Технический анализ и контроль производства азотной кислоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский Государственный Открытый Университет

РЕФЕРАТ

по предмету «Технический анализ и контроль»

на тему: «Технический анализ и контроль производства азотной кислоты»

Выполнила студентка 3 курса

Специальность 080502

Шифр 407202

Чернышова Т.С.

Проверил Кусков А.Н.

Москва

2010

Содержание:

1. Введение

2. Технологическая система производства азотной кислоты

3. Технологический анализ и контроль производства азотной кислоты

4. Использованная литература

1. Введение

азотная кислота производство

Азот - элемент № 7 таблицы Д.И. Менделеева. Он относится к группе химических элементов, играющих исключительно важную роль в живой природе и в жизни человека. Азот участвует в основных биохимических процессах. В составе белков он образует важнейшие питательные вещества для человека и животных. Но в синтезе белков в растительных и животных организмах участвует не элементарный азот, имеющий очень прочную межатомную связь (энергия диссоциации N2 940 кДж/моль), а его химические соединения, прежде всего аммиак. Из аммиака получают азотную кислоту и азотные удобрения. В условиях мирного времени подавляющее количество соединений азота расходуется на производство удобрений. Соединения азота также широко применяются в производстве промежуточных продуктов и красителей, для изготовления пластических масс (например, аминопластов), химических волокон, фотографических препаратов, медикаментов и ряда других важных для народного хозяйства продуктов. Большое значение соединения азота имеют в производстве взрывчатых и зажигательных веществ.

До первой мировой войны азотную кислоту получали преимущественно из натриевой селитры NaNO3, мощные месторождения которой были открыты в начале XIX в. в Чили. С начала XX в. некоторое количество азотной кислоты стали производить дуговым методом. Однако этот метод, требовавший большого расхода электроэнергии, не получил широкого распространения. Потребность в азотной кислоте особенно сильно возросла в годы первой мировой войны. Талантливый русский инженер И.И. Андреев в 1914 г. предложил производить азотную кислоту из аммиака, получаемого при коксовании углей. В конце 1916 г. в Юзовке (ныне Донецк) был сооружен первый азотно-кислотный завод по разработанному им методу. С развитием производства синтетического аммиака получение азотной кислоты из аммиака широко распространилось во всех странах мира.

Синтез соединений азота из свободного атмосферного азота был осуществлен в начале XX в. тремя методами: дуговым, цианамидным и аммиачным.

Дуговой метод заключается в том, что при высокой температуре ?30000 С азот соединяется с температурой воздуха по уравнению реакции

N2+O2-2NO-179,2 кДж

Оксид азота окисляется до диоксида, который поглощается водой с образованием HNO3. Метод оказался нерентабельным ввиду малого выхода оксида азота и громадной затраты электроэнергии на образование электрической дуги. Расход электроэнергии на 1 тонну полученного аммиака составляет 60 тыс. кВт*ч (содержание азота в аммиаке 82,35 %). Поэтому дуговой метод нашел применение там, где электроэнергия недорогая (например, в Норвегии). Широкого применения он не получил, но в настоящее время возрождается на основе использования плазменных процессов.

Цианамидный метод заключается в том, что тонко измельченный карбид кальция при температуре около 10000 С взаимодействует с азотом по уравнению реакции

CaC2+N2=CaCN2+C+301,5 кДж

В настоящее время роль этого метода в промышленности связанного незначительна. Расход электроэнергии на 1 тонну азота ?10-12 тыс. кВт*ч.

Аммиачный метод связывания атмосферного азота имеет экономические преимущества перед другими методами. Расход энергии на 1 тонну азота составляет 5-7 кВт*ч, это меньше чем в предыдущих методах, поэтому в настоящее время он является единственным промышленным способом получения аммиака. Синтез аммиака протекает по уравнению реакции

N2+3H2-2NH3-?H

Азотная кислота - одна из важнейших минеральных кислот. Безводная азотная кислота HNO3 представляет тяжелую бесцветную жидкость, пл. 1,52 (при 150 С), дымящую на воздухе. Она замерзает при температуре -410 С и кипит при температуре 68,40 С. Кипение кислоты сопровождается частичным разложением:

4HNO3>2H2O+4NO2+O2-259,7 кДж

Выделяющийся диоксид азота, растворяясь в кислоте, окрашивает ее в желтый или красный цвет. С водой азотная кислота смешивается в любых соотношениях. Выделение теплоты при разбавлении азотной кислоты водой свидетельствует об образовании гидратов.

Азотная кислота - сильный окислитель. Металлы, за исключением платины, золота, родия, иридия, титана и тантала переводятся концентрированной азотной кислотой в соответствующие оксиды. Если последние растворимы в азотной кислоте, то образуются нитраты. Железо хорошо растворяется в разбавленной азотной кислоте. Концентрированная азотная кислота образует на поверхности железа тонкий, но плотный слой нерастворимого в концентрированной кислоте оксида, защищающего металл от дальнейшего разъедания. Эта способность железа пассивироваться используется для защиты его от коррозии. Концентрированную азотную кислоту перевозят обычно в стальных цистернах. Многие органические вещества (в частности животные и растительные ткани) при действии HNO3 разрушаются, а некоторые из них от соприкосновения с очень концентрированной кислотой могут воспламеняться. В лабораторной практике обычно применяется азотная кислота, содержащая около 65 % HNO3 (пл. 1,40). В промышленности применяют два сорта азотной кислоты: разбавленную с содержанием 50-60 % HNO3 и концентрированную, содержащую 96-98 % HNO3.

2. Технологическая система производства азотной кислоты

Известны три химико-технологические системы получения азотной кислоты: под атмосферным давлением, под повышенным давлением и комбинированные, в которых окисление аммиака проводят под атмосферным давлением (3-4)105 Па, а окисление оксида азота до диоксида и абсорбцию диоксида водой под повышенным давлением (8-12)105 Па.

Несмотря на меньшие расходы платины, установки под атмосферным давлением в настоящее время потеряли свое значение из-за малой производительности, громоздкости аппаратуры соответственно больших капитальных вложений, значительных потерь аммиака и необходимости применения дорогостоящей щелочной очистки отходящих газов от оксидов азота.

Современные установки, эксплуатируемые под повышенным давлением и комбинированные, разработаны по принципу энерготехнологической схемы. Энергия отходящих газов и теплота реакции окисления аммиака используются на этих установках для сжатия воздуха и нитрозных газов, а также для получения пара. Схемой предусмотрено также возможно более полное использование низкопотенциальной теплоты.

Технологическая схема производства азотной кислоты под повышенным давлением приведена на рис. 1.



Рис. 1. Технологическая схема производства азотной кислоты

1-воздухозаборная труба; 2-воздухоочиститель; 3-газовый компрессор; 4-газовая турбина; 5-воздухоподогреватель; 6-испаритель аммиака; 7-смеситель с фильтром; 8-контактный аппарат; 9,17-котёл-утилизатор; 10-окислитель с фильтром; 11-абсорбционная колонна; 12-отдувочная колонна; 13-холодильник-конденсатор; 14-подогреватель хвостовых газов; 15-реактор каталитической очистки; 16-камера сгорания; 18-выхлопная труба.

Атмосферный воздух, забранный на территории завода, проходит тщательную очистку от возможных примесей, находящихся в воздухе, проходит воздухозаборную трубу 1 и воздухоочиститель 2. Очищенный атмосферный воздух поступает в компрессор газотурбинного агрегата. Сжатие происходит в осевом компрессоре 3, приводимый в движение газовой турбиной 4, до давления 0,73 МПа, нагреваясь при этом до 135°С , и поступает далее в подогреватель воздуха 5, где его температура поднимается до 250оС за счёт теплоты выходящих из окислителя 10 нитрозных газов. В смесителе 7 воздух смешивается с газообразным аммиаком, который поступает сюда из испарителя аммиака 6. Образовавшаяся аммиачно-воздушная смесь далее поступает в контактный аппарат 8, где при температуре около 900°С на Pt. - Rh - Pd -катализаторе происходит окисление аммиака. Нитрозные газы, содержащие 9 -9,5% N0, поступают в котёл-утилизатор 9, в котором происходит охлаждение до необходимой температуры и образование пара. Далее газы поступают в окислитель 10, в котором окисляются до диоксида азота. Охлаждённые в подогревателе воздуха 5, подогревателе хвостовых газов 14 и холодильнике-конденсаторе 13 до температуры около 45°С нитрозные газы поступают в абсорбционную колонну 11, орошаемую противоточной водой. Поскольку абсорбция NO2 водой экзотермична, абсорбционные тарелки снабжены змеевиковыми холодильниками, в которых циркулирует охлаждающая вода. Полученная азотная кислота самотёком поступает в отдувочную колонну 12, где с помощью горячего воздуха из готовой азотной кислоты происходит отдувка растворённых в ней нитрозных газов, которые подаются в абсорбционную колонну. Хвостовые газы, пройдя систему каталитической очистки от оксидов азота восстановлением их аммиаком до элементного азота в атмосферу.

Установки, работающие под повышенным давлением, имеют следующие преимущества по сравнению с установками, работающими под атмосферным давлением:

1. Переработка оксидов азота в азотную кислоту повышается до 98-99 %, а концентрация азотной кислоты 60-62 %. Отпадает необходимость в щелочной абсорбции.

2. Объем абсорбционных колонн в десятки раз меньше, чем башен с насадкой в системах, работающих при атмосферном давлении.

3. Уменьшаются капитальные затраты на постройку установки и расход специальной стали на изготовление аппаратов.

4. Упрощается обслуживание установки.

3. Технологический анализ и контроль производства азотной кислоты

УДК 546.175-323-482:006.354

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КИСЛОТА АЗОТНАЯ ОСОБОЙ ЧИСТОТЫ

Технические условия

Super pun: nitric acid. Specifications

МКС 71.040.30 ОКП 26 1211

Дата введения 01.01.86

Настоящий стандарт распространяется на азотную кислоту особой чистоты.

Азотная кислота особой чистоты представляет собой бесцветную или слегка желтоватую прозрачную жидкость, предназначенную в основном для электронной и радиоэлектронной промышленности.

Формула HNO3.

Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) -- 63,01.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Азотная кислота особой чистоты должна быть изготовлена в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.2. По химическим показателям азотная кислота особой чистоты должна соответствовать нормам, указанным в табл. 1.

1.3. Массовую долю примесей -- оксидов азота (NO2), нелетучих веществ и суммы тяжелых металлов при подсчете числа и суммы примесей не учитывают.

Таблица 1

Наименование показателя	Норма для марки
	ОС.Ч. 18-4 ОКП 26 1211 0024	ОС.Ч. 27-4 ОКП 26 12 110034	ОС.Ч. 27-5 ОКП 26 1211 0044
1. Массовая доля азотной кислоты (HNO3), %,
не менее	70	70	70
2. Массовая доля окислов азота (NO2), %, не
более	0.1	0.1	0.1
3. Массовая доля алюминиия (AI), %, не более	8*10-6	4*10-6	1*10-6
4. Массовая доля бора (В), %, не более	5*10-6	3*10-7	2*10-7
5. Массовая доля висмута (Bi), %, не более	Не нормируется	1*10-6	8*10-7
6. Массовая доля железа (Fe), %, не более	8*10-6	3*10-6	1*106
7. Массовая доля золота (Au), %. не более	Не нормируется	1*10-6	2*10-7
8.Массовая доля кадмия (Cd), не более	Не нормируется	1*10-6	2*10-7
9. Массовая доля калия (К), не более	Не нормируется	2*10-5	5*10-6
10. Массовая доля кальция (Са),% не более	Не нормируется	5*10-3	5*10-6
11. Массовая доля кобальта (Со),% не более	Не нормируется	5*10-7	5*10-7
12. Массовая доля кремния (Si),% не более	4*10-5	2*10-5	5*10-6
13. Массовая доля магния (Mg), %. не более	Не нормируется	3*10-6	1*10-6
14. Массовая доля марганца (Мn), %, не более	1*10-6	5*10-7	2*10-7
15. Массовая доля меди (Сu), %, не более	1*10-6	1*10-6	2*10-7
16. Массовая доля натрия (Na), %. не более	Не нормируется	1*10-4	1*10-3
17. Массовая доля никеля (Ni),% не более	1*10-6	1*10-6	5*10-7
18. Массовая доля олова (Sn), %, не более	5*10-6	1*10-6	2*10-7
19. Массовая доля ртути (Hg), %, не более	5*10-6	5*10-7	2*10-7
20. Массовая доля свинца (РЬ), %, не более	2*10-6	1*10-6	5*10-7
21. Массовая доля серебра (Ag),%, не более	1*10-6	5*10-7	2*10-7
22. Массовая доля сурьмы (Sb),%, не более	1*10-5	2*10-6	1*10-6
23. Массовая доля титана (Ti), %, не более	1*10-6	1*10-6	5*10-7
24. Массовая доля хрома (Cr),%,не более	5*10-6	2*10-6	8*10-7
25. Массовая доля цинка (Zn),%, не более	Не нормируется	3*10-6	5*10-7
26. Массовая доля мышьяка (As), %, не более	4*10-7	2*10-7	1*10-7
27. Массовая доля сульфатов (SO4), %, не более	2*10-5	2*10-4	2*10-5
28. Массовая доля фосфора (Р),%, не более	1*10-5	5*10-6	1*10-6
29. Массовая доля хлоридов (CI), %, не более	1*10-5	1*10-5	1*10-5
30. Массовая доля суммы тяжелых металлов (Ag. Nr, Bi, Cd, Pb, Сu, Hg, Co. Zn), не более	1*10-5	-	-
31. Массовая доля нелетучих веществ, не более	3*10-4	2*10-4	1*10-4

1.4. Продукт с массовой долей азотной кислоты выше 75 % изготовляют по согласованию с потребителем.

1.5. При массовой доле азотной кислоты от 75 % до 98 % массовая доля оксидов азота должна быть не более 0,4 %; при массовой доле азотной кислоты свыше 98 % массовая доля оксидов азота должна быть согласована с потребителем.

1.3--1.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.6. Массовую долю бора для марки ОС.Ч. 18--4 определяют только в азотной кислоте, предназначенной для производства полупроводниковых приборов.

1.7. Норма по массовой доле оксидов азота установлена на момент изготовления.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Азотная кислота токсична. Дым, содержащий оксид (II) азота (NO2), оксид (V) азота (N2Os) и туман азотной кислоты, при превышении предельно допустимой концентрации раздражает дыхательные пути и может вызвать разрушение зубов, конъюнктивиты и поражение роговицы глаза.

2.2. Азотная кислота -- негорючая, пожароопасная жидкость. Сильный окислитель при контакте с многими горючими материалами вызывает их самовозгорание.

2.3 При работе с азотной кислотой необходимо соблюдать правила предосторожности и использовать индивидуальные средства защиты: фильтрующий противогаз марки В, защитные очки (ПО-1 с резиновой полумаской), наголовный щиток ШН-7 с экраном из органического стекла, сапоги, перчатки и кислотозащитные рукавицы, специальную кислотозащнтную одежду (из белой шерстяной или лавсановой ткани по ГОСТ 27652 и ГОСТ 27654).

2.4. При ожогах азотной кислотой необходимо сразу же обмыть пораженное место большим количеством поды, затем 2 %-ным раствором питьевой соды (кислый углекислый натрий -- NaHCO3), смазать вазелином или специальной мазью от ожогов и перевязать. При отравлении газообразными оксидами азота или парами азотной кислоты пострадавшего нужно вывести на свежий воздух, напоить молоком и отправить в медпункт.

2.3. 2.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.5. Необходимо герметизировать оборудование, аппаратуру, процессы слива и налива для исключения попадания паров кислоты в воздушную среду производственного помещения.

2.6. Во всех отделениях производства должна быть предусмотрена механическая приточно-вытяжная вентиляция.

2.7. Предельно допустимая концентрация азотной кислоты и ее паров в воздухе рабочей зоны -- 2 мг/м3 (в пересчете на N02).

3. ОХРАНА ПРИРОДЫ

3.1. Азотная кислота является сильным окислителем. Животные и растительные ткани при воздействии азотной кислоты разрушаются.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007 азотная кислота относится к 3-му классу опасности.

Азотная кислота гигроскопична, неограниченно растворяется в воде с выделением тепла. Сильно дымит на воздухе, выделяя оксиды азота, которые образу ют туман с влагой воздуха.

Пары азотной кислоты в 2,2 раза тяжелее воздуха.

3.2. Мерами зашиты природной среды от вредных воздействий при получении азотной кислоты особой чистоты являются:

ведение процесса под вакуумом и исключение загазованности помещений и окружающей среды;

отсутствие вредных выбросов и кислых стоков за счет замыкания их в системе кислотоструйного вакуум- насоса;

применение на потребительской таре (горловине стеклянных и кварцевых бутылей) запорных устройств, обеспечивающих качество продукта, обезвреживание и отсутствие вредных паров азотной кислоты на складах, в железнодорожных вагонах у потребителя.

3.1,3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3.3. Безотходная технология производства азотной кислоты особой чистоты удовлетворяет требованиям по рациональному использованию элементов природной среды.

3.4. При производстве азотной кислоты особой чистоты выбросы, загрязняющие природную среду, отсутствуют или не превышают ПДК.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

4. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

4.1. Правила приемки -- по ГОСТ 3885.

В документе о качестве допускается указывать результаты проведенных анализов или подтверждение о соответствии качества продукта требованиям настоящего стандарта.

(Измененная редакция, Изм. №1).

5. МЕТОДЫ АНАЛИЗА

5.1. Отбор проб

5.1.1. Пробы отбирают по ГОСТ 3885 в кварцевые емкости (черт. 1).

Пробы допускается отбирать в стеклянные химически обработанные бутыли с пришлифованной стеклянной или фторопластовой пробкой.

5.1.2. Пробы отбирают с помощью бюретки или специального приспособления (черт.1). После отбора пробы, а также после использования кислоты, емкость должна быть сразу закрыта пробкой. В процессе отбора продукта в емкость должен подаваться воздух, очищенный в специальном патроне.

5.1.3. Масса средней пробы должна быть не менее 3,5 кг.

5.1.4. На емкость с пробой наклеивают или, вложив в полиэтиленовый пакет, прикрепляют этикетку с наименованием продукта, даты отбора пробы, номера партии и обозначения настоящего стандарта.

Перед проведением анализа пробу в емкости перемешивают осторожным покачиванием.

Приспособление для слива кислоты из бутыли

1 - бутыль с испытуемой кислотой; 2 -- комбинированная пробка; 3 -- аэрозольный фильтр ФП; 4 -- сильфом: 5-- комбинированный кран; 6 -- штуцер к вакуум-насосу; 7 - газовый штуцер; 8-- вакуум-насос; 9-- жидкостный штуцер; 10 перегородка; 11 -- гидрозатвор; 12 -- бутыль-сборник; 13 -- пробка; 14-- штуцер с конусом (шлиф № 29); 15 -- муфта шлица (№ 29); 16 -- вакуумный штуцер

5.2. Определение массовой доли азотной кислоты

5.2.1. Аппаратура и реактивы

Весы лабораторные аналитические с диапазоном взвешивания от 0,2 мг до 200 г типа АДВ, ВЛР 200.

Набор гирь Г-2--210 по ГОСТ 7328 класс I, II.

Колба Кн-1 --100--29/32 ТС по ГОСТ 25336.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или паровой конденсат.

Метиловый красный (индикатор) или метиловый оранжевый (индикатор), готовят спиртовой раствор с массовой долей 0,2 % по ГОСТ 4919.1.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч. c(NaOH)=l моль/дм3 (1 н).

5.2.2. Проведение анализа

2,0000 г (около 1,5 см3) препарата быстро помещают в колбу с притертой пробкой, предварительно взвешенную с 15 см3 воды, перемешивают, колбу закрывают пробкой и снова взвешивают. По разности результатов взвешиваний определяют массу препарата, введенного в колбу. Содержимое колбы титруют раствором гидроокиси натрия в присутствии растворов метилового красного или метилового оранжевого.

Навеску препарата допускается взвешивать в ампуле или в пипетке Лунге.

5.2.1, 5.2.2. (Измененная редакция. Изм. № 1).

5.2.3. Обработка результатов

Массовую долю азотной кислоты (Х) в процентах вычисляют по формуле

Х=V*0,06301*100/m

где V -- объем раствора гидроокиси натрия концентрации точно 1 моль/дм3 (1 н), израсходованный на титрование, см3;

m -- масса навески кислоты, г; 0,06301 -- масса азотной кислоты, соответствующая 1 см3 раствора концентрации точно I моль/дм (1 н) гидроокиси натрия, г. За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,1 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

5.3. Определение массовой доли оксидов азота

5.3.1. Аппаратура и реактивы

Ареометр по ГОСТ 18481.

Цилиндр стеклянный для ареометра по ГОСТ 18481.

Цилиндр I--10 по ГОСТ 1770.

Колба Кн 1 --250--29/32 ТС по ГОСТ 25336.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или паровой конденсат.

Калий йодистый по ГОСТ 4232. х.ч., раствор с массовой долей 15 %.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490, х.ч. с (1/5 К.Мп04) = 0,1 моль/дм' (0,1 н).

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163 ч., водный раствор с массовой долей 0,5 %.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262, марки ОС.Ч. 12--4, раствор с массовой долей 25%.

Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) по ГОСТ 27068 ч.д.а. с (1/2 Na2S2Os) = = 0,1 моль/дм3 (0,1 н).

5.3.2. Проведение анализа

5,0 см3 азотной кислоты, взятой по объему, пометают в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 250 см3, содержащую 50 см3 воды и 20 см3 раствора марганцевокислого калия.

Колбу закрывают пробкой, помещают в темное место и выдерживают 30 мин, периодически встряхивая. Затем в колбу прибавляют 10 см3 раствора йодистого калия и выделившийся йод титруют раствором серноватистокислого натрия, прибавляя в конце титрования раствор крахмала.

Одновременно титруют контрольный раствор, содержащий те же количества реактивов с той разницей, что вместо азотной кислоты берут 10 см3 раствора серной кислоты, не содержащей оксидов азота, и вводят поправку в результат определения.

Контрольный раствор также выдерживают в темном месте в течение 30 мин.

5.3.3. Обработка результатов

Массовую долю оксидов азота (Х1) в процентах вычисляют по формуле

Х1=(V1-V2)*0,046*100/V-P

где V1 -- объем раствора серноватистокислого натрия концентрации точно 0,1 моль/дм3 (0,1 н), израсходованный на титрование контрольного раствора;

V2 -- объем раствора серноватистокислого натрия концентрации точно 0,1 моль/дм3 (0,1 н), израсходованный на титрование анализируемого раствора кислоты;

0,0046 -- масса оксида азота, соответствующая 1 см3 раствора марганцовокислого калия концентрации точно 0,1 моль/дм3 (0,1 н); V-- объем азотной кислоты, взятый для анализа, см3;

р -- плотность, г/см3.

За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,01 % при доверительной вероятности Р =0,95.

5.3. --5.3.3. (Изменениям редакция, Изм. № 1).

5.4. Определение массовой доли алюминия, бора, висмута, железа, золота, кадмия, кальция, кобальта, кремния, магния. марганца, меди, никеля, олова, свинца, серебра, сурьмы, титана, хрома, цинка.

5.4.1. Аппаратура, материалы и реактивы

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104* 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и ценой наименьшего деления 1*10-4 или другие с техническими характеристиками не ниже указанных. Набор гирь Г-2--210 по ГОСТ 7328.

Весы крутильные (торсионные) типа BЛT-200 по ГОСТ 24104 или весы другого типа с наибольшим пределом взвешивания 200 мг и ценой наименьшего деления 0,2 мг, или дозатор вместимостью 20 мг.

Весы лабораторные типа ВЛКТ-500--М по ГОСТ 24104 с ценой наименьшего деления 1 г, с набором гирь или другие весы с техническими характеристиками не ниже указанных.

Источник дуги постоянного тока, обеспечивающий получение дуги постоянного тока, при рабочем токе 10--15 А.

Выпрямитель ртутный типа ВАРЗ 120-130 или ВАРС 275-100.

Микрофотометр типа ИФО-460, МФ-2 или МД-100.

Лампа инфракрасная типа ЗС-1 или другого типа.

Спектрограф кварцевый средней дисперсии типов ИСП-28, ИСП-30 или СТЭ-1 с трехлинзовой конденсорной системой и трехступенчатым ослабителем.

Спектропроектор типов ОС ПС-18, СПП-1. СП-2.

Боксы из стекла лабораторного изготовления для подготовки проб к спектральному анализу и для химического обогащения проб.

Боксы из полиэтиленовой пленки или органического стекла для приготовления, взвешивания и хранения градуировочных смесей, для перенесения концентрата проб в электроды.

Устройство для упаривания проб азотной кислоты, исключающее попадание примесей в пробы из окружающей среды и вредных выбросов в атмосферу(черт.2).

Приспособления для подготовки проб к спектральному анализу из органического стекла и фторопласта Ф-4, 1-й сорт по ГОСТ 10007 (подставки, шпатели, коробки для размещения электродов).

Посуда из кварцевого, органического стекла или фторопласта Ф-4 по ГОСТ 10007, первый сорт (чашки, шпатели, бюксы и др.).

Цилиндры из кварцевого стекла.

Секундомер по НТД, 2-й класс точности.

Ступка и пестик агатовые (или из яшмы).

Тигель фильтрующий типа ТФ ПОР 40 по ГОСТ 25336.

Колба с тубусом по ГОСТ 25336.

Насос водоструйный лабораторный стеклянный по ГОСТ 25336.

Графит порошковый марки ОС.Ч. 7--4 по ГОСТ 23463.

Фотопластинки спектральные тип II чувствительностью 13-17 единиц.

Электроды графитовые марки ОС.Ч. 7--3 для спектрального анализа диаметром 6 мм (верхние электроды заточены на конус, в нижних -- высверлен цилиндрический кратер диаметром 4,5 мм, глубиной 4,0 мм).

Оксид алюминия (111), х.ч. для спектрального анализа.

Оксид висмута (111) марки ОС.Ч. 13--3.

Оксид железа (III) марки ОС.Ч. 2--4.

Оксид кадмия (II) марки ОС.Ч. 11--3.

Оксид кальция (И) марки ОС.Ч. 6--2.

Оксид кобальта (III) марки ОС.Ч. 9--2.

Оксид кремния (IV) марки ОС.Ч. 12--5.

Оксид магния (II) марки ОС.Ч. 11--2.

Оксид марганца (IV) марки ОС.Ч. 9--2.

Оксид меди (II) марки ОС.Ч. 9--2.

Оксид никеля (II) марки ОС.Ч. 10--2.

Оксид олова (IV) по ГОСТ 22516.

Оксид свинца (II) марки ОС.Ч. 5--3.

Оксид серебра (1), ч.

Оксид сурьмы (111), чл.а.

Оксид титана (IV) марки ОС.Ч. 5--2.

Оксид хрома (111), чл.а.

Оксид цинка (II), ч.д.а., по ГОСТ 10262.

Золото хлорное, 2-водное, ч.

Кислота борная марки ОС.Ч. 14--3.

D-Маннит (манитол) по ГОСТ 8321, раствор с массовой долей 1 %, готовят из перекристаллизованиого маннита. Перекристаллизацию проводят следующим образом: 52 г маннита растворяют в 160 см3 воды в кварцевом стакане при слабом нагревании. Полученный раствор фильтруют через фильтрующий тигель в колбу с тубусом, пользуясь водоструйным насосом, затем фильтрат переносят в кварцевый стакан и охлаждают на льду. Раствор с выпавшими кристаллами снова фильтруют через фильтрующий тигель, полученные кристаллы маннита высушивают на бумажном фильтре.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, х.ч.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6702 или паровой конденсат, дважды перегнанный в кварцевой аппаратуре и содержащий регламентированных примесей не более указанных в табл. 1 для определяемой марки азотной кислоты особой чистоты.

Гидрохинон (парадиоксибензол) по ГОСТ 19627.

Калий бромистый по ГОСТ 4160, ч.д.а.

Калий углекислый марки ОС.Ч. 15--2.

Кислота соляная по ГОСТ 14261, марки ОС.Ч. 21--4.

Метол (14 метиламинофенолсульфат) по ГОСТ 25664.

Натрий сернистокислый 7-водный.

Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) по ГОСТ 27068, ч.д.а.

Натрий фтористый марки ОС.Ч. 9--3.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300, высший сорт.

Чистота применяемых графитовых электродов, графитового порошка, фтористого натрия и маннита проверяется в условиях проведения анализа. Массовые доли определяемых элементов должны быть не более указанных в табл. 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

5.4.2. Подготовка к анализу

5.4.2.1. Приготовление градуировочных смесей

5.4.2.1.1. Приготовление основной градуированной смеси

Градуировочную смесь (основную) с массовой долей (из расчета на металл) каждого (кроме золота и бора) из анализируемых металлов 1 % готовят растиранием в ступке смеси графитового порошка, предварительно проверенного на чистоту с окислами определяемых металлов (г):

Co2O3-0,0140 MgO-0,0166 MnO2-0,0160 CuO-0,0125 NiO-0,0130

PbO-0,0100

Аl203- 0,0190

Bi2O3 -0,0111

Fe2O3-0,0140

CdO-0,0110

CaO-0,0137

SiO2-0,0210

SnO2-0,0130

Ag2O-0,0110

Sb2O3-0,0120

TiO2-0,0170

Cr2O3-0,0150

ZnO-0,0124

Графитовый порошок -- 0,7477.

Для анализа азотной кислоты марки ОС.Ч. 18--4 готовят градуировочную смесь только из нормируемых элементов и добавляют графитовый порошок до 1 г.

Время приготовления градуировочной смеси с любым содержанием металлов -- 1 -- 1,5 ч.

Дня лучшего распределения примесей растирание следует проводить с 50 см3 перегнанного спирта.

Полученную смесь высушивают в боксе под инфракрасной лампой. Градуировочную смесь А с массовой долей примесей 0,1 % готовят растиранием одной части основной градуировочиой смеси с девятью частями графитового порошка. Последующие градуировочные смеси с массовой долей 0,05; 0.01; 0,005; 0,001; 0,0005 % готовят последовательным разбавлением каждой предыдущей смеси графитовым порошком.

Для определения золота и бора в градуировочную смесь с массовой долей примесей 0,1 % вводят золото и бор.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

5.4.2.1.2. Приготовление градуировочных смесей, содержащих золото

Приготовчение градуировочной смеси с массовой долей золота 0,1 % заключается в растворении 0,1720 г AuСl3 2Н2O в 100 см3 воды, затем 1 г градуировочной смеси А помещают во фторопластовую чашку, смачивают ее водой, приливают 1 см3 приготовленного хлорида золота, после чего из полученной смеси выпаривают воду под инфракрасной лампой. Сухую смесь тщательно перемешивают в ступке.

Градуировочные смеси с массовой долей золота 0,01; 0,001; 0,0001 % готовят последовательным растиранием одной части предыдущей градуировочной смеси с девятью частями графитового порошка. Одновременно готовят промежуточные градуировочные смеси с массовой долей примесей -- 5*10-9 %.

5.4.2.1.3. Приготовление градуировочных смесей, содержащих бор

Первоначально готовят раствор с массовой долей бора 0,1 %.

1 г градуировочной смеси с массовой долей каждой определяемой примеси, включая золото 0,1 помещают в чашку из фторопласта, вводят 0,5 см3 D-маннита и 1 см3 раствора борной кислоты с массовой долей 0,1 %.

Полученную смесь выпаривают под инфракрасной лампой при (98±1)0С. Сухую смесь тщательно перемешивают в ступке.

Затем готовят раствор с массовой долей бора 0,01 %. 1 г градуировочной смеси с массовой долей каждой определяемой примеси, включая золото 0,01 помещают в чашку из фторопласта, вводят 0,5 см3 D-маннита и 1 см3 раствора бора с массовой долей 0,01 %.

Таким же образом вводят бор во все последующие градуировочные смеси.

Приготовленные сухие градуировочные смеси, содержащие все определяемые примеси, хранят в стаканчиках из фторопласта или в полиэтиленовых пакетах.

Срок хранения 6 мес.

Перед анализом к навеске градуировочной смеси прибавляют по 0,5 мг фторида натрия.

5.4.2.1.1--5.4.2.1.3. (Измененная редакции, Изм. № 1).

5.4.2.2. Приготовление растворов для обработки фотопластинок

Проявитель готовят смешением растворов А и Б в соотношении 1:1.

Раствор А готовят растворением в воде (до 0,5 дм3) 1 г метола, 12 г гидрохинона, 200 г кристаллического сульфата натрия.

Раствор Б готовят растворением в воде (до 0,5 дм3) 100 г углекислого калия и 1 г бромистого калия.

Фиксаж готовят растворением в воде (до 1 дм3) 300 г тиосульфата натрия и 20 г хлористого аммония.

Устройство для упаривания проб

1-инфракрасная лампа, водяная баня или закрытый электрообогрев; 2-чашки с анализируемой кислотой; 3-- отвод паров; 4 -- конденсатор, 5 -- приемник для сконденсированных паров; 6 -- водоструйный вакуум-насос; 7--бокс; 8 -- крышка

5.4.2.3. Подготовка анлшзируемой пробы

В три чашки помещают по 20 мг графитового порошка и прибавляют в каждую из них по 0,5 см3 раствора D-маннита. Первая чашка -- контрольный образец. В две другие чашки помещают параллельно пробы азотной кислоты, взятые по объему с погрешностью не более 0,1 см3, 10 г марки ОС.Ч. 18--4 и 50 г марок ОС.Ч. 27-4 и ОС.Ч. 27-5.

Все три чашки помешают в устройство для упаривания проб и выпаривают при температуре на 20С--70С ниже температуры кипения пробы до полного испарения ее.

К сухому остатку в чашках добавляют по 0,5 мг фтористого натрия и смеси тщательно перемешивают. Графитовый концентрат собирают со стенок чашки тонким совком и переносят в кратер графитового электрода (анода), помешенного на подставку из органического стекла.

Подготовленные графитовые концентраты необходимо тотчас же подвергнуть спектральному анализу, так как продолжительный контакт проб с воздухом может вызвать дополнительные загрязнения.

Для определения пригодности воды берут навеску такую же, как и для соответствующих марок кислоты, далее поступают так же, как и при анализе кислоты, проводя с водой три параллельных определения.

5.4.3. Проведение анализа

Съемку спектрограмм проводят при ширине щели спектрографа -- 0,015 мм, времени экспозиции -- 30 с, высоте диафрагмы на среднем конденсоре --5 мм, силе тока дуги 10--12 А, расстоянии между электродами -- 2 мм.

Между вертикально поставленными электродами зажигают дугу, питаемую постоянным током. На одной пластинке в одних и тех же условиях фотографируют по 2--3 раза спектры проб, градуировочных смесей и контрольных образцов.

Щель открывают перед зажиганием дуги. По окончании фотографирования фотопластинки проявляют, промывают водой, фиксируют, тщательно промывают в проточной воде, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают.

Перед проведением фотометрирования спектрограмму просматривают на экране спектропроектора. Находят нужные аналитические линии.

Аналитические линии (длина волн, нм)

Ag I 328,07 В I 249,77 Cd I 228,80 Сu I 327.40

Al I 308,22 Bi 306,8 Cd I 325,25 Cr II 283,56

An I 267,59 Ca II 317,9 Co I 304,40 Fe I 248,33

Mg II 280,3 Sb I 259,81 Zn I 334,50; Fe II 259,99

Mn I 280,11 Si 1 288,16 Zn I 213,9 Pb I 283.31

Ni I 305,08 Sn I 283,99 Сu II 324,75 Ti II 308,80

3a 10 мин до начала проведения измерений почернений линий включают микрофотометр. Спектрограмму с отмеченными аналитическими линиями помешают на столик микрофотометра, укрепляют ее и проверяют фокусировку прибора. Устанавливают высоту и ширину щели прибора. При закрытом фотоэлементе совмещают указатель на матовом экране с началом отсчетной логарифмической шкалы почернений (c делением -). При включенном фотоэлементе устанавливают нуль, совмещая указатель на матовом стекле с концом отсчетной шкалы при прохождении пучка света микрофотометра через прозрачное место фотопластинки. В спектрах фотометрируют аналитические линии определяемых элементов и близко расположенный к линии фон.

5.4.4. Об работка результатов

На основании результатов фотометрирования аналитических линий в спектрах градуировочных смесей строят градуировочный график для каждого определяемого элемента. На оси абсцисс откладывают значения логарифмов концентрации определяемого элемента (lg С), на оси ординат -- величины ?S, равные разности почернений аналитической линии и соседнего фона. По градуировочным графикам определяют массовую долю примесей в графитовом концентрате. На предприятии-изготовителе допускается при контроле качества продукции применение твердого градуировочного графика.

Массовую долю примесей в анализируемой азотной кислоте в процентах вычисляют по формуле

Х2=m1(m2-m3)/m

где m -- масса навески кислоты, взятая для анализа, г;

m1 -- масса навески графитового концентрата, г;

m2-- массовая доля примеси в графитовом концентрате, найденная по градуировочному графику,%;

m3 -- массовая доля примеси в графитовом концентрате контрольного образца, %.

За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать величин, указанных в табл. 2, при доверительной вероятности Р = 0,95.

Таблица 2

Наименование элемента	Интервал (массовая доля)%	Допускаемые расхождения между двумя параллельными определениями, %, не более
Алюминий	Oт 0,1*10-6- 1*10-6	0,5-10-6
	Св. 1*10-6-1*10-5	0,5-10-3
Бор	Oт 0,1*10-6- 1*10-6	0,5-10-6
	Св. 1*10-6-1*10-5	0,5-10-5
Висмут	Oт 0,1*10-6- 1*10-6	0,4-10-6
Железо	» 0,1*10-3- 1*10-5	0,5-10-5
Золото	»0,1*10-6- 1*10-6	0,5-10-6
Кадмий	»0,1*10-6- 1*10-6	0,4-10-6
Кальций	» 0,1*10-5- 1*10-5	0,2-10-5
	Св. 1*10-3-1*10-4	0,5-10-4
Кобальт	Oт 0,1*10-6- 1*10-6	0,3-10-6
Кремний	»0,1*10-3- 1*10-3	0,4-10-3
	Св. 1*10-5-1*10-4	0,4-10-1
Магний	Oт 0,1*10-6- 1*10-6	0,5-10-6
	Св. 1*10-6-1*10-5	0,2-10-5

5.4.2.3--5.4.4. (Измененная редакция. И зм. № 1).

5.5. Определение массовой доли калии и натрия

5.5.1. Аппаратура, материалы и реактивы

Фотометр пламенный типов ПАЖ, ПФМ.

Колба 2-25-2 по ГОСТ 1770.

Пипетки 5-2-1 и 6-2-5 по ГОСТ 29227.

Цилиндр 1--250 по ГОСТ 1770.

Чаша 200 по ГОСТ 19908.

Баня водяная.

Устройство для упаривания проб по п. 5.4.1.

Воздух.

Пропан-бутан.

Калий хлористый марки ОС.Ч. 5--4.

Натрий хлористый марки ОС.Ч. 6--4.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300, высший сорт, очищенный дистилляцией.

Раствор сравнения с массовой концентрацией калия 5 мг/дм3, готовят по ГОСТ 4212.

Раствор сравнения с массовой концентрацией натрия 5 мг/дм3 готовят по ГОСТ 4212.

Готовят серию градуировочных растворов:

с массовой концентрацией калия: 0; 0,1; 0,2: 0,3; 0,4; 0,5 г/дм3 калия;

с массовой концентрацией натрия: 0; 0.1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мг/дм5 натрия.

Для этого в мерные колбы вместимостью 25 см3 вносят 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 см3 раствора калия с массовой концентрацией 5 мг/дм3. Затем в каждую колбу приливают по 5 см3 этилового спирта, доводят объем раствора водой до метки и тщательно перемешивают. В тех же условиях готовят серию градуировочных растворов натрия. (Измененная редакция, Изм. № 1).

5.5.2. Подготовка к анализу

5.5.2.1. Подготовка прибора

Включение прибора осуществляют по инструкции, прилагаемой к нему, за 20--30 мин до проведения замеров. Работу осуществляют с использованием светофильтров для натрия и калия.

Условия работы прибора, при которых суммарная погрешность методики находится на уровне заданной, следующие:

давление 973 - 1026 Г Па;

температура окружающей среды -- (20±5) 0С:

относительная влажность воздуха -- 45 %--80 % (по объему).

Анализ проводят в пламени воздух -- пропан -- бутан при следующих рабочих условиях:

давление воздуха -- 392,2 -- 588 ГПа;

давление газа -- 78,45 -- 98,07 Па (8 -- 10 мм вод. ст.).

5.5.3. Проведение анализа

250 см3 азотной кислоты, взятой с погрешностью не более 2,5 см3, помещают в кварцевую чашу и выпаривают на водяной бане в устройстве для упаривания проб до 1 см3.

Концентрат количественно переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, добавляют 5 см3 этилового спирта и полученный раствор доводят водой до метки.

Анализируемый раствор и градуировочные смеси фотометрнруют в порядке возрастания массовой доли определяемой примеси поочередно на натрий и калий. Затем фотометрируют в обратной последовательности, начиная с образца с максимальной массовой долей, и вычисляют среднее арифметическое значение из этих показаний.

На основании результатов фотометрирования строят градуировочный график для каждого из определяемых элементов в координатах: показания прибора -- массовой концентрации натрия, калия, мг/дм3.

(И змененная редакпин. Изм. № 1).

5.5.4. Обработка результатов

Массовую долю натрия, калия (Х3) в процентах вычисляют по формуле

Х3= Cх-10-3*100/К*1000-р

где Cх-10-3 -- массовая концентрация металла, найденная по графику, г/дм3;

К-- коэффициент обогащения, равный отношению объема кислоты, взятой для выпаривания, к вмести мости мерной колбы, в которую перенесен раствор после выпаривания (в условиях данной методики К = 10);

р -- плотность азотной кислоты, г/см3.

За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать дня калия -- 1,75*10-6 %, для натрия - 1,5*10-5 % при доверительной вероятности Р = 0,95.

5.6. Определение массовой доли ртути

5.6.1. А п п а рат у р а, м а те р и а л ы и реактивы

Весы полумикроаналитические типа ВЛР 20.

Полярографы типов ПУ-1, ППТ-1. Режим работы полярографа постояннотоковый или перемен- нотоковый.

Потенциометр электронный автоматический типа КСП-4 со шкалой 1 мВ, погрешность показания прибора ±0,5 %.

Набор гирь Г-2--210 по ГОСТ 7328.

Секундомер механический по НТД.

Электрод каломельный насыщенный или хлорсеребряный типа ЭВЛ-1МЗ, заливаемый насыщенным раствором азотнокислого калия.

Электрод графитовый.

Ячейка полярографическая.

Аппарат для концентрирования примесей.

Аппарат для пропарнвания стаканчиков и посуды водяным паром.

Колба 2-100-2 по ГОСТ 1770.

Пипетки 2--2--1, 2-2-5 и 2-2-10 по ГОСТ 29227.

Стаканчик из кварцевого стекла.

Лента диаграммная складывающаяся по ГОСТ 7826, шкала АФДБ.

Вода, приготовленная по п. 5.4.1, с последующей перегонкой в кварцевом аппарате с добавлением 0,5--1 г/дм3 марганцовокислого калия.

Гелий марки ВЧ.

Графит марки ОС.Ч. 7--3.

Калий азотнокислый марки ОС.Ч. 7--4.

Калий бромистый марки ОС.Ч. 8--2, раствор с массовой долей 12 % (IM).

Калий хлористый марки ОС.Ч. 23--3. насыщенный раствор.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262, марки ОС.Ч. 12--4.

Полиэтилен по ГОСТ 16337.

Полиэтилен-полиамин.

Ртуть металлическая по ГОСТ 4658, РО.

Смола эпоксидная ЭД-6.

Реометр РДС по ГОСТ 9932 или ротаметр по ГОСТ 13045.

Термометр от 0 0С до 150 0С (±2 0С) по ГОСТ 28498.

Термометр от 0 0С до 500 0С (±5 0С) по ГОСТ 28498.

Манометры типов AM, AM 13, MB по ТУ 92-89I-026.

Регулятор напряжения по ГОСТ 8711.

(Измененная редакции. Изм. № 1).

5.6.2. Подготовка к анализу

5.6.2.1 Заполнение каломельного электрода

Заполнение каломельного электрода производят в следующем порядке: свободный конец соединительного мостика закрывают пробкой из плотно свернутой фильтровальной бумаги;

электрод заполняют металлической ртутью на высоту (5±1) мм; засыпают сухую пасту каломели слоем (1±0,5) мм;

осторожно по стенке заливают насыщенный раствор хлористого калия;

засыпают (1±0,5) мм кристаллического хлористого калия и электрод закрывают притертой пробкой.

После суточной выдержки электрод готов к работе.

5.6.2.2. Изготовление индикаторного электрода

В кварцевую пробирку помещают 10 см3 эпоксидной смолы, добавляют 1 см3 наполнителя --полиэтилен-полиамина, нагревают смесь на плитке до температуры (90±2) 0С и помещают в нее графитовый стержень диаметром (4±1) мм и длиной (20±1) мм. Продолжая нагревать смесь, с помощью вакуума 13,3 кПа (100 мм рт. ст.) откачивают из пробирки воздух до прекращения выделения пузырьков газа. Затем горячую смесь выливают из пробирки на стекло, извлекают графитовый стержень и помещают его в сушильный шкаф. Сушат стержень при (200±1,5) 0С в течение 3 ч. Затем температуру постепенно в течение 1 ч снижают до комнатной с помощью регулятора напряжения. Готовый стержень вставляют в стеклянную трубку и обмакивают в расплавленный полиэтилен.

Торец стержня очищают от полиэтилена, шлифуя его о матовое стекло и фильтровальную бумагу. В стеклянную трубку с графитовым стержнем наливают ртуть на высоту (3±1) мм и опускают медную проволоку -- для осуществления электрического контакта. Допускается использовать готовые графитовые электроды.

5.6.2.3. Приготовление градуироеочных растворов и фона

Исходный градуировочный раствор ртути № 1 с массовой концентрацией 1*10-2 г/см3 готовят растворением 1 г металлической ртути в анализируемой марке азотной кислоты особой чистоты с массовой долей ее 12 %--25 % в мерной колбе вместимостью 100 см3.

Для приготовления градуировочного раствора № 2 с массовой концентрацией ртути 1*10-4 г/см3 1см3 раствора № 1 вносят пипеткой вместимостью 2 см3 в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят водой до метки.

Для приготовления градуировочного раствора ртути № 3 с массовой концентрацией ртути 1*10-5 г/см3 10 см3 раствора ртути № 2 вносят пипеткой вместимостью 10 см3 в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят водой до метки.

Для приготовления градуировочного раствора ртути № 4 массовой концентрации ртути М0~6 г/см3 10 см3 раствора ртути 3 вносят пипеткой вместимостью 10 см* в мерную колбу вместимостью 100 см* и доводят до метки водой.

Для приготовления градуировочного раствора ртути № 5 массовой концентрации ртути 1*10-7 г/см3 10 см3 раствора ртути № 4 вносят пипеткой вместимостью 10 см3 в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки водой.

В качестве фонового раствора применяют водный раствор бромистого калия.

5.6.2.4. Очистка поверхности посуды, применяемой для анализа

Применяемые в анализе кварцевый стаканчик, мерные колбы и пипетки должны быть тщательно отмыты от примесей. Для этого их заполняют на 2--3 сут серной кислотой. По истечении этого срока всю посуду четыре раза ополаскивают, а стаканчики пропаривают водой в аппарате для пропаривания стаканчиков в течение 5 ч для марки ОС.Ч. 27--5, а для марок ОС.Ч. 27--4 и 18--4 достаточно прокалить стаканчик при температуре (500±5) 0С в течение 15 мин.

Проверку на чистоту посуды проводят полярографированием фонового раствора. Для проверки мерных колб в тщательно промытую колбу вшивают (5±1) см3 фонового раствора, ополаскивают им стенки колбы и сливают в кварцевый стаканчик, после чего фоновый раствор полярографируют. Если при снятии полярограммы высота пика не превысит 7 мм, то колбу считают чистой. Если же высота пика будет больше 7 мм, то операцию отмывки повторяют.

Для более быстрой отмывки в аппарат пропаривания стаканчиков можно заливать азотную кислоту особой чистоты с массовой долей 5 %.

Применяемые для анализа пипетки хранят в индивидуальных полиэтиленовых пакетах, на которых делают соответствующие надписи.

Нельзя одной и той же пипеткой брать растворы одного и того же металла, но разной концентрации.

Раствор № 3 и пипетку для него хранят отдельно от остальных в боксе или под стеклянным колпаком.

5.6.2.2--5.6.2.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

5.6.2.5. Проверка атмосферы помещения, воды, гелия на отсутствие мешающих примсей.

В чистый стаканчик наливают (5±1) см3 фонового раствора и снимают полярограмму. Если при этом нет пиков, то всю систему считают чистой и приступают к проведению анализа.

Проверка атмосферы помещения

После первого полярографирования вынимают стаканчик из ячейки и вместе с раствором оставляют его открытым на 1,5 ч. Если при повторном полярографировании раствора пики не увеличились или увеличились не более чем на 15 %, тогда воздух в помещении считают чистым, а лабораторию пригодной для проведения полярографического анализа.

Проверка воды

Ополаскивают и заливают стаканчик водой почти доверху и устанавливают в аппарате для концентрирования примесей. Доливая воду по мере снижения уровня, выпаривают (25±1) см3 до влажного остатка. После выпаривания наливают в стаканчик (5±1) см3 фонового раствора, снимают полярограмму. Если не будет увеличения ранее зарегистрированных пиков или это увеличение не более чем на 15 %, то воду считают чистой и пригодной для анализа.

Проверка гелия

После первоначального полярографирования отключают ячейку от полярографа и пропускают через раствор в стаканчике гелий в течение 25 мин. Если при повторном полярографировании этого раствора пики не увеличились, гелий считают чистым.

5.6.3. Проведение анализа

5 см3 анализируемой азотной кислоты вносят в чистый кварцевый стаканчик пипеткой вместимостью 5 см3 и упаривают ее при температуре (100±5) 0С до влажного остатка в аппарате для концентрирования примесей.

После упаривания в стаканчик прибавляют 5 см3 водного раствора бромистого калия с массовой долей 12 % и помещают в полярографическую ячейку. Затем подключают гелий и барботируют его через раствор в течение 5 мин при объемном расходе от 30 до 50 см3/мин, измеряемом реометром, для удаления растворенного кислорода. После этого подключают электрод к полярографу, устанавливают потенциал по вольтметру минус 1,00 В, при котором в течение 5 мин идет накопление примесей на электроде. Снижают потенциал до минус 0,30 В, включают мотор лентопротяжного механизма КСП-4 и регистрируют полярограмму. Подачу гелия при этом не прекращают. Анодный пик ртути равен минус 0,20 В, электролиз и съемку пиков повторяют не менее двух раз.

После снятия полярограммы в стаканчик добавляют градуировочные растворы ртути № 4 и 5, соответственно массовой доле ртути в азотной кислоте и вновь полярографируют.

Анализ проводят для каждой марки азотной кислоты.

(Ивмененная редакция. Изм. № 1).

5.6.4. Обработка результатов

Массовую долю ртути (Х4) в процентах вычисляют по формуле

Х4=C*V1(h1-h3)*100/(h2-h1+h3)*V3*с

где С -- концентрация гралуировочного раствора, г/см3;

V1 - объем добавленного градуировочного раствора, г/см; ;

V2-- объем кислоты, выпариваемой для анализа, см3;

с -- плотность кислоты, взятой для анализа, г/см3;

h3 -- высота пика элемента при полярографировании фонового раствора, мм;

h1 -- высота пика при полярографироваиии влажного остатка кислоты, мм;

h2 -- высота пика при полярографироваиии влажного остатка с добавкой градуировочного раствора, мм.

За результат анализа принимают среднеарифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать при интервале концентраций от 1*10-6 до 1*10-3 величину 0,22 *10-5 %; при интервале концентраций от 0,1*10-6 до 1*10-6 величину 0,20*10-6 %.

5.7. Определение массовой доли мышьяка

5.7.1. Аппаратура, материалы и реактивы

Прибор, состоящий из кварцевого стаканчика вместимостью 10 см3, герметически закрывающегося полой притертой пробкой, прижимаемой к стаканчику резинками. В пробку впаяна трубка длиной 50--60 мм, внутренним диаметром 5 мм и внешним диаметром 6--7 мм. Трубку заполняют свернутым рулоном фильтровальной бумаги, сложенным так, чтобы фильтровальная бумага не создавала большого сопротивления, сверху закрывают кусочком ваты, пропитанной раствором уксуснокислого свинца. При появлении в нижней части бумаги или ваты слабого потемнения их следует заменить.

К трубке на каучуке присоединяют капиллярную трубку длиной 50 мм, внутренним диаметром 0,5 мм и внешним диаметром 6--7 мм. Перед определением на верхний конец капиллярной трубки накладывают бромнортутную бумажку, тщательно прижимают к отверстию капилляра, сверху накрывают фильтровальной бумагой. Обе бумажки с помощью резинки плотно натягивают на трубку и закрепляют.

Бумагу, пропитанную раствором бромной ртути, готовят следующим образом: в профильтрованный спиртовой раствор бромной ртути с массовой долей 5 % погружают нарезанные квадратами 2,5x2,5 см беззольные фильтры «синяя лента». Открытый сосуд с раствором бромной ртути и погруженными в него бумажками помешают в вакуум-эксикатор и отсасывают воздух водоструйным насосом в течение 2 мин. Перед применением бумажки вынимают из раствора и высушивают на воздухе, избегая прямого попадания солнечных лучей.

Раствор с погруженными бумажками сохраняют в темном месте не более 7 сут.

Бумагу, пропитанную раствором уксуснокислого свинца, готовят по ГОСТ 4517.

Вату, пропитанную раствором уксуснокислого свинца, готовят по ГОСТ 4517.

Вода, приготовленная по п. 5.4.1, дополнительно перегнанная в кварцевом приборе с добавлением 0,5 г азотнокислого калия на 1 дм3 перегоняемой воды.

Калий азотнокислый марки ОС.Ч. 7--4.

Калий йодистый марки ОС.Ч. 3--4, раствор с массовой долей 10 %.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261, марки ОС.Ч. 21--4, очищенная следующим образом: 100 см3 кислоты смешивают в делительной воронке с 4 см3 раствора йодистого калия, приливают 15 см3 чегыреххлористого углерода и тщательно взбалтывают в течение 3--4 мин. После отстаивания нижний слой растворителя отбрасывают, а соляную кислоту подвергают трехкратной экстракции. Полученная соляная кислота (может быть окрашена йодом) пригодна к применению в день очистки.