GB/T 23514-2020 核級(jí)銀-銦-鎘合金化學(xué)分析方法

范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核級(jí)銀-銦-鎘(AgInCd_80-15-5)合金中主成分銀、銦、鎘及雜質(zhì)元素鎂、鉍、銅、鐵、錳、鎳、鉛、錫、鋅含量的測(cè)定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于核級(jí)銀-銦-鎘(AgInCd_80-15-5)合金中主元素銀、銦、鎘含量和雜質(zhì)元素鎂、鉍、銅、鐵、錳、鎳、鉛、錫、鋅含量的測(cè)定，測(cè)定范圍: 0.0005%~0.010%。

銀、銦、鎘含量的測(cè)定  滴定法
原理
樣品用硝酸溶解。先采用電位滴定法測(cè)定銀含量，使用復(fù)合銀電極，用氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至電位終點(diǎn)；調(diào)整溶液pH值為2.5，以PAN為指示劑，用Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定銦；調(diào)整溶液pH值為6.0，繼續(xù)用Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎘。

試劑
除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和試驗(yàn)室二級(jí)水。
電解銀(ω_Ag≥99.99%) 。
金屬銦(ω_In≥99.99%) 。
金屬鎘(ω_Cd≥99.99%) 。
氨水(ρ 0.90g/mL)。
冰乙酸(ρ 1.049g/mL)。
硝酸(ρ 1.42g/mL)。
硝酸(1+1)。
氧氧化鈉溶液(200g/L)。
乙酸-乙酸鈉溶液: 稱取乙酸鈉20g溶于水中，加入46.2mL冰乙酸，用水稀釋至500mL，混勻。
PAN指示劑: 稱取0.1g PAN指示劑溶于100mL甲醇中，混勻。
氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c≈0.050mol/L): 稱取2.92g氯化鈉(預(yù)先在560°C燒4h后，置于干燥器中冷卻至室溫)置于500mL燒杯中，加300mL水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。
乙二胺四乙酸二鈉(Na₂EDTA)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c≈0.010mol/L): 稱取3.72g Na₂EDTA 置于500mL燒杯中，加300mL水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。
銀銦鎘(AgInCd_80-15-5)標(biāo)準(zhǔn)混合溶液: 準(zhǔn)確稱取事先用有機(jī)試劑清洗并于干燥器中下燥的金屬電解銀8.0000g，金屬銦1.5000g和金屬鎘0.5000g，一并放入150mL燒杯中，加入50mL硝酸，低溫加熱使樣品溶解*，除盡氮的氧化物，移入100mL棕色容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。
氯化鈉及Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的標(biāo)定: 移取10.00mL銀銦鎘標(biāo)準(zhǔn)混合溶液置于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。移取四份上述溶液各10.00mL分別置于四個(gè)100mL燒杯中，用水稀釋至約40mL。以下按"銀的滴定"~"鎘的滴定"進(jìn)行。各元素平行標(biāo)定所消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的極差值應(yīng)不超過0.02mL，取其平均值。按公式(1)、公式(2)和公式(3)分別計(jì)算得到氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定銀的濃度c₁，Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定銦和鎘的濃度c₂，c₃。

式中:
c₁ 一一氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定銀的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
c₂ 一一Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定銦的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
c₃ 一一Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定鎘的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V₁一一平行滴定銀所消耗的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積平均值，單位為毫升(mL)；
V₂一一平行滴定銦所消耗Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積平均值，單位為毫升(mL)；
V₃一一平行滴定鎘所消耗Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積平均值，單位為毫升(mL)；
0.08一一標(biāo)定時(shí)移取的銀銦鎘標(biāo)準(zhǔn)混合溶液中銀的質(zhì)量，單位為克(g)；
1000一一體積單位換算因子；
0.015一一標(biāo)定時(shí)移取的銀銦鎘標(biāo)準(zhǔn)混合溶液中銦的質(zhì)量，單位為克(g)；
0.005一一標(biāo)定時(shí)移取的銀銦鎘標(biāo)準(zhǔn)混合溶液中鎘的質(zhì)量，單位為克(g)；
107.87一一銀的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；
114.82一一銦的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；
112.10一一鎘的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。

儀器設(shè)備
自動(dòng)電位滴定儀。
pH計(jì)。

樣品
將樣品加工成長度不大于5mm的碎屑。

試驗(yàn)步驟
試料
稱取1.00g樣品，精確至0.0001g。
平行試驗(yàn)
平行做兩份試驗(yàn)，取其平均值。
測(cè)定
將試料置于150mL燒杯中，加入5.0mL硝酸，蓋上表面皿， 室溫下溶解至反應(yīng)近乎停止，低溫加熱至試料溶解*，煮沸去除氮的氧化物，取下。冷卻至室溫，吹洗表面皿及燒杯壁，將溶液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。
移取10.00mL上述溶液于100mL燒杯中，用水稀釋至約40mL。
銀的滴定: 在燒杯中插入pH計(jì)的電極，加入硝酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整溶液pH值為1.0±0.2。插入復(fù)合銀電極，用氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至電位突躍最大為終點(diǎn)，記錄消耗氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。
銦的滴定: 提起復(fù)合銀電極，將電極上殘留液用水沖洗至燒杯中，加入乙酸-乙酸鈉溶液，調(diào)整溶液pH值至2.5±0.2。將溶液加熱至沸騰，待上層溶液澄清時(shí)停止加熱，加5滴~6滴PAN指示劑，趁熱用Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，溶液變?yōu)槌赛S色近終點(diǎn)時(shí)，逐滴補(bǔ)加乙酸-乙酸鈉溶液準(zhǔn)確調(diào)整pH值為3.0，繼續(xù)滴定至溶液突變?yōu)榱咙S色。記錄消耗Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。
鎘的滴定: 加入氨水調(diào)整溶液pH值至6.0±0.2，溶液由亮黃色變?yōu)樽霞t色。用Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，溶液變?yōu)槌赛S色近終點(diǎn)時(shí)，逐滴補(bǔ)加氨水準(zhǔn)確調(diào)整pH值為8.0，繼續(xù)滴定至溶液再次突變?yōu)榱咙S色，此時(shí)，溶液的溫度應(yīng)不低于55°C。記錄消耗Na₂EDTAi標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
銀含量、銦含量和鎘含量分別以銀、銦和鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω_Ag，ω_In，ω_Cd計(jì). 按公式(4)、公式(5)和公式(6)計(jì)算:

式中:
V₄一一滴定試液中銀消耗氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀一一溶解試樣溶液總體積，單位為毫升(mL)；
m₀一一試料的質(zhì)量，單位為克(g)；
V  一一分取試樣溶液體積，單位為毫升(mL)；
V₅一一滴定試液中銦消耗Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₆一一滴定試液中鎘消耗Na₂EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。
計(jì)算結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后二位。


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