Ферросилиций. Методы определения общего алюминия

ФЕРРОСИЛИЦИЙ

Методы определения общего алюминия
Ferrosilicon. Methods for the determination of aluminium
Взамен

ГОСТ 13230.7—67

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 июня 1981 г. № 3028 срок действия установлен
с (И .01 1983 г. до 01.01 1988 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения общего
алюминия в ферросилиции: атомно-абсорбционный (при массовой
доле алюминия от 0,1 до 3,5%),
доле алюминия от 0,05 до 1,0%) и комплексонометрический (при .массовой доле алюминия от 0,5 до 3,5%).
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2197—80.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 13020.0—75.
1.2. Отбор проб проводят по ГОСТ 20016—74 со следующим дополнением: лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—73.

2. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТО

2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении ферросилиция во фтористоводо-
родной и азотной кислотах, сплавлением нерастворимого остатка
с натрием углекислым и борной кислотой с последующим измере­нием атомной абсорбции алюминия при длине волны 309,3 нм, в
пламени закись азота — ацетилен.
Для сохранения идентичных условий атомизации анализируе­мых растворов и растворов градуировочного графика в последние вводится железо, а также кислоты в соответствующих количествах.
Перепечатка воспрещена
4
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота хлорная, плотностью 1,51 или 1,67 г/см3.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 :9.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота борная по ГОСТ 9656—75.
Натрий углекислый, безводный по ГОСТ 83—79.
Железо карбонильное, не содержащее алюминий и 1%-ный рас­
твор.
Раствор А: 5 г железа растворяют в 25 см3 соляной кислоты в стакане вместимостью 400 см3 при слабом нагревании. Затем при­ливают 25 см3 раствора хлорной кислоты и выпаривают до паров хлорной кислоты. После охлаждения приливают 25 см3 соляной кислоты, 100 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор Б: 5 г железа растворяют в 25 см3 соляной кислоты в стакане вместимостью 400 см3 при слабом нагревании. После растворения добавляют 25 см3 хлорной кислоты и выпаривают рас­твор до выделения паров хлорной кислоты. Раствор охлаждают. К охлажденному раствору приливают 50 см3 соляной кислоты и после того, как раствор станет абсолютно прозрачным, добавляют 50 см3 воды. В платиновом тигле смешивают 5 г натрия углекис­лого с 2,5 г борной кислоты и сплавляют при температуре 1000°С. После охлаждения тигель с плавом помещают в стакан с раство­ром, приготовленным вышеописанным способом, и выщелачивают плав при слабом нагревании. Тигель извлекают из стакана и тща­тельно обмывают, собирая промывные воды в тот же стакан. Рас­твор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Раствор фона: в платиновом тигле смешивают 5 г натрия угле­кислого с 2,5 г борной кислоты и сплавляют при температуре 1000°С. После охлаждения тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 250 см3, содержащий 30 см3 соляной кислоты, 15 см3 раствора хлорной кислоты, 50 см3 воды, и выщелачивают плав при слабом нагревании. Тигель извлекают из стакана и тщательно обмывают, собирая промывные воды в тот же стакан. Раствор ох­лаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 250 см3, доли­вают до метки водой и перемешивают.
Ртуть металлическая по ГОСТ 4658—73.
Никель двухлористый, 6-водный по ГОСТ 4038—79, 0,2%-ный раствор.
Алюминий металлический по ГОСТ 11069—74.
Стандартный раствор алюминия: 1 г металлического алюминия растворяют в 30 см3 соляной кислоты в присутствии 1 капли ртути металлической или 2 см3 раствора никеля двухлористого. Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, до­ливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация алюминия в растворе равна 0,001 г/см3.
2.3. Проведение анализа
2.3.1.
2.3.2. Навеску ферросилиция массой 1 г помещают в платино­вую чашку, осторожно приливают 10 см3 фтористоводородной кис­лоты, затем, по каплям, до полного растворения пробы, азотную кислоту и еще 5 см3 в избыток. Если массовая доля кремния в пробе 65% или более, то к раствору приливают 30 см3 раствора железа А. Затем приливают 5 см3 раствора хлорной кислоты и нагревают до появления паров хлорной кислоты. После охлажде­ния к раствору приливают 30 см3 разбавленной соляной кислоты и снова нагревают до растворения солей. Нерастворившийся оста­вместимостью 250 см3. Фильтр с остатком промывают 100 см3 горя­
чей воды, затем помещают в платиновый тигель, сушат, озоляют и прокаливают в течение 15 мин при температуре 750—800°С. После охлаждения в тигель добавляют 1 г углекислого натрия, 0,5 г борной кислоты, перемешивают и нагревают сначала при тем­пературе 250°С в течение 15 мин, затем в печи при температуре Ю00°С до полного сплавления остатка. После охлаждения тигель
соляной кислоты и нагревают до полного выщелачивания плава.
Тигель вынимают из стакана, тщательно обмывают водой, соби­
рая промывные воды в тот же стакан, и выпаривают раствор до объема примерно 60 см3. Раствор охлаждают, переливают в мер­ную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
В мерную колбу, вместимостью 100 см3, в зависимости от со­держания алюминия в пробе, отбирают аликвотную часть рас­твора, к которому приливают раствор железа Б, как указано в табл. 1.
Таблица 1

Раствор доливают до метки водой и перемешивают. Получен­ный раствор вводят распылением в пламя горелки и измеряют атомную абсорбцию при длине волны 309,3 нм и строго постоян­ном давлении закиси азота и ацетилена. Одновременно с проведе­нием анализа, в тех же условиях, проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов алюминием, добавляя по 0,01 г железа на каждый массовый процент железа в пробе.
Измерение абсорбции растворов анализируемых проб и рас­твора контрольного опыта на загрязнение реактивов приводят одновременно, в тех же условиях, что и измерение абсорбции рас­творов градуировочного графика.
2.3.3. В шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 см3 помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора алюминия, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004 и и 0,005 г алюминия. В седьмую колбу стандартный раствор не помещают. Во все семь колб приливают по 50 см3 раствора желе­за Б и по 20 см3 раствора фона; доливают до метки водой, переме­шивают и измеряют атомную абсорбцию как указано в п. 2.3.1.
Градуировочный график строят по
сорбции растворов для соответствующих количеств алюминия, за вычетом значения абсорбции раствора контрольного опыта.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют
по формуле
v /я-100
А — ГПі
где т —масса алюминия, найденная по градуировочному гра­фику, г;
т\—-масса навески, соответствующая аликвотной части рас­твора, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, указан­ных в табл. 2.
Таблица 2
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,05 до 0,1
Св. 0,1 . 0,2
• 0,2 . 0,5
■ 0,5 , 1,0 » 1,0 ц 2,0
« 2,0 и 3,5

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Навеску ферросилиция растворяют в смеси азотной и фтори­стоводородной кислот. Азотную и фтористоводородную кислоты удаляют выпариванием раствора с серной кислотой. Определение заканчивают фотометрическим методом, измеряя оптическую плот­ность полученного алюминон-алюминиевого комплекса. Мешаю­щее действие трехвалентного железа устраняют восстановлением его аскорбиновой кислотой.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр. рН-метр.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1 : 1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.
Аскорбиновая кислота пищевая по ГОСТ 4815—76, свежепри­готовленный 2%-ный раствор.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Кислота уксусная по ГОСТ 61—75.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1, 1:4
и 1 : 100.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, разбавленный 1 : 1.
Железо карбонильное, не содержащее алюминия.
Железо азотнокислое: 5 г металлического железа, не содержа­щего алюминия, растворяют в 100 см3 разбавленной азотной кис­лоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовая концентрация железа в растворе равна 0,01 г/см3.
Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты) по ГОСТ 9859—74, 0,10%-ный раствор, готовят за сутки до при­менения и хранят не более 10 сут.
Буферный раствор с pH 4,7: к 3 см3 ледяной уксусной кислоты прибавляют 6,8 г уксуснокислого натрия и разбавляют водой до 1 ДМ3-
Алюминий металлический по ГОСТ. 11069—74.
Стандартные растворы алюминия.
Раствор А: 0,5 г металлического алюминия растворяют в 100 см3 соляной кислоты (1:1). После растворения прибавляют пять капель азотной кислоты, кипятят 2 мин, охлаждают, перено-, сят в мерную колбу вместимостью 500 см3, доливают до метки водой и перемешивают.
Массовая концентрация алюминия в растворе равна 0,001 г/см3.
В качестве рабочего раствора применяют раствор Б.
Раствор Б: пипеткой отбирают 10 см3 раствора А в мерную колбу вместимостью 100 см3, разбавляют водой до метки и пере­мешивают.
Массовая концентрация алюминия в растворе равна 0,0001 г/см3.
3.3.1. Навеску ферросилиция массой 0,2 г (при массовой доле
алюминия до 0,1%) и 0,1 г (при массовой доле алюминия свыше >0,1%) помещают в платиновую чашку, смачивают водой, осторож­но приливают 5 см3 фтористоводородной кислоты, а затем по кап­лям азотную кислоту до прекращения растворениями еще 5 см3 в избыток.
Чашку с раствором помещают на плиту, полностью растворяют навеску при нагревании, приливают 5 см3 разбавленной серной кислоты и выпаривают раствор досуха (до полного удаления па­р