Ниобия пятиокись. Методы определения массовой доли пятиокиси тантала

ГОСТ 18184.4-79

Группа Л19

_____________
* Измененная редакция, Изм. N 2.

ОКСТУ 1709*
_____________
* Введен дополнительно, Изм. N 1.

Срок действия с 01.01.81
до 01.01.86*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11/12, 1994 год). -
Примечание изготовителя базы данных.

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11 мая 1979 г. N 1695 срок действия установлен с 01.01.1981 г. до 01.01.1986 г.

РАЗРАБОТАН Министерством цветной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Ю.А.Карпов; А.Г.Галканов; Д.Н.Филимонов; В.В.Королев; В.В.Недлер; Б.Я.Каплан; Т.М.Малютина; В.Ф.Макарова; В.Г.Мискарьянц; Т.В.Берзина; В.М.Михайлов

ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР

Зам. министра В.С.Устинов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11 мая 1979 г. N 1695

ВЗАМЕН ГОСТ 18184.4-72

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 23.04.1985 N 1163 c 01.10.1985; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 30.03.1990 N 759 c 01.11.1990

Изменения N 1, 2 внесены изготовителем базы данных по тексту ИУС N 7, 1985 год, ИУС N 7, 1990 год

Настоящий стандарт распространяется на пятиокись ниобия и устанавливает экстракционно-фотометрический метод определения массовой доли пятиокиси тантала от 0,06 до 0,45%.

Метод основан на экстракции фторотанталата кристаллического фиолетового смесью толуола и ацетона из сульфатно-оксалатной среды и фотометрировании экстракта.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования - по ГОСТ 18385.0-89

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК-60 или прибор аналогичного типа.

Печь муфельная с терморегулятором на температуру 800-850°С.

Весы аналитические.

Цилиндры кварцевые с притертыми пробками вместимостью 80 см.

Пробирки стеклянные с притертыми пробками вместимостью 15 см.

Пипетки из полиэтилена вместимостью 2-3 см.

Колбы мерные вместимостью 100 и 500 см.

Цилиндры мерные вместимостью 50 и 100 см.

Тигли кварцевые.

Пипетки стеклянные с делениями вместимостью 5 и 10 см.

Полиэтиленовые банки вместимостью 500 см.

Бумага индикаторная "Phan", рН 0,4-1,4 или "Рифан", рН 0,3-2,2.

Тантала пятиокись, содержащая не менее 99,5% TaO.

Натрий сернокислый пиро по ГОСТ 18344-78, ч.д.а.

Аммоний щавелевокислый, ч.д.а., раствор с массовой долей щавелевокислого аммония 10%.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ч.д.а., плотностью 1,84 г/см и раствор серной кислоты концентрации 5 моль/дм.

Раствор для разбавления; готовят следующим образом: 10 г пиро сернокислого натрия помещают в тигель и расплавляют в муфельной печи до удаления паров серной кислоты, плав растворяют в 200 см горячего раствора щавелевокислого аммония, приливают 100 см воды, 9 см серной кислоты плотностью 1,84 г/см, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см и доливают водой до метки (рН раствора должен быть 1-1,3).

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ч.д.а., разбавленный 1:9.

Толуол по ГОСТ 5789-78, х.ч.

Ацетон по ГОСТ 2603-79, ч.д.а.

Кристаллический фиолетовый, 0,2%-ный водный раствор, хранят в склянке из темного стекла. Раствор годен для работы через сутки после приготовления и фильтрования через фильтр "синяя лента".

Натрий фтористый, ос.ч., 5%-ный насыщенный раствор; готовят следующим образом: 25 г фтористого натрия тщательно перемешивают с 500 см горячей воды, раствор с нерастворившимся остатком переводят в полиэтиленовую банку и оставляют на ночь; отстоявшийся прозрачный раствор сливают в другую полиэтиленовую банку и фильтруют через фильтр "синяя лента".

Основной раствор пятиокиси тантала; готовят следующим образом: 0,0500 г пятиокиси тантала помещают в тигель и сплавляют в муфельной печи при температуре 800-850°С с 2 г пиро сернокислого натрия до получения прозрачного плава. К плаву добавляют 40 см горячего раствора щавелевокислого аммония и кипятят при помешивании до растворения, добавляя 10 см водного раствора аммиака. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доливают водой до метки; 1 см основного раствора содержит 0,5 мг пятиокиси тантала.

2 см основного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем раствором для разбавления до метки - раствор А; 1 см раствора А содержит 10 мкг пятиокиси тантала. Раствор А годен в течение суток после приготовления.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика готовят образцовые растворы: в кварцевые цилиндры с притертыми пробками вводят 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,4; 2 см раствора А, что соответствует 2; 4; 6; 8; 10; 14; 18 мкг пятиокиси тантала. Объем раствора в каждом цилиндре доводят раствором для разбавления до 10 см; рН полученных растворов должен быть 1-1,3 (рН устанавливают в отдельной аликвоте по индикаторной бумаге, если рН не достигнут, приливают по каплям раствор серной кислоты концентрации 5 моль/дм или водный аммиак). Затем к каждому полученному раствору приливают по 9 см толуола, 1 см ацетона, 2 см раствора фтористого натрия полиэтиленовой пипеткой) и 1 см раствора кристаллического фиолетового. Кварцевые цилиндры закрывают пробкой и содержимое экстрагируют 1 мин. После отстаивания в течение 1 мин отбирают сухой пипеткой с поршнем или грушей точно 7 см экстракта и переносят в сухие пробирки с притертой пробкой, в которые предварительно добавлено точно 3 см ацетона. Содержимое пробирок перемешивают.

Одновременно в двух кварцевых цилиндрах параллельно готовят контрольный раствор, в который приливают все те же реактивы, кроме раствора А.

Оптическую плотность образцовых растворов измеряют на фотоэлектроколориметре по отношению к раствору сравнения, в качестве которого используют воду, в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм, пользуясь светофильтром N 5 при длине волны 590 нм.

Из значения оптической плотности образцовых растворов вычитают среднее значение оптической плотности контрольного раствора.

Оптическая плотность контрольного раствора не должна превышать значения 0,03-0,04.

По полученным данным строят градуировочный график, откладывая на оси абсцисс содержащиеся в образцовых растворах массы пятиокиси тантала в микрограммах, а на оси ординат - соответствующие им значения оптических плотностей.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. 0,1 г пятиокиси ниобия помещают в кварцевый тигель, сплавляют в муфельной печи при 800-850°С с 2 г пиро сернокислого натрия и 1-2 см серной кислоты плотностью 1,84 г/см до получения прозрачного плава и до прекращения выделения паров серной кислоты. Плав растворяют при кипячении в 40 см раствора щавелевокислого аммония, добавляют 20 см воды и 9 см 10 н. раствора серной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см и доводят водой до метки (рН раствора должен быть 1-1,3, что устанавливают по индикаторной бумаге). Пипеткой отбирают 4 или 5 см полученного раствора (при массовой доле пятиокиси тантала от 0,06 до 0,2% отбирают 5 см; при массовой доле свыше 0,2% отбирают 4 см) и переводят в кварцевый цилиндр с притертой пробкой, затем разбавляют до 10 см раствором для разбавления; рН полученного раствора должен быть 1-1,3 (рН устанавливают в отдельной аликвотной части, если он не достигнут - приливают по каплям 10 н. раствор серной кислоты или водный аммиак). К полученному раствору приливают 9 см толуола, 1 см ацетона, 2 см раствора фтористого натрия (полиэтиленовой пипеткой), и 1 см раствора кристаллического фиолетового и далее проводят экстракцию и измеряют оптическую плотность анализируемого раствора, как указано в п.3.1.

Одновременно через все стадии анализа в двух кварцевых цилиндрах параллельно готовят контрольный раствор, в который приливают все те же реактивы, кроме анализируемой пробы. Оптическая плотность контрольного раствора не должна превышать значения 0,04. Из значения оптической плотности анализируемого раствора вычитают среднее арифметическое значение оптической плотности контрольного раствора.

По полученному значению оптической плотности при помощи градуировочного графика определяют массу пятиокиси тантала в микрограммах.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Массовую долю пятиокиси тантала (X) в процентах вычисляют по формуле

где - масса пятиокиси тантала, найденная по градуировочному графику, мкг;

V - объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см;

m - масса навески, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между наибольшим и наименьшим результатами и результатами двух анализов не должны превышать величин, указанных в табл.1, при доверительной вероятности P=0,95.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

5.2. Правильность результатов анализа серии проб проверяют методом добавок. К трем одинаковым аликвотным частям объемом по 4 см одного из анализируемых растворов пробы, в каждой из которых масса пятиокиси тантала, установленная по разд.4-5, составляет 6 мкг, добавляют по 0,6 см раствора А, что соответствует 6 мкг пятиокиси тантала. Полученные растворы анализируют, как указано выше. За результат анализа аликвотных частей с добавками пятиокиси тантала принимают среднее арифметическое значение результатов трех определений в этих трех аликвотных частях. Анализы серии проб правильны, когда полученный результат отличается от исходной массы пятиокиси тантала в аликвотных частях без добавки пятиокиси тантала не более чем на 7,4 и не менее чем на 4,6 мкг пятиокиси тантала. Если полученный результат выходит за указанные пределы, то контроль правильности результатов анализа повторяют, увеличивая число одинаковых аликвотных частей того же анализируемого раствора пробы до шести. Полученный результат должен отличаться от исходной массы пятиокиси тантала в аликвотных частях раствора не более чем на 7,2 и не менее чем на 4,8 мкг пятиокиси тантала.

Таблица 1

Массовая доля пятиокиси тантала, %	Допускаемые расхождения, %
0,06	0,02
0,10	0,02
0,15	0,03
0,20	0,04
0,30	0,06
0,40	0,08
0,45	0,09

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

6. ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТИОКИСИ ТАНТАЛА (при массовой доле от 0,02 до 0,10%)

Метод основан на измерении оптической плотности толуольного экстракта фтортанталата бриллиантового зеленого.

6.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 или аналогичный.

Весы аналитические.

Плитка электрическая лабораторная с закрытой спиралью мощностью 3 кВт.

Электропечь сопротивления камерная лабораторная СНОЛ 1,6 2,5 1/11-И2 или аналогичная.

Центрифуга лабораторная марки ЦЛК-1 или аналогичная.

Пипетка 1-2-2, 2-2-5, 2-2-10, 2-2-25, 2-2-50, 6-2-10 по ГОСТ 20292-74.

Бюретки 6-2-5, 1-2-100 по ГОСТ 20292-74.

Цилиндры 1-500, 1-2000 по ГОСТ 1770-74.

Колбы 2-100-2, 2-200-2, 2-500-2 по ГОСТ 1770-74.

Стакан В-1-100 ТС по ГОСТ 25336-82.

Стакан кварцевый вместимостью 100 см.

Стакан фторпластовый вместимостью 100 см.

Банки полиэтиленовые БН-0,5 и бидон БДЦ-5,0.

Пробки из пластмассы.

Цилиндры из полиэтилена вместимостью 60 см.

Пробирки центрифужные из полиэтилена вместимостью 10 см.

Пипетки из полиэтилена вместимостью 10 см.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, х.ч., раствор 5 моль/дм и 1,4 моль/дм.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, х.ч.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78, х.ч., раствор 7,5 моль/дм.

Раствор для отмывки экстракта с концентрацией серной кислоты 1,18 моль/дм и фтористоводородной кислоты 1,18 моль/дм и 0,98 моль/дм.

Для приготовления 5 дм раствора для отмывки помещают в полиэтиленовый бидон 245 см раствора фтористоводородной кислоты концентрации 20 моль/дм, 1175 см раствора серной кислоты концентрации 5 моль/дм, 3580 см дистиллированной воды и перемешивают в течение 30-40 с.

Бриллиантовый зеленый, ч., водный раствор с массовой долей реагента 0,3%. Растворяют 0,3 г реагента в 99,7 г воды на холоде в течение 1 ч при перемешивании с помощью электромеханической мешалки.

Толуол по ГОСТ 5789-78, ч.д.а.

Ацетон по ГОСТ 2603-79, ч.д.а.

Аммоний сернокислый.

Калий сернокислый пиро по ГОСТ 7172-76, ч.д.а.

Порошок танталовый (высокой чистоты) с массовой долей тантала не менее 99,54%.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

6.2. Подготовка к анализу

6.2.1. Приготовление основного типового раствора и рабочих растворов.

Основной раствор с массовой долей 0,200 г/дм пятиокиси тантала: металлический порошок тантала массой 0,0819 г помещают во фторопластовый стакан, добавляют полиэтиленовой пипеткой 5,0 см концентрированной фтористоводородной кислоты, 0,5 см азотной кислоты, нагревают на плитке до полного растворения навески и упаривают до объема 1-2 см. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, в которую предварительно помещают 250 см дистиллированной воды, доводят до метки и перемешивают в течение 30-40 с. Приготовленный раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Рабочие растворы с массовыми концентрациями 2,0 мкг/см и 20,0 мкг/см пятиокиси тантала; отбирают пипеткой 2,0 и 2,0 см основного раствора в мерные колбы вместимостью 200 см, добавляют 56,0 см раствора серной кислоты концентрации 5 моль/дм, доводят водой до метки и перемешивают в течение 0 40* с.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

6.2.2. Построение градуировочных графиков

В полиэтиленовые цилиндры приливают из бюретки 2,0, 4,0, 6,0, 8,0, 0,0* см рабочего раствора с массовой долей пятиокиси тантала 2,0 мкг/см 0,0*, 2,0, 3,0 4,0 5,0 см рабочего раствора с массовой долей 20,0 мкг/см. Доводят раствором серной кислоты концентрации 1,4 моль/дм до 10,0 см добавляют полиэтиленовой пипеткой 1,5 см раствора (7,5 моль/дм) фтористоводородной кислоты, 25,0 см толуола, вводят из бюретки 11,0 см раствора бриллиантового зеленого и встряхивают в течение 60 с на электромеханическом встряхивателе или вручную. После расслаивания фаз (1-1,5 мин) экстракт (10 см) помещают в центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 3 мин со скоростью 3000 об/мин.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Оптическую плотность измеряют на КФК-2 в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 5,0 мм в интервале 20-100 мкг пятиокиси тантала и кюветах 30,0 мм в интервале 4-20 мкг пятиокиси тантала при длине волны (590±10) нм. В качестве раствора сравнения используют толуол.

Одновременно через все стадии построения градуировочных графиков проводят два параллельных контрольных опыта. Оптическая плотность контрольного опыта не должна превышать значения 0,03 в кювете 30 мм и значения 0,005 в кювете 5 мм. В противном случае меняют реактивы и растворы. По полученным данным строят два градуировочных графика.

6.3. Проведение анализа

Пробу массой 0,1000 г помещают во фторопластовый стакан, добавляют полиэтиленовой пипеткой 10 см концентрированной фтористоводородной кислоты, затем пипеткой 2,0 см азотной кислоты и 8,0 см концентрированной серной кислоты, нагревают на плитке до начала выделения паров серной кислоты, затем продолжают нагрев еще 2-3 мин. Стаканы охлаждают до температуры (25±5)°С, добавляют 3,0 г сульфата аммония, разбавляют водой до 10 см и переводят а мерную колбу вместимостью 100 см, доводят водой до метки и перемешивают в течение 30-40 с.

Если проба в кислотах растворяется не полностью, то проводят сплавление пробы с пиросульфатом калия. Пробу массой 0,1000 г помещают в кварцевый стакан, добавляют 3,0 г пиросернокислого калия и сплавляют в электропечи при температуре 800°С до получения прозрачного плава. По охлаждении (25±5)°С плав растворяют в 8,0 см концентрированной серной кислоты при нагревании на электроплитке в течение 3-5 мин. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, охлаждают до температуры (25±5)°С, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают в течение 30-40 с.

Аликвотную часть полученного раствора, содержащую 1-100 мкг пятиокиси тантала, помещают в полиэтиленовый цилиндр вместимостью 60 см, доводят раствором серной кислоты концентрации 5 моль/дм до 10 см, добавляют 1,5 см раствора фтористоводородной кислоты концентрации 7,5 моль/дм и оставляют на 8-10 мин. Добавляют пипеткой 25 см толуола, 11 см раствора бриллиантового зеленого и производят экстракцию, как описано в п.6.2.2. После расслаивания фазы разделяют и экстракт в количестве 20-25 см отмывают. Для этого к экстракту полиэтиленовой пипеткой добавляют 10,5 см раствора для отмывки, вводят 10 см раствора бриллиантового зеленого и перемешивают, как описано в п.6.2.2. После расслаивания фазы разделяют и экстракт в количестве не менее 16,0 см вторично подвергают отмывке. После расслаивания фаз 10 см экстракта помещают в центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 3 мин со скоростью 3000 об/мин.

Оптическую плотность толуольного экстракта измеряют на КФК-2, как описано в п.6.2.2. В закрытых полиэтиленовых пробирках экстракты стабильны в течение 4 ч.

6.4. Обработка результатов

Массовую долю пятиокиси тантала () в процентах вычисляют по формуле

где - масса пятиокиси тантала, найденная по градуировочному графику, мкг;

V - вместимость мерной колбы, см;

m - масса навески, г;

- аликвотная часть раствора, взятая для экстракции, см.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Расхождение результатов двух параллельных определений при доверительной вероятности P=0,95 не должно превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.2.

Таблица 2

Массовая доля по пятиокиси тантала, %	Допускаемое расхождение, %
0,02	0,004
0,05	0,01
0,10	0,02

6.4.1 Правильность результатов анализа проверяют методом добавок. Суммарная массовая доля пятиокиси тантала в пробе с добавкой должна быть не меньше утроенной величины нижней границы определяемых массовых долей и не больше верхней границы определяемых массовых долей.

Суммарную массовую долю пятиокиси тантала () в пробе с добавкой в процентах вычисляют по формуле

где - массовая доля пятиокиси тантала в пробе, %;

- масса пятиокиси тантала, введенная с добавкой, мкг;

- масса навески пробы, г.

Анализ считают правильным, если разность и значение результата анализа пробы с добавкой не превышает

где - допускаемое расхождение между результатами двух параллельных определений в пробе без добавки;

- допускаемое расхождение между результатами двух параллельных определений в пробе с добавкой.

При разногласиях в оценке качества определение проводят, как указано в 2-5.

Раздел 6 (Введен дополнительно, Изм. N 2).