СТАЛЬ УГЛЕРОДИСТАЯ
И ЧУГУН НЕЛЕГИРОВАННЫЙ

Методы определения меди

ГОСТ 22536.8-87

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

Срок действия c 01.01.88

до 01.01.98

Несоблюдениестандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает экстракционно-фотометрический(при массовой доле меди 0,01-0,10 %), фотометрический (при массовой доле меди0,10-0,50 %) и атомно-абсорбционный (при массовой доле меди 0,01-0,50 %) методыопределения меди в углеродистой стали и нелегированном чугуне.

Метод определения меди в виде аммиачного комплекса приведенв рекомендуемом приложении.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 22536.0-87 .

2. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании в аммиачном раствореокрашенного в желтый цвет комплексного соединения меди с диэтил-дитиокарбаматомнатрия, экстрагировании его хлороформом или четыреххлористым углеродом иизмерении светопоглощения полученного экстракта при длине волны 436 нм.

2.2. Аппаратураи реактивы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-78 иразбавленная 1:1.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 или ГОСТ 14262-78,разбавленная 1:1 и 1:4.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N¢, N¢-тетрауксусной кислоты,2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм³.

Хлороформ по ГОСТ 20015-88 или четыреххлористый углерод поГОСТ 20288-74.

Диэтилдитиокарбамат натрия по ГОСТ 8864-71,свежеприготовленные растворы с массовой концентрацией 1 и 5 г/дм³.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Аммоний лимоннокислый двузамещенный по ГОСТ 3653-78, растворс массовой концентрацией 250 г/дм³; готовят следующим образом: 250см³ раствора помещают в делительную воронку вместимостью 500 см³добавляют аммиак до рН 9 по универсальному индикатору, 25 см³раствора диэтилдитиокарбамата натрия с массовой концентрацией 5 г/дм³,50 см³ хлороформа и энергично встряхивают в течение 2 мин. Водному ихлороформному слоям дают отстояться, хлороформный слой отбрасывают.

Индикатор универсальный, бумага.

Медь металлическая по ГОСТ 546-88, ос.ч.

Медь сернокислая, стандартные растворы.

Раствор А: 1 г металлической меди растворяют при нагреваниив 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1. После растворениянавески прибавляют 30 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, ивыпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Раствор охлаждают, стенкистакана смывают водой, приливают 70-80 см³ воды и растворяют солипри нагревании. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³,доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,001 г меди.

Раствор Б: 10 см³ стандартного раствора Апомещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают до меткиводой и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 0,0001 г меди.

(Измененная редакция,Изм. № 1).

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску стали или чугуна массой 0,5 г(при массовой доле меди от 0,01 до 0,04 %) и 0,25 г (при массовой доле меди от0,04 до 0,1 %) помещают в стакан вместимостью 250 см³ и растворяют в30 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, при умеренном нагревании,накрыв стакан часовым стеклом. После растворения прибавляют по каплям азотнуюкислоту до прекращения вспенивания раствора, кипятят до полного его осветления,затем выпаривают до появления паров серной кислоты и охлаждают. Соли растворяютв 50-60 см³ воды при нагревании, обмывая часовое стекло и стенкистакана, переносят охлажденный раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³,доливают до метки водой и перемешивают. Часть раствора отфильтровывают черезсухой фильтр в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.

(Измененная редакция,Изм. № 1).

Аликвотную часть, равную 10 см³, помещают встакан вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ растворалимоннокислого аммония, 10 см³ раствора трилона Б, перемешивают идобавляют аммиак до рН 9 по универсальной индикаторной бумаге.

Раствор переводят в делительную воронку вместимостью 100 см³,обмывая стенки стакана водой, прибавляют 5 см³ растворадиэтилдитиокарбамата натрия с массовой концентрацией 1 г/дм³,перемешивают и прибавляют 10 см³ хлороформа (или четыреххлористогоуглерода). Раствор в делительной воронке энергично встряхивают в течение 2 мин.Водному и хлороформному слоям дают отстояться и после разделения сливают нижнийхлороформный слой в сухую мерную колбу вместимостью 25 см³, фильтруячерез вату. К оставшемуся в делительной воронке водному раствору добавляют 5 см³хлороформа и повторяют экстрагирование, сливая хлороформный слой в ту же колбу.Объем раствора в колбе доливают хлороформом (или четыреххлористым углеродом) дометки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют сразу послеэкстрагирования на фотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимумпропускания в интервале 400-450 нм, или спектрофотометре при длине волны 436нм. В качестве раствора сравнения применяют хлороформ. Толщину поглощающегослоя кюветы выбирают таким образом, чтобы получить оптимальное значениеоптической плотности.

Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опытна загрязнение реактивов.

Из значения оптической плотности каждого анализируемогораствора вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

Массу меди находят по градуировочному графику или методомсравнения со стандартным образцом.

2.3.2. Построениеградуировочного графика

В семь стаканов вместимостью по 250 см³ помещаютнавески карбонильного железа, соответствующие навеске пробы. В шесть из нихприливают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см³ стандартного раствора Б, чтосоответствует 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,00020; 0,00025; 0,00030 г меди.Седьмой стакан служит для проведения контрольного опыта. Во все стаканыприливают по 30 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, и далеепоступают, как указано в п. 2.3.1.

(Измененная редакция,Изм. № 1).

По найденным значениям оптической плотности исоответствующим им значениям массы меди строят градуировочный график.

Допускается построение градуировочного графика вкоординатах: оптическая плотность - массовая доля меди.

2.4. Обработкарезультатов

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

,

гдеm₁- масса меди в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, г.

2.4.2. Нормыточности и нормативы контроля точности массовой доли меди приведены в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в желтый цветкомплексного соединения меди с диэтилдитиокарбаматом натрия в аммиачной среде (рН8,5-9,0) и измерении светопоглощения полученного комплекса при длине волны 453нм.

3.2. Аппаратураи реактивы

Аппаратура и реактивы - по п. 2.2 с дополнениями:

кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-78,разбавленная 1:3;

натрий пирофосфорнокислый по ГОСТ 342-77, раствор с массовойконцентрацией 50 г/дм³;

желатин пищевой по ГОСТ 11293-78, свежеприготовленныйраствор с массовой концентрацией 5 г/дм³: 0,5 г желатина заливают100 см³ воды и оставляют на 2 ч. Затем раствор нагревают припомешивании до полного растворения навески;

спирт поливиниловый по нормативно-технической документации,водный раствор с массовой концентрацией 2 г/дм³.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску стали или чугуна массой 0,25 гпомещают в стакан вместимостью 100 см³, приливают 20 см³азотной кислоты, разбавленной 1:3, и растворяют при нагревании. Послерастворения приливают 5 см³ соляной кислоты и раствор выпариваютдосуха. Сухой остаток смачивают 15 см³ соляной кислоты, приливают 10см³ воды и нагревают до полного растворения солей. Охлажденныйраствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают дометки водой и перемешивают. При анализе чугунов или в случае выпадения в осадоккремневой кислоты раствор фильтруют через сухой фильтр «белая лента»,отбрасывая первые порции фильтрата.

В две мерные колбы вместимостью 100 см³ помещаюталиквотные части раствора по 10 см³, приливают в каждую колбу 20 см³воды, 20 см³ раствора пирофосфорнокислого натрия, 10 см³аммиака. Растворы перемешивают, охлаждают, затем приливают по 10 см³желатина или поливинилового спирта и в одну колбу 10 см³ растворадиэтилдитиокарбамата натрия с массовой концентрацией 5 г/дм³.Растворы доливают до метки водой и перемешивают. Если сталь или чугун содержатникель в количестве 0,3-0,5 %, перед добавлением раствора диэтилдитиокарбаматанатрия в каждую мерную колбу приливают по 5 см³ раствора трилона Б.

Оптическую плотность раствора измеряют через 5 мин нафотоэлектроколориметре со светофильтром, имеющим максимум пропускания винтервале 400-480 нм или на спектрофотометре при длине волны 453 нм. В качествераствора сравнения применяют раствор, приготовленный без добавлениядиэтилдитиокарбамата натрия. Толщину поглощающего слоя кюветы выбирают такимобразом, чтобы получить оптимальное значение оптической плотности.

Одновременно с выполнением анализа проводят контрольный опытна загрязнение реактивов.

Из значения оптической плотности каждого анализируемогораствора вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

Массу меди находят по градуировочному графику или методомсравнения со стандартным образцом.

3.3.2. Построениеградуировочного графика

В шесть стаканов вместимостью по 100 см³ помещаютпо 0,25 г карбонильного железа, в пять из них приливают стандартный раствор Б вколичестве 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 см³, что соответствует 0,00025;0,00050; 0,00075; 0,00100; 0,00125 г меди. Шестой стакан служит для проведенияконтрольного опыта. Во все стаканы приливают по 30 см³ азотнойкислоты, разбавленной 1:3, и далее поступают, как указано в п. 3.3.1.

По найденным значениям оптической плотности исоответствующим им значениям массы меди строят градуировочный график.Допускается построение градуировочного графика в координатах: оптическаяплотность - массовая доля меди.

3.4. Обработкарезультатов

3.4.1. Массовую долю меди (Х₁) в процентах вычисляют по формуле

,

гдеm₁- масса меди в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, г.

3.4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовойдоли меди приведены в таблице.

(Измененная редакция,Изм. № 1).

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода

Метод основан на измерении степени поглощения резонансногоизлучения свободными атомами меди, образующимися в результате распыленияанализируемого раствора в пламени воздух - ацетилен.

4.2. Аппаратураи реактивы

Атомно-абсорбционный пламенный спектрофотометр.

Лампа с полым катодом для определения меди.

Компрессор, обеспечивающий подачу сжатого воздуха, илибаллон со сжатым воздухом.

Ацетилен по ГОСТ5457-75.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 или ГОСТ 14261-77.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84 иразбавленная 1:1.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Медь металлическая по ГОСТ 546-79, ос.ч.

Медь азотнокислая, стандартные растворы:

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

1 см³ раствора А содержит 0,001 г меди.

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

1 см³ раствора Б содержит 0,0001 г меди.

4.3. Подготовка к анализу

Прибор готовят в соответствии с прилагаемой инструкцией.Настраивают спектрофотометр на резонансную линию 324,7 нм. После включенияподачи газа и зажигания горелки распыляют воду и устанавливают нулевоепоказание прибора.

4.4. Проведение анализа

4.4.1. Навеску стали или чугуна массой 1 гпомещают в стакан вместимостью 100 см³ и растворяют в 15 см³соляной кислоты и 5 см³ азотной кислоты. Раствор выпаривают досуха,охлаждают, добавляют 4 см³ соляной кислоты, 20-30 см³воды и нагревают до растворения солей. Охлажденный раствор переносят в мернуюколбу вместимостью 100 см³, доливают до метки водой и перемешивают.При анализе чугунов или в случае выпадения в осадок кремневой кислоты растворфильтруют через сухой фильтр «белая лента», отбрасывая первые порции фильтрата.

При массовой доле меди до 0,10 % определение меди проводятнепосредственно из полученного раствора. При массовой доле меди свыше 0,10 %отбирают аликвотную часть раствора, равную 20 см³, помещают в мернуюколбу вместимостью 100 см³, приливают 4 см³ солянойкислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Для приготовления нулевогораствора в мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 4 см³соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Одновременно в тех жеусловиях готовят раствор контрольного опыта, для чего 1 г карбонильного железа помещаютв стакан вместимостью 100 см³ и проводят через все стадии анализа.

Растворы распыляют в порядке увеличения абсорбции, начиная снулевого раствора. Перед распылением каждого раствора распыляют воду дляпромывания системы и проверки нулевой точки.

Из значения оптической плотности каждого анализируемогораствора вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

Массу меди находят по градуировочному графику.

4.4.2. Построениеградуировочного графика

В шесть мерных колб вместимостью по 100 см³помещают 1,0; 3,0; 5,0; 6,0; 7,0; 10,0 см³ стандартного раствора Б,что соответствует 0,0001; 0,0003; 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0010 г меди.Седьмая колба служит для проведения контрольного опыта. Во все колбы приливаютпо 4 см³ соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.Далее поступают, как указано в п. 4.4.1.

По найденным значениям оптической плотности исоответствующим им значениям массы меди строят градуировочный график.

4.5. Обработка результатов

4.5.1. Массовую долю меди (Х₂) в процентах вычисляют по формуле

,

гдеm₁- масса меди в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г.

m - масса навески, соответствующая аликвотнойчасти раствора, г.

4.5.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовойдоли меди приведены в таблице.

(Измененная редакция,Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ В ВИДЕАММИАЧНОГО КОМПЛЕКСА ПРИ МАССОВОЙ ДОЛЕ 0,10-0,50 %

1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в синий цветкомплексного соединения меди с аммиаком (l_мах = 675 нм).

2.Аппаратура и реактивы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77 или ГОСТ 11125-84,разбавленная 1:2.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75 и раствор с массовойконцентрацией 150 г/дм³.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Медь металлическая особой чистоты по ГОСТ 546-79.

Стандартный раствор сернокислой меди: 1 г металлической медирастворяют при нагревании в 25-30 см³ азотной кислоты, разбавленной1:1, прибавляют 25 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, ивыпаривают раствор до появления паров серной кислоты. После охлаждения солирастворяют в воде, переводят раствор в мерную колбу вместимостью 1 дм³,доливают до метки водой и перемешивают.

1 см³ раствор содержит 0,001 г меди.

3. Проведение анализа

3.1. Навеску стали или чугуна массой 1 г помещают вконическую колбу вместимостью 100 см³, растворяют при нагревании в30 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:2, и кипятят раствор дополного удаления окислов азота. К горячему раствору приливают 10 см³раствора надсернокислого аммония и кипятят 3 мин. В случае присутствия хрома иникеля добавляют сухой надсернокислый аммоний в количестве 3-5 г.

Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100см³ и осторожно прибавляют небольшими порциями при постоянномперемешивании 40 см³ аммиака.

Содержимое колбы охлаждают, разбавляют водой до метки итщательно перемешивают.

Дают отстояться основной массе осадка и фильтруют растворчерез сухой фильтр «белая лента» в сухую колбу. Первые порции фильтратаотбрасывают. Оптическую плотность раствора измеряют на фотоэлектроколориметресо светофильтром, имеющим максимум пропускания в интервале 650-700 нм или наспектрофотометре при длине волны 675 нм. В качестве раствора сравненияприменяют воду. Толщину поглощающего слоя кюветы выбирают таким образом, чтобыполучить оптимальное значение оптической плотности. Одновременно с выполнениеманализа проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов.

Из значения оптической плотности каждого анализируемогораствора вычитают значение оптической плотности контрольного опыта.

Массу меди находят по градуировочному графику или методомсравнения со стандартным образцом.

3.2. Построениеградуировочного графика

В шесть конических колб вместимостью по 100 см³помещают по 1 г карбонильного железа, в пять из них прибавляют 1,0; 2,0; 3,0;4,0; 5,0 см³ стандартного раствора, что соответствует 0,001; 0,002;0,003; 0,004; 0,005 г меди. Шестая колба служит для проведения контрольногоопыта. Приливают в колбы по 30 см³ азотной кислоты, разбавленной1:2, и поступают, как указано выше. В качестве раствора сравнения применяютводу. По найденным значениям оптической плотности и соответствующим имзначениям массы меди строят градуировочный график. Допускается построениеградуировочного графика в координатах: оптическая плотность - массовая долямеди.

4. Обработкарезультатов

4.1. Массовую долю меди (Х₃)в процентах вычисляют по формуле

,

гдеm₁- масса меди в анализируемой пробе, найденная по градуировочному графику, г;

m - масса навески, г.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности массовойдоли меди приведены в таблице.

(Измененная редакция, Изм.№ 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕДАННЫЕ

1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Д.К. Нестеров,канд. техн. наук; С.И. Рудюк, канд.техн. наук; Н.Н. Гриценко, канд.хим. наук, (руководитель темы); В.Ф.Коваленко, канд. техн. наук; С.В.Спирина канд. хим. наук (руководитель темы); О.М. Киржнер

2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР постандартам от 20.02.87 № 301

3. ВЗАМЕН ГОСТ 22536.8-77

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ