ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства Методы химического анализа - 12.2. Пламенно-фотометрический метод

12.2. Пламенно-фотометрический метод

Метод основан на фотометрическом измерении интенсивности излучения резонансных линий элементов, образующихся в пламени смеси газ-воздух при введении в него анализируемых растворов.

Примечания:

1. Присутствие в растворе оксидов алюминия, железа и магния не влияет на определение.

2. Для устранения мешающего влияния кальция применяют оптическую компенсацию этих помех. При отсутствии в приборе оптической компенсации проводят перевод кальция в труднолетучее и малодиссоциируемое соединение, вводя в анализируемый раствор фосфаты, или (для приборов, работающих на ацетилене) учитывают и компенсируют это влияние, используя раствор хлористого кальция.

12.2.1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Сушильный шкаф.

Фотометр пламенный, работающий на пропан-бутане или ацетилене.

Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и раствор 1:3.

Аммония фторид по ГОСТ 4518.

Аммоний фосфорно-кислый однозамещенный по ГОСТ 3771.

Кальций хлористый 2-водный, раствор массовой концентрацией 2 г/куб.см.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, дважды перекристаллизованный и высушенный до постоянной массы при температуре (110±5)°С, или стандарт-титр.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233, дважды перекристаллизованный и высушенный до постоянной массы при температуре (110±5)°С, или стандарт-титр.

Аммоний азотно-кислый по ГОСТ 22867.

Литий углекислый по ТУ 6-09-3728, высушенный при температуре 150 - 170 град.С.

Лития метаборат 2-водный по ТУ 6-09-4756.

Кислота борная по ГОСТ 9656.

Смесь для сплавления: смешивают 9 частей метабората лития с одной частью углекислого лития и высушивают в сушильном шкафу при температуре 150 - 200 град.С в течение 1 ч, затем растирают в фарфоровой ступке и смешивают с одной частью окислителя - аммония азотно-кислого. При отсутствии метабората лития применяют смесь, приготовленную смешиванием четырех частей лития углекислого и шести частей борной кислоты, которую сушат в течение 3 ч при температуре 160 - 200 град.С, добавляя после высушивания одну часть азотно-кислого аммония. Смесь хранят в полиэтиленовой посуде.

12.2.2. Подготовка к анализу

12.2.2.1. Приготовление стандартного раствора

Стандартный раствор готовят из стандарт-титра или кристаллических хлористого калия и натрия.

При использовании стандарт-титра готовят исходные водные растворы хлористого калия и натрия молярной концентрацией вещества-эквивалента 0,1 моль/куб.дм (0,1 Н). Далее в мерную колбу вместимостью 1 куб.дм отбирают соответственно 80,7 куб.см раствора хлористого натрия и 53,1 куб.см раствора хлористого калия, доводят до метки водой и перемешивают.

При использовании кристаллических хлористого натрия  и калия 0,4713 г хлористого натрия и 0,3959 г. хлористого калия растворяют в воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 куб.дм, доливают до метки водой и перемешивают.

В обоих случаях массовая концентрация оксида калия и оксида натрия в стандартном растворе - по 0,25 мг/куб.см.

12.2.2.2. Приготовление градуировочных растворов

В семь мерных колб вместимостью 250 куб.см отмеривают аликвотные части стандартного раствора, объем которых указан в табл. 12.

Таблица 12

Градуировочные растворы концентрацией 1 и 2 мг/куб.дм готовят, отбирая в две мерные колбы вместимостью 1 куб.дм соответственно 12,5 и 25 куб.см раствора концентрацией 80 мг/куб.дм.

В зависимости от способа разложения навески анализируемой пробы в каждый градуировочный раствор добавляют:

по 2 куб.см соляной кислоты при разложении навески плавиковой и серной кислотами (п. 12.2.3.1);

по 1 г смеси для сплавления и по 50 куб.см раствора соляной кислоты при разложении навески сплавлением (п. 12.2.3.2).

В случае отсутствия у пламенного фотометра оптической компенсации помех от излучения кальция и применении пропан-бутанового пламени дополнительно в растворы вводят по 0,5 г соли однозамещенного фосфорно-кислого аммония. Затем доливают все колбы до метки дистиллированной водой и перемешивают.

12.2.3. Проведение анализа

12.2.3.1. Разложение пробы смесью серной и плавиковой кислот

Навеску пробы массой 0,5 г смачивают в платиновом тигле или чашке несколькими каплями воды, прибавляют около 10 капель серной кислоты, 10 - 12 куб.см плавиковой кислоты (при отсутствии плавиковой кислоты можно брать 0,3 г фторида аммония). Осторожно перемешивая содержимое тигля или чашки платиновым шпателем, переносят тигель или чашку на нераскаленную песчаную баню и отгоняют фторид кремния и избыток фтористого водорода до появления белых паров серного ангидрида, затем переносят тигель или чашку на более горячее место и нагревают до прекращения выделения серного ангидрида. К сухому остатку добавляют 2 куб.см соляной кислоты и тщательно обрабатывают горячей водой в тигле или чашке, раздавливая шпателем все комочки. Раствор фильтруют через плотный фильтр в мерную колбу вместимостью 500 куб.см, промывая горячей водой остаток в чашке и на фильтре 10 - 12 раз.

При отсутствии у пламенного фотометра оптической компенсации помех от излучения кальция и применении пропан-бутанового пламени в колбу добавляют 0,5 г соли однозамещенного фосфорно-кислого аммония. Раствор охлаждают, доливают до метки водой, тщательно перемешивают.

12.2.3.2. Разложение пробы щелочным сплавлением

Навеску пробы массой 0,5 г помещают в платиновый тигель, тщательно перемешивают с 1 г смеси для сплавления и сплавляют в муфельной печи при температуре 900 - 950 град.С в течение 5 - 7 мин. Плав охлаждают и растворяют в 50 куб.см раствора соляной кислоты с использованием магнитной мешалки с подогревом в течение 20 - 25 мин.

Раствор переносят количественно в мерную колбу вместимостью 500 куб.см, добавляют при необходимости (см. п. 12.2.3.1) 0,5 г соли однозамещенного фосфорно-кислого аммония, охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки водой и перемешивают.

12.2.3.3. Фотометрирование растворов

В стаканы вместимостью 25 - 50 куб.см отливают градуировочные растворы и анализируемый раствор (полученный по п. 12.2.3.1 или 12.2.3.2) и проводят их фотометрирование в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору, измеряя интенсивность излучения линии натрия при длине волны 590 нм и линии калия при 770 нм, используя интерференционные фильтры. Все измерения повторяют не менее двух раз.

По полученным результатам определений строят градуировочные графики в координатах "интенсивность излучения натрия (калия) - концентрация элемента в градуировочных растворах в миллиграммах на кубический дециметр", по которым определяют концентрацию элементов в анализируемом растворе, фотометрирование которого осуществляется одновременно с градуировочными.

Градуировочные графики строят для каждой серии определений.

12.2.3.4. Проведение анализа при определении водорастворимых оксидов калия и натрия

Навеску пробы массой 1,0 г помещают в стакан вместимостью 150 - 200 куб.см, куда при непрерывном помешивании вливают 100 куб.см горячей (80 - 90 град.С) воды, и перемешивают на магнитной мешалке с подогревом в течение 15 мин. Затем раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 250 куб.см, осадок на фильтре промывают 50 куб.см холодной воды, к фильтрату добавляют 6 куб.см раствора соляной кислоты и при необходимости (см. п. 12.2.2.2) 0,5 г однозамещенного фосфорно-кислого аммония. Фотометрирование осуществляют по п. 12.2.3.3.

12.2.4. Обработка результатов

Массовую долю оксида натрия (калия) () в процентах вычисляют по формуле