1. Разработан Межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 "Никель" и МТК 502 "Кобальт", АО "Институт Гипроникель".

Внесен Госстандартом России.

2. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол N 21 от 30 мая 2002 г.).

За принятие проголосовали:

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 сентября 2002 г. N 334-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.2-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4. Взамен ГОСТ 13047.1-81, кроме раздела 1.

Настоящий стандарт устанавливает электрогравиметрический (при массовой доле до 98,8%) и расчетный (при массовой доле свыше 98,8%) методы определения никеля в первичном никеле по ГОСТ 849.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 849-97. Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118-77. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3769-78. Аммоний сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4204-77. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77. Кислота азотная. Технические условия

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

ГОСТ 5828-77. Диметилглиоксим. Технические условия

ГОСТ 5845-79. Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия

ГОСТ 6012-98. Никель. Методы химико-атомно-эмиссионного спектрального анализа

ГОСТ 6563-75. Изделия технические из благородных металлов и сплавов. Технические условия

ГОСТ 9722-97. Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 11125-84. Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2002. Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 13047.4-2002. Никель. Кобальт. Методы определения кобальта в никеле

ГОСТ 13047.6-2002. Никель. Кобальт. Методы определения углерода

ГОСТ 13047.7-2002. Никель. Кобальт. Методы определения серы

ГОСТ 13047.8-2002. Никель. Кобальт. Метод определения кремния

ГОСТ 13047.9-2002. Никель. Кобальт. Метод определения фосфора

ГОСТ 13047.10-2002. Никель. Кобальт. Методы определения меди

ГОСТ 13047.11-2002. Никель. Кобальт. Метод определения цинка

ГОСТ 13047.12-2002. Никель. Кобальт. Методы определения сурьмы

ГОСТ 13047.13-2002. Никель. Кобальт. Методы определения свинца

ГОСТ 13047.14-2002. Никель. Кобальт. Методы определения висмута

ГОСТ 13047.15-2002. Никель. Кобальт. Метод определения олова

ГОСТ 13047.16-2002. Никель. Кобальт. Методы определения кадмия

ГОСТ 13047.17-2002. Никель. Кобальт. Методы определения железа

ГОСТ 13047.18-2002. Никель. Кобальт. Методы определения мышьяка

ГОСТ 13047.19-2002. Никель. Кобальт. Метод определения алюминия

ГОСТ 13047.20-2002. Никель. Кобальт. Метод определения магния

ГОСТ 13047.21-2002. Никель. Кобальт. Методы определения марганца

ГОСТ 18300-87. Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20478-75. Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 24147-80. Аммиак водный особой чистоты. Технические условия.

Общие требования к методам анализа и требования безопасности при выполнении работ - по ГОСТ 13047.1.

4.1. Метод анализа

Метод основан на взвешивании массы никеля, кобальта, меди и цинка, выделяемой электролизом на платиновом катоде из аммиачной среды, и определении остаточной массы никеля в растворе после электролиза спектрофотометрическим или атомно-абсорбционным методом. Массовые доли кобальта, меди и цинка определяют по ГОСТ 13047.4, ГОСТ 13047.10, ГОСТ 13047.11 или ГОСТ 6012 и учитывают при обработке результатов анализа.

Спектрофотометрический метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 440 нм комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в щелочной среде в присутствии окислителя - надсернокислого аммония.

Атомно-абсорбционный метод основан на измерении поглощения при длине волны 232,0 нм резонансного излучения атомами никеля, образующимися в результате атомизации при введении раствора пробы в пламя ацетилен-воздух.

4.2. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы, растворы

Установка для электролиза с амперметром, вольтметром, реостатом, обеспечивающая проведение электролиза при перемешивании при силе тока 3 - 4 А и напряжении 2 - 3 В.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр, обеспечивающий проведение измерений в пламени ацетилен-воздух.

Лампа с полым катодом для возбуждения спектральной линии никеля.

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин волн 420 - 460 нм.

Электроды платиновые сетчатые по ГОСТ 6563.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1 и 1:9.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1 и 1:4.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Аммиак водный по ГОСТ 3760 или при необходимости по ГОСТ 24147, разбавленный 1:9.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой концентрации 0,03 г/см3.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,05 г/см3.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,2 г/см3.

Калий-натрий виннокислый 4-водный по ГОСТ 5845, раствор массовой концентрации 0,2 г/см3.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор массовой концентрации 0,01 г/см3 в этиловом спирте и раствор массовой концентрации 0,01 г/см3 в растворе гидроокиси натрия.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Универсальная индикаторная бумага по [1].

Фильтры обеззоленные по [2] или другие средней плотности.

Никель первичный по ГОСТ 849.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,001 г/см3: в стакан вместимостью 250 см3 помещают навеску первичного никеля или карбонильного никелевого порошка массой 1,0000 г, приливают 20 - 25 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 2 - 3 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через фильтр (красная или белая лента), предварительно промытый 2 - 3 раза азотной кислотой, разбавленной 1:9, и осадок промывают 5 - 6 раз горячей водой и отбрасывают. К раствору приливают 20 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, к остатку приливают 80 - 100 см3 воды, растворяют соли при нагревании, охлаждают, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доливают до метки водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,0001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора А, приливают 5 см3 серной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до метки водой.

Раствор В массовой концентрации никеля 0,00001 г/см3: в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают 10 см3 раствора Б, доливают до метки водой.

4.3. Подготовка к анализу

4.3.1. Для построения градуировочного графика при определении массы никеля спектрофотометрическим методом в мерные колбы вместимостью 100 см3 отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см3 раствора В, приливают 10 см3 виннокислого калия-натрия и далее поступают, как указано в 4.4.4.

Масса никеля в растворах для градуировочного графика составляет 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,00010 г.

По значениям светопоглощения и соответствующим им массам никеля строят градуировочный график с учетом значения светопоглощения раствора, подготовленного без введения раствора никеля.

4.3.2. Для градуировочного графика при определении массы никеля атомно-абсорбционным методом в мерные колбы вместимостью 250 см3 отбирают 1, 2, 4, 6, 8, 10 см3 раствора Б, приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:4, доливают до метки водой и измеряют абсорбцию, как указано в 4.4.

Масса никеля в растворах для градуировки составляет 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,0010 г.

4.4. Проведение анализа

4.4.1. В стакан или колбу вместимостью 250 см3 помещают навеску пробы массой 1,000 г, приливают 15 - 20 см3 азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят раствор 2 - 3 мин, охлаждают, приливают 15 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают раствор до паров серной кислоты, охлаждают.

К остатку приливают 50 - 60 см3 воды, добавляют 3 - 4 г сернокислого аммония, растворяют соли при нагревании и охлаждают. К раствору приливают при перемешивании аммиак до появления его запаха и еще 80 см3 избыток.

Раствор с осадком выдерживают в теплом месте 25 - 30 мин, осадок отфильтровывают на фильтре (красная или белая лента), собирая фильтрат в стакан вместимостью 250 см3, промывают аммиаком, разбавленным 1:9, фильтрат используют, как указано в 4.4.2.

Осадок на фильтре растворяют в 10 - 15 см3 горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1, фильтр промывают 3 - 4 раза горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение. К раствору приливают 10 см3 серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до появления паров серной кислоты, охлаждают, приливают 20 - 30 см3 воды и растворяют соли при нагревании. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и используют, как указано в 4.4.3.

4.4.2. К фильтрату приливают воду до объема 200 см3 и проводят электролиз в течение 1 - 1,5 ч при перемешивании раствора, используя предварительно взвешенные платиновые электроды, при силе тока 3 - 4 А и напряжении 2 - 3 В. После обесцвечивания раствора стенки стакана и выступающие части электродов обмывают водой, приливают 15 - 20 см3 воды и продолжают электролиз 10 - 15 мин.

Электроды вынимают из раствора, промывают водой, выключают ток. Электроды промывают этиловым спиртом, высушивают при температуре 95 - 105 °C в течение 15 - 20 мин, охлаждают и взвешивают.

4.4.3. Раствор после проведения электролиза выпаривают до объема 40 - 50 см3 и приливают серную кислоту, разбавленную 1:1, до pH 1 - 2 по универсальной индикаторной бумаге. Раствор присоединяют к раствору в мерной колбе вместимостью 250 см3, доливают до метки водой и определяют в растворе массу никеля спектрофотометрическим методом, как указано в 4.4.4, или атомно-абсорбционным методом, как указано в 4.4.5.

4.4.4. При использовании спектрофотометрического метода определения в мерную колбу вместимостью 100 см3 отбирают аликвотную часть раствора, подготовленного по 4.4.3, приливают 10 см3 виннокислого калия-натрия, 10 см3 раствора гидроокиси натрия, 5 см3 раствора надсернокислого аммония, 10 см3 раствора диметилглиоксима в растворе гидроокиси натрия, доливают до метки водой.

Через 5 - 7 мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 440 нм или на фотоэлектроколориметре в области длин волн 420 - 460 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор градуировочного графика, в который перед приливанием растворов для образования комплексного соединения добавлено 2 - 3 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, и не введен раствор никеля.

Массу никеля в растворе пробы находят по градуировочному графику, построенному по 4.3.1, с учетом коэффициента разбавления раствора.

4.4.5. При использовании атомно-абсорбционного метода определения измеряют абсорбцию раствора пробы по 4.4.3 и растворов для градуировки по 4.3.2 при длине волны 232,0 нм, ширине щели не более 0,2 нм не менее двух раз, последовательно вводя их в пламя, промывают систему водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика, подготовленного без введения раствора никеля.

По значениям абсорбции растворов для градуировки и соответствующим им массам никеля строят градуировочный график.

По значению абсорбции раствора пробы находят массу никеля по градуировочному графику.

4.5. Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля X, %, вычисляют по формуле

где - масса катода после электролиза, г;

- масса катода до электролиза, г;

- масса анода до электролиза, г;

- масса анода после электролиза, г;

- масса никеля в растворе пробы, г;

M - масса навески пробы, г;

- массовая доля кобальта в пробе, %;

- массовая доля меди в пробе, %;

- массовая доля цинка в пробе, %.

4.6. Контроль точности анализа

Контроль метрологических характеристик результатов анализа проводят по ГОСТ 13047.1.

Погрешность метода анализа составляет 0,3%. Нормативы контроля: допускаемые расхождения результатов двух или трех параллельных определений или соответственно составляют 0,2% и 0,3%; допускаемые расхождения двух результатов анализа D составляют 0,4%.

При массовой доле никеля свыше 98,8% массовую долю никеля определяют расчетным методом. Для этого находят сумму массовых долей примесей, нормируемых в ГОСТ 849, определенных по ГОСТ 13047.4, ГОСТ 13047.6 - ГОСТ 13047.21 или по ГОСТ 6012, взятых без округления, и вычитают ее из 100%.

Округление разности проводят до числа значащих цифр, указанных в таблицах химического состава в ГОСТ 849.

[1] ТУ 6-09-1181-89. Бумага индикаторная универсальная для определения pH 1 - 10 и 7 - 14

[2] ТУ 6-09-1678-95 <*>. Фильтры обеззоленные (белая, красная, синяя ленты).

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

<*> Действует на территории Российской Федерации.