ГОСТ 8775.3-87

ГОСТ 8775.3−87 リチウム. マグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素、バリウムの測定方法

ГОСТ 8775.3−87

グループ B59

ソビエト連邦国家規格

リチウム

マグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素、バリウムの測定方法

Lithium.
Method for determination of magnesium, manganese, iron, aluminium, silicon, barium

ОКСТУ 1709

有効期間 1988.07.01
〜 1993.07.01*
__________________________
* 有効期間の制限は、州際規格・計量・認証委員会の議事録により解除された（ИУС No. 2、1993年）。— データベース作成者の注記。

情報事項

1. 本規格はソ連国営標準委員会の決定 1987.09.28 N 3764 により承認・施行された

2. 初回点検期日 1991年

点検周期 5年

3. 代替 ГОСТ 8775–75（第4節）

4. 参照規格・技術文書

本規格は、リチウム中に含まれる不純物であるマグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素、バリウムを、質量分率でそれぞれマグネシウム 0.002〜0.05%、マンガン 0.0003〜0.01%、鉄 0.002〜0.04%、アルミニウム 0.001〜0.04%、ケイ素 0.003〜0.04%、バリウム 0.003〜0.04% の範囲で測定するためのスペクトル法を定める。

本法は、マグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素、バリウムの発光スペクトルを励起し、それらを写真法または光電法により記録することに基づく。

1. 一般要求事項

1.1. 分析法に関する一般的要求事項 — ГОСТ 8775.0−87 に準拠。

2. 装置、試薬および材料

スペクトログラフ（ДФС-8、ДФС-13、ИСП-28、ИСП-30 型）またはクワントメーター（ДФС-36 型）。

アーク発生器（УГЭ-4 型）または同等以上の計測特性を有する他の励起源。

マイクロフォトメーター（МФ-2 型）またはマイクロデンシトメーター（МД-100 型）。

天秤（ГОСТ 24104–80*)、精度クラス2、最大秤量200 g。
______________
* ロシア連邦では ГОСТ 24104–2001 が適用される。— データベース作成者の注記。

ステンレス製（ГОСТ 5632–72）または有機ガラス製（ГОСТ 17622–72）の任意構造の秤量容器で、（10±2）mg の秤量試料を収容できるもの。

ジルコニウム製または有機ガラス製の皿。

有機ガラス製の乳棒。

白金製皿（ГОСТ 6563–75）、容量 100 cm³。

ガラスカーボン製器具の使用を許容する。

試料および較正標準物質のすり潰し用の振動機（振動子 ИВ-104 を基にした任意の構造）、回転速度が毎分1400回以上を確保するもの。

有機ガラス製の保護ボックス（ГОСТ 17622–72）。

ステンレス製ナイフ（ГОСТ 5632–72）。

電気コンロ（ГОСТ 14919–83）。

成形電極 I 型および IV 型、銘柄 ОСЧ-7−4。

図1、図2 の電極は、炭素材料（угли）製の ОСЧ-7−3 等や、測定対象元素に対して要求される純度を満たす他の銘柄を用いることを許容する。

図1. スペクトルの写真記録

スペクトルの写真記録

図1

図2. 光電式スペクトル記録

光電式スペクトル記録

図2

下電極のクレーター内で試料を圧縮するための器具（図1、2参照）。

写真板（タイプI）、スライド（ポジ）または分析線の正常な黒化を確保するその他の写真材料。

SVD-500型ランプ。

アンモニア水 — ГОСТ 3760–79。

炭酸アンモニウム — ГОСТ 3770–75、飽和溶液、またはポリエチレン容器で25%アンモニア水溶液を二酸化炭素で飽和させて調製した炭酸アンモニウム溶液。

炭酸リチウム（高純度）または付属書に従って調製したもの。

酸化マグネシウム — ГОСТ 4526–75。

酸化マンガン — ГОСТ 4470–79。

酸化鉄。

酸化アルミニウム（試薬級）。

二酸化ケイ素 — ГОСТ 9428–73。

炭酸バリウム — ГОСТ 4158–80。

四塩化炭素 — ГОСТ 20288–74。

メトール–ヒドロキノン現像液の組成は次の通り：

蒸留水 — ГОСТ 6709–72、石英装置で二重蒸留したもの。

精留エチルアルコール — ГОСТ 18300–87 または ГОСТ 5962–67*。
______________
* ロシア連邦の領域では ГОСТ R 51652−2000 が適用されます。 — データベース作成者の注記。

3. 分析の準備

3.1. 校正用標準試料の作製

リチウムと測定対象元素の合計質量に対して、マグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素およびバリウムを各々1%含むようにする校正用原混合物は、次のように調製する。プラチナ製容器に炭酸リチウム（基材）9.9371 g、酸化マグネシウム0.0331 g、酸化マンガン0.0316 g、酸化鉄0.0286 g、酸化アルミニウム0.0378 g、二酸化ケイ素0.0428 g、炭酸バリウム0.0287 gをそれぞれ誤差0.0005 g以内で秤量し、乳棒で手動ですり潰して少なくとも3時間混合する。

原混合物には、マグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素およびバリウムの質量分率を変更せずに、各々1%以下の他の元素を添加してもよい。

調製した原混合物は密閉できるポリエチレン容器に保管する。

校正用標準（ГО）は、リチウムと不純物の合計に対する測定元素の質量分率が0.0003%から0.3%までとなるように、原混合物または該当する校正用試料を炭酸リチウム（基材）で段階的に希釈して表1に従って調製する。

表1

校正用試料におけるマグネシウム、マンガン、鉄、アルミニウム、ケイ素およびバリウムの質量分率は、試料に添加した当該元素の質量分率と基材に含まれる当該元素の質量分率を合算して補正する。基材の調製および基材中の不純物の測定は付録に示す。

校正用試料はジルコニウムまたは有機ガラス製の皿（カップ）で、手ですりつぶす場合は少なくとも3時間、振動機ですりつぶす場合は60分間行う。すりつぶす際に約5 смのエチルアルコールを加える。

調製した校正用試料は密閉可能なポリエチレン瓶に保管する。

3.2. 分析試料の調製

ГОСТ 8774–75 に従って保管されている金属リチウムの塊はピンセットで瓶から取り出し、四塩化炭素で脱脂し、ナイフで酸化物を取り除き、有機ガラス板上で各塊から必要量を切り取り、総質量が約1 g になるようにする。

質量1.0 g のリチウム試料を、白金皿に入れた30−40 смの水に溶かす。その際、各リチウム片は前の片が溶けてから皿に入れる。さらに30−40 смの炭酸アンモニウム飽和溶液を加える。溶液を電気加熱板またはSVD-500ランプ下で乾留して完全に蒸発させる。得られた炭酸リチウムを同じ皿で乳棒ですりつぶし5−10分間処理し、石英試験管（ゴム栓付き）またはトレーシングペーパー製の袋に移す。

測定元素の質量分率が0.3%を超える場合は、分析前に試料を10倍に希釈する：白金またはガラスカーボン皿に炭酸リチウムとしての試料0.100 g と基材0.900 g を入れ、乳棒で20分間、または振動機で10分間すりつぶす。

4. 分析の実施

4.1. p. 4.2 に従って調製した分析試料および p. 4.1 に従って調製した各校正用試料（各々約10 mg）は、計量器で下電極の窪みに充填し、押し固める。

上電極には先端を円錐状に整えたグラファイト電極を用いる。

試料用電極を3本、各校正標準（ГО）の電極をそれぞれ3本用意する。

必要に応じて電極は分析前に直流アークで12 A の電流で15秒間焼成する。

4.2. 写真記録によるスペクトル分析の実施

4.2.1. 試料および校正標準（ГО）のスペクトルは以下の条件で直流アークにより励起する：電流12 A、露光時間90 s、電極間隔2 mm。分析線の波長は表2に示す。

表2

注記. 示された分析の再現性を満たす他の分析線および背景線を用いることを許容する。

4.2.2. 写真乾板を現像し、定着し、洗浄し、乾燥する。

各スペクトログラムについて、分析線およびその線の短波長側の背景の黒化度を光度測定し、分析線と背景の黒化差（）を測定する。試料および各校正標準について、3枚のスペクトログラムから得られた , , の3値から、算術平均値（）を算出する。

По результатам фотометрирования ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс логарифм значения массовой доли определяемого элемента в градуировочном образце в процентах (табл.1), а по оси ординат — среднее арифметическое градуировочного образца.

4.2.3. Результат определения (массовую долю определяемого элемента в процентах) находят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение пробы.

4.3. Проведение анализа при фотоэлектрической регистрации спектров

4.3.1. Испарение проб и возбуждение спектра проводят в дуге постоянного тока, время экспозиции 60 с, сила тока 16 А, межэлектродный промежуток 3 мм, ширина входной щели 15−25 мкм, ширина выходной щели и длины волн аналитических линий указаны в табл.3.

Таблица 3

4.3.2. С цифрового вольтметра квантометра снимают для пробы и каждого ГО показания, пропорциональные логарифмам отношений интенсивностей аналитических линий и фона (). По трём значениям , , вычисляют среднее арифметическое () для пробы и каждого ГО.

По показаниям цифрового вольтметра квантометра для ГО строят градуировочные графики, откладывая по оси абсцисс логарифм значения массовой доли определяемого элемента в градуировочном образце в процентах (табл.1), а по оси ординат — среднее арифметическое трёх замеров градуировочного образца.

4.3.3. Массовую долю определяемого элемента в процентах находят по градуировочному графику, используя среднее арифметическое значение пробы.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. За результат определения принимают массовую долю элемента, полученную по п. 4.2.3 при фотографической регистрации и по п. 4.3.3 при фотоэлектрической регистрации спектра.

5.2. За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений (единичных определений) при выполнении условий пп.2.5, 2.6 и 2.10 ГОСТ 8775.0−87.

5.3. Показатели точности

5.3.1. Относительное среднее квадратическое отклонение сходимости результатов параллельных определений () — не более 0,20.

5.3.2. Относительное среднее квадратическое отклонение воспроизводимости результатов определений () не более 0,20.

5.3.3. Неисключенная систематическая погрешность () незначима по сравнению со случайной погрешностью ().

5.3.4. Значение погрешности результатов анализа () определяют по ГОСТ 8775.0−87.

5.4. Массовую долю кремния в пересчете на окись кремния вычисляют умножением найденной массовой доли кремния на 2,14.

5.5. Контроль точности анализа

Контроль точности анализа проводят по методу добавок в соответствии с ГОСТ 8775.0−87, используя в качестве добавок ГО определяемых элементов или навески этих элементов в виде окислов. Добавку определяемого элемента добавляют к навеске пробы до ее растворения.

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное). ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНО-ЧИСТОГО УГЛЕКИСЛОГО ЛИТИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное

1. Аппаратура, реактивы и растворы

Воронка Бюхнера по ГОСТ 9147–80.

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026–76.

Фильтры бумажные, синяя лента.

Электроплитка по ГОСТ 14919–83.

Шкаф сушильный.

Вода бидистиллированная.

Лития гидроокись.

Аммиак водный по ГОСТ 3760–79.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712–78, насыщенный раствор.

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770–75, насыщенный раствор.

Кислота соляная по ГОСТ 3118–77, перегнанная или по ГОСТ 14261–77.

Соль диаммонийная этилендиамин — N, N, N, N — тетрауксусной кислоты, 1-водная, раствор концентрации 500 г/дмили приготовленная следующим образом: 250 г динатриевой соли этилендиамин — N, N, N, N — тетрауксусной кислоты (трилон Б) по ГОСТ 10652–73 растворяют в 500 смгорячей воды и фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр. К фильтрату при помешивании приливают соляную кислоту до тех пор, пока не прекратится выделение осадка. Раствор с осадком этилендиамин — N, N, N, N — тетрауксусной кислоты охлаждают и фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр.

Осадок растворяют в горячей воде и повторяют операцию осаждения кислоты и фильтрования. Отфильтрованную этилендиамин — N, N, N, N — тетрауксусную кислоту переносят в стакан, куда добавляют раствор аммиака до появления запаха. Полученный раствор фильтруют через стеклянный фильтр и доводят объем фильтрата водой до 500 см.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277–75, 0,1%-ный раствор.

Ацетон по ГОСТ 2603–79.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300–72, высший сорт.

Водорода перекись по ГОСТ 1092

9−76.

2. Получение очищенного углекислого лития из гидроокиси лития

Навеску гидроокиси лития массой 0,1−1 кг помещают в стакан, смачивают водой, приливают 5 смперекиси водорода и соляную кислоту до слабокислой реакции. Горячий раствор нейтрализуют раствором аммиака, приливают 5−10 смнасыщенного раствора углекислого аммония, перемешивают и оставляют на сутки. После отстаивания раствор фильтруют через воронку Бюхнера. Фильтрат нагревают до кипения, добавляют 40−50 смраствора щавелевокислого аммония, перемешивают и оставляют на сутки. Раствор фильтруют через воронку Бюхнера. К фильтрату прибавляют 80−100 смраствора диаммонийной соли этилендиамин — N, N, N, N — тетрауксусной кислоты, нагревают до кипения, добавляют насыщенный раствор углекислого аммония до прекращения выпадения осадка углекислого лития, перемешивают и дают отстояться. После отстаивания раствор сливают, а к осадку углекислого лития приливают кипящую воду, перемешивают, отстаивают 15−20 мин и воду сливают. Осадок промывают водой не менее трех раз, после чего к осадку приливают этиловый спирт (на один объем осадка необходимо два объема спирта), перемешивают, отстаивают 30−40 мин и спирт сливают, к осадку приливают ацетон (на один объем осадка необходим один объем ацетона), перемешивают и оставляют на сутки. После отстаивания осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают ацетоном до отсутствия ионов хлора в промывной жидкости (проба с раствором азотнокислого серебра). После чего осадок высыпают на лист кальки, сушат в вытяжном шкафу примерно в течение суток при комнатной температуре, а затем в сушильном шкафу при температуре 100−110 °С до постоянной массы. Сухой углекислый литий помещают в полиэтиленовую банку и плотно закрывают крышкой.

3. Проверка качества углекислого лития (основы)

Качество полученного углекислого лития проверяют спектральным методом. Для этого готовят комплект смесей в соответствии с п. 4.1 настоящего стандарта.

Приготовленные смеси и основу анализируют по разд.5. Пользуясь приготовленными смесями как образцами для градуировки, строят градуировочные графики.

Массовую долю определяемого элемента в основе определяют методом линейной экстраполяции или методом последовательных приближений. Основа считается годной, если массовая доля марганца не превышает 3,0·10%, магния, железа, алюминия, кремния, бария — не более 1,0·10% каждого.