СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1991 года № ГОСТ 12697.13-90

ГОСТ 12697.13-90 Алюминий. Методы определения галлия

Принят
Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
10 декабря 1990 года
Разработан
Министерством металлургии СССР
01 июля 1991 года
    ГОСТ 12697.13-90
    Группа В59
    МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
    АЛЮМИНИЙ
    Методы определения галлия
    Aluminium. Methods for the determination of gallium
    МКС 77.120.10
    ОКСТУ 1709
    Дата введения 1991-07-01
    ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
    1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР РАЗРАБОТЧИКИ
    Т.И.Жилина, Н.А.Пономарева, И.М.Козловская
    2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 10.12.90 N 3085
    3.Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6737-89
    4.ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
    5.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
    Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта
    ГОСТ 2603-79 3.2
    ГОСТ 3118-77 2.2, 3.2
    ГОСТ 4038-79 2.2, 3.2
    ГОСТ 4166-76 2.2
    ГОСТ 4461-77 3.2
    ГОСТ 5457-75 3.2
    ГОСТ 5955-75 2.2
    ГОСТ 10929-76 3.2
    ГОСТ 11069-2001 3.2
    ГОСТ 12697.1-77 Разд.1
    ГОСТ 12797-77 2.2, 3.2
    ГОСТ 17746-96 2.2

    6.ПЕРЕИЗДАНИЕ
    Настоящий стандарт устанавливает методы определения галлия в алюминии: фотометрический при массовой доле галлия от 0,001 до 0,1% и атомно-абсорбционный при массовой доле галлия от 0,01 до 0,1%.
    якорь
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 12697.1.
    якорь
    2.ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
    2.1.Сущность метода
    Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте, образовании сине-зеленого ионного ассоциата галлия с малахитовым зеленым в солянокислой среде с концентрацией 6,0-6,5 моль/дм, экстракции ионного ассоциата бензолом и последующем измерении оптической плотности раствора при длине волны 635 нм.
    2.2.Аппаратура, реактивы и растворы
    Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК или спектрофотометр типа СФ-16, СФ-26 или аналогичного типа.
    Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1 и 1:3.
    Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор с массовой долей 0,2%.
    Титан треххлористый.
    Титан губчатый марки ТГ-100 по ГОСТ 17746.
    Раствор хлорида титана: 4,65 г титана помещают в коническую колбу вместимостью 250 см и растворяют в 100 см соляной кислоты (1:1) при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки соляной кислотой (1:1) и перемешивают. Хранят раствор в темном месте в плотно закрытой колбе или сосуде из темного стекла.
    Малахитовый зеленый (тетраметил-4,4'-диамино-трифенил-карбонил-хлорид), раствор 20 г/дм: 2 г мелко растертого малахитового зеленого растворяют в 100 см соляной кислоты (1:3) и раствор фильтруют. Раствор хранят в сосуде из темного стекла.
    Бензол по ГОСТ 5955.
    Натрий сернокислый по ГОСТ 4166.
    Галлия (III) оксид (GaО).
    Галлий технический по ГОСТ 12797.
    Стандартные растворы галлия.
    Раствор А: 1,0000 г галлия или 1,3442 г предварительно прокаленного при температуре 300 °С и охлажденного в эксикаторе оксида галлия (III) растворяют в 50 см раствора соляной кислоты (1:1), раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    1 см раствора А содержит 1,0 мг галлия.
    Раствор Б: 5,0 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки соляной кислотой (1:1). Раствор готовят перед употреблением.
    1 см раствора Б содержит 0,005 мг галлия.
    Раствор В: 20,0 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки соляной кислотой (1:1) и перемешивают.
    1 см раствора В содержит 0,001
    мг галлия.
    2.3.Проведение анализа
    2.3.1.Навеску пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см, добавляют 30 см соляной кислоты (1:1) и накрывают часовым стеклом. После прекращения бурной реакции стакан с раствором осторожно нагревают до полного растворения пробы, затем обмывают часовое стекло небольшим количеством воды в стакан и раствор упаривают до влажных солей. После охлаждения к остатку добавляют соляную кислоту (1:1) в количестве согласно табл.1 в зависимости от массовой доли галлия и нагревают до получения прозрачного раствора. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью согласно табл.1, ополаскивая стакан соляной кислотой (1:1), затем этим же раствором кислоты доливают до метки и перемешивают.
    Таблица 1
    Массовая доля галлия, % Объем раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, см Вместимость мерной колбы, см
    От 0,001 до 0,005 включ. 25 50
    Св. 0,005 " 0,030 " 50 100
    " 0,030 " 0,100 " 50 250

    При необходимости раствор пробы фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата. Из раствора пробы или ее фильтрата отбирают аликвотную часть 5 см и переносят в сухую делительную воронку вместимостью 100 см.
    К раствору в делительной воронке добавляют 1 см соляной кислоты, 0,5 см раствора хлорида титана (III), встряхивают в течение 1 мин, затем оставляют на 2-3 мин. К раствору добавляют 2,0 см раствора малахитового зеленого, перемешивают, добавляют 20,0 см бензола и встряхивают в течение 2 мин. После расслоения водную фазу отбрасывают, а органическую фазу переносят в сухую мерную колбу вместимостью 25 см, доливают до метки бензолом и перемешивают, затем добавляют 0,2 г сульфата натрия и встряхивают до получения прозрачного раствора.
    Измеряют оптическую плотность экстракта при длине волны 635 нм. Раствором сравнения служит экстракт контрольного опыта, одновременно проведенный через все стадии анализа.
    Массу галлия в растворе пробы определяют по градуировочному графику
    .
    2.3.2.Для построения градуировочного графика в пять из шести делительных воронок вместимостью 100 см помещают при массовой доле галлия менеe 0,005% 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см стандартного раствора В, что соответствует 0,001; 0,002; 0,003; 0,004 и 0,005 мг галлия, при массовой доле галлия более 0,005% 0,50; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,0025; 0,005; 0,010; 0,015 и 0,020 мг галлия. Во все делительные воронки добавляют такое количество соляной кислоты (1:1), чтобы объем раствора в воронках стал 5 см, далее поступают согласно п.2.3.1. Раствор шестой колбы, не содержащий стандартного раствора галлия, служит раствором сравнения при построении градуировочного графика.
    По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам галлия строят градуировочный график.
    2.4.Обработка результатов
    2.4.1.Массовую долю галлия () в процентах вычисляют по формуле
    ,
    где - масса галлия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мг;
    - масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора пробы, г.
    2.4.2.Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл.2.
    Таблица 2
    Массовая доля галлия, % Абсолютное допускаемое расхождение, %
    сходимости воспроизводимости
    От 0,0010 до 0,0020 включ. 0,0005 0,0008
    Св. 0,0020 " 0,0050 " 0,0010 0,0015
    " 0,0050 " 0,0100 " 0,0020 0,0030
    " 0,0100 " 0,0200 " 0,0030 0,0050
    " 0,0200 " 0,0500 " 0,0050 0,0070
    " 0,0500 " 0,0800 " 0,0080 0,0100
    " 0,0800 " 0,1000 " 0,0100 0,0150

    якорь
    3.АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
    3.1.Сущность метода
    Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте и измерении атомной абсорбции галлия при длине волны 287,4 нм в пламени ацетилен - закись азота.
    3.2.Аппаратура, реактивы и растворы
    Спектрофотометр атомно-абсорбционный модели Перкин-Элмер, Сатурн или аналогичного типа с источником излучения для галлия и горелкой для пламени ацетилен - закись азота.
    Вода, дважды дистиллированная.
    Ацетилен в баллонах технический по ГОСТ 5457.
    Закись азота.
    Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.
    Кислота азотная по ГОСТ 4461.
    Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор с массовой долей 0,2%.
    Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
    Ацетон по ГОСТ 2603.
    Алюминий марки А999 по ГОСТ 11069, стружка. Непосредственно перед употреблением стружку очищают в небольшом количестве раствора соляной кислоты, промывают водой, ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 °С в течение 2-3 мин и охлаждают в эксикаторе.
    Раствор алюминия 20 г/дм: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 600 см, добавляют небольшими порциями 300 см раствора соляной кислоты и растворяют при нагревании, добавляя 1 см раствора хлорида никеля. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    Галлий металлический по ГОСТ 12797.
    Галлия (III) оксид (GaO).
    Стандартные растворы галлия
    Раствор А: 1,0000 г галлия или 1,3442 г оксида галлия, предварительно прокаленного при температуре 300 °С и охлажденного в эксикаторе, растворяют в 50 см раствора соляной кислоты с добавлением 1-2 капель азотной кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    1 см раствора А содержит 1,0 мг галлия.
    Раствор Б: 10,0 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    1 см раствора Б содержит 0,1 мг
    галлия.
    3.3.Проведение анализа
    3.3.1.Навеску пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см и приливают небольшими порциями 30 см раствора соляной кислоты. После прекращения бурной реакции стакан с раствором осторожно нагревают и добавляют несколько капель раствора пероксида водорода. После растворения избыток пероксида водорода удаляют кипячением. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
    Раствор контрольного опыта готовят, используя вместо навески пробы навеску алюминия марки А999.
    3.3.2.Для построения градуировочного графика в шесть из семи мерных колб вместимостью 100 см помещают 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мг галлия. Во все колбы добавляют по 50 см раствора алюминия, доливают до метки водой и перемешивают.
    Измеряют атомную абсорбцию галлия в растворе пробы, растворе контрольного опыта и в растворах для построения градуировочного графика при длине волны 287,4 нм в пламени ацетилен - закись азота.
    Из полученных значений атомной абсорбции растворов, содержащих стандартный раствор, вычитают значение атомной абсорбции раствора, не содержащего стандартного раствора, и по полученным значениям атомных абсорбций и соответствующим им массам галлия строят градуировочный график.
    Значение атомной абсорбции раствора контрольного опыта вычитают из значения атомной абсорбции раствора пробы и по градуировочному графику находят массу галлия в растворе пробы.
    3.4.Обработка результатов
    3.4.1.Массовую долю галлия () в процентах вычисляют по формуле
    ,
    где - масса галлия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мг;
    - масса навески пробы, г.
    3.4.2.Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, приведенных в табл.2.