GOST 13637.7-93

GOST 13637.7-93 Gallium. Méthode de détermination du soufre

GOST 13637.7-93

Groupe B59

NORME INTER-ÉTATS

GALLIUM

Méthode de détermination du soufre

gallium.
Méthode de dosage du soufre

OKSTU 1709

Date de lancement 1995-01-01

Avant-propos

1. DÉVELOPPÉ par le Comité technique inter-États 104 "Produits semi-conducteurs et métaux rares. Highly Pure Metals », Institut national des métaux rares (Giredmet)

INTRODUIT par Gosstandart de Russie

2. ADOPTÉ par le Conseil inter-États de normalisation, de métrologie et de certification (procès-verbal N 4-93 du 19 octobre 1993)

A voté pour accepter :

3. Par décret du Comité de la Fédération de Russie pour la normalisation, la métrologie et la certification du 02.06.94 N 160, la norme interétatique GOST 13637 .7−93 a été mise en vigueur directement en tant que norme d'État de la Fédération de Russie à partir du 01.01. 95

4. REMPLACER GOST 13637 .7−77

INFORMATIONS DONNÉES

RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

Cette norme spécifie la méthode de polarographie en courant alternatif pour le dosage du soufre dans le gallium (avec une fraction massique de soufre de 5 10 jusqu'à 1 10 %).

La méthode est basée sur la libération de sulfure d'hydrogène en dissolvant un échantillon de gallium dans un mélange réducteur d'acides chlorhydrique et iodhydrique avec de l'hypophosphite de sodium, en piégeant le sulfure d'hydrogène avec un fond polarographique - une solution de chlorhydrate d'hydroxylamine et d'acide éthylènediaminetétraacétique dans une solution de potassium hydroxyde et dosage polarographique du soufre sous forme d'ion sulfure sur un polarographe à courant alternatif.

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

Exigences générales pour les méthodes d'analyse et les exigences de sécurité - selon GOST 13637 .0.

2. APPAREILLAGE, REACTIFS ET SOLUTIONS

Polarographe PPT-1 ou PU-1 avec une électrode à chute de mercure et une cellule polarographe électrolytique avec un compartiment anodique externe.

Balances de laboratoire de 1ère classe conformément à GOST 24104 *.
_______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie, GOST 24104–2001 s'applique . — Note du fabricant de la base de données.

Ballon avec réfrigérant à reflux en verre de quartz ou de molybdène pour la préparation d'un mélange réducteur d'une capacité de 2 dm avec un tube soudé pour purger la solution avec de l'argon ou de l'azote.

Installation de récupération du soufre et de stripage de l'hydrogène sulfuré (voir dessin) constituée d'un ballon 2 d'une contenance de 500±50 cm avec un condenseur à reflux de 5 (25 ± 5) cm de long Une buse en quartz en spirale est soudée sur le côté extérieur du tube de sortie avec une longueur de (20 ± 5) cm et un diamètre de sortie de (2 ± 1) mm du condenseur à reflux. Le récepteur 4 pour l'absorption du sulfure d'hydrogène est un tube à essai d'une capacité de (40 ± 5) cm . L'écart entre la buse de quartz et les parois du tube à essai (1 ± 1) mm. L'argon ou l'azote utilisé comme vecteur gazeux est purifié par passage dans 6 à 8 barboteurs d'une capacité de (150 ± 50) cm , flacon de diamètre (30 ± 5) mm, rempli d'une solution alcaline de pyrogallol 6, 7 et d'eau distillée 8.

1 - cuisinière électrique, 2 - récipient de réaction avec un mélange réducteur, 3 - sections minces, 4 - récepteur
avec une solution alcaline d'hydroxylamine et d'EDTA (buse quartz spirale,
soudé à l'extérieur du tube de sortie du condenseur à reflux),
5 - condenseur à reflux, 6−7 - barboteurs avec solution de pyrogallol 250 g/dm
dans une solution de potassium caustique 250 g/dm , 8 - barboteur avec de l'eau distillée

Cuisinière électrique de laboratoire d'une puissance de 400 W.

Entonnoir Buechner, diamètre 80 mm.

Flacon Bunsen d'une contenance de 500 ml .

Pipettes avec divisions d'une capacité de 0,1 ; 0,2 ; 1 et 10cm .

Fioles jaugées d'une capacité de 50 ; 100 ; 200 et 1000 cm .

Cylindres mesurés avec une capacité de 10 ; 25cm .

Le rouge Congo est un indicateur.

Argon gazeux selon GOST 10157 ou azote gazeux selon GOST 9293 .

Barres de graphite, degré de pureté spécial - 7−3.

Mercure grade P0 selon GOST 4658 .

Acide chlorhydrique de pureté spéciale selon GOST 14261 .

Dichlorure de cuivre 2-eau selon GOST 4167 .

Dichlorure d'étain 2-eau.

Acide sulfurique selon la solution GOST 4204 avec une concentration de 0,05 mol / dm , préparé à partir de fixanal.

Pyrogallol A.

Hydroxyde de potassium selon GOST 24363 .

Chlorhydrate d'hydroxylamine selon GOST 5456 .

Chlorure de potassium selon GOST 4234 , degré de pureté spécial solution saturée.

Hypophosphite de sodium (hypophosphite de sodium) 1-eau selon GOST 200 .

Sulfure de sodium (sulfure de sodium) 9-eau selon GOST 2053 .

Sel disodique d'éthylènediamine , , , -acide tétraacétique, 2-aqueux (trilon B), qualité analytique. selon GOST 10652 .

Ammoniaque d'eau de pureté spéciale GOST 24147 .

Solution A : 56 g de potasse et 50 g de Trilon B sont dissous dans de l'eau distillée, la solution est transvasée dans une fiole jaugée de 500 ml diluer au volume avec de l'eau et mélanger. La solution est préparée 2 jours avant utilisation.

Solution B : Dissoudre 34,7 g de chlorhydrate d'hydroxylamine dans de l'eau distillée, transférer la solution dans une fiole jaugée de 250 ml diluer au volume avec de l'eau et mélanger.

Fond polarographique, préparé comme suit : 80 cm solution A, 20 cm solution B et 150 cm l'eau distillée fraîchement préparée est mélangée le jour de la consommation.

Mélange de récupération : mélanger 300 cm sel concentré, 500 cm acide iodhydrique, 150 g d'hypophosphite de sodium et 200 ml l'eau distillée est bouillie pendant 6 à 8 heures dans un appareil avec un condenseur à reflux avec une purge constante d'argon ou d'azote à un débit de 3 à 4 bulles par seconde. Une fois refroidi, les sels doivent être libérés du mélange réducteur (la non-isolation des sels indique une concentration insuffisante d'acide chlorhydrique). Le mélange de récupération est vidangé des sels et stocké dans une bouteille avec un bouchon rodé dans un endroit sombre.

Eau distillée selon GOST 6709 .

Sulfate de soufre, solution basique : (6,25±0,05) cm solution d'acide sulfurique préparée à partir de fixanal, diluée avec de l'eau distillée à 100 ml dans un flacon doseur.

1cm solution contient 100 μg de sulfate de soufre.

Sulfate de soufre, solution de travail : 10 cm la solution basique de sulfate de soufre est placée dans une fiole jaugée d'une contenance de 100 ml et porter au trait avec de l'eau distillée.

1cm solution de travail de sulfate de soufre contient 10 μg de soufre.

Sulfure de soufre, la solution principale est préparée immédiatement avant utilisation : 20 mg de sulfure de sodium séché avec du papier filtre, dont 1 mg contient 0,133 mg de soufre, sont placés dans une fiole jaugée de 100 ml , verser 20 cm fond polarographique, ajouter de l'eau distillée jusqu'au repère et mélanger.

1cm la solution basique de sulfure de soufre contient 26,6 μg de soufre.

Sulfure de soufre, la solution de travail est préparée immédiatement avant utilisation : 18,7 cm 3 la solution basique de sulfure de soufre est placée dans une fiole jaugée d'une contenance de 50 ml et ajusté à la marque avec un fond polarographique. La solution mère est mesurée avec une burette avec une erreur ne dépassant pas ± 0,05 cm .

1cm solution de travail de sulfure de soufre contient 10 μg de soufre.

3. PREPARATION POUR L'ANALYSE

3.1. Vérification du bon fonctionnement de l'installation

Monter l'installation (voir dessin) : les barboteurs 6 et 7 sont remplis d'une solution de pyrogallol dans de la potasse caustique. L'eau distillée est versée dans le barboteur 8 et reliée au ballon de réaction 2 à l'aide d'un tuyau en PVC. Le reste des connexions est fait avec des tuyaux en caoutchouc. Le ballon de réaction 2 est rempli de 150 ml mélange de récupération pré-préparé (voir section 2), 1 cm solution de chlorure de cuivre à une concentration de 0,1 mol / dm et 0,1 g de chlorure stanneux. L'eau froide passe à travers le réfrigérateur 5. La section du réfrigérateur et la section du bouchon 3 sont frottées avec une tige de graphite. Un flux d'azote ou d'argon traverse l'installation à raison de 15 à 25 bulles dans le récepteur en 10 s. L'étanchéité de l'installation est jugée par la coïncidence de la vitesse de passage des bulles d'argon dans le barboteur 6 et le récepteur 4. Le bon fonctionnement de l'installation est vérifié en restituant une solution étalon de sulfate de soufre. Pour ce faire, le mélange réducteur est porté à ébullition pendant 1 heure pour une purification supplémentaire du soufre. Le mélange de récupération est refroidi, puis 10 cm fond polarographique, et 0,2 cm solution de travail de sulfate de soufre. Le sulfure d'hydrogène est distillé dans les 30 minutes à partir du moment où la solution bout. Ensuite, la solution du récepteur est versée dans une cellule électrolytique à anode externe (le compartiment anodique est préalablement rempli de mercure à 2 mm au-dessus du niveau du contact en platine et d'une solution saturée de chlorure de potassium vers le haut et fermé avec un bouchon) et un polarogramme est pris.

Mode polarographie sur PU-1 : amplitude 10 mV, vitesse de balayage 3 mV/s, coupure forcée ; le potentiel initial est de moins 0,45 V, le potentiel du pic de l'ion sulfure est d'environ moins 0,8 V par rapport à une électrode au calomel saturée.

En raison de la diffusion des ions sulfure dans le compartiment anodique de la cellule, le potentiel de crête peut progressivement se déplacer dans le sens positif. Par conséquent, il est nécessaire de recharger quotidiennement le compartiment anodique de la cellule avec une solution fraîche saturée de chlorure de potassium. La hauteur du pic de soufre est mesurée le long d'une ligne verticale tracée à travers le sommet du pic jusqu'à ce qu'elle croise la tangente reliant les bases des branches du pic.

La hauteur du pic sur le polarogramme de la solution dans le récepteur est comparée à la hauteur du pic d'une solution de 2 μg de sulfure de soufre dans 10 cm solution (pour obtenir cette solution 0,2 cm la solution de travail de sulfure de soufre est diluée dans une éprouvette graduée étroite avec un fond polarographique jusqu'à 10 cm ). La différence de hauteur des deux pics ne doit pas dépasser 10 % par rapport à la hauteur du pic de la solution de travail de sulfure de soufre. Si l'écart est plus grand et que la solution dans le récepteur donne des pics plus faibles, il est alors nécessaire de rincer le réfrigérateur avec du bidistillate et de répéter la détermination. L'oxydation de l'acide iodhydrique par l'oxygène atmosphérique sur la surface interne du tube de reflux lorsque l'instrument n'est pas en fonctionnement est une cause fréquente de sous-estimation des déterminations de soufre. Si la solution dans le récepteur donne des pics significativement plus élevés, vérifiez la correction de l'expérience de contrôle, comme indiqué ci-dessous.

e.

3.2. Réalisation d'une expérience de contrôle

Pour l'appareil nouvellement assemblé, la correction de l'expérience de contrôle est vérifiée à plusieurs reprises en faisant passer le gaz à travers le mélange de dissolution bouillant pendant 30 min. Correction de l'expérience témoin (en unités de µg de soufre dans 10 cm solution) est déterminé par le rapport du pic dans la solution correspondante à la hauteur du pic obtenu en réduisant 0,2 µg de sulfate de soufre. S'il n'y a pas de pic de soufre sur le polarogramme de la solution dans l'expérience témoin, mais qu'un point d'inflexion est observé sur la courbe polarographique au potentiel du pic de soufre, alors la moitié de la différence entre les ordonnées des points d'inflexion et le minimum sur la branche positive du pic est prise comme hauteur de vague.

L'installation est considérée comme apte à fonctionner si la correction de l'expérience témoin en 30 minutes ne dépasse pas 0,02 µg de soufre avec une fraction massique de soufre dans le gallium ne dépassant pas 5 10 % et 0,2 µg de soufre à des fractions massiques élevées de soufre.

L'intégralité de la distillation du soufre est vérifiée quotidiennement le matin. La correction de l'expérience témoin est vérifiée quotidiennement le matin et après chaque passage de la distillation de grandes quantités de soufre à la distillation de petites quantités de soufre.

3.3. Graduation de l'installation

Pour calibrer l'installation, le soufre est réduit et décapé de 0,2 cm solution de travail de sulfate de soufre, comme indiqué au paragraphe 3.1. L'installation est calibrée une ou deux fois pendant la journée de travail.

4. CONDUITE DE L'ANALYSE

Après avoir établi l'intégralité de la distillation du soufre et corrigé l'expérience témoin (selon la section 3), le mélange réducteur est refroidi à température ambiante. Une nouvelle portion est versée dans le récipient 4 (10 cm ) fond polarographique, soulever le réfrigérateur 5 et dans le ballon de réaction 2 introduire un échantillon de gallium pesant 0,5-2 g, selon la teneur en soufre. Le réfrigérateur est abaissé, la cuisinière électrique 1 est chauffée, le gallium est dissous et les composés soufrés sont réduits en faisant bouillir le mélange réducteur.

Après la fin de la dissolution du gallium, le polarogramme de la solution dans le récepteur est enregistré dans les conditions de l'article 3.1 et la correction de l'expérience témoin est déterminée pendant un temps égal au temps de dissolution de l'échantillon de gallium.

Avec une portion du mélange réducteur, il est permis d'analyser séquentiellement plusieurs échantillons de gallium jusqu'à ce que la masse totale du gallium analysé dépasse 3 g.

5. TRAITEMENT DES RÉSULTATS

5.1. Fraction massique de soufre ( ) en pourcentage est calculé par la formule

,

où est la masse de soufre dans la solution de sulfate de soufre introduite pour le calibrage de l'installation, μg ;

est la hauteur moyenne arithmétique du pic de la solution polarographiée après l'introduction de l'échantillon moins la hauteur du pic de l'expérience témoin lors de la dissolution de l'échantillon échantillon, mm ;

est le poids de l'échantillon de gallium, g ;

est la hauteur moyenne arithmétique du pic obtenue en calibrant l'instrument, moins la hauteur du pic de l'expérience témoin pendant 30 min, mm.

5.2. Le résultat de l'analyse est pris comme la moyenne arithmétique des résultats de deux déterminations parallèles effectuées à partir d'échantillons distincts.

Les écarts admissibles entre deux résultats de déterminations parallèles et deux résultats d'analyse (différence du plus grand au plus petit) avec une probabilité de confiance de 0,95 sont indiqués dans le tableau.

Les écarts admissibles pour les fractions massiques intermédiaires de soufre sont calculés par interpolation linéaire.

5.3. Le contrôle de l'exactitude de l'analyse est effectué par la méthode des ajouts selon GOST 25086 .