"ГОСТ 23116.1-78. Кадмий высокой чистоты. Метод спектрографического определения алюминия, висмута, железа, индия, кобальта, меди, марганца, мышьяка, никеля, олова, свинца, сурьмы и серебра"
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 16.05.1978 N 1298)
(ред. от 15.12.1988)

Разработан Министерством цветной металлургии СССР.

Исполнители: Л.К. Ларина, В.Н. Макарцева, Н.С. Беленкова, О.А. Козлова.

Внесен Министерством цветной металлургии СССР.

Зам. министра В.С. Устинов.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16 мая 1978 г. N 1298.

Настоящий стандарт устанавливает спектрографический метод определения примесей в кадмии высокой чистоты в следующем диапазоне массовых долей, %:

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Метод основан на предварительном концентрировании примесей путем вакуумной дистилляции основной массы кадмия и спектрографическом анализе полученного концентрата.

Для увеличения полноты извлечения примесей в концентрат в кадмий добавляют сплав кадмий-теллур.

1.1. Общие требования к методу анализа и требования безопасности - по ГОСТ 23116.0-83.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Спектрограф кварцевый средней дисперсии любого типа, позволяющий за одну экспозицию получить спектр от 230,0 до 400,0 нм, укомплектованный трехлинзовой системой освещения щели.

Генератор активизированной дуги переменного тока.

Спектропроектор типа ПС-18.

Микрофотометр, предназначенный для измерения почернений спектральных линий (комплектная установка).

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Станок для заточки угольных электродов.

Весы торсионные типа ВТ с погрешностью взвешивания не более 0,001 г.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Печь муфельная с регулятором температуры до 750 °С.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Прибор кварцевый для перегонки реактивов.

Боксы из органического стекла.

Плитка электрическая по ГОСТ 14919-83, покрытая кварцевой пластинкой.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Лампа инфракрасная с лабораторным автотрансформатором.

Установка для вакуумной дистилляции основы (см. чертеж) или другая аналогичной конструкции.

Вакуумметр типа ВТ-2 для измерения вакуума от 6,67 до 26,66 Па (от 0,05 до 0,2 мм рт. ст.).

Насос форвакуумный типа ВН-46/М или типа 3-НВР-1Д.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Шланги вакуумные.

Автотрансформатор лабораторный типа РНО-250-2.

Термопара или термометр на 500 °С.

Краны вакуумные двойные и тройные.

Посуда кварцевая (чашки, стаканы и т.д.).

Колбы с градуированной горловиной по ГОСТ 12738-77.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Пипетки по ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 и 10 см3.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Электроды угольные ос. ч., диаметром 6 мм, с размером кратера 4 х 3 мм и контрэлектроды длиной 30 - 50 мм, один конец заточен на усеченный конус с площадкой диаметром 1,5 мм.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, дважды перегнанная в кварцевом аппарате или очищенная на ионизационной колонке.

Графит порошковый особой чистоты по ГОСТ 23463-79 или полученный из угольных электродов особой чистоты.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-84.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502, Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-72.

Теллур по нормативно-технической документации.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502, Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Кадмий марки Кд-0000 по ГОСТ 22860-77.

Сплав кадмий-теллур. Содержание теллура в сплаве 0,04 - 0,07%; готовят сплав следующим образом: в кварцевую ампулу помещают навески кадмия и теллура. Откачивают из ампулы воздух до 1,33 Па ( мм рт. ст.), ампулу запаивают и нагревают в муфельной печи при температуре 700 °С в течение 6 - 7 ч, через каждые 30 мин тщательно перемешивая. Затем ампулу вскрывают и через отверстие расплав выливают тонкой струей в стакан с водой. Полученные гранулы сплава промывают в растворе аммиака, затем в воде и высушивают.

Натрий хлористый особой чистоты.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Кислота винная по ГОСТ 5817-77.

Аммиак водный особой чистоты по ГОСТ 24147-80.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Эфир диэтиловый (медицинский).

Смазка вакуумная.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Олово по ГОСТ 860-75.

Сурьма по ГОСТ 1089-82.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Буферная смесь, состоящая из графита порошкового с добавлением 0,5% хлористого натрия.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Растворы определяемых элементов приведены в табл. 1.

(название введено Изменением N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Образцы сравнения. Основной образец, содержащий % меди и серебра, % свинца, % мышьяка и остальных элементов по %; готовят следующим образом: в кварцевую чашку вместимостью 150 см3 помещают 10 г графита порошкового и вводят по 1 см3 растворов меди, серебра, алюминия, никеля, индия, висмута, железа, кобальта, марганца, олова, сурьмы, 3 см3 раствора свинца и 30 см3 мышьяка. Смесь перемешивают кварцевой палочкой, высушивают под инфракрасной лампой, а затем прокаливают на плитке до удаления запаха азотной кислоты. Приготовленный основной образец тщательно перетирают в ступке из органического стекла. Первый образец сравнения готовят разбавлением основного образца разбавителем в 10 раз. Затем методом последовательного разбавления каждого вновь приготовленного образца разбавителем в три раза готовят серию рабочих образцов. Приготовленные образцы для построения графика и разбавитель хранят в бюксах или баночках с завинчивающимися крышками.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502, Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Разбавитель готовят следующим образом: в кварцевую чашку вместимостью 100 см3 помещают 50 г графита порошкового и накапывают по 5 см3 растворов теллура и кадмия. Смесь высушивают на плитке до удаления запаха азотной кислоты и затем вводят в нее 5 см3 раствора хлористого натрия. Вновь высушивают, перемешивают и перетирают.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Фотопластинки спектрографические типа II.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Абзац исключен. - Изменение N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502.

Абзац исключен. - Изменение N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502.

3.1. Получение концентрата примесей

3.1.1. Перед началом работы необходимо тщательно подготовить установку для вакуумной дистилляции кадмия. Для этого с помощью ваты, смоченной диэтиловым эфиром, удаляют вакуумную смазку со шлифов, растворяют в азотной кислоте остатки кадмия и погружают на 10 мин всю установку в нитрующую смесь, состоящую из трех частей серной и одной части азотной кислоты, температура которой должна быть близка к температуре кипения. Затем трижды промывают водой и сушат в сушильном шкафу при температуре приблизительно 170 °С.

3.1.2. Кадмий на анализ поступает в виде чушек массой 20 - 40 г, диаметром 15 - 25 мм, высотой 10 - 20 мм. Перед началом работы ее выдерживают в растворе аммиака до полного растворения окисной пленки, дважды промывают водой и высушивают. Подготовленную таким образом пробу помещают в кварцевую чашку вместимостью 50 см3, добавляя туда же 500 мг сплава кадмий-теллур. Чашку с пробой устанавливают на кварцевую подставку в вакуумную камеру, надевают кварцевый колпак, шлиф которого смазывают вакуумной смазкой. Колпак притирают к вакуумной резине. Создают вакуум 6,67 - 13,33 Па (0,05 - 0,1 мм рт. ст.) К холодильнику присоединяют шланги притока и сброса воды и включают нагревание. Охлаждение должно быть незначительным.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

Вакуумную дистилляцию кадмия проводят при 380 - 410 °С в течение 2 - 4 ч. После удаления основы нагреватель убирают, перекрывают вакуум, открывают кран для доступа воздуха, снимают вакуумную камеру и в чашку добавляют 100 мг буфера. Смесь перемешивают в течение 5 - 7 мин. Коэффициент обогащения () вычисляют по формуле

где - масса пробы, мг;

100 - масса концентрата, мг.

Для проведения контрольного опыта в кварцевую чашку вместимостью 50 см3 помещают 500 мг сплава кадмий-теллур и проводят отгонку кадмия в вакууме при тех же условиях, что и для пробы, в течение 20 - 25 мин. К остатку добавляют 100 мг буфера и тщательно перетирают.

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502)

3.2. Спектральный анализ концентрата

От подготовленных концентратов и контрольного опыта, а также от образцов сравнения на торсионных весах отбирают по три навески по 20 мг и помещают в кратеры угольных электродов. Угольные электроды предварительно обжигают в дуге переменного тока силой 15 А или постоянного силой 10 А в течение 10 с.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Спектры фотографируют на кварцевом спектрографе при ширине щели 0,015 мм на спектрографических фотопластинках типа II. Испарение пробы и возбуждение спектра проводят в дуге переменного тока силой 14 А. Время экспозиции 15 с. Для построения характеристической кривой фотопластинки одновременно с пробами и образцами сравнения фотографируют спектр железа через девятиступенчатый платиновый ослабитель.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

4.1. На спектрограмме с помощью микрофотометра измеряют почернения аналитических линий определяемых элементов и фона справа или слева от них. Строят характеристическую кривую фотопластинки и по ней находят значение и . Вычисляют величину , находят среднее значение этой величины для трех спектров каждого образца для построения графиков, концентрата и контрольного опыта. Градуировочные графики строят в координатах , где - концентрация определяемого элемента в образцах сравнения. По градуировочным графикам находят содержание примеси в концентрате и контрольном опыте. Массовую долю элемента () в процентах вычисляют по формуле

где - массовая доля определяемого элемента в концентрате, %;

- массовая доля определяемого элемента в контрольном опыте, %;

- коэффициент обогащения.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений (каждое определение получено из трех спектрограмм).

(в ред. Изменения N 1, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 29.12.1983 N 6502, Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Разность двух результатов параллельных определений с доверительной вероятностью Р = 0,95 не должна превышать значения допускаемого расхождения (), вычисленного по формулам:

- для висмута, марганца, меди, олова, сурьмы и серебра;

- для кобальта, мышьяка, никеля и свинца;

- для алюминия, железа и индия,

где - среднее арифметическое двух сопоставимых результатов параллельных определений.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Разность двух результатов анализа одной и той же пробы с доверительной вероятностью Р = 0,95 не должна превышать значения допускаемого расхождения (), вычисленного по формулам:

- для висмута, марганца, меди, олова, сурьмы и серебра;

- для кобальта, мышьяка, никеля и свинца;

- для алюминия, железа и индия,

где - среднее арифметическое двух сопоставимых результатов анализа.

(в ред. Изменения N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127)

Абзац исключен. - Изменение N 2, утв. Постановлением Госстандарта СССР от 15.12.1988 N 4127.

Фотометрируют следующие аналитические линии (длины волн в нм):

алюминий - Al I 308,22;

висмут - Bi I 306,79;

железо - Fe I 302,06 или Fe I 271,9;

индий - In I 325,61 или In I 303,94;

кобальт - Со I 341,23 или Со I 304,40;

медь - Cu I 327,40 или Cu I 324,75;

марганец - Mn I 279,83;

мышьяк - As I 234,98;

никель - Ni I 305,08 или Ni I 341,48;

олово - Sn I 303,41 или Sn I 284,0;

свинец - Pb I 283,31;

сурьма - Sb I 259,80;

серебро - Ag I 328,07.

4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между результатами двух параллельных определений, рассчитанные при доверительной вероятности Р = 0,95, не должны превышать значений, указанных в табл. 2.