Ферровольфрам. Методы определения меди

УДК 669.15/27—198:546.56.06:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ФЕРРОВОЛЬФРАМ

Методы определения меди
Ferrotungsten.
Methods for determination of copper content

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 мая 1984 г. № 1698 срок действия установлен
с 01.07,85 до 01.07,90 Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает фотометрический, поляро­графический и атомно-абсорбционный методы определения в фер­ровольфраме массовой доли меди в диапазоне от 0,01 до 0,4%.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4043—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. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода
Метод основан на образовании комплексного соединения меди с диэтилдитиокарбаматом натрия, окрашенного в коричневый цвет, и измерении его оптической плотности па спектрофотометре при длине волны 453 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн 400—-480 нм.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр со всеми при­надлежностями.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1 : 50.

Кислота азотная по ГОСТ 4464—77 и разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1:1.
Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845—79, 50%-ный рас­твор.
Крахмал по ГОСТ 10163—76, свежеприготовленный 0,25%-ный раствор.
Желатин по ГОСТ 23058-—78, свежеприготовленный 1%-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Натрия N, N-диэтилдитиокарбамат по ГОСТ 8864—71,0,1%-ный раствор.
Медь металлическая по ГОСТ 859—78.
Стандартные растворы меди.
Раствор А: 0,1000 г металлической меди растворяют при на­гревании в 10 см3 разбавленной азотной кислоты. Добавляют 30 см3 разбавленной серной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 100 смэ воды. Раствор пере­носят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до мет­ки и перемешивают.
Массовая концентрация меди в растворе А равна 0,0001 г/см3.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вме­стимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Массовая концентрация меди в растворе Б равна 0,00001 г/см3; готовят в день применения.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Массу навески ферровольфрама устанавливают в зависи­мости от ожидаемой массовой доли меди в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
Массовая доля меди, %
Масса навески пробы, г
Объем аликвотной части раствора пробы, см3
От 0,01 до 0,05 включ.
Св. 0,05 » 0,1 »
» 0,1 » 0,2 »
» 0,2 » 0,4 »
1,0 1 ,0 0,5 0,2
20
10
10
10

Навеску помешают в фарфоровый тигель и прокаливают 2 ч при температуре 800° С. Во время прокаливания содержимое тигля 2—3 раза перемешивают. Прокаленный осадок переносят в кони­ческую колбу вместимостью 250 см3, приливают 60 см3 соляной кис­лоты и выпаривают раствор до объема 10—15 см3, затем прилива­ют 10 см3 азотной кислоты и снойа - вйпаривают раствор до объ­
ема 10—15 см3. Приливают 100 см3 горячей воды и нагревают рас­твор до кипения. Осадку вольфрамовой кислоты дают отстояться в течение 2 ч.
При анализе алюминотермического ферровольфрама навеску помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5 см3 азотной кислоты, 5 см3 раствора фтористоводородной кислоты, 10 см3 серной кислоты и растворяют при нагревании.
Раствор выпаривают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 20 см3 воды. Раствор переносят в стакан вместимо­стью 250 см3, приливают 100 см3 горячей воды и нагревают до ки­пения. Осадку вольфрамовой кислоты дают отстояться в течение 2 ч.
После разложения навески любым из вышеуказанных способов раствор фильтруют в колбу через плотный фильтр, осадок на фильтре промывают 3—4 раза горячей разбавленной соляной кис­лотой и отбрасывают.
К фильтрату приливают 10 см3 серной кислоты (в случае ана­лиза алюминотермического ферровольфрама серную кислоту не приливают) и выпаривают содержимое колбы до появления паров серной кислоты. Ополаскивают стенки колбы водой и снова выпа­ривают раствор до появления паров серной кислоты.
Раствор охлаждают, приливают 20 см3 воды, нагревают до рас­творения солей и переливают в мерную колбу вместимостью 100 см3, после чего доливают до метки водой и перемешивают.
В две мерные колбы вместимостью по 100 см3 отбирают али­квотные части раствора в соответствии с табл. 1. В каждую мер­ную колбу приливают по 5 см3 раствора виннокислого калия-наг- рия, по 5 см3 раствора крахмала или желатина, по 10 см3 аммиака. Содержимое колб охлаждают, в одну из колб добавляют 4 см3 рас­твора диэтилдитиокарбамата натрия, доливают колбы до метки водой и перемешивают.
Измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотомет­ре при длине волны 453 нм или на фотоэлектроколориметре в диа­пазоне длин волн 400—480 нм.
В качестве раствора сравнения применяют раствор второй кол­бы, не содержащей раствора диэтилдитиокарбамата натрия. По ре­зультатам, полученным путем вычитания значения оптической плот­ности раствора контрольного опыта, из значения оптической плот­ности раствора пробы находят массу меди по градуировочному графику.
2.3.2. Построение градуировочного графика
В шесть из семи мерных колб вместимостью по 100 см3 поме­щают 1,0; 3,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,00001; 0,00003; 0,00006; 0,00008;
0,00010 и 0,00012 г меди. В седьмую колбу стандартный раствор не помещают. Во все колбы добавляют по 5 см3 раствора виннокис- 3* • 15
лого калия-натрия, по 5 см3 раствора крахмала или желатина и по 10 см3 аммиака. Содержимое колб охлаждают, приливают до 4 см3 раствора диэтилдитиокарбамата натрия, доливают до метки во­дой и перемешивают. Измеряют оптическую плотность растворов на спектрофотометре при длине волны 453 нм или фотоэлектроколо- риметре в диапазоне длин волн 400—480 нм. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора меди. По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им содержаниям меди строят градуировочный график.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по фор­муле
Х= ■ 100,
т
где т{ — масса меди в растворе пробы, найденная по градуировоч­ному графику, г;
т — масса навески, соответствующая аликвотной части рас­твора пробы, г.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов па­раллельных определений не должны превышать значений, приве­денных в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля меди, %
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 0,01 до 0,02 включ.
Св. 0,02 » 0,05 »
» 0,05 » 0,1 »
» 0,1 » 0,2 »
» 0,2 » 0,4 »
0,007 0,01
0,02
0,03
0,04

3. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода
Метод основан на полярографировании меди на аммиачно-хло- ридном фоне при потенциале восстановления минус 0,35 В отно­сительно ртутного анода. Режим полярографирования — перемен­нотоковый или осциллографический.
3.2. ' Аппаратура, реактивы и растворы
Полярограф переменнотоковый или осциллографический со все­ми принадлежностями.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, разбавленная 1 : 1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773'—72.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77.
Желатин по ГОСТ 23058—78, свежеприготовленный 1%-ный раствор.
Медь металлическая по ГОСТ 859—78.
Стандартный раствор меди: 0,1000 г меди при нагревании рас­творяют в 15 см3 азотной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают водой до метки и перемеши­вают.
Массовая концентрация меди в стандартном растворе равна 0,0001 г/см3.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску ферровольфрама массой 0,5 г при массовой доле меди 0,01—0,1% и массой 0,25 г при массовой доле меди свыше 0,1% помещают в платиновую чашку, прибавляют 5—10 см3 рас­твора фтористоводородной кислоты, 20 см3 азотной кислоты и рас­творяют при нагревании. После растворения навески приливают 10 см3 серной кислоты и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты, которым дают выделяться 3—5 мин. Содержимое чашки охлаждают, приливают 25 см3 воды, нагревают до растворе­ния солей и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. К по­лученному раствору прибавляют 3 г хлористого аммония, прили­вают при непрерывном перемешивании 30 см3 аммиака и оставляют на 10 мин. Затем добавляют 5 см3 раствора желатина (в случае переменнотокового режима желатин не добавляют), доводят объ­ем раствора до метки водой и перемешивают. Аммиачный раствор отфильтровывают через фильтр средней плотности в сухую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают. К фильтрату прибавляют 1 г сернистокислого натрия и оставляют на 10 мин, периодически перемешивая.
Часть раствора наливают в электролизер и полярографируют при потенциале восстановления минус 0,35 В относительно ртут­ного анода.
Одновременно с проведением анализа в тех же условиях про­водят контрольный опыт на загрязнение реактивов медью.
3.3.2. Массовую долю меди определяют методом сравнения со стандартным образцом или методом добавок.
3.3.2.1. При применении метода сравнения одновременно с про­ведением анализа испытуемых проб по п. 3.3.1 проводят анализ стандартного образца, близкого по составу и массовой доле меди.
3.3.2.2. При применении метода добавок к навеске пробы до­бавляют такое количество стандартного раствора меди, при кото­ром масса добавки меди составляла не менее половины массы меди в анализируемой пробе. Далее анализ проводят по п. 3.3.1.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю меди в процентах вычисляют по форму­лам:
для метода сравнения (X)
c-h
Ai
где с — массовая доля меди в стандартном растворе, %; h — высота пика анализируемой пробы, мм;
/її — высота пика стандартного образца, мм;
для метода добавок (Х\)
hi'mi • 100,
(Л3—h2)-m
где h2 — высота пика, полученная при полярографировании рас­твора пробы без добавки стандартного раствора меди, мм;
h3 — высота пика, полученная при полярографировании рас­твор