Настоящий стандарт устанавливает методы экстракционно-фотометрического и визуально-фотометрического определения фосфора в галлии в интервале массовых долей от 1·10^-5 до 1·10^-4%.

Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 13638.0.

2.1. Сущность метода

Метод основан на предварительном переведении галлия в раствор в аналитическом автоклаве, экстракции хлорида галлия эфиром, избирательной экстракции фосфора смесью н-бутанола с хлороформом и последующем определении его в виде восстановленной молибдофосфорной гетерополикислоты.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Автоклав аналитический М167 конструкции Гиредмета или аналогичный (чертеж). При работе с автоклавом следует строго соблюдать прилагаемую к нему инструкцию по эксплуатации.

Весы лабораторные 1-го класса по ГОСТ 24104.

Шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающий температуру нагрева до 250 °C.

Вентилятор комнатный.

Пинцет из оргстекла или фторопласта.

Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 или аналогичный.

Воронки делительные вместимостью 50 см³.

Колбы мерные вместимостью 25; 100 см³ и 1 дм³.

Пипетки с делениями вместимостью 1; 5 и 10 см³.

Фильтры бумажные "красная лента" диаметром 70 мм.

Цилиндры мерные вместимостью 10; 25 см³.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261, концентрированная и концентрацией 6 моль/дм³.

Вода деионизованная с удельным электросопротивлением 10 - 20 МОм·см.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, водный раствор концентрацией 100 г/дм³.

Хлороформ технический по ГОСТ 20015.

Спирт бутиловый нормальный технический по ГОСТ 5208.

Эфир диэтиловый, насыщенный раствором соляной кислоты концентрацией 6 моль/дм³.

Смесь для экстрагирования: смесь бутилового спирта и хлороформа в объемном соотношении 3:7.

Глицерин по ГОСТ 6259.

Олово двухлористое 2-водное, раствор в глицерине концентрацией 100 г/дм³ (растворение проводят при нагревании на водяной бане).

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.

Раствор фосфора основной: 0,438 г калия фосфорнокислого однозамещенного растворяют в воде, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доводят водой до метки и перемешивают.

1 см³ раствора содержит 100 мкг фосфора.

Раствор фосфора рабочий: 10 см³ основного раствора фосфора заливают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доливают водой до метки и перемешивают.

1 см³ рабочего раствора содержит 10 мкг фосфора.

Более разбавленные рабочие растворы фосфора готовят последовательным разбавлением водой в объемном отношении 1:9 в день употребления.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску пробы галлия массой 2 г помещают во фторопластовый вкладыш - сборник аналитического автоклава (см. чертеж), приливают 5 см³ воды. Вкладыш с содержимым устанавливают пинцетом в реакционной емкости, в которую предварительно заливают 20 см³ соляной кислоты концентрированной. Реакционную емкость закрывают крышкой и герметизируют в металлическом корпусе автоклава. Автоклав помещают в предварительно прогретый сушильный шкаф и выдерживают при температуре 200 °C в течение 3 ч. Автоклав вынимают из сушильного шкафа, охлаждают до комнатной температуры с помощью донного холодильника, разгерметизируют, извлекают реакционную емкость, протирают ее снаружи ватой, смоченной водой, а затем спиртом. Открывают крышку, вынимают пинцетом вкладыш-сборник.

2.3.2. Раствор из вкладыша-сборника переносят в мерный цилиндр вместимостью 10 см³ и доводят объем до 10 см³ раствором соляной кислоты концентрацией 6 моль/дм³. Раствор из цилиндра переносят в делительную воронку. Галлий экстрагируют тремя порциями эфира по 10 см³ в течение 2 мин. Эфирный слой отбрасывают, а водную фазу переносят в делительную воронку, приливают 8 см³ раствора аммония молибденовокислого, 10 см³ смеси для экстрагирования. Встряхивают воронку в течение 2 мин. Органическую фазу (нижний слой) фильтруют через бумажный фильтр в колбу, прибавляют одну каплю раствора двухлористого олова и перемешивают. Измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм при длине волны 630 нм. В качестве растворов сравнения используют смесь для экстрагирования. Массу фосфора в пробе определяют по градуировочному графику.

Параллельно через все стадии анализа проводят два контрольных опыта. Величина поправки контрольного опыта не должна превышать 0,02 мкг фосфора.

2.3.3. Построение градуировочного графика

В ряд делительных воронок вносят 0,00; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,50; 1,0 см³ рабочего стандартного раствора фосфора, что соответствует 0,0; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 мкг фосфора. Добавляют до 10 см³ раствора соляной кислоты концентрацией 6 моль/дм³, 8 см³ аммония молибденовокислого, 10 см³ смеси для экстрагирования. Встряхивают воронки в течение 2 мин. Органическую фазу фильтруют в колбу, прибавляют 1 каплю раствора двухлористого олова; перемешивают. Оптическую плотность полученных растворов измеряют как в п. 2.2.2. Градуировочный график строят, нанося по оси абсцисс массу фосфора в мкг, а по оси ординат соответствующие значения оптической плотности растворов фосфора за вычетом оптической плотности нулевого раствора.

Обработку результатов ведут в соответствии с п. 4.

3.1. Сущность метода

Метод основан на реакции образования молибдофосфорной гетерополикислоты с последующим восстановлением ее в солянокислой среде аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия, экстракционном концентрировании в изоамиловом спирте и последующем визуально-фотометрическом определении фосфора.

Галлий предварительно удаляют из раствора экстракцией его хлорида эфиром.

3.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Аппаратура, реактивы и растворы по п. 2.2 с дополнением:

Плитка электрическая лабораторная мощностью 400 Вт.

Стаканы кварцевые вместимостью 50 см³.

Стекло часовое диаметром 50 мм.

Цилиндры для колориметрирования высотой 180 мм и диаметром 15 мм.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261, концентрированная и концентрацией 2 и 6 моль/дм³.

Кислота аскорбиновая, водный раствор концентрацией 17,6 г/дм³.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, водный раствор концентрацией 40 г/дм³.

Калий сурьмяновиннокислый, водный раствор концентрацией 3 г/дм³.

Спирт изоамиловый по ГОСТ 5830.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125.

Смесь азотной и соляной кислот: готовят перед употреблением смешиванием объемов кислот, взятых в отношении 1:5.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску галлия массой 1 г растворяют, как указано в п. 2.2.1 или 3.3.2.

3.3.2. Навеску галлия массой 1 г помещают в кварцевый стакан, приливают 5 см³ раствора соляной кислоты концентрацией 6 моль/дм³, ополаскивают металл, кислоту осторожно сливают и отбрасывают.

В стакан приливают 10 см³ смеси кислот, накрывают часовым стеклом и проводят растворение навески при слабом нагревании. Полученный раствор упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 5 см³ соляной кислоты концентрацией 6 моль/дм³, раствор переводят в делительную воронку, стакан ополаскивают еще 5 см³ раствора соляной кислоты той же концентрации, все переводят в делительную воронку.

Галлий экстрагируют 10 см³ эфира в течение 2 мин. Экстракцию повторяют, эфирный слой отбрасывают, а водную фазу переносят в стакан и упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 2 см³ раствора соляной кислоты концентрацией 2 моль/дм³, раствор переводят в цилиндр для колориметрирования, смывая небольшим количеством воды, затем добавляют 0,25 см³ раствора молибденовокислого аммония, 0,5 см³ раствора аскорбиновой кислоты, 0,1 см³ раствора сурьмяновиннокислого калия, доводят водой объем до 10 см³. После добавления каждого реактива содержимое тщательно перемешивают. Добавляют 1 см³ изоамилового спирта, встряхивают в течение 30 с и сравнивают интенсивность окраски органического слоя со шкалой растворов сравнения через 5 мин. Одновременно через все стадии анализа проводят два контрольных опыта.

3.3.3. Приготовление шкалы сравнения

В цилиндры для колориметрирования вводят 0,00; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,60; 1,00 см³ рабочего раствора фосфора (содержащего 1 мкг/см³ фосфора), что соответствует 0,00; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,40; 0,60; 1,00 мкг фосфора. Добавляют по 2 см³ раствора соляной кислоты концентрацией 2 моль/дм³, 0,25 см³ раствора аммония молибденовокислого, 0,5 см³ раствора аскорбиновой кислоты, 0,1 см³ раствора сурьмяновиннокислого калия, доводят водой объем до 10 см³. После добавления каждого реактива содержимое тщательно перемешивают. Добавляют 1 см³ изоамилового спирта, встряхивают в течение 30 с. Интенсивность окраски органического слоя шкалы растворов сравнения используют для определения фосфора через 5 мин.

4.1. Массовую долю фосфора (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса фосфора в пробе, мкг,

m₂ - средняя масса фосфора в контрольном опыте, мкг,

m - масса навески галлия, г.

4.2. За результат анализа принимают среднее арифметическое значение двух результатов параллельных определений, проведенных из отдельных навесок.

Допускаемые расхождения двух результатов параллельных определений и двух результатов анализа (разность большего и меньшего) с доверительной вероятностью P = 0,95 приведены в таблице.

Допускаемое расхождение для промежуточных массовых долей фосфора рассчитывают методом линейной интерполяции.

4.3. Контроль правильности анализа проводят методом добавок по ГОСТ 25086.