ГОСТ 13020.11-85
(СТ СЭВ 4512-84)

Группа В19

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
     
ХРОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

     
Методы определения цинка, свинца и висмута

     
Metallic chrome.
Methods for determination of zinc, lead and bismuth

     
     
ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.07.86
до 01.07.96*
______________________________
     * Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 11-12, 1994 год).  - Примечание .

     
     
     ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 мая 1985 г. N 1414
     
     ВЗАМЕН ГОСТ 13020.11-75
           
     ВНЕСЕНО Изменение N 1, введенное в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.10.86 N 3086 с 01.07.87
     
     Изменение N 1 внесено юридическим бюро по тексту ИУС N 1, 1987 год

          
     
     Настоящий стандарт устанавливает полярографический метод определения в металлическом хроме цинка, свинца и висмута (при массовой доле цинка - от 0,001 до 0,012%, свинца - от 0,0002 до 0,0012%, висмута - от 0,0002 до 0,0006%) и атомно-абсорбционный метод определения свинца (при массовой доле свинца от 0,0002 до 0,0012%) и атомно-абсорбционный метод определения цинка (при массовой доле цинка от 0,001 до 0,012%).
     
     Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4512-84.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

     
     1.1. Общие требования к методам  анализа - по ГОСТ 13020.0-75.
     
     1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде стружки толщиной не более 0,5 мм по ГОСТ 23916-79.
     
     

2. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

     
     2.1. Сущность метода
     
     Метод основан на способности свинца, цинка и висмута восстанавливаться на ртутном капающем электроде при потенциале пика для свинца - минус 0,51 В, для цинка - минус 1,17 В относительно анодной ртути на фоне раствора фосфорной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм, для висмута - минус 0,09 В относительно анодной ртути на фоне раствора соляной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм.
     
     Свинец, цинк и висмут отделяют от основы, сорбируя их хлор-комплексы на слабоосновном анионите из раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм.
     
     Десорбируют цинк - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,65 моль/дм; свинец - раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,02 моль/дм, висмут - раствором азотной кислоты молярной концентрацией 1 моль/дм.
     
     2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Полярограф переменнотоковый или осциллографический любого типа.
     
     Ионнообменная колонка (см. чертеж), наполненная слабоосновным анионитом типа АН-31 в хлороформе с размером зерна 0,2-0,3 мм.
     
     

     
     
     Анионит готовят следующим образом. 10 г анионита типа АН-31 замачивают водой. Через сутки воду сливают, анионит помещают на фильтровальную бумагу и сушат на воздухе. Высушенный анионит просеивают через сита со сторонами ячеек в свету 0,4 и 0,2 мм. Фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки в свету 0,2 мм и оставшуюся на сите со стороной ячейки в свету 0,4 мм, отбрасывают. Фракцию, оставшуюся на сите со стороной ячейки в свету 0,2 мм, замачивают на 12 ч в насыщенном растворе хлористого натрия так, чтобы уровень раствора над слоем анионита был от 8 до 10 см. Далее анионит замачивают последовательно в соляной кислоте (1:1) для удаления ионов железа (контроль роданидом аммония), затем в воде. После декантации воды анионит обрабатывают раствором гидроокиси натрия до отрицательной реакции на хлор-ион (контроль азотнокислым серебром). Затем промывают анионит водой до нейтральной реакции и переносят в колонку, в нижней части которой предварительно помещают тампон из стеклянной ваты. Слой анионита в колонке должен быть ровным, без пузырьков воздуха.
     
     После заполнения колонки через нее со скоростью 1 см/мин пропускают 200 см раствора соляной кислоты (НСl)=2 моль/дм, 100 см воды и вновь 100 см раствора соляной кислоты той же концентрации. После этого колонка готова к применению.
     
     Скорость вытекания растворов при сорбции и десорбции регулируется столбом жидкости над слоем анионита.
     
     Баллон с аргоном, водородом или азотом, не содержащими кислорода.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, 2:1 и растворы молярной концентрацией 0,02; 0,65; 1; 2 моль/дм.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 11125-78 или по ГОСТ 4461-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм.
     
     Кислота серная по ГОСТ 14262-78 или по ГОСТ 4204-77 и раствор молярной концентрацией 1 моль/дм.
     
     Кислота хлорная 42 или 57%-ный раствор.
     
     Водорода перекись по ГОСТ 177-77.
     
     Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80, не содержащая свинец и цинк, раствор молярной концентрацией 1 моль/дм.
     
     Анионит типа АН-31 в хлороформе с размером зерна 0,2-0,3 мм.
     
     Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, насыщенный раствор.
     
     Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5%-ный раствор. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.
     
     Свинец металлический.
     
     Стандартные растворы свинца:
     
     раствор А: 0,1000 г свинца растворяют в 20 см азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см;
     
     раствор Б: 20 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см;
     
     раствор В: 50 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе В равна 0,000002 г/см.
     
     Висмут металлический.
     
     Стандартные растворы висмута:
     
     раствор А: 0,1000 г висмута растворяют в 20 см азотной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация висмута в растворе А равна 0,0001 г/см;
     
     раствор Б: 20 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см, добавляют 2 см азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация висмута в растворе Б равна 0,00001 г/см;
     
     раствор В: 50 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация висмута в растворе В равна 0,000002 г/см.
     
     Цинк металлический.
     
     Стандартные растворы цинка:
     
     раствор А: 0,2000 г цинка растворяют в 15 см соляной кислоты (1:1). Раствор помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см;
     
     раствор Б: 20 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 200 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00002 г/см.
     
     Стандартные растворы Б и В свинца и висмута, а также стандартный раствор Б цинка готовят перед применением.
     
     2.3. Проведение анализа
     
     2.3.1. Навеску пробы массой 2,0 г помещают в стакан вместимостью 250 см, растворяют в 30 см соляной кислоты (2:1), окисляют раствором перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Соли растворяют в 20 см раствора соляной кислоты (НСl)=2 моль/дм. Раствор охлаждают и заливают через воронку с быстрофильтрующим фильтром в колонку с анионитом, предварительно промытую соляной кислотой той же концентрации. Раствор пропускают через слой сорбента со скоростью 0,5 см/мин. Вытекающий из колонки раствор отбрасывают. Затем колонку промывают 200 см раствора соляной кислоты (НСl)=2 моль/дм со скоростью 1 см/мин. Когда последняя порция кислоты достигнет верхнего уровня анионита, последовательно, со скоростью 1 см/мин десорбируют цинк, свинец, висмут, как указано в табл.1
     
     

Таблица 1

     
     
     Элюаты, содержащие цинк и свинец, выпаривают до сиропообразного состояния, приливают 1 см азотной кислоты, 2-3 см хлорной кислоты и нагревают до выделения ее паров. Охлаждают, обмывают стенки стакана водой и выпаривание повторяют. Растворы охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 50 см раствором ортофосфорной кислоты. Доливают до метки этим же раствором и перемешивают.
     
     Элюат, содержащий висмут,  выпаривают до малого объема, переносят в стакан вместимостью 100 см, приливают 10 см раствора серной кислоты и выпаривают до выделения паров серной кислоты. Если раствор темнеет, добавляют по каплям азотную кислоту в момент выделения паров серной кислоты. Операцию повторяют до осветления раствора. Раствор охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. Стакан охлаждают и его содержимое  переносят раствором соляной кислоты (НСl)=1 моль/дм в мерную  колбу вместимостью 50 см, доливают до метки этой же кислотой и перемешивают.
     
     Для удаления кислорода воздуха из исследуемых растворов через эти растворы продувают аргон (водород или азот) в течение 5 мин и полярографируют висмут, свинец и цинк соответственно при потенциалах пика минус 0,09 В, минус 0,51 В, минус 1,17 В по отношению к анодной ртути. Режим полярографирования - переменнотоковый или осциллографический.
     
     2.3.2. Массу свинца, цинка и висмута в испытуемом растворе определяют либо методом сравнения со стандартными растворами, либо методом градуировочного графика, либо методом добавок.
     
     2.3.2.1. При применении метода сравнения в зависимости от массовой доли свинца, цинка, висмута в испытуемом растворе определяют соответствующие объемы стандартных растворов В для свинца и висмута и стандартного раствора Б - для цинка.
     
     Отобранные объемы стандартных растворов помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 30 см соляной кислоты (2:1), 1-2 см раствора перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.
     
     2.3.2.2. При применении метода градуировочного графика в семь стаканов из восьми вместимостью по 250 см помещают 2,0; 3,0; 4,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см стандартного раствора В свинца, 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 см стандартного раствора Б цинка и 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0 и 6,0 см стандартного раствора В висмута, что соответствует 0,000004; 0,000006; 0,000008; 0,000012; 0,000016; 0,00002 и 0,000024 г свинца, 0,00002; 0,00004; 0,00008; 0,00012; 0,00016; 0,0002 и 0,00024 г цинка и 0,000004; 0,000005; 0,000006; 0,000007; 0,000008; 0,00001 и 0,000012 г висмута.
     
     В каждый из восьми стаканов приливают 30 см соляной кислоты (2:1), 1-2 см раствора перекиси водорода и выпаривают раствор до получения влажных солей. Далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.
     
     Раствор восьмого стакана, не содержащий стандартных растворов, служит для проведения контрольного опыта на содержание свинца, цинка и висмута в реактивах.
     
     2.3.2.3. При применении метода добавок к одной из двух навесок пробы добавляют такое количество стандартных растворов свинца, цинка и висмута, чтобы высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора, составляла не более двукратной высоты пика, полученного при полярографировании раствора пробы. Далее анализ проводят, как указано в п.2.3.1.
     
     2.4. Обработка результатов
     
     2.4.1. Массовую долю цинка, свинца и висмута () в процентах в зависимости от метода определения его в растворе пробы вычисляют по формулам:
     

Для метода сравнения

где  - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм;

      - масса свинца, цинка, висмута в стандартном растворе, взятом для полярографирования, г;
     
      - высота пика полученного при полярографировании стандартного раствора свинца, цинка, висмута, мм;
     
      - масса навески, г.
     

Для метода градуировочного графика

где  - масса свинца, цинка или висмута в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

      - масса навески, г.
     

Для метода добавок

где  - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы, мм;

      - масса свинца, цинка, висмута, добавленного к навеске пробы, г;
     
      - высота пика, полученного при полярографировании раствора пробы с добавкой стандартного раствора свинца, цинка и висмута, мм;
     
      - масса навески, г.
     
     2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.
     
     

Таблица 2

     
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА

     
     3.1. Сущность метода
     
     Метод основан на измерении поглощения излучения свободными атомами свинца, образующимися при введении раствора в графитовый атомизатор, при длине волны 283,3 нм.
     
     3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Атомно-абсорбционный спектрофотометр, снабженный графитовым атомизатором.
     
     Кислота соляная по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77.
     
     Кислота азотная по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77.
     
     Хром электролитический.
     
     Свинец металлический.
     
     Стандартные растворы свинца:
     
     раствор А: 0,1000 г свинца растворяют в 30 см азотной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе А равна 0,0001 г/см;
     
     раствор Б: 5 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, добавляют 5 см азотной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,00001 г/см;
     
     раствор В: 5 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, добавляют 5 см азотной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.
     
     Массовая концентрация свинца в растворе Б равна 0,000001 г/см.
     
     Растворы Б и В готовят перед применением.
     
     (Измененная редакция, Изм. N 1).
     
     3.3. Проведение анализа
     
     3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г при массовой доле свинца до 0,0005% и 0,25 г - при массовой доле свинца свыше 0,0005% помещают в стакан вместимостью 250 см, приливают 20 см соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Часовое стекло снимают, обмывают стенки стакана водой, приливают 5 см азотной кислоты и вновь выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют при нагревании в 3 см азотной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 25 см, доливают водой до метки и перемешивают. Отбирают микропипеткой аликвотную часть полученного раствора, равную 0,02 см, вводят в графитовую кювету и измеряют величину поглощения излучения с помощью регистрирующего устройства по следующему режиму: высушивание - при температуре 100 °С в течение 10 с, термическое разложение - при температуре 700-800 °С в течение 10 с, атомизация - при температуре 2100 °С в течение 10 с, поток инертного газа (аргона) - минимальный с отключением на период атомизации.
     
     Для измерения отбирают не менее трех аликвотных частей раствора. После вычитания величины поглощения излучения раствора контрольного опыта из величины поглощения излучения раствора пробы находят концентрацию свинца в растворе пробы по градуировочному графику.
     
     3.3.2. Построение градуировочного графика
     
     В пять стаканов из шести вместимостью по 250 см помещают 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 см стандартного раствора В, что соответствует 0,000001; 0,0000015; 0,000002; 0,0000025 и 0,000003 г свинца. Во все стаканы помещают по 0,5 г электролитического хрома при массовой доле свинца до 0,0005% и 0,25 г - при массовой доле свинца свыше 0,0005%, приливают по 20 см соляной кислоты и далее поступают, как указано в п.3.3.1. Раствор шестого стакана, не содержащий стандартного раствора В, служит для проведения контрольного опыта на содержание свинца в реактивах.
     
     По полученным значениям поглощения излучения и соответствующим им содержаниям свинца строят градуировочный график.
     
     3.4.1. Обработка результатов
     
     3.4.1. Массовую долю свинца () в процентах вычисляют по формуле
     

     
где  - концентрация свинца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

      - объем раствора пробы, см;
     
      - масса навески, г.
     
     3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в табл.2.
     
  

4. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИНКА

     
     4.1. Сущность метода
     
     Метод основан на измерении величины поглощения излучения цинка при длине волны 213,4 нм в пламени воздух-ацетилен с предварительным растворением навески в смеси соляной и азотной кислот.
     
     4.2. Аппаратура, реактивы и растворы
     
     Атомно-абсорбционный спектрофотометр со всеми принадлежностями
     
     Лампа для определения цинка.
     
     Ацетилен по ГОСТ 5457-75.
     
     Хром электролитический с массовой долей цинка не более 2·10%.
     
     Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77 или по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.
     
     Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84 или по ГОСТ 4461-77.
     
     Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.
     
     Стандартные растворы цинка
     
     раствор А: 0,1000 г цинка растворяют в 20 см соляной кислоты (1:1), переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация цинка в растворе А равна 0,0002 г/см.
     
     Раствор Б: 25 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация цинка в растворе Б равна 0,00005 г/см.
     
     Раствор В: 10 см раствора Б помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.
     
     Массовая концентрация цинка в растворе В равна 0,000005 г/см.
     
     4.3. Проведение анализа
     
     4.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г при массовой доле цинка до 0,005% и 0,25 г при массовой доле цинка свыше 0,005% помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 10 см соляной кислоты, нагревают до растворения навески, затем приливают 5 см азотной кислоты и выпаривают раствор до влажных солей. Соли растворяют в 5 см соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей.
     
     Затем приливают 5 см соляной кислоты, переливают раствор в мерную колбу вместимостью 50 см, доводят водой до метки и перемешивают.
     
     Раствор фильтруют через сухой фильтр средней плотности в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.
     
     4.3.2. Раствор контрольного опыта готовят согласно п.4.3.1 с добавлением 0,5 г или 0,25 г электролитического хрома.
     
     4.3.3. Построение градуировочного графика
     
     В шесть из семи колб вместимостью по 50 см последовательно отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 см стандартного раствора В. Раствор седьмой колбы служит контрольным опытом на загрязнение реактивов цинком.
     
     Во все семь колб в зависимости от массовой доли цинка прибавляют 0,25 г или 0,5 г хрома электролитического. Затем приливают 5 см соляной кислоты и далее анализ проводят, как указано в п.4.3.1.
     
     4.3.4. Величину поглощения излучения (оптическую плотность) цинка измеряют параллельно в растворе пробы и контрольного опыта, в растворах для построения градуировочного графика, в растворе стандартного образца при длине волны 213,4 нм в пламени воздух-ацетилен.
     
     Градуировочный график строят по результатам, полученным после вычитания значения оптической плотности раствора, не содержащего стандартный раствор цинка, из значений оптической плотности растворов, содержащих стандартный раствор, и соответствующим им содержаниям цинка.
     
     После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят концентрацию цинка в растворе пробы по градуировочному графику или методом сравнения со стандартным образцом металлического хрома, проведенным через весь ход анализа.
     
     4.4. Обработка результатов
     
     4.4.1. Массовую долю цинка () в процентах, определенную методом градуировочного графика, вычисляют по формуле     

     
где  - массовая концентрация цинка в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

      - объем раствора пробы, см;
     
      - масса навески, г.
     
     4.4.2. Массовую долю цинка () в процентах, определенную, методом сравнения, вычисляют по формуле     

     
где  - массовая доля цинка в стандартном образце, %;

      - оптическая плотность анализируемого раствора металлического хрома;
     
      - оптическая плотность раствора стандартного образца;
     
      - оптическая плотность раствора контрольного опыта.
     
     4.4.3. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.2.
     
     Раздел 4. (Введен дополнительно, Изм. N 1).
     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
Хром металлический.
Методы химического и физико-химического анализа:
Сб. ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1985
     
     
     
Юридическим бюро в
текст документа внесено Изменение N 1,
введенное Постановлением

Госстандарта СССР от 15.10.86 N 3086