Межгосударственный стандарт ГОСТ 25542.2-2019 "Глинозем. Методы определения оксида железа" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 ноября 2019 г. N 1123-ст)

Alumina. Methods for the determination of iron oxide

МКС 17.060

Дата введения - 1 апреля 2020 г.
Взамен ГОСТ 25542.2-93

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Разработан Закрытым акционерным обществом "РУСАЛ Глобал Менеджмент Б.В." (ЗАО "РУСАЛ Глобал Менеджмент Б.В."), Объединением производителей, поставщиков и потребителей алюминия (Алюминиевая ассоциация)

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 099 "Алюминий"

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 октября 2019 г. N 123-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Армения	AM	Минэкономразвития Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Институт стандартизации Молдовы
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 ноября 2019 г. N 1123-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25542.2-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2020 г.

5 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ISO 805:1976 "Глинозем, преимущественно используемый для производства алюминия. Определение содержания железа. Фотометрический метод с применением 1,10-фенантролина" ("Aluminium oxide primarily used for the production of aluminium - Determination of iron content - 1,10-Phenanthroline photometric method", NEQ)

6 Взамен ГОСТ 25542.2-93

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на глинозем, используемый преимущественно для производства алюминия, и устанавливает следующие методы определения оксида железа при его массовой доле от 0,005 % до 0,20 %:

- фотометрический метод с применением 1,10-фенантролина (или , -дипиридилом);

- атомно-абсорбционный метод;

- атомно-эмиссионный метод с индуктивно связанной плазмой (приложение А).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты

ГОСТ 61 Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 83 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

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

ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия

ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

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

ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4208 Реактивы. Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора). Технические условия

ГОСТ 4461 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 4658 Ртуть. Технические условия

ГОСТ 5456 Реактивы. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

ГОСТ 5457 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 9656 Реактивы. Кислота борная. Технические условия

ГОСТ 10157 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 11069 Алюминий первичный. Марки

ГОСТ 13610 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия

ГОСТ ИСО/МЭК 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ 23201.3 (ИСО 804-76, ИСО 2073-76) Глинозем. Методы разложения пробы и приготовления растворов ¹⁾

------------------------------

¹⁾_{В Российской Федерации также действует ГОСТ Р 50332.1-92 (ИСО 804-76, ИСО 2073-76) "Глинозем. Методы разложения пробы и приготовления растворов".}

------------------------------

ГОСТ 24104 Весы лабораторные. Общие технические требования ²⁾

------------------------------

²⁾_{В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 "Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания".}

------------------------------

ГОСТ 25389 (ИСО 802-76) Глинозем. Методы подготовки проб

ГОСТ 25542.0 Глинозем. Общие требования к методам химического анализа

ГОСТ 27798 (ИСО 2929-73) Глинозем. Отбор и подготовка проб

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Фотометрический метод

3.1 Сущность метода

Метод основан на щелочном разложении пробы, восстановлении трехвалентного железа гидроксиламином или аскорбиновой кислотой, образовании оранжево-красного комплексного соединения двухвалентного железа с 1,10-фенантролином или , -дипиридилом и измерении оптической плотности раствора при длине волны 510 нм.

Примечание - Алюминий, который обычно присутствует в глиноземе (в виде примесей) и во флюсе, помех определению не создает.

3.2 Аппаратура, реактивы и растворы

При анализе следует использовать реактивы степени чистоты не ниже ч.д.а. и дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

рН-метр.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Хлорида гидроксиламин () по ГОСТ 5456, раствор с массовой долей 10 %, свежеприготовленный.

Гидрохлорид 1,10-фенантролина или 1,10-фенантролина гидрохлорид моногидрат (), раствор концентрацией 2,5 г/дм³ (или с массовой долей 0,25 %).

Вместо этого раствора допускается использовать моногидрат 1,10-фенантролина () или , -дипиридил, раствор с массовой долей 0,25 %.

Кислота соляная по ГОСТ 3118.

Кислота уксусная (ледяная) по ГОСТ 61.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой долей 10 %, свежеприготовленный.

Буферный раствор с рН 4,9: растворяют 272 г ацетата натрия тригидрата () по ГОСТ 199 (или 164 г ацетата натрия безводного) в 500 см³ воды, добавляют 240 см³ раствора ледяной уксусной кислоты концентрацией 17,4 моль/дм³, плотностью приблизительно 1,05 г/см³, разбавляют водой до 1000 см³ и перемешивают.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610, осч.

Железа (III) оксид.

Стандартные растворы оксида железа (III)

Раствор А, приготавливают одним из двух способов:

- 0,982 г железа (II) аммонийного сульфата гексагидрата ГОСТ 4208 помещают в химический стакан достаточной вместимости (например, 100 см³) и растворяют в воде. Затем добавляют 20 см³ раствора серной кислоты плотностью 1,84 г/см³, полученную смесь охлаждают и переносят количественно в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят до метки водой и перемешивают;

- 0,1399 г железа по ГОСТ 13610, или 0,2000 г оксида железа (III), предварительно прокаленного при 600 °С в течение 1 ч и охлажденного в эксикаторе, помещают в стакан соответствующей вместимости (например, 100 см³), добавляют 10 см³ раствора хлористоводородной кислоты плотностью 1,19 г/см³ и 1-2 см³ азотной кислоты. Полученную смесь слабо нагревают до полного растворения. Охлаждают раствор, переносят количественно в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

Примечание - 1 см³ раствора А содержит 0,200 мг (0,0002 г) оксида железа (III).

Раствор Б: 50,0 см³ раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор готовят непосредственно перед применением.

Примечание - 1 см³ раствора Б содержит 0,010 мг (0,00001 г) оксида железа (III).

3.3 Проведение анализа

В зависимости от массовой доли оксида железа отбирают аликвотную часть азотнокислого или сернокислого раствора, полученного при разложении пробы сплавлением по ГОСТ 23201.3, согласно таблицам 1-3 и помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³.

Таблица 1

Массовая доля оксида железа (III), %	Объем мерной колбы для основного раствора, см3	Объем аликвотной части раствора пробы, см3	Масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г
От 0,005 до 0,01 включ.	250	50	1,0
Св. 0,01 до 0,04 "	500	50	0,5
" 0,04	500	25	0,25

Таблица 2

Массовая доля оксида железа (III), %	Объем мерной колбы для основного раствора, см3	Объем аликвотной части раствора пробы, см3	Масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г
От 0,005 до 0,04 включ.	100	50	0,5
Св. 0,04 до 0,1 "	100	25	0,25
" 0,1 до 0,2 "	100	10	0,1

Таблица 3

Массовая доля оксида железа (III), %	Объем мерной колбы для основного раствора, см3	Объем аликвотной части раствора пробы, см3	Масса навески пробы, соответствующая аликвотной части раствора, г
От 0,005 до 0,02 включ.	250	50	1,0
Св. 0,02 до 0,05 "	250	20	0,4
" 0,05 до 0,2 "	250	5	0,1

При необходимости раствор доводят водой до объема 50 см³, добавляют 5 см³ раствора гидроксиламина или аскорбиновой кислоты, 5 см³ раствора 1,10-фенантролина или гидрохлорида 1,10-фенантролина или , -дипиридила, 15 см³ буферного раствора, доводят до метки водой и перемешивают.

Через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглощения растворов соответствует длине волны 510 нм. Раствором сравнения служит раствор, содержащий те же реактивы, за исключением аликвоты раствора пробы.

Массу оксида железа (III) в растворе находят по градуировочному графику.

Контрольный опыт проводят одновременно с анализом проб, используя ту же методику и те же реактивы без добавления навески пробы.

Построение градуировочного графика

В шесть мерных колб, каждая вместимостью 100 см³, отбирают 0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 и 20,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015 и 0,0002 г оксида железа (III). Во все колбы добавляют воду до объема 50 см³ и далее поступают согласно 3.3.1. Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора железа.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам оксида железа (III) строят градуировочный график.

По градуировочному графику находят массу оксида железа, соответствующую результатам фотометрических измерений основного раствора и раствора контрольного опыта.

3.4 Обработка результатов

Массовую долю оксида железа (III) в пробе глинозема X, %, вычисляют по формуле

,

(1)

где - масса оксида железа (III), найденная по градуировочному графику при анализе аликвотной части основного раствора, г;

- масса оксида железа (III), найденная по градуировочному графику при анализе аликвотной части раствора контрольного опыта, г;

- объем основного раствора пробы, см³;

m - масса навески глинозема, г;

- объем аликвотной части раствора пробы, см³.

Примечание - Аликвотная часть раствора контрольного опыта после приготовления, которое проводилось с учетом фотометрического окончания анализа, обычно показывает слабое окрашивание. В этом случае его целесообразно использовать в качестве раствора сравнения при фотометрическом измерении растворов анализируемой пробы, а массовую долю оксида железа (III) в пробе вычисляют по формуле

,

(2)

где - масса оксида железа (III), найденная по градуировочному графику при анализе аликвотной части основного раствора при измерениях, проведенных относительно раствора контрольного опыта, г;

, , m - см. пояснения к формуле (1).

Допускаемые расхождения результатов трех параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, указанных в таблице 4.

Таблица 4

Массовая доля оксида железа (III), %	Допускаемые расхождения, % (абс.)
	Предел повторяемости, r	Предел воспроизводимости, R
От 0,005 до 0,010 включ.	0,003	0,005
Св. 0,010 до 0,050 "	0,005	0,008
Св. 0,050 до 0,100 включ.	0,008	0,015
" 0,10 до 0,20 "	0,01	0,02

3.5 Протокол анализа

Протокол анализа должен содержать следующие данные:

- идентификацию исследуемого материала;

- ссылку на настоящий стандарт и применяемый метод;

- результаты анализа и метод их выражения;

- особенности, замеченные в ходе анализа;

- любые операции, не предусмотренные в настоящем стандарте, считающиеся необязательными.

4 Атомно-абсорбционный метод

4.1 Сущность метода

Метод основан на кислотном или щелочном разложении пробы и измерении в растворе атомной абсорбции железа в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм.

4.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрометр атомно-абсорбционный со всеми принадлежностями и источником излучения для железа.

Ацетилен технический по ГОСТ 5457.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор 1:1.

Кислота азотная по ГОСТ 4461 и раствор 8 моль/дм³.

Кислота серная по ГОСТ 4204, раствор 1:1.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор с массовой долей 0,2 %.

Ртуть по ГОСТ 4658.

Ацетон по ГОСТ 2603.

Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069, стружка.

Стружку очищают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при 100 °С в течение 3-4 мин, охлаждают в эксикаторе.

Алюминий, раствор 26,5 г/дм³: 26,50 г очищенной алюминиевой стружки помещают в стакан вместимостью 1000 см³, накрывают часовым стеклом и небольшими порциями добавляют 600 см³ раствора соляной кислоты, затем 1 см³ раствора хлористого никеля или каплю ртути. После прекращения бурной реакции раствор нагревают до полного растворения стружки, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Железо карбонильное, осч, по 3.2.11.

Железа (III) оксид.

4.3 Стандартные растворы оксида железа

Раствор А: 0,6994 г железа или 1,0000 г предварительно прокаленного при температуре 600 °С в течение 1 ч и охлажденного в эксикаторе оксида железа (III) растворяют в стакане вместимостью 250 см³ в 10 см³ раствора соляной кислоты при слабом нагревании, добавляя 5 см³ азотной кислоты. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Примечание - 1 см³ раствора А содержит 0,001 г оксида железа (III).

4.3.1 Проведение анализа

При массовой доле оксида железа до 0,05 % используют для анализа раствор пробы, приготовленный по ГОСТ 23201.3. В случае разложения пробы сплавлением используют азотнокислый раствор.

При массовой доле оксида железа свыше 0,05 % аликвотную часть вышеуказанного раствора пробы, равную 10 см³, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор контрольного опыта готовят по ГОСТ 23201.3, добавляя в мерную колбу 20 см³ раствора алюминия при кислотном разложении пробы или 100 см³ раствора алюминия при разложении пробы щелочным сплавлением.

Измеряют атомную абсорбцию железа в растворе пробы, растворах для построения градуировочного графика и растворе контрольного опыта в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм.

Исходя из полученных значений атомной абсорбции по градуировочному графику находят массу оксида железа в аликвотных частях раствора пробы и раствора контрольного опыта.

4.3.2 Построение градуировочного графика

4.3.2.1 Приготовление градуировочных растворов при массовой доле оксида железа от 0,005 до 0,05 %

В семь мерных колб вместимостью 250 см³ каждая отбирают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 0; 0,00025; 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002 и 0,0025 г оксида железа. Во все колбы добавляют по 100 см³ раствора алюминия. В случае использования кислотного разложения проб во все колбы добавляют также по 7,5 см³ раствора серной кислоты, а в случае щелочного сплавления - по 12 г углекислого натрия, 4 г борной кислоты и 50 см³ раствора азотной кислоты.

4.3.2.2 Приготовление градуировочных растворов при массовой доле оксида железа от 0,05 до 0,20 %

В шесть мерных колб вместимостью 50 см³ каждая отбирают 0; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 и 4,0 см³ стандартного раствора В, что соответствует 0; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,0003 и 0,0004 г оксида железа. Во все колбы добавляют по 4 см³ раствора алюминия. В случае использования кислотного разложения проб во все колбы добавляют также по 0,3 см³ раствора серной кислоты, а в случае разложения щелочным сплавлением - по 0,48 г углекислого натрия, 0,16 г борной кислоты и 2 см³ раствора азотной кислоты.

4.3.2.3 Измеряют атомную абсорбцию железа в градуировочных растворах в пламени ацетилен-воздух при длине волны 248,3 нм.

Из значений атомной абсорбции растворов вычитают значение атомной абсорбции раствора, не содержащего стандартный раствор железа, и по полученным значениям и соответствующим им массам оксида железа строят градуировочный график.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю оксида железа (III) X, %, вычисляют по формуле (1).

4.4.2 Допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, указанных в таблице 4.