Межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.6-99 "Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения железа" (введен в действие постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 18 февраля 2000 г. N 41-ст)

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of iron

Дата введения - 1 сентября 2000 г.

Взамен ГОСТ 11739.6-82

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический (при массовой доле железа от 0,01% до 2,0%) и атомно-абсорбционный (при массовой доле железа от 0,005% до 2,0%) методы определения железа в алюминиевых литейных и деформируемых сплавах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. 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 3778-98 Свинец. Технические условия

ГОСТ 4038-79 Никель (II) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5456-79 Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

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

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористо-водородная. Технические условия

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11069-2001 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 25086-87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа

3 Общие требования

3.1 Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 25086 с дополнением.

3.1.1 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

4 Фотометрический метод определения железа

4.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты или растворе гидроокиси натрия, восстановлении трехвалентного железа до двухвалентного гидрохлоридом гидроксиламина, образовании комплекса двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом при рН 4,5 и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.

Мешающее влияние меди, цинка и никеля, образующих с 1,10-фенантролином или 2,2'-дипиридилом бесцветные комплексы, устраняют введением избыточного количества реагента. Кроме того, в условиях растворения пробы половина меди отделяется от железа. Если в пробе соотношение массовых долей меди и железа равно или более 100:1, оставшуюся в аликвотной части раствора медь отделяют осаждением на свинцовой ленте.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью , растворы 1:1, 1:99 и раствор : соляной кислоты плотностью доливают до объема , охлаждают и перемешивают.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор . Раствор готовят и хранят в полиэтиле новой посуде.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:1.

1,10-фенантролин (моногидрат или гидрохлорид моногидрата): 0,25 г моногидрата или 0,30 г гидрохлорида моногидрата растворяют при слабом нагревании в воды, охлаждают, доливают водой до объема .

2,2'-дипиридил: 0,25 г реагента растворяют в воды.

Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456, раствор .

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.

Кислота уксусная по ГОСТ 61 плотностью .

Буферный раствор с рН 4,5: 272 г уксуснокислого натрия растворяют в воды, фильтруют в мерную колбу вместимостью , приливают уксусной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Смесь реактивов: смешивают раствора гидрохлорида гидроксиламина, раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила и буферного раствора. Смесь реактивов хранят в посуде из темного стекла не более одного месяца.

Индикатор конго красный: 0,1 г реагента растворяют в воды при слабом нагревании.

Индикаторная бумага конго: фильтры ("белая лента") пропитывают раствором конго, высушивают в сушильном шкафу при температуре (110 5) °С, нарезают и хранят в бюксе. Бумага пригодна к применению в течение одного месяца.

Свинец по ГОСТ 3778 с массовой долей железа не более 0,001% в виде ленты или проволоки.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Железо реактивное (восстановленное).

Стандартные растворы железа.

Раствор А: 0,1 г железа помещают в стакан вместимостью , приливают раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом и умеренно нагревают до растворения, добавляют 2 - 3 капли пероксида водорода и кипятят в течение 3 - 5 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, часовое стекло ополаскивают водой над стаканом, в котором проводили растворение, и переводят раствор в мерную колбу вместимостью , доливают водой до метки и перемешивают.

раствора содержит 0,0001 г железа.

Раствор Б: раствора А переносят в мерную колбу вместимостью , приливают раствора соляной кислоты 1:1, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят перед применением.

раствора содержит 0,00001 г железа.

4.3 Подготовка к анализу

Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.

4.4 Проведение анализа

4.4.1 Навеску пробы 0,5 г в зависимости от массовой доли кремния растворяют одним из следующих способов.

4.4.1.1 При массовой доле кремния менее 1,5%

Навеску пробы помещают в коническую колбу вместимостью , приливают раствора соляной кислоты 1:1, накрывают часовым стеклом или воронкой и растворяют при умеренном нагревании, обмывают стенки колбы 10  воды и кипятят в течение 5 мин. К охлажденному до комнатной температуры раствору приливают воду до объема и фильтруют раствор через фильтр средней плотности ("белая лента") в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1, промывают фильтр 2 - 3 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по , доливают водой до метки и перемешивают.

Таблица 1

Массовая доля железа, %	Вместимость мерной колбы,	Объем аликвотной части раствора,	Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г
От 0,01 до 0,05 включ. Св. 0,05 " 0,2 " " 0,2 " 0,8 " " 0,8 " 1,5 " " 1,5 " 2,0 "	100 250 250 250 250	50 25 20 10 5	0,25 0,05 0,04 0,02 0,01

4.4.1.2 При массовой доле кремния более 1,5%

Навеску пробы помещают в стакан из фторопласта или стеклоуглерода вместимостью 100 , приливают небольшими порциями раствора гидроокиси натрия и растворяют сначала при комнатной температуре, затем выпаривают при умеренном нагревании до получения густой сиропообразной консистенции. Стенки стакана обмывают воды, приливают осторожно, небольшими порциями при непрерывном перемешивании, раствора соляной кислоты молярной концентрации и кипятят в течение 3 - 5 мин до получения прозрачного раствора, доливают 20 - 25 воды и продолжают нагревание в течение 2 - 3 мин.

При наличии осадка меди охлажденный раствор фильтруют через фильтр средней плотности ("белая лента"), фильтр промывают 3 - 4 раза раствором соляной кислоты 1:99 порциями по , собирая фильтрат и промывные воды в мерную колбу вместимостью в соответствии с таблицей 1. Раствор охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки и перемешивают.

4.4.2 Аликвотную часть раствора, полученного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, в соответствии с таблицей 1 переносят в мерную колбу вместимостью . Если аликвотная часть равна , помещают в раствор бумагу конго, добавляют по каплям раствор аммиака до появления сине-сиреневой окраски бумаги конго. Затем приливают смеси реактивов, доливают водой до метки и перемешивают.

4.4.3 При массовой доле в пробе меди более 0,5%, цинка более 4,0%, никеля более 2,0% или их суммы более 5,0% к раствору, приготовленному по 4.4.2, приливают в избыток раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила.

4.4.4 При соотношении в пробе массовых долей меди и железа более чем 100:1 медь дополнительно отделяют на металлическом свинце.

Для этого аликвотную часть раствора, приготовленного по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, переносят в стакан вместимостью и разбавляют водой до объема . В раствор помещают свинцовую ленту площадью и кипятят при слабом нагревании в течение 5 - 8 мин. Свинцовую ленту с осажденной на ней медью удаляют из раствора, промывают водой в тот же стакан, раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью . Объем раствора в колбе должен быть . Продолжение анализа - по 4.4.2 и 4.4.3.

4.4.5 Оптическую плотность раствора измеряют через 30 мин при длине волны 510 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Раствором сравнения служит раствор контрольного опыта, приготовленный по 4.4.1.1 или 4.4.1.2, 4.4.2 - 4.4.4 со всеми используемыми в ходе анализа реактивами.

Массу железа определяют по градуировочному графику.

4.4.6 Построение градуировочного графика

В девять из десяти мерных колб вместимостью каждая отмеряют 2,5; 5,0  раствора Б; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0  раствора А, что соответствует 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004 г железа. К растворам приливают воду до объема 50 , 25  смеси реактивов, добавляют в избыток раствора 1,10-фенантролина или 2,2'-дипиридила, если график предназначен для проб по 4.4.3, затем доливают водой до метки и перемешивают. Раствором сравнения служит раствор, в который не введено железо.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам железа строят градуировочный график.

4.5 Обработка результатов

4.5.1 Массовую долю железа , %, вычисляют по формуле

100,

(1)

где - масса железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

4.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2

В процентах
Массовая доля железа	Абсолютное допускаемое расхождение
	результатов параллельных определений	результатов анализа
От 0,010 до 0,030 включ. Св. 0,030 " 0,100 " " 0,10 " 0,30 " " 0,30 " 0,50 " " 0,50 " 1,00 " " 1,00 " 2,00 "	0,004 0,006 0,01 0,02 0,04 0,08	0,006 0,010 0,02 0,03 0,06 0,10

5 Атомно-абсорбционный метод определения железа

5.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты в присутствии пероксида водорода и измерении атомной абсорбции железа при длине волны 248,3 нм в пламени ацетилен-воздух.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для железа.

Печь муфельная.

Ацетилен по ГОСТ 5457.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 плотностью , растворы 1:1 и 1:99.

Никель (II) хлорид по ГОСТ 4038, раствор .

Кислота серная по ГОСТ 4204 плотностью .

Кислота азотная по ГОСТ 4461 плотностью .

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.

Раствор алюминия : 25 г алюминия помещают в коническую колбу вместимостью , добавляют раствора хлорида никеля (II), небольшими порциями раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют при умеренном нагревании. В раствор приливают пероксида водорода и кипятят его в течение 5 мин.

Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью , доливают водой до метки и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Железо реактивное (восстановленное).

Стандартный раствор железа А - по 4.2.

раствора содержит 0,0001 г железа.

5.3 Подготовка к анализу

Перед проведением анализа стружку пробы отмагничивают.

5.4 Проведение анализа

5.4.1 Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 3 помещают в коническую колбу вместимостью , приливают воды и осторожно, небольшими порциями, раствора соляной кислоты 1:1. Колбу нагревают до растворения навески, добавляют 3 - 5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 - 5 мин.

Таблица 3

Массовая доля железа, %	Масса навески пробы, г	Объем аликвотной части раствора,	Объем раствора соляной кислоты 1:1,	Масса навески пробы в аликвотной части раствора, г
От 0,005 до 0,10 включ. Св. 0,10 " 1,0 " " 1,0 " 2,0 "	1 0,5 0,5	Весь раствор 20 10	- 1 3	1 0,1 0,05

5.4.1.1 Если раствор прозрачен, его переводят в мерную колбу вместимостью , доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.1.2 Если остается осадок, указывающий на наличие кремния, раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью через фильтр средней плотности ("белая лента"), промывая фильтр 2 - 3 раза горячим раствором соляной кислоты 1:99 порциями по , и собирают фильтрат в ту же колбу (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 - 600°С в течение 2 - 3 мин. После охлаждения добавляют в тигель пять капель серной кислоты, фтористоводородной кислоты и по каплям азотную кислоту (приблизительно ) до получения прозрачного раствора.

Раствор выпаривают досуха, охлаждают, приливают к сухому остатку в тигле раствора соляной кислоты 1:1 и растворяют его при умеренном нагревании. Раствор охлаждают, при необходимости фильтруют через маленький плотный фильтр ("синяя лента") и присоединяют к основному раствору в мерной колбе вместимостью , доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.2 Аликвотную часть раствора в соответствии с таблицей 3 помещают в мерную колбу вместимостью , приливают раствор соляной кислоты 1:1 в соответствии с таблицей 3, доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.3 Раствор контрольного опыта готовят по 5.3.1 и 5.3.2, используя вместо навески пробы навеску алюминия.

5.4.4 Построение градуировочного графика

5.4.4.1 При массовой доле железа от 0,005 до 0,10%

В восемь мерных колб вместимостью каждая приливают по раствора алюминия, в семь из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0  стандартного раствора А, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.

5.4.4.2 При массовой доле железа от 0,10 до 1,0%

В семь мерных колб вместимостью 100  каждая приливают по раствора алюминия, по 5  раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0  стандартного раствора А, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 г железа.

5.4.4.3 При массовой доле железа от 1,0 до 2,0%

В семь мерных колб вместимостью 100  каждая приливают по раствора алюминия, по раствора соляной кислоты 1:1, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0  стандартного раствора А, что соответствует 0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 0,001 г железа.

5.4.4.4 Растворы, полученные по 5.4.4.1 - 5.4.4.3, доливают водой до метки и перемешивают.

5.4.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в окислительное пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию железа при длине волны 248,3 нм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям железа строят градуировочный график в координатах: "Значение атомной абсорбции - массовая концентрация железа, ". Раствор, в который не введено железо, служит раствором контрольного опыта при построении градуировочного графика.

Массовую концентрацию железа в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

5.5 Обработка результатов

5.5.1 Массовую долю железа %, вычисляют по формуле

100

(2)

где - массовая концентрация железа в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, ;

- массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, ;

- объем раствора пробы, ;

- масса навески пробы или масса навески пробы в аликвотной части раствора, г.

5.5.2 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

Таблица 4

В процентах
Массовая доля железа	Абсолютное допускаемое расхождение
	результатов параллельных определений	результатов анализа
От 0,005 до 0,010 включ. Св. 0,010 " 0,030 " " 0,030 " 0,100 " " 0,10 " 0,30 " " 0,30 " 0,50 " " 0,50 " 1,00 " " 1,00 " 2,00 "	0,002 0,004 0,006 0,01 0,02 0,04 0,08	0,003 0,005 0,010 0,02 0,03 0,06 0,10