ГОСТ 13047.3-2002 Никель. Кобальт. Методы определения кобальта в кобальте 4

ГОСТ 13047.3-2002

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения кобальта в кобальте

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 «Никель» и МТК 502 «Кобальт», АО «Институт Гипроникель»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 21 от 30 мая 2002 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. № 334-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.3-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 741.1-80, кроме раздела 1

(Поправка, ИУС № 7 2004 г.).

СОДЕРЖАНИЕ

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения кобальта в кобальте

Дата введения 2003-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает электрогравиметрический (при массовой доле до 98,8 %) и расчетный (при массовой доле свыше 98,8 %) методы определения кобальта в кобальте по ГОСТ 123.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 123-98 Кобальт. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3769-78 Аммоний сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 5841-74 Гидразин сернокислый

ГОСТ 6563-75 Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 8776-99 Кобальт. Методы химико-атомно-эмиссионного спектрального анализа

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2002 Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 13047.5-2002 Никель. Кобальт. Методы определения никеля в кобальте

ГОСТ 13047.6-2002 Никель. Кобальт. Методы определения углерода

ГОСТ 13047.7-2002 Никель. Кобальт. Методы определения серы

ГОСТ 13047.8-2002 Никель. Кобальт. Метод определения кремния

ГОСТ 13047.9-2002 Никель. Кобальт. Метод определения фосфора

ГОСТ 13047.10-2002 Никель. Кобальт. Методы определения меди

ГОСТ 13047.11-2002 Никель. Кобальт. Метод определения цинка

ГОСТ 13047.12-2002 Никель. Кобальт. Методы определения сурьмы

ГОСТ 13047.13-2002 Никель. Кобальт. Методы определения свинца

ГОСТ 13047.14-2002 Никель. Кобальт. Методы определения висмута

ГОСТ 13047.15-2002 Никель. Кобальт. Метод определения олова

ГОСТ 13047.16-2002 Никель. Кобальт. Методы определения кадмия

ГОСТ 13047.17-2002 Никель. Кобальт. Методы определения железа

ГОСТ 13047.18-2002 Никель. Кобальт. Методы определения мышьяка

ГОСТ 13047.19-2002 Никель. Кобальт. Метод определения алюминия

ГОСТ 13047.20-2002 Никель. Кобальт. Метод определения магния

ГОСТ 13047.21-2002 Никель. Кобальт. Методы определения марганца

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 24147-80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

3 Общие требования и требования безопасности

Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении работ - по ГОСТ 13047.1.

4 Электрогравиметрический метод

4.1 Метод анализа

Метод основан на взвешивании массы кобальта, никеля, меди и цинка, выделяемой электролизом на платиновом катоде из аммиачной среды, и определении остаточной массы кобальта в растворе после электролиза спектрофотометрическим или атомно-абсорбционным методом. Массовые доли никеля, меди и цинка определяют по ГОСТ 13047.5, ГОСТ 13047.10, ГОСТ 13047.11 или по ГОСТ 8776 и учитывают при обработке результатов.

Спектрофотометрический метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 500 нм комплексного соединения кобальта с нитрозо-Р-солью.

Атомно-абсорбционный метод основан на измерении поглощения при длине волны 240,7 нм резонансного излучения атомами кобальта, образующимися в результате атомизации при введении раствора пробы в пламя ацетилен-воздух.

4.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Установка для электролиза с амперметром, вольтметром, реостатом, обеспечивающая проведение электролиза при перемешивании при силе тока 3 - 4 А и напряжении 2 - 3 В.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр, обеспечивающий проведение измерений в пламени ацетилен-воздух.

Лампа с полным катодом для возбуждения спектральной линии кобальта.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин волн 490 - 540 нм.

Электроды платиновые сетчатые по ГОСТ 6563.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1.

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

Аммиак водный по ГОСТ 3760 или по ГОСТ 24147, разбавленный 1:9.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Гидразин сернокислый по ГОСТ 5841.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199, раствор массовой концентрации 0,5 г/см³.

Нитрозо-Р-соль по [1], раствор массовой концентрации 0,001 г/см³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Универсальная индикаторная бумага по [2].

Фильтры обеззоленные по [3] или другие средней плотности.

Кобальт по ГОСТ 123.

Растворы кобальта известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации кобальта 0,001 г/см³: в стакан или колбу вместимостью 250 см³ помещают навеску кобальта массой 1,0000 г, приливают 25 - 30 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят раствор 3 - 5 мин, приливают 20 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, к остатку приливают 80 - 100 см³ воды, растворяют соли при нагревании, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации кобальта 0,0001 г/см³: в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 10 см³ раствора А, приливают 10 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, доливают до метки водой.

Раствор В массовой концентрации кобальта 0,00001 г/см³: в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают 10 см³ раствора Б, приливают 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:9, доливают до метки водой.

4.3 Подготовка к анализу

4.3.1 Для построения градуировочного графика при определении массы кобальта спектрофотометрическим методом в мерные колбы вместимостью 100 см³ отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см³ раствора В, доливают водой до 15 см³, прибавляют 1 - 2 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, приливают 5 см³ уксуснокислого натрия и далее поступают, как указано в 4.4.4.

Масса кобальта в растворах для градуировочного графика составляет 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,00010 г.

По значениям светопоглощения и соответствующим им массам кобальта строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения раствора, подготовленного без введения раствора кобальта.

4.3.2 Для градуировочного графика при определении массы кобальта атомно-абсорбционным методом в мерные колбы вместимостью 250 см³ отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см³ раствора Б, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 4.4.5.

Масса кобальта в растворах для градуировки составляет 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,0010 г.

4.4 Проведение анализа

4.4.1 В стакан или колбу вместимостью 250 см³ помещают навеску пробы массой 1,000 г, приливают 15 - 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят раствор 2 - 3 мин, охлаждают, приливают 15 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают раствор до паров серной кислоты, охлаждают.

К остатку приливают 50 - 60 см³ воды, добавляют 3 - 4 г сернокислого аммония и растворяют соли при нагревании. К раствору приливают при перемешивании аммиак до появления его запаха и дают 80 см³ избыток.

Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 25 - 30 мин. Осадок отфильтровывают на фильтр (красная или белая лента), собирая фильтрат в стакан вместимостью 250 см³, фильтр промывают 2 - 3 раза аммиаком, разбавленным 1:9, фильтрат используют, как указано в 4.4.2.

Осадок на фильтре растворяют в 10 - 15 см³ горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр промывают 3 - 4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение. К раствору приливают 10 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, приливают 20 - 30 см³ воды и растворяют соли при нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³ и используют, как указано в 4.4.3.

4.4.2 К фильтрату прибавляют 2,0 г гидразина, доливают водой до объема 200 см³ и проводят электролиз в течение 1 - 1,5 ч при перемешивании раствора, используя предварительно взвешенные платиновые электроды, при силе тока 3 - 4 А и напряжении 2 - 3 В. После обесцвечивания раствора стенки стакана и выступающие части электродов обмывают водой, приливают 15 - 20 см³ воды и продолжают электролиз 10 - 15 мин. Электроды вынимают из раствора, промывают водой, выключают ток. Электроды промывают этиловым спиртом, высушивают при температуре 95 - 105 °С в течение 15 - 20 мин, охлаждают и взвешивают.

4.4.3 Раствор после проведения электролиза выпаривают до объема 40 - 50 см³ и приливают серную кислоту, разбавленную 1:1, до рН 1 - 2 по универсальной индикаторной бумаге. Присоединяют раствор к раствору в мерной колбе вместимостью 250 см³, доливают до метки водой и определяют в растворе массу кобальта спектрофотометрическим методом, как указано в 4.4.4, или атомно-абсорбционным методом, как указано в 4.4.5.

4.4.4 При использовании спектрофотометрического метода в мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают аликвотную часть раствора, подготовленного по 4.4.3, добавляют аммиак до появления осадка гидроксида железа и растворяют его в 2 - 3 каплях серной кислоты, разбавленной 1:1.

К раствору приливают 5 см³ уксуснокислого натрия, кипятят 2 - 3 мин, приливают 10 см³ раствора нитрозо-Р-соли, кипятят 2 - 3 мин, приливают 10 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, кипятят 1 мин. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой.

Через 5 - 7 мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 500 нм или на фотоэлектроколориметре в области длин волн 490 - 540 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор градуировочного графика, подготовленный без введения раствора кобальта.

Массу кобальта в растворе пробы находят по градуировочному графику, построенному по 4.3.1, с учетом коэффициента разбавления раствора.

4.4.5 При использовании атомно-абсорбционного метода определения измеряют абсорбцию раствора пробы по 4.4.3 и растворов для градуировочного графика по 4.3.2 при длине волны 240,7 нм, ширине щели не более 1,0 нм не менее двух раз, последовательно вводя их в пламя, промывают систему водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика.

По значениям абсорбции растворов для градуировки и соответствующим им массам кобальта строят градуировочный график.

По значению абсорбции раствора пробы находят массу кобальта по градуировочному графику.

4.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю кобальта X, %, вычисляют по формуле

                     (1)

где М₁ - масса катода после электролиза, г;

М₂ - масса катода до электролиза, г;

М₃ - масса анода до электролиза, г;

М₄ - масса анода после электролиза, г;

М₅ - масса кобальта в растворе пробы, г;

М - масса навески пробы, г;

Х₁ - массовая доля никеля в пробе, %;

Х₂ - массовая доля меди в пробе, %;

Х₃ - массовая доля цинка в пробе, %.

4.6 Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Погрешность метода анализа А составляет 0,3 %. Нормативы контроля: допускаемые расхождения результатов двух или трех параллельных определений d₂ или d₃ соответственно составляют 0,2 % и 0,3 %; допускаемые расхождения двух результатов анализа D составляют 0,4 %.

5 Расчетный метод

При массовой доле кобальта свыше 98,8 % массовую долю кобальта определяют расчетным методом. Для этого находят сумму массовых долей примесей, нормируемых в ГОСТ 123, а также кремния и алюминия, определенных по ГОСТ 13047.5 - ГОСТ 13047.21 или по ГОСТ 8776, взятых без округления, и вычитают ее из 100 %.

Округление разности проводят до числа значащих цифр, указанных в таблицах химического состава в ГОСТ 123.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

Библиография

[1] ТУ 6-09-5320-86 Нитрозо-Р-соль

[2] ТУ 6-09-1181-89 Бумага индикаторная универсальная для определения рН 1 - 10 и 7 - 14

[3] ТУ 6-09-1678-95^* Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты)

^* Действует на территории Российской Федерации.