ГОСТ 12697.6-77

Группа В59

                           М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й                                               С Т А Н Д А Р Т


                                                            А ЛЮ М И Н И Й                                              ГОСТ
                                                     М етод определения кремния                                     12697.6 -7 7
                                             Aluminium. Method for determination o f silicon                           Взамен
                                                                                                                  ГО С Т 1 2 7 0 2 -6 7
                                                                                                                   в части разд. 2
                           МКС 77.120.10
                           ОКСТУ 1709

                           Постановлением Государственною комитета           стандартов Совета Министров СССР от 27.09.77 № 2315
                           дата введения установлена
                                                                                                                                    01.01.79

                           Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного совета по стандартизации,
                           метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)


                                Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения кремния в алюминии
                           (при массовой доле кремния от 0.0005 до 1.0 %).
                                Метод основан на образовании окрашенного комплексного соединения кремния с молибденово-
                           кислым аммонием с последующим восстано&тением комплекса аскорбиновой кислотой.
                                Окрашенный раствор фотометрируют на спектрофотометре при а. = 810 им или на фотоэлектро­
                           колориметре при а = 680 нм.
                                (И змененная редакция, Изм. № 1, 3).

                                                                     1. О БЩ И Е ТРЕБОВАНИЯ

                                1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 12697.1—77 и ГОСТ 25086—87.
                                (И змененная редакция, И зм. № 2, 3).


                                                         2. АППАРАТУРА, РЕА К ТИ В Ы И РА С Т В О РЫ

                               Фотоэлектроколориметр типов ФЭК-56М. ФЭК-60, КФК или спектрофотометр типов СФ-16,
                           СФ-26 или аналогичного типа.
                               Весы лабораторные по ГОСТ 24104—884 2-го класса точности с погрешностью взвешивания
                           0,0002 г.
                                 Весы лабораторные по ГОСТ 24104—88 с погрешностью взвешивания 0.01 г.
                                 Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР).
                                 Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим температуру нагрева 1000 'С.
                                 Алюминий марки А999 по ГОСТ 11069—2001.
                                 Раствор алюминия с массовой долей 2 %; готовят следующим образом: алюминий в виде стерж­
                           ня очищают кипячением в соляной кислоте, разбадленной 1:2, и затем растворяют электрохимически
                           в 2.5 моль/дм’ азотной кислоте, как указано в п. 3.1. Количество 2,5 моль/дм1раствора азотной кислоты
                           берут из расчета 45 см! на 1 г алюминия. Растворяют около 10 г алюминия.
                                 Полученный раствор кипятят, окисляют марганцовокислым калием, переводят в мерную колбу
                           вместимостью 500 см1, разбавляют до метки водой и перемешивают.
                              * С 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ 24104—2001 (здесь и далее).

                           Издание официальное                                                                   Перепечатка воспрещена
                                       И мение с Ишененияни № I, 2, 3, утвержденными в декабре 1980г., ноябре 1985г., мае 1988г.
                                                                       (ИУС3 - 8 1 ,2 - 8 6 , 8 -8 8 ).

                                                                                  24



вологодское кружево сайт

ГОСТ 1 2 6 9 7 .6 -7 7 С. 2

      Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765—78. растворы с массовой долей 5 % и массовой
долей 10.6 %. Раствор с массовой долей 10.6 % готовят следующим образом: 53 г молибденовокислого
аммония помешают в полиэтиленовый стакан, добавляют 250 см* воды и 30 см* 8 моль/дм* раствора
гидроксида натрия, перемешивают и. если нужно, слегка подогревают (40—50 *С), до полного раство­
рения. охлаждают и разбадляют водой до объема приблизительно 350 см*. С помошыо pH-метра прове­
ряют pH раствора и, в случае необходимости, добавляют по каплям 8 моль/дм5 раствора гидроксида
натрия до установления pH раствора 7±0,1. Раствор разбавляют до объема 400 см5, затем фильтруют
через фильтр средней плотности в мерную колбу вместимостью 500 см1, доливают до метки водой и
перемешивают. Раствор сохраняют в полиэтиленовом сосуде.
      Вода дважды перегнанная. Вторую дистилляцию производят в кварцевой посуде. Вода хранится в
посуде из полиэтилена или кварца. Применяют при анализе алюминия высокой чистоты.
      Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75, раствор с массовой долей 0.02 %.
      Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор с массовой долей 2 %.
      Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—84. растворы 5 и 2.5 моль/дм*.
      Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, разбавленная 1:2.
      Кислота серная по ГОСТ 4204—77. растворы 8,85. 4.2 и 0,07 моль/дм*.
      Натрия гидроксид по ГОСТ 4328—77, растворы с массовой долей 20 % и 0,5 моль/дм5. Растворы
гидроксида натрия готовят и хранят в полиэтиленовой посуде.
      Метиловый оранжевый, растворе массовой долей 0,1 %.
      Фенолфталеин, спиртовой раствор с массовой далей 1 %.
      Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300—87.
      Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83—79.
      Раствор-фон; готовят следующим образом: в полиэтиленовой посуде растворяют в воде 25 г
гидроксида натрия. Охлажденный раствор с помощью полиэтиленовой палочки выливают в стакан
вместимостью 400 см5, содержащий 84 см* 4 моль/дм5 раствора серной кислоты и 100 см’ воды.
Полученный раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см5, разбавляют до метки водой и
перемешивают.
      Кремния диоксид по ГОСТ 9428—73.
      Растворы кремния стандартные.
      Раствор А; готовят следующим образом: 0.2140 гтонкорастертого, предварительно прокаленного
при температуре 1000 'С диоксида кремния сплавляют в платиновом тигле с 5 г углекислого натрия до
патучения прозрачного плава.
      Плав растворяют в воде при нагревании в платиновой чашке.
      Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см5, разбавляют до метки
водой и перемешивают.
      Раствор хранят в пат иэтиленовой посуде.
      1 см* раствора содержит 0,1 мг кремния (Si).
      Раствор Б; готовят перед употреблением следующим образом: пипеткой отбирают 25 см' раство­
ра А в мерную колбу вместимостью 250 см*, доливают до метки водой и перемешивают.
      1 см* раствора Б содержит 0,01 мг кремния (Si).
      Раствор В: готовят перед употреблением следующим образом: пипеткой отбирают 25 см*
раствора А в мерную котбу вместимостью 500 см5, доливают до метки водой и перемешивают.
      1 см* раствора В содержит 0.005 мг кремния (Si).
      Щелочные растворы приготовляют и хранят в посуде, из которой кремний не выщелачивается
(полиэтиленовая, серебряная и др. посуда).
      Натрий сернистокислый пиро (метабисульфит).
      1-амнно-2-нафтал-4-сульфоновая кислота, раствор с массовой долей 0,16 %. 0.8 гсерннстокисло-
го натрия растворяют в 10 см5воды, добавляют 0,16 г 1-амино-2-нафтол-4-сульфоновой кислоты
и 50 см* раствора, содержащего 10 г метабисульфита натрия. После перемешивания раствор фильтруют
в мерную колбу вместимостью 100 см5, промывают фильтр водой, затем раствор в колбе доливают до
метки и перемешивают. Раствор готовят перед употреблением.
      Спирт н-бутиловый по ГОСТ 5208—81. перегнанный при температуре 117Н
      Натрий сернокислый, безводный по ГОСТ 4166—76.
      Пероксид водорода по ГОСТ 10929—76. раствор с массовой долей 6 %.
      (Измененная редакция, Изм. № I, 3).
                                                25

С. 3 ГОСТ 12697.6-77

                                  3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

      3.1. Навеску алюминия массой 0.2 г помешают в никелевую, серебряную или платиновую чашку,
приливают 5 см1 раствора гидроксида натрия с массовой долей 20 % и 20 см ‘ воды.
      Чашку накрывают крышкой и нагревают до растворения навески. Затем обмывают крышку и
стенки чашки водой и выливают раствор в стакан вместимостью 150 см', содержащий 2 моль/дм3
раствора серной кислоты в количестве, необходимом для перевода 0,2 г алюминия в сернокислый
(5.6 см’), для создания кислотности 0,07 моль/дм1 в объеме 100 см* (3,5 см1) и для нейтрализации
гидроксида натрия. Расход кислоты на нейтрализацию гидроксида натрия устанавливают титрованием
5 см3 раствора гидроксида натрия 2 моль/дм3 раствором серной кислоты в присутствии метилового
оранжевого.
      Раствор переносят в стакан с кислотой с помощью полиэтиленовой палочки, следя за тем, чтобы
раствор не попадал на стенки стакана. Содержимое стакана нагревают до полного растворения гидро­
ксида алюминия. Затем добавляют по каалям раствор марганцовокислого калия до получения слабо­
розовой окраски. Раствор нагревают до обесцвечивания, охлаждают, переводят в мерную колбу вмес­
тимостью 1(H) см3, разбавляют до метки водой и перемешивают.
      Отбирают пипеткой 5—25 см1раствора в зависимости от предполагаемой массовой доли кремния
в мерную колбу вместимостью 100 см' и разбавляют до 50 см3 0,07 моль/дм3 раствором серной
кислоты. Затем приливают 5 см1раствора .молибденовокислого аммония с массовой далей 5 %, переме­
шивают и оставляют стоять в течение 10 мин. После этого прибавляют 25 см3 4 моль/дм3 раствора
серной кислоты, обмывая при этом горло колбы, перемешивают раствор и через 3 мин добавляют 5 см3
аскорбиновой кислоты. Разбавляют раствор до метки юлой и перемешивают.
      Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора на фото электро калориметре или на
спектрофотометре, учитывая, что максимум светопоглошения растворов соответствует длине волны
810 нм. Раствором сравнения служит вода.
      Одновременно проводят ко1ггрольный опыт. Для этого в стакан вместимостью 100 см1помешают
2 моль/дм3раствора серной кислоты в количестве на 5,6 см3меньше, чем для испытуемого раствора и
осторожно вливают 5 см1раствора гидроксида натрия. Раствор переводят в мерную калбу вместимостью
100 см3, разбааляют до метки водой. Отбирают аликвотную часть раствора, соответствующую аликвот­
ной части испытуемого раствора в мерную колбу вместимостью 100 см3, и анализ проводят, как
указано выше.
      Массу кремния определяют по градуировочному графику 1. учитывая поправку контрольного
опыта.
      (Измененная редакция. Изм. № 3).
      3.2. Для определения кремния в алюминии высокой чистоты применяют метод электрохимичес­
кого растворения или метод экстракции.
      (Измененная редакция, Изм. № 1).
      3.2.1. Метод с применением иектрохимического растворения.
      Пробу алюминия, изготовленную в виде двух стержней, очищают кипячением в соляной кисло­
те, разбавленной 1:1. в течение 10 мин. Затем промывают стержни водой, высушивают при температу­
ре 105—110 *С и после охлаждения взвешивают.
      В кварцевый стакан вместимостью 100—200 см1 наливают 45 см3 2,5 моль/дм1раствора азотной
кислоты. Стержни закрепляют в держатели из алюминия высокой чистоты или титана, которые присо­
единяют к клеммам ЛАТРа, затем стержни погружают в стакан с кислотой, включают ЛАТР в сеть и
растворяют навеску в интервале напряжения 10—20 В в течение 15 мин. В течение этого времени
растворяется окало I г алюминия. Допускается разложение пробы с помощью селенового выпрямите­
ля. применяя электроды Фишера.
      Затем отключают ЛАТР, отсоединяют стержни, промывают их водой, высушивают и взвешива­
ют. По разности масс определяют массу растворившегося алюминия. Необходимо, чтобы масса раство­
ренного алюминия была не менее 1 г, в противном случае продолжают растворение. Раствор кипятят
для удаления оксидов азота в течение 15 мин. прибавляют раствор марганцовокислого калия до полу­
чения розовой окраски и нагревают до обесцвечивания. После охлажления раствор переводят в мерную
колбу вместимостью 100 см1, разбааляют до метки водой и перемешивают.
      Отбирают пипеткой аликвотную часть раствора, соответствующую приблизительно 0,5 г алюми­
ния. в мерную калбу вместимостью 100 см3. Прибааляют недостающее количество раствора 5 маль/дм3
                                               26

ГОСТ 1 2 6 9 7 .6 -7 7 С. 4

азотной кислоты для полного связывания алюминия в азотнокислый и для создания кислотности,
равной 0,14 моль/дм’ в объеме 50 см*. Для определения недостающего количества азотной кислоты
поступают следующим образом: отбирают пипеткой 5 см1 раствора в коническую колбу, разбавляют
водой, нагревают до кипения и титруют 0.5 моль/дм1раствора гидроксида натрия до слабо-розовой
окраски фенолфталеина. Рассчитывают обшее содержание кислоты для аликвотной части раствора,
который берется на определение. Полученное титрованием общее содержание кислоты должно быть
меньше, чем требуемое для образования азотнокислого алюминия. (Для превращения I г алюминия в
азотнокислый необходимо 22,2 см15 моль/дм1 раствора азотной кислоты).
      Рассчитывают недостающее количество 5 моль/дм’ раствора азотной кислоты для связывания
алюминия в азотнокислый и для создания кислотности 0,14 моль/дм' в объеме 50 см' (для повышения
кислотности раствора на 0,01 моль/дм1в объеме 50 см’ требуется 0,1 см’ 5 моль/дм1раствора кислоты).
      После добавления необходимого количества азотной кислоты (объем раствора должен быть при­
близительно 50 см’) приливают 5 см’ раствора молибденовокислого аммония с массовой долей 5 %,
перемешивают и оставляют на 10 мин. Затем прибавляют 30 см’ 4 моль/дм’ раствора серной кислоты,
обмывая стенки горла колбы, перемешивают и через 3 мин добавляют при перемешивании 5 см’
раствора аскорбиновой кислоты. Разбавляют раствор до метки водой и перемешивают. Измеряю! опти­
ческую плотность раствора, как указано в п. 3.1.
      Одновременно проводят контрольный опыт. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см’
помещают 48 см' воды, 1,4 см' 5 моль/дм’ раствора азотной кислоты. 5 см' молибденовокислого
аммония с массовой долей 5 % и анализ проводят, как указано в п. 3.1.
      Массу кремния находят по градуировочному графику' 2, учитывая поправку контрольного опыта.
      3.2.2. Метод экстракции
      0,5 г пробы помещают в платиновую, никелевую, серебряную или тефлоновую чашку с крыш­
кой. добавляют 10 см’ раствора гидроксида натрия и нагревают до растворения пробы. После растворе­
ния крышку обмывают водой, раствор немного охлаждают, добавляют 1 см ’ раствора пероксида водо­
рода и осторожно упаривают до сиропообразного состояния. После охлаждения добавляют 30—40 см*
воды и вновь нагревают, не доводя до кипения, до полного растворения солей. Раствор охлаждают и
переносят в стакан вместимостью 250 см’, содержащий 20 см’ 4 моль/дм’ серной кислоты: чашку
промывают несколько раз горячей водой. Раствор нагревают до растворения солей, разбавляют водой
до 80 см’ и охлаждают.
      Раствор переносят в делительную воронку вместимостью 250 см’ с меткой на уровне 100 см’ и
разбавляют водой до объема 100 см’, добавляют 5 см’ раствора молибденовокислого аммония с массо­
вой долей 10.6 %, перемешивают и оставляют на 10 мин. Затем добавляют 20 см’ 8.85 моль/дм’ раствора
серной кислоты, перемешивают и сразу добавляют 5 см1 раствора аскорбиновой кислоты или 5 см’
раствора аминонафтолсульфоновой кислоты, затем снова перемешивают и оставляют на 30 мин.
      По истечении 30 мин к раствору добавляют 25 см’ бутилового спирта, встряхивают в течение
1 мин. после расслоения органическую фазу помешают в сухую колбу, содержащую 20 г сульфата
натрия, время от времени встряхивая колбу. Через 20 мин измеряют оптическую плотность органичес­
кой фазы на спектрофотометре или на фотоэлектроколориметре, учитывая, что максимум светопогло-
щения растворов соответствует длине волны 810 мм.
      Раствором сравнения служит бутиловый спирт.
      Одновременно с проведением анализа и в тех же условиях готовят раствор контрольного опыта,
но вместо 20 см’ используют 13 см’ 4 моль/дм’ раствора серной кислоты.
      Массу кремния находят по градуировочному графику 3. учитывая поправку контрольного опыта.
      3.2.1, 3.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1, 3).
      3.3. П о с т р о е н и е г р а д у и р о в о ч н ы х г р а ф и к о в
      3.3.1. График I
      В мерные колбы вместимостью по 100 см’ отбирают по 10 см’ раствора-фона и приливают из
микробюретки 0; 1; 2; 4; 6; 8; 12 см’ стандартного раствора Б. что соответствует 0; 0.010; 0,020: 0,040;
0.060; 0.080; 0.12 мг кремния.
      Разбавляют раствор до 50 см’ 0,07 моль/дм’ раствором серной кислоты, приливают 5 см! раствора
молибденовокислого аммония с массовой долей 5 % и далее поступают, как указано в п. 3.1. Раствором
сравнения служит раствор, в который кремний не добавлялся.
      По полученным значениям оптических плотностей и известным массам кремния строят градуиро­
вочный график I.
                                                   27