табл. 2.
Отобранные объемы стандартного раствора Б помещают в ко­нические колбы или стаканы, приливают по 100 см3 воды, по 2 см3 раствора азотнокислой меди, нейтрализуют раствором аммиака до pH 7,5—8,0. Затем приливают по 10 см3 раствора тиоацетамида и далее анализ проводят по п. 2.3.1.
2.3.2.3. При применении метода добавок к навеске пробы до­бавляют такое количество стандартного раствора висмута, при котором масса добавки свинца составила не менее половины мас­сы свинца в анализируемой пробе. Далее анализ проводят по и. 2.3.1.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю висмута в процентах вычисляют по фор­мулам:
для метода сравнения X
Х= . юс,
т-hi
где гщ — масса висмута в стандартном растворе, г;
h — высота пика, полученная при полярографировании рас­твора пробы, мм;
/її — высота пика, полученная при полярографировании стан­дартного раствора, мм;
т — масса навески пробы, г;

для метода градуировочного графика Xi
Х1= -^2- • 100,
т
тд.ет2 — масса висмута в растворе пробы, найденная по градуиро­вочному графику, г;
т — масса навески пробы, г;
для метода добавок Х2 где m3 — масса висмута в добавленном стандартном растворе, г;

т — масса навески пробы, г;
h— высота пика, полученная при полярографировании рас­твора пробы без добавки стандартного раствора вис­мута, мм;
h2 — высота пика, полученная при полярографировании рас­твора пробы с добавкой стандартного раствора висму­та, мм.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, приве­денных в табл. 3.
Таблица 3
Массовая доля висмута, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,001 до 0,0025 включ.
Св. 0,0025 » 0,005 »
» 0,005 » 0,01 »
» 0,01 » 0,02 »
» 0,02 » 0,05 »
0,001
0,002
0,003
0,005
0,007

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на реакции образования комплексного соедине­ния висмуттетрайодидного аниона, окрашенного в желтый цвет. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют на спект­рофотометре при длине волны 337 нм или фотоэлектроколоримет­ре в диапазоне длин волн 420—450 нм.
Вольфрам переводят в растворимый комплекс добавлением винной кислоты.
Висмут отделяют, осаждая его из аммиачного раствора тио­ацетамидом в присутствии лимонной кислоты.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми при­надлежностями.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77, 50%-ный раствор.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, 25%-ный раствор.
Кислота лимонная моногидрат їй безводная по ГОСТ 3652—69, 50%-ный раствор.
Медь (II) азотнокислая, Г%-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и разбавленный 1 : 200.
Тиоацетамид, 2%-ный раствор.
Смесь соляной и азотной кислот в отношении 3:1; готовят перед применением.
Квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329—77, 1'%-ный раствор.
Калий йодистый по ГОСТ 4232—74, 10%-ный раствор.
Тиомочевина по ГОСТ 6344—73, 5%-ный раствор.
Крахмал, 0,5%-ный раствор по ГОСТ 10163—76.
Висмут металлический по ГОСТ 10928—75.
Стандартные растворы висмута.
Раствор А: 0,1 г металлического висмута растворяют в 20 см3 разбавленной азотной кислоты, после растворения навески при­ливают 10 см3 серной кислоты и выпаривают до выделения па­ров серной кислоты. Разбавляют раствор небольшим количест­вом воды и переводят в мерную колбу вместимо