Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 "Никель" и МТК 502 "Кобальт"

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 октября 2014 г. N 71-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 816-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.5-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 13047.5-2002

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает спектрофотометрический и атомно-абсорбционный методы определения никеля (при массовой доле никеля от 0,0010% до 0,60%) в кобальте по ГОСТ 123 и кобальтовом порошке по ГОСТ 9721. В качестве арбитражного метода используется атомно-абсорбционный метод.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 123-2008 Кобальт. Технические условия

ГОСТ 849-2008 Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

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

ГОСТ 5828-77 Реактивы. Диметилглиоксим. Технические условия

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

ГОСТ 9721-79 Порошок кобальтовый. Технические условия

ГОСТ 9722-97 Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 10929-76 Реактивы. Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11125-84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1-2014 Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 14261-77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20015-88 Хлороформ. Технические условия

ГОСТ 20478-75 Реактивы. Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 22280-76 Реактивы. Натрий лимоннокислый 5,5-водный. Технические условия

ГОСТ 24147-80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Общие требования и требования безопасности

Общие требования к методам анализа, качеству используемой дистиллированной воды и лабораторной посуды и требования безопасности при проведении работ - по ГОСТ 13047.1.

4. Спектрофотометрический метод

4.1 Метод анализа

Метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 440 нм раствора комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом после предварительной экстракции его хлороформом.

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

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

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

Кислота соляная по ГОСТ 3118, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 14261, разбавленная 1:24.

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

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, при необходимости очищенный перегонкой, или по ГОСТ 24147, разбавленный 1:1 и 1:19.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

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

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,04 г/см³.

Натрий лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 22280, раствор массовой концентрации 0,03 г/см³.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,05 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 массовой концентрации 0,04 г/см³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Хлороформ по ГОСТ 20015 или фармакопейный по [1].

Универсальная индикаторная бумага по [2].

Фильтры обеззоленные по [3] или другие фильтры средней плотности.

Никель первичный по ГОСТ 849.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,0005 г/см³ готовят следующим образом: навеску первичного никеля или никелевого порошка массой 0,5000 г помещают в стакан вместимостью 250 см³, приливают от 15 до 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 2 - 3 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через предварительно промытый два - три раза азотной кислотой, разбавленной 1:9, фильтр (красная или белая лента). Фильтр промывают два - три раза горячей дистиллированной водой. К раствору приливают 20 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, выпаривают до выделения паров серной кислоты и охлаждают. Приливают от 60 до 70 см³ дистиллированной воды, растворяют соли при нагревании и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 50 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, и доводят до метки дистиллированной водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,00005 г/см³ готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 100 см³ переносят 10 см³ раствора А, приливают 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:4, и доводят до метки дистиллированной водой.

Раствор В массовой концентрации никеля 0,00001 г/см³ готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 100 см³ переносят 20 см³ раствора Б и доводят до метки дистиллированной водой.

4.3 Подготовка к анализу

Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 100 см³ переносят 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 см³ раствора В, приливают дистиллированной воды до объема 25 - 30 см³, 10 см³ раствора виннокислого калия-натрия, 10 см³ раствора гидроокиси натрия, 10 см³ раствора надсернокислого аммония, 10 см³ раствора диметилглиоксима в гидроокиси натрия, доводят до метки дистиллированной водой и проводят измерения светопоглощения раствора в соответствии с 4.4.6.

Масса никеля в градуировочных растворах составляет 0,000005; 0,000010; 0,000020; 0,000040; 0,000060; 0,000080 и 0,000100 г.

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

4.4 Проведение анализа

4.4.1 Навеску пробы массой 0,500 г помещают в стакан или колбу вместимостью 250 см³, приливают от 15 до 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, упаривают раствор до объема от 5 до 6 см³.

4.4.2 При массовой доле никеля не более 0,020% к раствору по 4.4.1 приливают от 100 до 120 см³ дистиллированной воды, 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, от 5 до 6 г хлористого аммония, 20 см³ аммиака, 4 см³ пероксида водорода и кипятят 8 - 10 мин. Раствор охлаждают, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, до pH 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге и переносят в делительную воронку вместимостью 500 см³. Приливают дистиллированной воды до объема 200 см³, 120 см³ раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см³ хлороформа, экстрагируют 1 мин и далее проводят анализ в соответствии с 4.4.5.

4.4.3 При массовой доле никеля от 0,02% до 0,20% к раствору по 4.4.1 приливают от 60 до 70 см³ дистиллированной воды, нагревают до кипения, охлаждают, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводят до метки дистиллированной водой. Аликвотную часть раствора объемом 25 см³ переносят в стакан вместимостью 250 см³, приливают дистиллированной воды до объема от 70 до 80 см³, 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, от 2 до 3 г хлористого аммония, 15 см³ раствора аммиака, 2 см³ пероксида водорода и кипятят 8 - 10 мин. Раствор охлаждают, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, до pH 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге и переносят в делительную воронку вместимостью 250 см³. Приливают 50 см³ раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см³ хлороформа, экстрагируют 1 мин и далее проводят анализ в соответствии с 4.4.5.

4.4.4 При массовой доле никеля свыше 0,20% к раствору по 4.4.1 приливают от 60 до 70 см³ дистиллированной воды, нагревают до кипения, охлаждают, переносят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки дистиллированной водой. Аликвотную часть раствора объемом 5 см³ переносят в стакан вместимостью 100 см³, приливают дистиллированной воды до объема 20 см³, 5 см³ раствора лимоннокислого натрия, нейтрализуют аммиаком до pH 8 - 9 по универсальной индикаторной бумаге, переносят в делительную воронку вместимостью 100 см³, приливают 15 см³ раствора диметилглиоксима в этиловом спирте, 20 см³ хлороформа и экстрагируют 1 мин.

4.4.5 Нижний органический слой сливают в делительную воронку вместимостью 100 см³, к водной фазе приливают 20 см³ хлороформа и повторяют экстракцию. Органическую фазу сливают в ту же делительную воронку, а водную фазу отбрасывают.

Органическую фазу промывают до обесцвечивания раствора, приливая 15, 10 и 5 см³ аммиака, разбавленного 1:19, и встряхивая делительную воронку 10 - 15 раз.

К промытой органической фазе приливают 15 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:24, и встряхивают делительную воронку 1 мин. Органическую фазу сливают в другую делительную воронку, а водную фазу - в стакан вместимостью 100 см³. Реэкстракцию повторяют с использованием 15 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:24, водную фазу сливают в тот же стакан, органическую фазу отбрасывают.

К водной фазе приливают 5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:1, добавляют в два - три приема по каплям 0,5 см³ раствора азотной кислоты для разрушения остатков органических соединений, после чего вновь выпаривают до выделения паров серной кислоты. К охлажденному остатку приливают от 10 до 15 см³ дистиллированной воды, нагревают до растворения солей, вновь охлаждают.

4.4.6 Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 см³ раствора виннокислого калия-натрия, 10 см³ раствора гидроокиси натрия, 10 см³ раствора надсернокислого аммония, 10 см³ раствора диметилглиоксима в растворе гидроокиси натрия, доводят до метки дистиллированной водой.

Через 5 - 7 мин измеряют светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 440 нм или на фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 420 до 460 нм. В качестве раствора сравнения используют раствор, подготовленный в соответствии с 4.3 без введения раствора, содержащего никель.

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

4.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля в пробе X, %, вычисляют по формуле:

где M_X - масса никеля в растворе пробы, г;

M_K - масса никеля в растворе контрольного опыта, г;

K - коэффициент разбавления раствора пробы;

M - масса навески пробы, г.

4.6 Контроль точности анализа

Контроль точности результатов анализа осуществляют по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля прецизионности (пределы повторяемости и воспроизводимости) и показатель контроля точности (расширенная неопределенность) результатов анализа приведены в таблице 1.

5. Атомно-абсорбционный метод

5.1 Метод анализа

Метод основан на измерении поглощения при длине волны 232,0 или 231,1 нм резонансного излучения атомами никеля, образующимися в результате пламенной атомизации при распылении раствора пробы в пламени ацетилен-воздух.

5.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы и растворы

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

Лампа с полым катодом для возбуждения спектральной линии никеля.

Ацетилен газообразный по ГОСТ 5457.

Фильтры обеззоленные по [3] или другие фильтры средней плотности.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1 и 1:19.

Кобальт по ГОСТ 123 или стандартный образец состава кобальта, например, [4] с предварительно установленной (аттестованной) массовой долей никеля не более 0,001%.

Порошок никелевый по ГОСТ 9722 или никель первичный по ГОСТ 849.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор А массовой концентрации никеля 0,001 г/см³ готовят следующим образом: навеску первичного никеля или никелевого порошка массой 1,0000 г помещают в стакан или колбу вместимостью 250 см³, приливают 20 - 25 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, растворяют при нагревании, кипятят 3 - 5 мин. При использовании никелевого порошка раствор фильтруют через предварительно промытый два - три раза азотной кислотой, разбавленной 1:9, фильтр (красная или белая лента). Фильтр промывают два - три раза горячей дистиллированной водой. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, приливают 50 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, и доводят до метки дистиллированной водой.

Раствор Б массовой концентрации никеля 0,0001 г/см³ готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 100 см³ переносят 10 см³ раствора А, приливают 10 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, и доводят до метки дистиллированной водой.

5.3 Подготовка к анализу

5.3.1 Для построения градуировочного графика 1 при определении массовой доли никеля не более 0,010% навески кобальта или стандартного образца состава кобальта массой 5,000 г помещают в стаканы или колбы вместимостью 250 см³. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески кобальта или стандартного образца состава кобальта растворяют при нагревании в объеме от 50 до 60 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, упаривают до объема 15 - 20 см³, приливают от 50 до 60 см³ дистиллированной воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³, переносят в них 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ раствора Б. В колбу с раствором контрольного опыта раствор, содержащий никель, не приливают, доводят до метки дистиллированной водой и измеряют абсорбцию в соответствии с 5.4.

Масса никеля в градуировочных растворах составляет 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040 и 0,00050 г.

5.3.2 Для построения градуировочного графика 2 при определении массовой доли никеля от 0,010 до 0,050% навески кобальта или стандартного образца состава кобальта массой 1,000 г помещают в стаканы или колбы вместимостью 250 см³. Число навесок должно соответствовать числу точек градуировочного графика, включая контрольный опыт.

Навески кобальта или стандартного образца состава кобальта растворяют при нагревании в объеме от 15 до 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, упаривают до объема от 5 до 7 см³, приливают от 50 до 60 см³ дистиллированной воды, нагревают до кипения, охлаждают, переводят в мерные колбы вместимостью 100 см³, переносят в них 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см³ раствора Б. В колбу с раствором контрольного опыта раствор, содержащий никель, не приливают, доводят до метки дистиллированной водой и измеряют абсорбцию в соответствии с 5.4.

Масса никеля в градуировочных растворах указана в 5.3.1.

5.3.3 Для построения градуировочного графика 3 при определении массовой доли никеля свыше 0,050% в мерные колбы вместимостью 100 см³ переносят по 10 см³ раствора контрольного опыта, подготовленного в соответствии с 5.3.2, и приливают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 см³ раствора Б. В одну из колб с раствором контрольного опыта раствор, содержащий никель, не приливают, доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:19, и измеряют абсорбцию в соответствии с 5.4.

Масса никеля в градуировочных растворах составляет 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040 и 0,00060 г.

5.4 Проведение анализа

Навеску пробы массой в соответствии с таблицей 2 помещают в стакан или колбу вместимостью 250 см³.

Навеску пробы массой 5,000 г растворяют при нагревании в объеме от 50 до 60 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, а массой 1,000 г - в объеме от 15 до 20 см³ азотной кислоты, разбавленной 1:1, упаривают до объема от 15 до 20 см³ или от 5 до 7 см³, приливают от 40 до 50 см³ дистиллированной воды, нагревают до кипения и охлаждают. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доводят до метки дистиллированной водой.

При массовой доле никеля свыше 0,050% в мерную колбу вместимостью 100 см³ переносят аликвотную часть раствора объемом в соответствии с таблицей 2 и доводят до метки азотной кислотой, разбавленной 1:19.

Абсорбцию раствора пробы и градуировочных растворов при длине волны 232,0 нм и ширине щели не более 0,2 нм измеряют не менее двух раз, последовательно распыляя их в пламени ацетилен-воздух, промывают распылительную систему дистиллированной водой, проверяют нулевую точку и стабильность градуировочного графика. Для проверки нулевой точки используют раствор соответствующего контрольного опыта, подготовленного в соответствии с 5.3.

По полученным значениям абсорбции градуировочных растворов и соответствующим им массам никеля строят градуировочные графики.

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

5.5 Обработка результатов анализа

Массовую долю никеля в пробе X, %, вычисляют по формуле

где M_X - масса никеля в растворе пробы, г;

K - коэффициент разбавления раствора пробы;

M - масса навески пробы, г.

5.6 Контроль точности анализа

Контроль точности результатов анализа осуществляют по ГОСТ 13047.1.

Нормативы контроля прецизионности (пределы повторяемости и воспроизводимости) и показатель контроля точности (расширенная неопределенность) результатов анализа приведены в таблице 1.

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

<*> Действует на территории Российской Федерации.