СТАЛИ ЛЕГИРОВАННЫЕ
И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ

Методы определения меди

ГОСТ 12355-78

 

 

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 ноября 1973 г. № 3081 срок введения установлен

с 01.01.80

Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 15.08.84 № 2877 срок действия продлен

до 01.01.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает экстракционно-фотометрический метод определения меди (при массовых долях от 0,01 до 0,10 %), фотометрический метод (при массовых долях от 0,10 до 1,00 %), полярографический метод (при массовых долях от 0,01 до 2,00 %), титриметрический метод (от 1,00 до 4,00 %), гравиметрический метод (при массовых долях от 0,30 до 4,00 %) и атомно-абсорбционный метод (при массовых долях от 0,10 до 4,00 %).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 20560-81.

2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,01 - 0,10 %)

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании в аммиачном растворе (pH 8,5 - 9,0) окрашенного в желтый цвет и экстрагируемого хлороформом комплексного соединения меди (II) с диэтилдитиокарбаматом натрия.

Кремний, вольфрам, ниобий, титан отделяют кислотным гидролизом. Влияние алюминия, молибдена, никеля, хрома, железа и марганца, мешающих определению, устраняют добавлением лимоннокислого аммония и трилона Б.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262-78 и разбавленная 1:1.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N′, N′-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73. Раствор 10 г трилона Б растворяют при слабом нагревании в 100 мл воды и фильтруют.

Хлороформ.

Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864-71, 0,1 и 0,5 %-ный растворы, свежеприготовленные.

Аммоний лимоннокислый, двузамещенный по ГОСТ 3653-78, 25 %-ный раствор. Раствор очищают от примесей тяжелых металлов в виде их диэтилдитиокарбаматов экстракцией хлороформом в делительной воронке вместимостью 500 см³. Для этого к 250 см³ раствора добавляют раствор аммиака до pH 9,0 по универсальному индикатору, 25 см³ 0,5 %-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия, 50 см³ хлороформа и энергично встряхивают в течение 2 мин. Водному и хлороформному слоям дают отстояться. Хлороформный слой отбрасывают.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79 ос. ч.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79.

Медь сернокислая, стандартные растворы А и Б.

Раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20 - 25 см³ азотной кислоты 1:1, добавляют 30 см³ серной кислоты 1:1, выпаривают до выделения ее паров и охлаждают. Осторожно при постоянном перемешивании добавляют 100 см³ воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 1 мг меди.

Раствор Б. 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,1 мг меди.

Индикатор универсальный, бумага.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

Навеску стали в зависимости от массовой доли меди (табл. 1) помещают в стакан или колбу вместимостью 250 - 300 см³, приливают 30 см³ соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Затем, слегка сдвинув часовое стекло, осторожно приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания раствора и избыток 2 - 3 см³. Растворы охлаждают, добавляют 15 см³ серной кислоты, 10 см³ ортофосфорной кислоты (при массовой доле вольфрама в стали более 3 %) и выпаривают раствор до начала выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, осторожно добавляют 25 - 30 см³ воды при перемешивании и нагревают до растворения солей. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 или 100 см³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

Таблица 1

Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента» в колбу вместимостью 100 см³, сполоснув колбу первыми порциями фильтрата.

Аликвотную часть раствора 5 см³ помещают в стакан вместимостью 50 - 100 см³, приливают 10 см³ раствора 25 %-ного лимоннокислого аммония; 10 см³ раствора трилона Б, перемешивают и добавляют раствор аммиака до pH 9 по универсальному индикатору.

Раствор переносят в делительную воронку, доливают воды до объема 60 - 70 см³, прибавляют 5 см³ 0,1 %-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и экстрагируют 10 см³ хлороформа, энергично встряхивая раствор в течение 2 мин. Водному и хлороформному слоям дают отстояться и сливают хлороформный слой в сухую мерную колбу вместимостью 25 см³. К оставшемуся в делительной воронке водному раствору добавляют 5 см³ хлороформа и снова встряхивают его в течение 2 мин. После отстаивания раствора хлороформный слой сливают в ту же колбу, что и после первой экстракции, доливают объем объединенных экстрактов хлороформом до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют сразу после экстракции на спектрофотометре или спектрофотоколориметре при λ = 436 нм или фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания в интервале длин волн от 380 до 430 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм, применяя в качестве раствора сравнения хлороформ. Содержание меди находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

2.2; 2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.1. Построение градуировочного графика

В семь стаканов или колб вместимостью 250 - 300 см³ помещают по 0,5 г карбонильного железа. В шесть стаканов или колб приливают последовательно 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 см³ стандартного раствора Б сернокислой меди, что соответствует 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30 мг меди. Седьмой стакан или колба служит для проведения контрольного анализа. Во все стаканы или колбы приливают по 30 см³ соляной кислоты, стаканы накрывают часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Затем, слегка сдвинув часовые стекла, осторожно приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания растворов и избыток 2 - 3 см³.

Растворы охлаждают, добавляют по 15 см³ серной кислоты, по 5 см³ ортофосфорной кислоты (при массовой доле вольфрама в стали более 3 %) и выпаривают до начала выделения паров серной кислоты. Растворы охлаждают, осторожно добавляют по 25 - 30 см³ воды при перемешивании и нагревают до растворения солей. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см³, охлаждают, доливают до меток водой и перемешивают. Далее анализ продолжают, как указано в п. 2.3, начиная со слов: «Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента»...

Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций меди строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески стали, соответствующая фотометрируемой аликвотной части раствора, мг;

m₁ - масса меди, найденная по градуировочному графику, мг.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,10 - 1,00 %)

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании в аммиачном растворе (pH 8,5 - 9,0) окрашенного в желтый цвет и стабилизируемого желатином комплексного соединения меди (II) с диэтилдитиокарбаматом натрия. Мешающее влияние железа, хрома, никеля, ванадия, молибдена, марганца, алюминия устраняют предварительным отделением меди в виде сульфида серноватистокислым натрием и добавлением лимоннокислого аммония.

Кремний, вольфрам, ниобий, титан отделяют кислотным гидролизом.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр, спектрофотоколориметр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77, разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 14262-78 и разбавленная 1:1, 1:4, 1:50.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Спирт поливиниловый, раствор с массовой долей 0,2 %.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652-69, 20 %-ный раствор.

Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864-71, 0,5 %-ный раствор свежеприготовленный.

Железо карбонильное, особой чистоты.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79.

Медь сернокислая, стандартный раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20 - 25 см³ азотной кислоты 1:1, добавляют 30 см³ серной кислоты 1:1, выпаривают до выделения ее паров и охлаждают. Осторожно при постоянном перемешивании добавляют 100 см³ воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 1 мг меди.

Раствор Б. 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,1 мг меди.

Натрий серноватистокислый, 30 %-ный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Желатин по ГОСТ 11293-78, 0,5 %-ный раствор, свежеприготовленный.

3.3. Проведение анализа

Навеску стали в зависимости от массовой доли меди (табл. 2) помещают в стакан или колбу вместимостью 250 - 300 см³, приливают 50 см³ серной кислоты 1:4, накрывают часовым стеклом, осторожно приливают 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Если сталь не растворяется в серной кислоте, навеску растворяют в 20 см³ соляной и 5 - 10 см³ азотной кислоты, а затем осторожно приливают 15 см³ серной кислоты и 10 см³ ортофосфорной кислоты (последнюю при массовой доле вольфрама в сталях более 3 %) и выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Содержимое стакана или колбы охлаждают, осторожно при перемешивании приливают 80 - 100 см³ воды, нагревают до растворения солей и отфильтровывают осадок кремневой, вольфрамовой, ниобиевой кислоты на фильтр «белая лента». Осадок промывают 7 - 8 раз горячей серной кислотой 1:50, собирая фильтрат и промывную жидкость в стакан вместимостью 300 - 400 см³. Фильтр с осадком отбрасывают.

Таблица 2

К полученному горячему раствору приливают 40 - 50 см³ 30 %-ного раствора серноватистокислого натрия и кипятят до полной коагуляции осадка сернистой меди и серы и просветления раствора.

Раствор с осадком охлаждают, осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 6 - 8 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают и озоляют. Осадок прокаливают при 500 - 550 °С и сплавляют с 2 - 3 г пиросернокислого калия. Плав растворяют в стакане вместимостью 100 см³ в 15 - 20 см³ соляной кислоты 1:1, добавляют 10 - 15 см³ воды. Раствор нагревают до полного растворения плава, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют через два сухих фильтра «белая лента» в сухие колбы, отбрасывая первые порции фильтрата. Аликвотную часть раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, добавляют 15 см³ раствора лимонной кислоты, 10 см³ раствора желатина или 15 см³ раствора поливинилового спирта и 15 см³ раствора аммиака. Раствор перемешивают, добавляют 10 см³ раствора диэтилдитиокарбамата натрия, доливают водой до метки, перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотоколориметре при λ = 453 нм или на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим область пропускания длин волн от 420 до 490 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор контрольного опыта. Массу меди находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

3.2; 3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3.1. Построение градуировочного графика

В восемь стаканов или колб вместимостью 250 - 300 см³ помещают по 0,1 г карбонильного железа. В семь стаканов или колб приливают последовательно 1, 2, 4, 6, 8, 10 и 12 см³ стандартного раствора Б сернокислой меди, что соответствует 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 и 1,2 мг меди. Восьмой стакан или колба служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканы или колбы приливают по 20 см³ соляной кислоты, накрывают часовыми стеклами и растворяют навески при нагревании. Затем, слегка сдвинув часовые стекла, осторожно приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания растворов и избыток по 2 - 3 см³. Растворы охлаждают, добавляют по 10 см³ серной кислоты и по 5 см³ ортофосфорной кислоты (последнюю при массовой доле вольфрама в сталях более 3 %) и выпаривают растворы до начала выделения паров серной кислоты. Далее анализ продолжают, как указано в п. 3.3, начиная со слов: «Содержимое стакана или колбы охлаждают, осторожно при перемешивании приливают 80 - 100 см³ воды, нагревают до растворения солей ...».

Из значения оптической плотности анализируемых растворов вычитают значение оптической плотности контрольного опыта. По найденным величинам оптической плотности и соответствующим им значениям концентраций меди строят градуировочный график.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески стали, соответствующая фотометрируемой аликвотной части раствора, мг;

m₁ - масса меди, найденная по градуировочному графику, мг.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

4. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,01 - 2,00 %)

4.1. Сущность метода

Метод основан на осаждении меди в виде сульфида серноватистокислым натрием и отделении осадка фильтрованием от железа, хрома, никеля, ванадия и ряда других элементов. Анализ заканчивают полярографированием аммиачного комплекса меди при потенциале полуволны (пика), равном - 0,45 В (относительно ртутного анода).

4.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Полярограф электронный.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77 и разбавленная 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84 и разбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262-78 и разбавленная 1:1, 1:4, 1:9 и 1:50.

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

Натрий серноватистокислый, 30 %-ный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Натрий сернистокислый (сульфит натрия) безводный по ГОСТ 429-76.

Желатин по ГОСТ 11293-78, 0,5 %-ный раствор.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79, ос. ч.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79.

Медь сернокислая, стандартные растворы А и Б.

Раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20 - 25 см³ азотной кислоты 1:1, добавляют 30 см³ серной кислоты 1:1, выпаривают до выделения ее паров и охлаждают. Осторожно при постоянном перемешивании добавляют 100 см³ воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора А содержит 1 мг меди.

Раствор Б. 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,1 мг меди.

4.3. Проведение анализа

Навеску стали

0,5 г при массовой доле меди от 0,01 до 0,2 %,

0,2 г    »        »            »       »     св. 0,2  »  1 %,

или   0,1 г    »        »            »       »     »    1     »  2 %

помещают в стакан или колбу вместимостью 200 - 300 см³, приливают 50 см³ серной кислоты 1:4, накрывают часовым стеклом, осторожно приливают 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Если сталь не растворяется в серной кислоте, навеску растворяют в 30 см³ соляной и 10 см³ азотной кислот, а затем осторожно приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают раствор до появления ее паров.

Содержимое стакана или колбы охлаждают, осторожно при перемешивании приливают 80 - 100 см³ воды, нагревают до растворения солей и отфильтровывают осадок кремневой, вольфрамовой, ниобиевой кислот на фильтр «белая лента». Осадок промывают 7 - 8 раз горячей серной кислотой 1:50, собирая фильтрат и промывную жидкость в стакан вместимостью 300 - 400 см³. Фильтр с осадком отбрасывают.

К полученному раствору приливают 40 - 50 см³ горячего 30 %-ного раствора серноватистокислого натрия и кипятят до полной коагуляции осадка сернистой меди и серы и просветления раствора.

Раствор с осадком охлаждают, осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 6 - 8 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают и озоляют; осадок прокаливают при 500 - 550 °С и сплавляют с 2 - 3 г пиросернокислого калия.

Плав выщелачивают в 20 - 25 см³ серной кислоты 1:9 в стакане вместимостью 250 - 300 см³ и выпаривают раствор до объема приблизительно 5 см³. Содержимое стакана переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, добавляют 5 см³ воды, осторожно при перемешивании приливают 25 см³ раствора аммиака, 1 см³ 0,5 %-ного раствора желатина и перемешивают. Добавляют 0,5 г сернистокислого натрия, доливают до метки водой, перемешивают и оставляют стоять в течение 5 - 10 мин.

Часть раствора отфильтровывают в электролизер и полярографируют при напряжении на электродах от -0,3 до -0,6 В.

Массу меди находят по градуировочному графику с учетом поправки контрольного опыта.

4.2; 4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3.1. Построение градуированного графика при массовой доле меди в стали от 0,01 до 0,20 %

В двенадцать стаканов или колб вместимостью 200 - 300 см³ помещают по 0,5 г карбонильного железа. В одиннадцать стаканов или колб приливают последовательно 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 и 10 см³ стандартного раствора Б сернокислой меди, что соответствует 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 и 1 мг меди. Двенадцатый стакан или колба служит для проведения контрольного опыта.

Во все стаканы или колбы приливают по 50 см³ серной кислоты 1:4, накрывают часовыми стеклами, осторожно приливают по 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты.

Далее поступают, как указано в п. 4.3.

Из значения высоты полярографической волны (пика полярограммы) анализируемых растворов вычитают значение высоты полярографической волны (пика полярограммы) контрольного опыта.

По найденным величинам высоты полярографической волны (пика полярограммы) и соответствующим им значениям концентраций меди строят градуировочный график.

4.3.2. Построение градуированного графика при массовой доле меди в стали от 0,2 до 2,00 %

В десять стаканов или колб вместимостью 200 - 300 см³ помещают по 0,2 г карбонильного железа. В девять стаканов или колб приливают последовательно 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20 см³ стандартного раствора Б сернокислой меди, что соответствует 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 и 2,0 мг меди.

Десятый стакан или колба служит для проведения контрольного анализа. Во все стаканы или колбы приливают по 50 см³ серной кислоты 1:4, накрывают часовыми стеклами, осторожно приливают по 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты.

Далее поступают, как указано в п. 4.3.

Из значения высоты полярографической волны (пика полярограммы) анализируемых растворов вычитают значение высоты полярографической волны (пика полярограммы) контрольного опыта.

По найденным величинам высоты полярографической волны (пика полярограммы) и соответствующим им значениям концентраций меди строят градуировочный график.

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса меди, найденная по градуировочному графику, мг;

m - масса навески стали, мг.

4.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных результатов при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

5. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (1,00 - 4,00 %)

5.1. Сущность метода

Медь отделяют от железа, хрома и других элементов осаждением серноватистокислым натрием в виде сульфида меди (I), затем отделяют от ванадия и молибдена осаждением гидроокисью натрия. Медь (II) восстанавливают до меди (I) йодидом калия и титруют выделившийся при этом йод раствором серноватистокислого натрия.

5.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:3.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:9, 1:50.

Натрий серноватистокислый, 30 %-ный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 10 %-ный и 0,5 %-ный растворы.

Аммиак, водный раствор по ГОСТ 3760-79.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75, 80 - 90 %-ный раствор.

Натрий фтористый по ГОСТ 4463-76.

Калий йодистый по ГОСТ 4232-74.

Индикатор универсальный, бумага.

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76, 0,2 %-ный раствор. 0,4 г крахмала размешивают в 50 см³ воды, прибавляют 150 см³ горячей воды, нагревают и кипятят 1 мин.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79.

Медь сернокислая, стандартный раствор. 1 г металлической меди растворяют в 10 - 12 см³ азотной кислоты 1:1 при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, осторожно приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают до появления ее паров. Снова охлаждают раствор, часовое стекло и стенки стакана обмывают водой, вновь выпаривают раствор до появления паров серной кислоты и охлаждают. Приливают 200 - 300 см³ воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ этого раствора содержит 0,001 г меди.

Натрий серноватистокислый no CT СЭВ 223-75, титрованный раствор. 12,4 г серноватистокислого натрия растворяют в 1 дм³, свежепрокипяченной и охлажденной воды и устанавливают массовую концентрацию через 2 - 3 сут. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

Массовая концентрация раствора серноватистокислого натрия устанавливают по стандартному раствору сернокислой меди. 15 - 20 см³ раствора сернокислой меди помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см³ и приливают 40 - 50 см³ воды. К раствору прибавляют по каплям раствор аммиака до появления синей окраски, нагревают до исчезновения запаха аммиака, приливают уксусную кислоту до растворения осадка и еще 5 - 6 см³. Раствор охлаждают, прибавляют 1,5 - 2 г йодистого калия и перемешивают.

Выделившийся йод титруют раствором серноватистокислого натрия до перехода коричневой окраски в светло-желтую. Затем приливают 3 - 5 см³ раствора крахмала и продолжают титрование, прибавляя по каплям раствор серноватистокислого натрия до исчезновения синей окраски.

Массовую концентрацию раствора серноватистокислого натрия (T), выраженную в граммах меди, вычисляют по формуле

где C_ст - содержание меди в 1 см³ стандартного раствора, г;

V - объем стандартного раствора сернокислой меди, взятый для титрования, см³;

V₁ - объем раствора серноватистокислого натрия, израсходованный на титрование, см³.

5.3. Проведение анализа

Навеску стали массой

1 г при массовой доле меди от 1 до 2 % и

0,5 г   »          »           »       »   св. 2  »  4 %

помещают в стакан вместимостью 300 - 400 см³, приливают 50 см³ серной кислоты 1:4, стакан накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Осторожно приливают 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты.

Если навеска не растворяется в серной кислоте, растворение проводят в смеси 30 см³ соляной и 10 см³ азотной кислот. Затем осторожно приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают раствор до появления ее паров.

Содержимое стакана охлаждают, приливают 80 - 100 см³ воды, нагревают до растворения солей и отфильтровывают осадок кремневой (вольфрамовой, ниобиевой) кислоты на фильтр «белая лента». Осадок промывают 7 - 8 раз горячей серной кислотой 1:50, собирая фильтрат и промывную жидкость в стакан вместимостью 300 - 400 см³. Фильтр с осадком отбрасывают.

К полученному раствору приливают 30 - 35 см³ горячего 30 %-ного раствора серноватистокислого натрия и кипятят до полной коагуляции осадка сернистой меди и серы. Затем раствор с осадком охлаждают, осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 6 - 8 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают, озоляют, прокаливают при 500 - 550 °С, сплавляют с 1 - 2 г пиросернокислого калия и растворяют плав в 20 - 25 см³ серной кислоты 1:9 в стакане вместимостью 250 - 300 см³.

Раствор разбавляют водой до 100 см³ и добавляют 10 %-ный раствор гидроокиси натрия до pH 7 - 8 по универсальной индикаторной бумаге. Прибавляют еще 0,3 - 0,5 см³ 10 %-ного раствора гидроокиси натрия, кипятят 3 мин и оставляют на 30 мин в теплом месте.

Осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 5 - 6 раз 0,5 %-ным раствором гидроокиси натрия. Фильтрат и промывную жидкость отбрасывают.

Осадок растворяют в 15 - 25 см³ горячей азотной кислоты 1:3 и промывают фильтр горячей водой, собирая раствор и промывную жидкость в стакан, в котором производилось осаждение.

К раствору приливают 5 см³ серной кислоты 1:1 и выпаривают до появления ее паров. Охлаждают, стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают раствор до появления паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, приливают 50 - 60 см³ воды и нагревают до растворения солей.

К сернокислому раствору прибавляют по каплям раствор аммиака до появления синей окраски, нагревают до исчезновения запаха аммиака, приливают уксусную кислоту до растворения осадка и еще 5 - 6 см³. Раствор охлаждают, прибавляют 0,3 г фтористого натрия и 1,5 - 2 г йодистого калия, перемешивая раствор после прибавления каждого реактива. Стакан накрывают часовым стеклом и оставляют в темном месте на 3 - 5 мин.

Выделившийся йод титруют раствором серноватистокислого натрия до перехода коричневой окраски раствора в светло-желтую. Затем приливают 3 - 5 см³ раствора крахмала и продолжают титрование, прибавляя по каплям раствор серноватистокислого натрия до исчезновения синей окраски.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем раствора серноватистокислого натрия, израсходованный на титрование, см³;

T - массовая концентрация раствора серноватистокислого натрия, выраженная в граммах меди;

m - масса навески, г.

5.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,30 - 4,00 %)

6.1. Сущность метода

Метод основан на электролитическом выделении меди из слабокислого раствора. Медь предварительно отделяют от железа, хрома и других элементов осаждением серноватистокислым натрием. В присутствии молибдена медь дополнительно отделяют щелочью.

6.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Электроды сетчатые платиновые.

Реостат 1400 Ом, 0,25 А.

Вольтметр.

Амперметр.

Электромешалка 200 - 300 об/мин.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:1, 1:3.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1, 1:9, 1:50.

Натрий серноватистокислый, 30 %-ный раствор.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 10 %-ный и 0,5 %-ный растворы.

Спирт этиловый по ГОСТ 5962-67.

Индикатор универсальный, бумага.

6.3. Проведение анализа

Навеску стали

2 г при массовой доле меди от  0,3   до    1 %,

1 г   »        »            »       »     св.  1       »    2 %,

0,5 г  »       »            »       »      »   2       »    4 %

помещают в стакан вместимостью 200 - 300 см³, приливают 50 см³ серной кислоты 1:4, стакан накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески. Затем, слегка сдвинув часовое стекло, осторожно приливают 3 - 5 см³ азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты.

Если сталь не растворяется в серной кислоте 1:4, то навеску растворяют в 30 см³ соляной кислоты и 10 см³ азотной кислоты, осторожно приливают 10 см³ серной кислоты и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты.

Содержимое стакана охлаждают, приливают 80 - 100 см³ воды, нагревают до растворения солей и отфильтровывают осадок кремневой (вольфрамовой, ниобиевой) кислоты на фильтр «белая лента». Осадок промывают 7 - 8 раз горячей серной кислотой 1:50, собирая фильтрат и промывную жидкость в стакан вместимостью 300 - 400 см³.

Фильтр с осадком отбрасывают, а к полученному раствору приливают 30 - 35 см³ горячего 30 %-ного раствора серноватистокислого натрия и кипятят до полной коагуляции осадка сернистой меди и серы. Затем раствор с осадком оставляют на 5 - 10 мин, осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента» и промывают 6 - 8 раз горячей водой. Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают, озоляют, прокаливают при 500 - 550 °С, сплавляют с 1 - 2 г пиросернокислого калия и растворяют плав в 20 - 25 см³ серной кислоты 1:9 в стакане вместимостью 250 - 300 см³.

Раствор разбавляют водой до 100 см³, нейтрализуют по универсальному индикатору 10 %-ным раствором гидроокиси натрия pH 7 - 8, прибавляют его избыток (0,3 - 0,5 см³), кипятят 2 - 3 мин и оставляют на 30 мин в теплом месте. Затем осадок отфильтровывают на фильтр «белая лента», промывают 5 - 6 раз 0,5 %-ным раствором гидроокиси натрия, фильтрат и промывную жидкость отбрасывают.

Осадок растворяют в 12 - 15 см³ горячей азотной кислоты 1:3 и промывают фильтр 7 - 8 раз горячей водой, собирая раствор и промывную жидкость в стакан, в котором производилось осаждение. К раствору приливают 4 - 5 см³ серной кислоты 1:1 и разбавляют водой до 150 - 170 см³.

Электроды промывают азотной кислотой 1:1, водой, затем катод промывают спиртом, высушивают при 95 - 100 °С, охлаждают и взвешивают. Подготовленные электроды опускают в стакан с раствором и раствор подвергают электролизу при силе тока в 1 А и напряжении 2 - 2,5 В в течение 30 мин при постоянном перемешивании раствора.

Полноту выделения меди проверяют, погружая чистую поверхность катода на 3 - 4 мм в электролит или приливая в стакан с испытуемым раствором 15 - 20 см³ воды. Если на вновь погруженной поверхности катода по истечении 5 мин не появится налет меди, электролиз считают законченным. Не прерывая тока, промывают катод водой, затем выключают ток, отсоединяют катод от клеммы, промывают его этиловым спиртом, высушивают при 95 - 100 °С в течение 1 - 2 мин, охлаждают и взвешивают.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески, г;

m₁ - масса электрода с осадком меди, г;

m₂ - масса электрода без осадка меди, г;

m₃ - масса электрода с осадком, полученная в контрольном опыте, г;

m₄ - масса электрода без осадка в контрольном опыте, г.

6.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними из трех параллельных определений при доверительной вероятности 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

7. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (0,10 - 4,00 %)

7.1. Сущность метода

Метод основан на измерении степени поглощения резонансного излучения свободными атомами меди, образующимися в результате распыления анализируемого раствора в пламени воздух - ацетилен.

Навеску образца растворяют в смеси соляной и азотной кислот, выпаривают раствор досуха, сухой остаток растворяют в соляной кислоте. После соответствующего разбавления часть раствора используют для определения меди атомно-абсорбционным методом.

7.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.

Лампа с полым катодом для определения меди.

Баллон с ацетиленом.

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, или баллон со сжатым воздухом.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79.

Медь азотнокислая, стандартные растворы А и Б.

Раствор А. 1 г металлической меди растворяют при нагревании в 20 см³ азотной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 1 мг меди.

Раствор Б. 10 см³ раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора Б содержит 0,1 мг меди.

Подготовка прибора

Подготовку прибора производят в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 324,7 нм. После включения подачи газа и зажигания горелки распыляют воду и устанавливают нуль прибора.

7.3. Проведение анализа

Навеску стали 0,1 г помещают в стакан вместимостью 100 см³, приливают 8 см³ соляной и 2 см³ азотной кислот и нагревают до растворения навески. Раствор выпаривают досуха и сухой остаток растворяют в 4 см³ соляной кислоты. Приливают 20 - 30 см³ воды, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Полученный раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента» в коническую сухую колбу, сполоснув ее первыми порциями фильтрата. При содержании меди свыше 1 % раствор разбавляют так, чтобы содержание ее составляло не более 0,01 мг/мл, а содержание соляной кислоты - 4 см³ в 100 см³.

Проводят контрольный опыт. Распыляют раствор контрольного опыта и раствор пробы до получения стабильных результатов для каждого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду до получения нулевого показателя прибора.

Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 см³ помещают 1, 3, 5, 7, 9 и 11 см³ стандартного раствора Б азотнокислой меди, что соответствует 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 и 1,1 мг меди. Прибавляют по 4 см³ соляной кислоты, разбавляют до метки водой и перемешивают.

Для приготовления нулевого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 4 см³ соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

Растворы распыляют в порядке увеличения абсорбции, начиная с нулевого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду.

Из среднего значения оптической плотности каждого раствора вычитают среднее значение оптической плотности нулевого раствора.

По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им концентрациям меди строят градуировочный график.

7.4. Обработка результатов

Подсчитывают среднее значение оптической плотности раствора контрольного опыта и вычитают это значение из среднего значения оптической плотности испытуемых растворов. По градуировочному графику находят массу меди в миллиграммах в испытуемом растворе.

7.3; 7.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

7.4.1. Массовую долю меди (X) в процентах вычисляют по формуле

где m - масса навески, соответствующая фотометрируемой аликвотной части раствора, мг;

m₁ - масса меди, найденная по градуировочному графику, мг.

7.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между крайними результатами трех параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

СОДЕРЖАНИЕ