GB T 3284-1993 石英玻璃化学成分分析方法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准石英玻璃化学成分分析方法Analytical method of the chemical composition in the quartz glass 1 主题内容与适用范围GB/T 3284-93 代替(;B328, 82 本标准规定了石英玻璃化学成分分析时采用的试剂、材料和仪器,试样的制备和分解,分析步骤相结果表述方法。本标准运用于石英玻璃、高纯石英玻璃及其原料水品、硅石的化学成分分析。2 分析方法2. 1 化学分析法2. 1. 1 烧失量和二氧化硅的测定2.1.1.1 方法提要和原理试样经硫酸和氢氟酸分解.使全部二氧化硅转化为四氟化硅而除去,其反应厅程如下SiO
2、,十6HF一H,SiF, + 2H,O 2.1.1.2 试剂和仪器a. 氢纸酸(HF),:优级纯。b. 硫酸溶液:1 +4.优级纯。 盐酸溶液:1 + 1。d 高纯水.二次交换水。e. 高温炉。f 钳增祸。2.1.1.3 样品2.1.1.3.1 实验室样品H,SiF,一SiF,t十2HFt 供检验用的样品不得污染,质量不少予20匾。2.1.1. 3- 2 试样将实验室样品敲成碎片或原料水碎后,取定量碎片粒度1)一一灼烧后士甘揭和试料的质量,g;m,一一氢氟酸处理后的柑蜗和残渣的质量.g ; m.,一空白试验的残渣质量,目。所得结果应表示至两位小数。2.1.1.6 允许差二氧化硅含量分析结果的允
3、许差在0.1%之内。2. 1.2 低膨胀石英玻瑞中二氧化钦的测定2.1.2.1 方法提要X 100 采用硫酸和氢氟酸分解试样,再用乙三胶四乙酸二纳(EDTA)络合滴定法测定。2.1.2.2试1ft)2.1.2.2.1 六次甲基四胶。2.1.2.2.2 氢氟酸.优级纯.40%(V/V)。2.1.2.2.3 氢氧化镀,1+102.1.2.2.4 硫酸溶液,1+1.2.1.2.2.5 盐酸溶液,1十10. ( 1 ) .( 2 ) 135 GBiT 3284一-932- 1-2.2.6 乙酸怦溶液。.01 mol/l。称取1.6 g乙限H.精确空。lg.j在F少址水中.用乙酸调至IJpH为6.1ft
4、水稀释罕1000 mL。2.1.2.2.7 氧化钙标准济液(mg/mL) , 称取1.7848g经105C烘干不少于1h的碳阪钙(优级纯).精确至()()()1日,Yr: -y- 2(10 mIJ烧杯中.加少快高纯水,滴加盐酸溶液使其溶解.加热煮沸5nIIn.冷却。转移1;1 ()()O mL容(tJiti中.用品纯水烯释罕复1度,摇匀。2.1.2.2.8 乍一甲阶橙指示剂溶液,5g/Lo 称耳10.5 g半二甲盼橙指示剂,精确至O.1 g.1寄r100 mL水中。2.1.2.2.9 EDTA标准a商定溶液.0.015口101/LQa. :tJi1备方法的、取5.g EDTA.精确至O.1 g
5、.溶于少J,t水中.111水幡释至1000 mL. b 标定厅J玄吸取15.0mL浓度为1mg/mL氧化钙标准浓液.阿卡300mL烧杯1时水幡释至约150mL,il向加20%的氮氧化饷溶液至溶液pH约12.过w:2 mL.加少许钙指耳if1 (钙指示角j与烘干汉化纳之lt为1十50.研细混匀)。以0.015mol/L的EDTA标准济液滴定至i容液由紫红色变为纯蓝色。EDTA标准滴定溶液浓度按式(3l-t-tLc=百万否?主:扫,c-EDTA标准滴定溶液浓度.mol/L;川氧化钙质址.mg;V 滴定a.t消耗EDTA标准漓定溶液的体积.mL;( 3 ) 56.08-与1.00mL EDTA标准滴
6、注:溶液CCa()00. 000 mol/LJ相当的以克发式的氧化钙质址。C. 乙酸铐J容液与EDTA标准j杏液的体积比取EDTA标准滴定溶液10.0mL于300mL烧杯中.用水稀释至150mL左右,加1g六次甲葛川胶相31淌半二甲盼橙指示剂.加盐酸溶液至溶液变黄.以乙酸铸溶液滴歪榕液111黄色变为陪纽色。体积比按式(4)计1110 a = v 式中,a每笔升乙酸镑溶液相当于EDTA标准滴定溶液的体积3v-滴定时消耗乙酸僻的体积,mLo2.1.2.2.10 细刷锅。2.1.2.3 悴品2.1.2.3.1 试验室样品jJ飞中:r.验用的石英玻璃样品.友面不得污染.质量不少r10 g 0 2.1.
7、2. 3- 2 试样按第2.1.1.3.2步骤进行。2.1.2.4 分析步骤2.1.2.4.1 试料( 1 1 称取o.100 0 g经105C烘T不少于1h的试佯3份.精确于;O. 000 1 g.分另1,: l铅士甘塌巾。2.1.2.4.2 空白试验除不加试料外.采用与测定完全相同的分析步骤、试剂和用挝.进行干fr操作u2.1.2.4.3 -氧化钦的测定将幸自Jtt剧中的试料,用高纯水润湿,再加入约2mL硫酸洛液和4mL氢4iK酸.于电炉k低温蒸发136 GB/T 328493 除去剩余的氢以酸.再升高温度.待冒二氧化二硫白烟10min后不要蒸得过于)停止升温。梢岭将试液转移至300mL烧
8、杯中.用高纯水稀禄至约50mL.加入10.0mLO. 015 moL/L EDT标准滴定j在年,加热40-50 C.加l滴半二甲盼橙指示剂,滴加!在氧化镀至溶液呈紫红色.滴加盐酸溶液敬滴至溶液变)歧。加热吉沸5min.冷却后.用水稀释至150mL左右.加1g六次可1基因院和12 3 南半二甲阶橙指示异,) i商加盐酸j寄液数i南至1容液变黄.用乙酸拌溶液滴至溶液由黄色变布怪红色。2.2.5 分析结果的表述二氧化钦的含量以真质量百分比表示.按式(5)计II, XV,一(V,V/la)cX 79.90 , =l 句也x 100 ( 5 ) m X 1 000 式中sX2 试样中二氧化钦的百分含茧-
9、3币;V,-)日入EDTA标准溶液的体积.mL;l飞一-n商定时消耗乙酸铸溶液的体积.mLi 1飞一滴定空1m液时消耗乙酸钵溶液的体积3 每迄升乙酸悴溶液相当于EDTA标准滴定溶液的体和、$4一EDT标准滴定溶液浓度.mol几;川一试料质堪咐:79. 90一一相当F以克表示的二氧化钦质量.g.所得结果hf表示至两位小数。2. .2.6 允许差分析结果的允许差在0.25%之内。2.2 发射光谱法2. 2. , 测定且;索及测定范围列于表1。测定元素砌镇铝钙铁锺铁钻镶骨12.2.2 1.原理相Ji法提要2.2.2. 原理表1f.tg 测定范用们.1)1-.11). I J - 3 1. j-l0
10、。.03-,31). OJ飞:l。.()(J:) -O. 3 11. 03-;) 口.03 -. 3 仆.U3飞-JO. 003._ 1), ;1 飞态即、rIh激发态回复奎1)基态过程中,释放出特定波长的光.吗j-村r1号(中IR;i;.试作11!f!j:测JC京的浓度较低fI.f.其I首线强度与该元素在试样中的浓度成正比。2. 2. 2. 2 1it提要137 GB/T 3284町-93 JtJ虽以自主分解试料.用半转移li,将试料溶液移至对千头电极1:.蒸J,采用内标法.以钮元素作内标必亲。)JJ交流也弧激发试样用11ft昔分析法!1定。2.2.3 试剂和材料2. 2. 3. 1 ,(以
11、Ifli高纯.10%(V/V)02.2. 3- 2 &1l主10%(F/V人2. 2. 3- 3 11 ,* IW CCH/)H (CHOH) ,CH/lH丁。2.2. 3- 4 Iti醉济液2甘得醉含忱5g/L 2. 2. 3. 5 !;/的1:JJ纯。2.2.3.6 的眼!173242. 2. 3- 7 fE 1吁非Jff i再:2. 2, 3.7. 1 r旦内际浓ifiHlz , H浓!主为1g/L。你,(). 1 ()() ()只海绵钮(光i持纯).精确(). ()O() 1 g.忧f15() mL Ji英玻璃烧杯中,加入2mL盐峻.1mL时j西安微热的解h31点发i近r. JJII数
12、滴水.然后滴JJII约1mL tU量。再次蒸发近1.加少盐水fl加约7mL故阪.待盐类溶解J转移至100mL容1,1瓶中i日水稀桦歪刻度.摇匀。2. 2. 3. 7. 2 但内标丽的液:古巴浓度为20mg/L, J 2. () mL钮IJ标I在液.,1: -f 100 mL容坠瓶中,加入10mL盐自主.lgf七御(光谱纯1.用水稀伴们黄Ji立.tJ匀。2, 2,3-7.3 t巴1),t小怖梓液:记浓度王2() mg/L, l仅:;.() mL但l句标11、fiil是.(*1: r 250 mL容:hl瓶中,加入24.5mL盐龄.O. 25 g氧化饵(光谱纯) l-2511 ui醉JlI水和看你
13、仨要1J( 报匀。2.2.3.8 ilt 什标准情液2.2.3.8.1 甘;中l、准il千i怔z甘td主为1g/L 料以(J.250 II日钊粉(Jt j肯纯).精确io. ()OO 1 日-isf于150mL烧杯中.JJII入少垃水并加入25mL 住院f8() lO() (也炉上trf解.完全济解后冷却.转移至250mL容怯瓶中.用水陆释至刻度-JS匀。2, 2. 3- 8. 2 IJJ、快、钊、u、铁、钻、保混合标准j寄液:佣浓度为O.1 1/1. Jt余后素浓度均为0.3g/L 你月lO.1!29g棚内空(光l肯ND.精确至0,0001g;0.12,j.j日经800(灼烧歪恒髦的氧化模(
14、光谱I ) .柏时iJ(), ()()() 1 g;0.187 2 g纶1051l0C烘F不少于2h的碳酸钙t需纯h精确寺,O. OO 1 g; O.!1l!2日:J!J阵主仰(Jt i肯纯).精确罕0.0001g;().107 2 g手105110(烘干不少于2h的三氧化H光lf?纯).稍俯斗、O.O()()1 g 0.075 () g钻海绵(光语纯).精确宇(). ()()() 1 g 0.075 () g银海绵Utj汗纯).柏确主().()O() 1 鼠;,) 150 mL 英玻璃烧杯中.加少坠Jj(分数次j斗力日入5mL盐酸.f8().!)() (,!p I:JJllti抨解.冗全j容
15、解后冷去11.转格至250mL容达瓶中用水稀释节刻度.摇匀。2.2.3.8.3 制、锐itl合hKUiiifl(制、镇浓度各fiJ(1.03 g/L. 料:收(J.1G t g :!; 105 110 (烘F不少于2h的四氧化恬(光滑纯).精确币。.()O() 1 g (). :); 3 g 1 ()j-ll U (烘干不4于2h的氧化铜(光滑纯h精确室。-000lg,PI于150mL (晏破将烧村、1.JJII入少ilF水f111() mL住自主.f耐热;再解后冷却1.转移100 mL .咨世瓶中.用水稀将笔划!主.扬子j11,此rf液5.() mL 11: i: 5() mL有J,l瓶巾.
16、时10%盐酸棉释至刻度.摇匀。2, 2. 3- 8.4 i比i/1; ft系列j存if, a f冉-f坦卡J;时I:的任臼13()()m民11.lJ:、川、快、侠、钻、i唱f于:-wmg/L 叫J10 rng/L 制、FMf千3nM/l,但20m只1.138 GB/T 3284-93 分别取15.0mL铝标准溶液(2.2. 3. 8. 1) .5. 0 mL两种混合标准;在液(2.2.3.8.2)、(2.2.3.8.3)附于50mL容量瓶中.加入1mL钮内标浓溶液.O. 05 g氯化御(光谱纯).O.2Sg甘踩醉,用铠内标稀释至刻度.摇匀。b. 第二级标准溶液:铝90mg/L 续、钙、铁、铁、
17、钻、镇各9mg/L 棚3mg/L 钢、锚各0.9mg/L 钮20mg/L 取15.0mL第一级标准溶液(2.2.3.8.4中a项).琵于50mL容量瓶中,用钮稀稀被稀释至刻度。c 第三级标准溶液由第一级标准溶液用钮稀释液稀释10倍。d 第四级标准溶液由第一级标准溶液用钮稀释液稀释100倍。e. 第五、第六级标准溶液由第兰、第四级标准溶液分别用钮内标稀辉液稀稀10倍。注2(!)上述标准熔液和混合标准桌列溶液均贮存于聚乙烯塑料瓶中.(忌标准墨列级差浓度和内标元素加入量.可根据不同仪器适当改变。2.2.3.9 封闭剂:聚苯乙烯,浓度为10g/L。称取约1g聚苯乙烯(分析纯)贺子玻璃瓶中,加入100m
18、L乙酸乙月部分析纯)溶解。2.2. 3. 10 ,B液11液z硫酸对甲胶基苯盼(米吐尔l2g/L.无水亚硫酸销52g/L.对苯二盼10g/L, B液无水碳酸纳44g/L.臭化饵2g/L, 使用时A、B液按1+1混合。2.2.3.11 停影液;3%6%冰乙酸溶液p2.2.3.12 定影液硫代硫酸纳400g/L.无水亚硫酸纳25g/L.冰乙酸8X10%(V/Vl , 2.2.3.13 高纯水2二次交换水;2.2.3.14 石堪电极z光谱纯,直径6mm; 2.2. 3. 15 感光板:紫外E型$2.2.3.16 铅增塌:2.2.3.17 有机玻璃操作箱(附红外灯), 2. 2. 3. 18 石,嗯分
19、解箱z高纯石堪。2.2.4 仪器、设备2.2.4.1 发射光谱摄谱仪三透镜照明系统棱镜或光栅摄谱仪$2.2.4.2 交流电弧发生器;380 V . 8 A, 2.2.4.3 而微光度汁:灵敏度2.5X 10- A/mm/m.振动周期约等于1川2.2.5 样品2.2.5.1 试验室样品 供检验用的石英玻璃及高纯石英玻璃样品,须保持表面清洁,不得有涂写和污物划痕,水晶原料和硅石采样须均匀。样品质量不少于50go 2.2.5.2 试样按第2.1.1.3.2步骤进行。2.2.6 分析步骤2.2.6.1 试料称取约0.2g试样.精确至O.000 1 g.置于钳士甘锅中,平行三份。2.2.6.2 空白试验
20、139 GB/T 3284-93 除不加试料外,采用与泪IJ)完全相同的分析步骤、试剂和用量.进行平行操作。2.2.6.3 测定2. 2. 6. 3. 1 E盛有试料的柑涡中.加入O.1 时,甘碍醇溶液相少盐水润湿。将用涡放在石思箱的栅板l:Cf1ifl点预先加入150mL氨抵酸(2.2.3.2)和1g甘露醇).盖上箱盖。分别于箱的上、下部用电炉加热.保持箱内温度105110( 2. 53 hC若用高纯氢氟酸直接分解试料,加34mL氢氟酸(2.2. 3. 1) J 柑剧中.耳f塌hll盖,用电炉加热约1.5 h)。待试料完全分解后,取出增塌于80100C电沪上蒸发至干,冷却。2.2.6.3.2
21、 加入0.2mL纪内标稀溶液于增涡中浸取残渣。吸取0.1mL此溶液移至涂有l滴封闭剂的-于平头电极顶端,在红外灯下蒸发至f.待摄谱。2.2.6. 3. 3 分别取0.1mL 1昆合标准系列溶液移至一系列涂杳l滴封闭剂的一对平头电极顶端,在红外灯T蒸发至f.待H苦。2.2.6.3.4 将标准系列溶液、试料与空白按下述相同摄谱条件摄子同一谱板上。2. 2. 6. 3. 5 知谱条件:用发射光谱仪摄i曹.其狭缝及中间光栅根据仪器型号自定。交流电弧8A.暴光30 s(不预燃。2.2.6. 3. 6 将极好的谱板在20士1C的条件下.显影4mtn,停影1520s.定影1020min.7j(洗约20 mi
22、n.晾干。2. 2. 6. 3. 7 用测微光度计测结分析线对的黑度。2.2.6.l8 分析线与内标线2. 2. 6. 3. 8. 1 分析线(nm)B 1249.77; Mg 1277.98; Al 1266.03; Ca 11317.93; Ti 11308.80; Mn 1279.82; Fe 11259.95; Co 1304. 40;Ni 1305. 08;Cu 1327.39, 2. 2. 6. 3. 8. 2 内标线(nm)Pd 1 302. 79 2.2.6.4 工作曲线的绘制用2.2.6.3.7中测得的标准系列的分析线对的黑度值与标准溶液浓度值绘制l:.W-lgC工作曲线。2
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