Настоящий стандарт распространяется на легированный чугун и устанавливает фотометрический метод определения никеля (от 0,1 до 1,0%), гравиметрический метод (от 0,1 до 25,0%) и атомно-абсорбционный метод (от 0,1 до 15,0%).

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 28473-90.

2.1. Сущность метода

Метод основан на образовании окрашенного в коричнево-красный цвет комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом в щелочной среде в присутствии окислителя - надсернокислого аммония. Оптимальный интервал pH 8 - 10. Мешающее влияние железа, хрома, меди и других элементов устраняют прибавлением калия-натрия виннокислого. При массовой доле меди свыше 2% определение следует вести гравиметрическим методом.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:4.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845-79, 20%-ный раствор.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, 5%-ный раствор.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478-75, 3%-ный свежеприготовленный раствор.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828-77, 1%-ный раствор в 5%-ном растворе гидроокиси натрия, готовят следующим образом: 10 г диметилглиоксима растворяют в 1 дм³ 5%-ного раствора гидроокиси натрия.

Железо карбонильное по ГОСТ 13610-79, 0,2%-ный раствор; готовят следующим образом: в коническую колбу вместимостью 100 см³ помещают 0,5 г карбонильного железа, приливают 25 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, и умеренно нагревают до полного растворения навески. Затем осторожно по каплям приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания и кипятят до удаления окислов азота. Содержимое колбы охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см³, доливают до метки водой и перемешивают.

Никель металлический по ГОСТ 849-97, марки Н-0, стандартные растворы.

Раствор А с массовой концентрацией 0,0001 г/см³: 0,1 г металлического никеля растворяют при умеренном нагревании в 20 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:4, в присутствии нескольких капель азотной кислоты. После полного растворения навески раствор кипятят до удаления окислов азота, охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм³, доливают до метки водой и перемешивают.

Раствор Б с массовой концентрацией 0,00001 г/см³: 10 см³ стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³ и разбавляют до метки водой.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску чугуна массой 0,2 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см³, приливают 25 см³ соляной кислоты, разбавленной 1:1, и умеренно нагревают до полного растворения навески. Затем, осторожно по каплям приливают азотную кислоту до прекращения вспенивания и кипятят до удаления окислов азота.

Кремниевую кислоту и графит отфильтровывают на фильтр "белая лента" в мерную колбу вместимостью 100 см³, промывают осадок на фильтре два-три раза водой, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают. Аликвотные части раствора по 5 см³ помещают в две мерные колбы вместимостью 100 см³.

В каждую колбу приливают последовательно (при перемешивании) по 10 см³ 20%-ного раствора виннокислого калия-натрия, по 10 см³ 5%-ного раствора гидроокиси натрия и по 10 см³ 3%-ного раствора надсернокислого аммония.

В одну колбу приливают 10 см³ 1%-ного раствора диметилглиоксима. Раствор во второй колбе (без диметилглиоксима) служит раствором сравнения. Через 2 - 3 мин в обе колбы доливают воду до метки и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют через 5 - 7 мин на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром при длине волны 420 - 430 нм.

Массовую долю никеля в процентах находят по градуировочному графику.

2.3.2. Построение градуировочного графика

Аликвотные части раствора карбонильного железа по 5 см³ помещают в шесть мерных колб вместимостью по 100 см³.

В десять мерных колб приливают последовательно 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см³ стандартного раствора Б, что соответствует 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100 мкг никеля по отношению к исходной навеске чугуна массой 0,2 г и аликвотной части раствора 5 см³.

В каждую колбу приливают последовательно (при перемешивании) по 10 см³ 20%-ного раствора виннокислого калия-натрия, по 10 см³ 5%-ного раствора гидроокиси натрия и по 10 см³ 3%-ного раствора надсернокислого аммония.

Во все колбы приливают по 10 см³ 1%-ного раствора диметилглиоксима. Через 2 - 3 мин доливают воду до метки и перемешивают.

Измеряют оптическую плотность раствора через 5 - 7 мин на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром при длине волны 420 - 430 нм.

В качестве раствора сравнения служит раствор в одиннадцатой колбе, содержащий карбонильное железо, проведенный через весь ход анализа, к которому прибавляют те же реактивы, что и к анализируемой пробе, но не содержащий никеля.

По найденным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массовым долям никеля строят градуировочный график.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю никеля в процентах находят по градуировочному графику.

2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в п. 3.4.2.

3.1. Сущность метода

Метод основан на осаждении никеля диметилглиоксимом в слабоаммиачном растворе (pH 8 - 10). Мешающее влияние железа, хрома, марганца и других элементов устраняют прибавлением винной кислоты. Осадок диметилглиоксимата никеля высушивают и взвешивают.

3.2. Реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1 и 1:100.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72, 10%-ный раствор.

Кислота винная по ГОСТ 5817-77, 50%-ный раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828-77, 1%-ный спиртовой раствор; готовят следующим образом: 10 г диметилглиоксима растворяют в 750 см³ спирта, приливают 250 см³ горячей воды и перемешивают.

Индикатор универсальный, бумага.

3.3. Проведение анализа

Массу навески чугуна в зависимости от массовой доли никеля определяют по табл. 1.

Навеску помещают в стакан вместимостью 500 см³, накрывают часовым стеклом и растворяют при умеренном нагревании в 30 см³ соляной кислоты, прибавляя по каплям азотную кислоту до прекращения вспенивания. Раствор выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 10 см³ соляной кислоты и снова выпаривают досуха. Затем приливают 10 - 20 см³ соляной кислоты и содержимое стакана нагревают до растворения солей. К раствору приливают 80 - 100 см³ горячей воды, нагревают до 80 - 90 °C, обмывают часовое стекло водой, отфильтровывают выпавший осадок кремниевой кислоты и графит на фильтр "белая лента" с добавлением бумажной массы. Осадок на фильтре промывают несколько раз соляной кислотой, разбавленной 1:100. Фильтрат и промывные воды сохраняют (основной раствор). Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 1000 - 1100 °C. Затем тигель с осадком охлаждают. Осадок смачивают 2 - 3 каплями воды, добавляют 3 - 4 капли серной кислоты, 3 - 4 см³ фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают содержимое тигля до удаления паров серной кислоты. Остаток в тигле сплавляют с 2 - 3 г калия пиросернокислого, выщелачивают водой при нагревании и присоединяют к основному раствору.

К полученному раствору приливают 5 см³ 10%-ного раствора хлористого аммония, 20 - 40 см³ 50%-ного раствора винной кислоты и добавляют раствор аммиака до pH 8 - 10 по универсальному индикатору, затем соляную кислоту до pH 2 - 3 по универсальному индикатору, разбавляют горячей водой до 350 - 400 см³, нагревают до 50 - 70 °C, приливают 1%-ный спиртовой раствор диметилглиоксима в количестве, соответствующем 10 см³ на каждые 0,01 г никеля, после чего приливают раствор аммиака до pH 8 - 10 по универсальному индикатору.

Раствор с выпавшим осадком диметилглиоксимата никеля оставляют при 50 - 70 °C на 1 ч. Осадок отфильтровывают на фильтр "белая лента", промывают 5 - 6 раз теплой водой.

После этого осадок растворяют на фильтре 50 см³ горячей соляной кислоты, разбавленной 1:1. Фильтр промывают 5 - 7 раз горячей водой, собирая фильтрат и промывные воды в стакан, в котором проводилось осаждение. К раствору приливают 5 см³ 50%-ного раствора винной кислоты, раствор аммиака до pH 8 - 10 по универсальному индикатору, соляную кислоту до pH 2 - 3 по универсальному индикатору и разбавляют горячей водой до 350 - 400 см³. Затем раствор нагревают до 50 - 70 °C, приливают 10 - 15 см³ 1%-ного спиртового раствора диметилглиоксима, после чего приливают раствор аммиака до pH 8 - 10 по универсальному индикатору. Раствор с выпавшим осадком оставляют при 50 - 70 °C на 1 ч.

Осадок количественно переносят в стеклянный фильтрующий тигель N 4, предварительно высушенный до постоянной массы при 110 °C и взвешенный. Осадок промывают 7 - 8 раз теплой водой. Тигель с осадком высушивают до постоянной массы при 110 - 120 °C, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю никеля (X) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ - масса осадка диметилглиоксимата никеля в анализируемой пробе, г;

m₂ - масса осадка диметилглиоксимата никеля в контрольном опыте, г;

m - масса навески чугуна, г;

0,2032 - коэффициент пересчета диметилглиоксимата никеля на никель.

3.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений при доверительной вероятности P = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

3.3 - 3.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.1. Атомно-абсорбционный метод определения никеля - по ГОСТ 12352-81.

Разд. 4. (Введен дополнительно, Изм. N 1).