Кремний кристаллический. Методы определения алюминия

УДК 669.782 : 546.621.06 : 006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КРЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ

Метод определения алюминия
Crystal silicon.
Method of aluminium determination

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23 июля 1973 г. № 1804 срок введения установлен
с 01.01.75
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15 августа 1984 г. № 2874 срок действия продлен
до 01.01.90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает объемный метод определе­ния алюминия (при массовой доле алюминия от 0,3 до 1,6%) в кристаллическом кремнии.
Метод основан на удалении кремния в виде фторида и отделе­нии мешающих компонентов. Алюминий определяют комплексо­нометрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка с индикатором ксиленоловым оранжевым при pH 5,5.
В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандар­тизации PC 3085—71.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 19014.0—73.

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:1.
Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328—77, раствор с массовой долей 20%.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Цинк металлический гранулированный по ГОСТ 989—75.
Стандартный раствор азотнокислого цинка, 0,05 М раствор; готовят следующим образом: 3,269 г цинка растворяют при нагре­вании в смеси 100 см3 воды и 15 см3 азотной кислоты. Раствор вы­паривают до 5—10 см3 и разбавляют водой до 1000 см3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78.
Кислота уксусная по ГОСТ 61—75.
Ацетатный буферный раствор; готовят следующим образом: 250 г кристаллического уксуснокислого натрия помещают в мер­ную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в воде, добавляют 20 см3 уксусной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают.
Ксиленоловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.
Раствор годен в течение 10 дней.
Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиамин- тетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652—73, 0,05 М раствор; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в воде; фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают.
Для определения поправочного коэффициента 0,05 М раствора трилона Б отбирают из бюретки 20 см3 раствора трилона Б в ко­ническую колбу вместимостью 500 см3 и разбавляют водой до 200 см3. Прибавляют 5—6 капель ксиленолового оранжевого и по каплям аммиак до появления синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям соляной кислоты, разбавленной 1:1, до появления желтой окраски. Затем в колбу приливают 20 см3 аце­татного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до изменения окраски из желтой в розовую.
Поправочный коэффициент для 0,05 М раствора трилона Б (К) вычисляют по формуле где V — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, см3;
Vi — количество раствора трилона Б, см3.
Если для контрольного опыта берут столько же раствора три­пона Б, сколько для пробы, то поправочный коэффициент для рас­твора трилона Б можно не определять.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Навеску кремния 2 г помещают в платиновую чашку вме­стимостью 200 см3, смачивают водой, добавляют 30 см3 фтористо­водородной кислоты, затем небольшими порциями 15 см3 азотной кислоты.
Осторожным вращением перемешивают содержимое чашки. По окончании бурной реакции стенки чашки ополаскивают водой, до­бавляют 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, и выпаривают на бане до появления белых паров ангидрида серной кислоты. Затем охлаждают, осторожно обмывают стенки чашки водой из промывалки и выпаривают на бане досуха.
К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре около 800°С. Плав раство­ряют при нагревании, добавляя 15 см3 соляной кислоты, разбав­ленной 1:1, и 40—50 см3 воды, переводят в мерную колбу вмести­мостью 250 см3, охлаждают, доводят водой до метки и перемеши­вают.
Из приготовленного таким образом раствора определяют со­держание алюминия, железа, кальция и титана, отбирая на каж­дое определение соответствующую аликвотную часть.
Из мерной колбы вместимостью 250 см3 отбирают 100 см3 рас­твора в мерную колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3 раствора трилона Б, нагревают почти до кипения, прибавляют при перемешивании 50 см3 раствора гидроокиси натрия, охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой складчатый фильтр «синяя лента». Фильтрат собирают в сухую коническую колбу. Первые порции фильтрата отбрасывают.
Отбирают 100—200 см3 раствора, помещают в коническую кол­бу вместимостью 500 см3, добавляют 3—4 капли ксиленолового оранжевого и нейтрализуют раствор соляной кислотой, разбавлен­ной 1:1, до перехода окраски индикатора в желтый цвет. После нейтрализации к раствору прибавляют 20 см3 ацетатного буфер­ного раствора, кипятят 2—3 мин, охлаждают, вновь прибавляют 3—4 капли ксиленолового оранжевого и оттитровывают избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую.
Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

4. ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

4.1. Массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
v (vK—^0 0,00135-V-100
m- Vi
где v — количество приблизительно 0,05 M раствора трилона Б, содержащееся в аликвотной части, взятой для титрова­ния, см3;
Д — поправочный коэффициент для 0,05 М. раствора трилона Б;
Vi — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израс­ходованное на титрование избытка трилона Б, см3;
V — общий объем раствора, см3;
VI — аликвотная часть раствора, см3;
т — навеска кремния, г.
Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
„ (и—Иі)-0,00135-V-100
л = — - - ■ - . —
Vitn
где V — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израсхо­дованное на титрование избытка трилона Б в контрольном опыте, см3;
VII — количество 0,05 М раствора азотнокислого цинка, израс­ходованное на титрование избытка трилона Б в пробе, см3;
VIII — общий объем раствора, см3;
IX — аликвотная часть раствора, см3;
т — навеска кремния, г.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.2. Допускаемые расхождения между крайними результатами анализа не должны превышать величин, указанных в таблице.
Допускаемые .расхождения между крайними результатами анализа, абс. %
От 0,3 до 1,0
Свыше 1,0 до 1,6
(Измененная редакция, Изм № 1).
’Изменение № 3 ГОСТ 19014.1—73 Кремний кристаллический. Метод определения алюминия
Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.00.89 № 2091
Дата введения 01.01.90
Наименование стандарта. Заменить слово: «Метод» на «Методы», «Method» «на «Methods».
Вводную часть изложить в новой редакции: «Настоящий стандарт устанав­ливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы определения алюминия {при массовой доле алюминия от 0,30 до Ц60%) в кристаллическом кремнии».
Стандарт дополнить разделом — 1а:
«1а. Титриметрический метод
Сущность метода состоит в удалении кремния в виде тетрафторида в отде­лении титана и железа в виде гидроксидов. Алюминий определяют комплексоно­метрическим методом, титруя избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка «с индикатором ксиленоловым оранжевым при pH=5,5».
Раздел 2. Седьмой абзац. Заменить слова: «гранулированный — по ГОСТ 989 —75» на «по ГОСТ 3640—79», «0,05 М раствор» на «раствор с молярной кон­центрацией 0,05 моль/дм3» (5 раз);
дополнить .абзацами: «Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.
Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199—76, обезвоженный при. 490 ®Сг*~——— - - _ _______
Смесь для сплавления: смешивают натрий углекислый и натрий, тетраборно-- кисльй в соотношении 6:1 (по массе)».
пункт ЗЛЙ Первый абзац после слова «кремния» дополнить словом: «массой»;
третий абзац изложить в новой редакции: «К сухому остатку прибавляют 5 г пиросернокислого калия и сплавляют в муфеле при температуре 800 °С или су­хой остаток сплавляют с 8 г смеси для сплавления в муфеле при температуре 950 °С. Плав растворяют, добавляя 15—30 см3 соляной кислоты, разбавленной Г:1, и 40—50 см3 воды, нагревают для полного растворения плава, переводят в. мерную колбу вместимостью 250 см3, охлаждают, доводят до метки водой и пере­мешивают»;
четвертый абзац. Заменить слово: «содержание» на «массовую долю».
Раздел 4 изложить в новой редакции:
«4. Обработка результатов
4.3. Массовую долю алюминия (X) в процентах вычисляют по формуле
(u-K-p1)-0>0°135.V-V2.100
Х= V'V9m
где V — объем раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/ды\. содержащийся в аликвотной части, взятой для титрования, см3;
К — поправочный коэффициент раствора трилена Б с молярной концентра­цией 0,05 моль/дм3;
• 1 — объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3, израсходованный на титрование избытка трилона Б, см3;
0,00135— массовая концентрация раствора трилона Б с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3, выраженный в граммах алюминия, на см3;
• — общий объем раствора, см3;
• 2 — объем мерной колбы, в которой производят отделение железа и тита­на, см3;
У і — объем аликвотной части раствора, отбираемой для отделения железа и титана, см3;
Уз — объем аликвотной части раствора, отбираемый для определения алю­миния, см3;
т — масса навески кремния, г.
Если для контрольного опыта прибавляют столько же раствора трилона Б, сколько для пробы, то массовую долю алюминия (Xi) в процентах вычисляют <ю формуле
v (o-vOO.OOiaS-y-VvlOO
Xl“ Уі-Уз-m
где v —объем раствора азотнокислого цинка с молярной концентрацией 0,06 моль/дм3, израсходованный на титрование избытка трилона Б в контрольном опмте, см3;
— объем раствора азотнокислого цинка, с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3, израсходованный на титрование избытка трилона Б в нробе, см3;
У — общий объем раствора, см3;
У2 — объем мерной колбы, в которой