Галлий. Атомно-эмиссионный метод определения кадмия, свинца, цинка

Предисловие
1. РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом 104 «Полупроводниковая и редкометаллическая продукция. Осо­бочистые металлы», Государственным институтом редких ме­таллов (гиредмет)
ВНЕСЕН Госстандартом России
2. ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 4—93 от 19 октября 1993 г.)
За принятие проголосовали:

Ар «Госстандарт
Белстандарт
Госстандарт Республики Казахстан
Молдовастандарт
Госстандарт России
Туркменгосстандарт
Узгосстандарт
Госстандарт Украины
3. Постановлением Комитета Российской Федерации по стандар­тизации, метрологии и сертификации от 02.06.94 № 160 межго­сударственный стандарт ГОСТ 13637.2—93 введен в действие непосредственно в качестве, государственного стандарта Россий­ской Федерации с 01.01.95

4. ВЗАМЕН ГОСТ 13637.2—77

© ИПК. Издательство стандартов, 1996
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизве-
ден, тиражирован и распространен в качестве официального издания на тер-
ритории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России

М ЕЖ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГАЛЛИЙ

Атомно-эмиссионный метод определения
кадмия, свинца, цинка
Gallium. Atomic-emission method
for the determination of cadmium, lead, zinc
ОКСТУ 1709 і
Дата введения 01.01.95
Настоящий стандарт устанавливает прямой атомно-эмиссион­ный метод определения массовых долей примесей в галлии:
от 3-Ю-6 до 3-Ю-4 %
от 3-10-5 до 3-Ю-4 %
отЗ-ГСН до 1-10-2 %
Метод основан на измерении интенсивности линий элементов— примесей в спектре, полученном при фракционном испарении при­месей из галлия с добавкой порошкового графита из канала гра­фитового анода в дуге постоянного тока.
Примеси в галлии определяют по градуировочным графикам, построенным в координатах: логарифм отношения интенсивности линии определяемого элемента к интенсивности фона (1g 7і-) 7 ф логарифм массовой доли определяемого элемента (IgC).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа и требования безопас­ности по ГОСТ 13637.2.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Спектрограф дифракционный типа ДФС-8 или аналогичного типа с решеткой 600 штр/мм или спектрограф средней дисперсии типа ИСП-28 или аналогичного типа с двухлинзовой системой ос­вещения (конденсорная линза F-75, диаметром 25 мм)-
Генератор дуговой типа ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичного типа, приспособленный для поджига дуги постоян­ного тока высокочастотным разрядом.
Выпрямитель 250—300 В, 30—50 А.
Микрофотометр типа МФ-2 или аналогичного типа-
Спектропроектор типа ПС-18 или аналогичного типа.
Весы лабораторные 1-го класса по ГОСТ 24104.
Весы торсионные типа ВТ до 500 мг или весы аналогичного типа.
Ступка и пестик из органического стекла.
Бокс из органического стекла.
Станок для заточки графитовых электродов-
Электроды графитовые фасонные для атомно-эмиссионного анализа ОСЧ-7—4, диаметром 6 мм, заточенные на конус; или графитовые электроды, выточенные из графитовых стержней ОСЧ-7—3, диаметром 6 мм, заточенные на конус, с углом при вершине 15 градусов и с площадкой диаметром 1,5 мм на конце, обожженные в дуге постоянного тока при 15 А в течение 15 с.
Электроды графитовые фасонные для атомно-эмиссионного анализа ОСЧ-7—4, диаметром 6 мм, с каналом глубиной 6 мм и диаметром 4 мм; или графитовые электроды тех же размеров, вы­точенные из графитовых стержней ОСЧ-7—3, обожженные в дуге постоянного тока при 15 А в течение 15 с.
Очистке обжигом подвергают каждую пару электродов непос­редственно перед анализом (электрод, заточенный на конус—ка­тод, электрод с каналом — анод)-
Графит порошковый особой чистоты по ГОСТ 23463.
Галлий металлический, чистый по определяемым примесям, подготовленный, как указано в ГОСТ 13637.0.
Кадмия окись по ГОСТ 11120
Свинца окись.
Цинка окись по ГОСТ 10262.
Пластинки фотографические типа ПФС-04 и типа ПФС-02 раз­мером 9X12 см или аналогичные, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий и близлежащего фона в спектре- Проявитель, состоящий из двух растворов для фотопластинок, типа ПФС-04.
Раствор А:
метол (4-метиламинофенолсульфат) по 2 г

ГОСТ 25664

натрий сернистокислый безводный по 100 г

ГОСТ 195

гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 9 г
19627
вода до 500 см3.
Раствор Б:
калий углекислый по ГОСТ 10690 100 г
калий бромистый по ГОСТ 4160 3 г
вода до 500 см3.
Перед применением проявителя смешивают равные объемы ра­створов АиБи прибавляют 5 % по объему этилового спирта. Время проявления должно быть в полтора раза больше времени, указанного на упаковке фотопластинок. Температура проявления (20±1)°С.
Проявитель для фотопластинок типа ПФС-02 готовят по ГОСТ 13637.1.
Фиксаж:
тиосульфат натрий кристаллический по ГОСТ 244 300 г
аммоний хлористый по ГОСТ 3773 20 г
вода до 1000 см3.
Лампа инфракрасная ИКЗ—500 с регулятором напряжения типа РНО 250—0,5 или регулятором аналогичного типа.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300, неперегнанный и дважды перегнанный в кварцевом приборе.
Государственный стандартный образец (ГСО) порошка гра­фитового СПГ-27 Пр ГСО 2820—83, разбавленный порошковым графитом в два раза: в ступку из органического стекла помещают 2 г ГСО, Добавляют 2 г порошкового графита и тщательно пере­тирают смесь с этиловым спиртом в течение 50 мин, а затем вы­сушивают под инфракрасной лампой/
3. ПОДГОТОВКА к АНАЛИЗУ
3 1. Приготовление образцов сравнения (ОС)
4 .1.1. Каждый образец сравнения готовят непосредственно пе­ред фотографированием его спектра, помещая, как указано в п. 4.1, в канал графитового электрода 10 мг образца сравнения, на по­рошковом графите (ОСГП) по п. 3.2 и 100 мг галлия, чистого по определяемым примесям. В условиях данного метода в соответст­вии с соотношением масс смешиваемых веществ, массовая доля примеси ОС (в расчете на массовую долю примеси в галлии) равна одной десятой от массовой доли той же примеси в ОСГП.
5 .2- Приготовление образцов сравнения на по­рошковом графите (ОСГП)
Готовят основной образец сравнения на порошковом графите (ООСГП), содержащий по 1% кадмия, свинца и цинка и 97 % углерода в расчете на содержание металла и углерода в смеси металлов и углерода, механически смешивая порошковый графит с окислами соответствующих металлов. Для этого навески массой 0,0114 г окиси кадмия, 0,0108 г окиси свинца, 0,0124 г окиси цинка и 0,9700 г порошкового графита помещают в ступку из органичес­кого стекла и тщательно перетирают смесь с этиловым спиртом в течение 50 мин, а затем высушивают под инфракрасной лампой.
Во избежание внесения загрязнений перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лампой ведут в боксе из органи­ческого стекла.
ООСГП допускается также готовить, вводя определяемые эле­менты в виде растворов (см. ГОСТ 13637-3).
ОСГП1—ОСГП8 готовят последовательным разбавлением ООСГП, а затем каждого последующего образца порошковым графитом-
Массовая доля каждой из определяемых примесей в ОСГП1— ОСГП8 в (расчете на массовую долю металла в смеси металлов и углерода), вводимые в смесь навески порошкового графита и разбавляемого образца, смешиваемые для получения данного об­разца, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Обозначение образца
Массовая доля каждой из определяемых при­месей, %
Масса навесок, г

порошкового графита
разбавляемого образ­ца (обозначение)

ОСГП'1

1-1 СИ
’1,800

0,200 (ООСГП)

ОСГПІ2І

)3-10-2
■ 1.4100

0,000 (ОСГП1)

осгпз
лисн
11.333

0,667 (ОСГПЙ)

ОСГП4

3-ю-3
1,4*00

0,600 (ОСГПЗ)

0СГГТ5

1 -ЮН3
1,333

0,667 (ОСГП4)

ОСГП6

3-liOH
;1>,4О0

0,600 (ОСГП5)

ОСГП7

1Ю0Н
1„333

0,667 (ОСГП6)

ОСГП8

зню—5
1„400

0>,6О0; (ОСГП7)

Приведенные в табл. 1 навески порошкового графита и раз­бавляемого образца помещают в ступку из органического стекла, тщательно перетирают с этиловым спиртом в течение 30 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Для ОСГП4—ОСГП8 употребляют спирт, дважды перегнанный в кварцевом приборе.
Перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лам­пой ведут в боксе из органического стекла.
При определении цинка от 3-Ю-4 до 1-Ю"2 % используют ОСГП1—ОСГП4. При остальных определениях используют ОСГП4—ОСГП8. Массовая доля примесей в приготовляемых из них образцах сравнения, ОС (в процентах, в расчете на массовую долю примеси в галлии) приведена в табл. 2.
Таблица 2
Обозначение образца
Обозначение приготовляе­мого образца сравнения (ОС)
Массовая доля каждой из оп­ределяемых примесей в образ­цах сравнения (ОС), %
осгт
ОСІ
.1HQ-2
осгпг
ОС2
3-1I0H3
. осгпз
OG3
1-Ю-3

ОСГП4

ОС4

'З-ИОН

ОС.ГГГ5

ОС5
1-10-«
осггте
006
ЗИ|0г-3

ОСГП7

ОС7
1-1)0-5

ОС ГП®

00'8
Зі-410-5

Образцы сравнения на порошковом графите хранят в плотно закрытых банках из органического стекла.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

41. При съемке спектра анализируемой пробы в канал графи­тового электрода диаметром 4 мм и глубиной 6 мм помещают последовательно 10 мг порошкового графита и 100 мг анализиру­емой пробы галлия кусочками размером не более 3 мм в попереч­нике (во избежание внесения загрязнений пробу галлия измель­чают, не вынимая закристаллизованную пластину из полиэтиле­нового пакета).
При съемке спектра каждого образца сравнения в канал гра­фитового электрода диаметром 4 мм и глубиной 6 мм помещают последовательно 10 мг образца сравнения на порошковом графи­те и 100 мг галлия, чистого по определяемым примесям, кусочка­ми размером не более 3 мм в поперечнике.
Нижний электрод с анализируемой пробой галлия (или с об­разцом сравнения) служит анодом, верхний, заточенный на конус — катодом. Между электродами зажигают дугу постоянного тока •силой 15 А и фотографируют спектр с экспозицией 40 с. Во вре­мя, экспозиции расстояние между электродами поддерживают равным 3 мм. Спектры в области длин волн 200—300 нм фотогра­фируют спектрографом типа ДФС-8 с решеткой 600 штр/мм, ра­ботающим в первом порядке, с промежуточной диафрагмой 5 мм, или спектрографом средней дисперсии типа ИСП-28, с промежу­точной диафрагмой 5 мм. Ширина щели спектрографа в обоих случаях 15 мкм. В кассету заряжают пластинку типа ПФС-04 (при определении цинка от 3-10~4 до 1-Ю-2 % спектр фотографи­руют на фотопластинках типа ПФС-02).
Спектр каждой пробы и спектр каждого из образцов сравне­ния регист