| 标准编号 | GB/T 20975.3-2020 (GB/T20975.3-2020) | | 中文名称 | 铝及铝合金化学分析方法 第3部分：铜含量的测定 | | 英文名称 | Methods for chemical analysis of aluminium and aluminium alloys - Part 3: Determination of copper content | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H12 | | 国际标准分类 | 77.120.10 | | 字数估计 | 14,138 | | 发布日期 | 2020-06-02 | | 实施日期 | 2021-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 20975.3-2008 | | 引用标准 | GB/T 8005.2; GB/T 8170-2008 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | GB/T 20975的本部分规定了新亚铜灵分光光度法、火焰原子吸收光谱法和硫代硫酸钠滴定法测定铝及铝合金中铜含量。本部分适用于铝及铝合金中铜含量的仲裁测定。新亚铜灵分光光度法测定范围:0.0005%～0.012%;火焰原子吸收光谱法测定范围:0.005０%～8.00%;硫代硫酸钠滴定法测定围 | GB/T 20975.3-2020
Methods for chemical analysis of aluminium and aluminium alloys--Part 3: Determination of copper content
ICS 77.120.10
H12
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 20975.3-2008
铝及铝合金化学分析方法
第3部分:铜含量的测定
2020-06-02发布
2021-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为37个部分:
---第1部分:汞含量的测定;
---第2部分:砷含量的测定;
---第3部分:铜含量的测定;
---第4部分:铁含量的测定;
---第5部分:硅含量的测定;
---第6部分:镉含量的测定;
---第7部分:锰含量的测定;
---第8部分:锌含量的测定;
---第9部分:锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;
---第10部分:锡含量的测定;
---第11部分:铅含量的测定;
---第12部分:钛含量的测定;
---第13部分:钒含量的测定;
---第14部分:镍含量的测定;
---第15部分:硼含量的测定;
---第16部分:镁含量的测定;
---第17部分:锶含量的测定;
---第18部分:铬含量的测定;
---第19部分:锆含量的测定;
---第20部分:镓含量的测定 丁基罗丹明B分光光度法;
---第21部分:钙含量的测定;
---第22部分:铍含量的测定;
---第23部分:锑含量的测定;
---第24部分:稀土总含量的测定;
---第25部分:元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;
---第26部分:碳含量的测定 红外吸收法;
---第27部分:铈、镧、钪含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;
---第28部分:钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;
---第29部分:钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;
---第30部分:氢含量的测定 加热提取热导法;
---第31部分:磷含量的测定 钼蓝分光光度法;
---第32部分:铋含量的测定;
---第33部分:钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法;
---第34部分:钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法;
---第35部分:钨含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;
---第36部分:银含量的测定 火焰原子吸收光谱法;
---第37部分:铌含量的测定。
本部分为GB/T 20975的第3部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 20975.3-2008《铝及铝合金化学分析方法 第3部分:铜含量的测定》。本部分
与GB/T 20975.3-2008相比,除编辑性修改外主要技术变化如下:
---增加了标准使用安全警示;
---增加了“规范性引用文件”(见第2章);
---增加了“术语和定义”(见第3章);
---删除了“电解重量法”,(见2008年版的方法三 电解重量法);
---删除了“草酰二酰肼分光光度法”(见2008年版的方法四草酰二酰肼分光光度法);
---修改了“新亚铜灵分光光度法”的精密度(见4.7,2008年版的第8章);
---修改了“火焰原子吸收光谱法”的精密度(见5.7,2008年版的第17章);
---增加了硫代硫酸钠滴定法(见第6章);
---增加了“试验报告”(见第7章)。
本部分由中国有色金属工业协会提出。
本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。
本部分起草单位:内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司、有色金属技术经济研究院、西安汉唐分析检
测有限公司、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂、东北轻合金有限责任公司、昆明冶金
研究院、内蒙古锦联铝材有限公司、北京有色金属与稀土应用研究所、广东省韶关市质量计量监督检测
所、有研亿金新材料有限公司、长沙矿冶研究院有限责任公司。
本部分主要起草人:李志辉、张燕、席欢、姚永峰、贾梦琳、赵欢娟、郭燕瑶、周兵、刘维理、张馨予、
原建昌、吴庆春、范树辉、延凤泊、袁齐、邱伟明、刘朝方、熊晓东、杨永刚、王悦。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 6987.3-1986、GB/T 6987.3-2001;
---GB/T 6987.29-2001;
---GB/T 20975.3-2008。
铝及铝合金化学分析方法
第3部分:铜含量的测定
警示---使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问
题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。
1 范围
GB/T 20975的本部分规定了新亚铜灵分光光度法、火焰原子吸收光谱法和硫代硫酸钠滴定法测
定铝及铝合金中铜含量。
本部分适用于铝及铝合金中铜含量的仲裁测定。新亚铜灵分光光度法测定范围:0.0005%~
0.012%;火焰原子吸收光谱法测定范围:0.0050%~8.00%;硫代硫酸钠滴定法测定范围:3.00%~
70.00%。
注:铜质量分数为0.0050%~0.012%时,采用新亚铜灵分光光度法为仲裁检验方法;铜质量分数为3.00%~8.00%
时,采用火焰原子吸收光谱法为仲裁检验方法。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 8005.2 铝及铝合金术语 第2部分:化学分析
GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 术语和定义
GB/T 8005.2界定的术语和定义适用于本文件。
4 新亚铜灵分光光度法
4.1 方法提要
试料用盐酸、硝酸溶解,用盐酸羟胺将二价铜离子还原为一价铜离子,于pH4.5左右用三氯甲烷萃
取新亚铜灵与一价铜离子形成的有色络合物,于分光光度计波长460.0nm处测量其吸光度,以此测定
铜含量。
4.2 试剂与材料
除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。
4.2.1 氢氟酸(ρ=1.14g/mL)。
4.2.2 三氯甲烷。
4.2.3 盐酸(1+1)。
4.2.4 硝酸(1+1)。
4.2.5 硫酸(1+1)。
4.2.6 氨水(1+1)。
4.2.7 盐酸羟胺溶液(100g/L)。
4.2.8 柠檬酸铵溶液(500g/L)。
4.2.9 新亚铜灵乙醇溶液(1g/L):称取0.1g2,9-二甲基-1,10-菲啰啉于烧杯中,用无水乙醇稀释至
100mL(放置过夜)。
4.2.10 铜标准贮存溶液:称取1.0000g铜(wCu≥99.99%),置于预先盛有20mL水和10mL硝酸
(4.2.4)的400mL烧杯中,盖上表面皿,待溶解完全后,置于水浴上蒸发至结晶开始析出,用水溶解,移
入1000mL容量瓶中,混匀。此溶液1mL含1mg铜。
4.2.11 铜标准溶液:移取5.00mL铜标准贮存溶液(4.2.10)置于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,
混匀。此溶液1mL含0.01mg铜。
4.2.12 刚果红试纸。
4.3 仪器
分光光度计。
4.4 试样
将样品加工成厚度不大于1mm的碎屑。
4.5 分析步骤
4.5.1 试料
称取质量(m0)为0.50g的试样(4.4),精确至0.0001g。
4.5.2 平行试验
平行做两份试验,取其平均值。
4.5.3 空白试验
随同试料(4.5.1)做空白试验。
4.5.4 测定
4.5.4.1 将试料(4.5.1)置于250mL烧杯中,加入5mL水和15mL盐酸(4.2.3)。待试料完全溶解后
加入2mL硝酸(4.2.4),加热煮沸2min~3min,驱除氮氧化物(空白蒸发至2mL左右),用少量水洗
杯壁,冷却至室温。以慢速滤纸过滤(如清亮可不过滤)。用热盐酸(4.2.3)洗涤滤纸和残渣8次~
10次。收集滤液和洗液于400mL烧杯中,如有大量残渣,将滤纸连同残渣置于铂坩埚中,烘干后于
550℃灰化完全(不要燃烧),冷却。加入2mL硫酸(4.2.5)和5mL氢氟酸(4.2.1),逐滴滴入硝酸
(4.2.4)至溶液清亮。加热蒸发至冒硫酸烟,于700℃灼烧10min(不超过700℃),冷却。加入尽量少
的盐酸(4.2.3)和数毫升水,加热使沉淀完全溶解(如浑浊需过滤),将此溶液合并于主试液中。
4.5.4.2 在试液中加入8mL柠檬酸铵溶液(4.2.8),5mL盐酸羟胺溶液(4.2.7),混匀,加入5mL新亚
铜灵乙醇溶液(4.2.9),投入一小块刚果红试纸(4.2.12),用氨水(4.2.6)调到刚果红试纸变红色后,改用
pH试纸再继续小心调至pH值约4.5,将试液移入250mL分液漏斗中,使体积约60mL~70mL,加入
10.00mL三氯甲烷(4.2.2)萃取2min。
4.5.4.3 将有机相的部分试液移入1cm 吸收池中,以三氯甲烷(4.2.2)作参比,于分光光度计波长
460.0nm处测量其吸光度,将所测得吸光度减去空白试验溶液的吸光度后,从工作曲线上查得相应的
铜质量(m1)。
4.5.5 工作曲线的绘制
移取0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL铜标准溶液(4.2.11)
于一组250mL烧杯中,各加入20mL水和3mL盐酸(4.2.3),混匀。以下按4.5.4.2进行,无需调整
pH值,以试剂空白溶液为参比,于分光光度计在波长460.0nm处测量其吸光度。以铜量为横坐标,吸
光度为纵坐标,绘制工作曲线。
4.6 试验数据处理
铜含量以铜质量分数wCu计,按式(1)计算:
铜质量分数≥0.0010%时,计算结果保留两位有效数字;铜质量分数< 0.0010%时,计算结果保留
一位有效数字。数值修约执行GB/T 8170-2008中3.2、3.3。
4.7 精密度
4.7.1 重复性
在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值,在以下给出的平均值范围内,这两个测试结果
的绝对差值不超过重复性限r,超过重复性限r的情况不超过5%。重复性限r按表1数据采用线性内
插法或外延法求得。
表1
wCu/% 0.0007 0.0017 0.0037 0.0061 0.011
r/% 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.001
4.7.2 再现性
在再现性条件下获得的两个独立测试结果的测定值,在以下给出的平均值范围内,两个测试结果的
绝对差值不大于再现性限R,超过再现性限R 的情况不超过5%。再现性限R 按表2数据采用线性内
插法或外延法求得。
5 火焰原子吸收光谱法
5.1 方法提要
试料用盐酸和过氧化氢溶解,于原子吸收光谱仪波长324.7nm处,用空气-乙炔(或一氧化二氮-乙
炔)贫燃性火焰测量铜吸光度,以此测定铜含量。
5.2 试剂
除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。
5.2.1 纯铝(wAl≥99.99%,wCu≤0.0010%)。
5.2.2 氢氟酸(ρ=1.14g/mL)。
5.2.3 硝酸(ρ=1.42g/mL)。
5.2.4 过氧化氢(ρ=1.10g/mL)。
5.2.5 盐酸(1+1)。
5.2.6 硫酸(1+1)。
5.2.7 铝溶液(20mg/mL):称取20.00g纯铝(5.2.1)置于1000mL烧杯中,盖上表皿,分次加入总量
为600mL的盐酸(5.2.5)。待剧烈反应停止后,缓慢加热至完全溶解,然后加入数滴过氧化氢(5.2.4),
煮沸数分钟以分解过量的过氧化氢,冷却。将溶液移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。
5.2.8 铜标准贮存溶液:称取1.000g铜(wCu≥99.95%),置于250mL烧杯中,盖上表皿,加入5mL硝
酸(5.2.3),缓慢加热至完全溶解,冷却。将溶液移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶
液1mL含1mg铜。
5.2.9 铜标准溶液A:移取100.00mL铜标准贮存溶液(5.2.8)置于1000mL容量瓶中,以水稀释至刻
度,混匀(用时现配)。此溶液1mL含0.1mg铜。
5.2.10 铜标准溶液B:移取50.00mL铜标准贮存溶液(5.2.8)置于1000mL容量瓶中,以水稀释至刻
度,混匀(用时现配)。此溶液1mL含0.05mg铜。
5.3 仪器
原子吸收光谱仪,附铜空心阴极灯。仪器应满足下列条件:
---特征浓度:在与测量试料溶液基体一致的溶液中,铜的特征浓度应不大于0.033μg/mL;
---精密度:用最高浓度的标准溶液测量吸光度10次,其标准偏差应不超过吸光度平均值的
1.0%,用最低浓度的标准溶液(不是零浓度溶液)测量10次吸光度,其标准偏差应不超过最高
浓度标准溶液平均吸光度的0.5%;
---工作曲线线性:将工作曲线按浓度等分为五段,最高段的吸光度差值与最低段的吸光度差值之
比应不小于0.70。
5.4 试样
将样品加工成厚度不大于1mm的碎屑。
5.5 分析步骤
5.5.1 试料
称取质量(m2)为1.00g的试样(5.4),精确至0.0001g。
5.5.2 平行试验
平行做两份试验,取其平均值。
5.5.3 空白试验
称取1.00g纯铝(5.2.1)代替试料(5.5.1),随同试料做空白试验。
5.5.4 测定
5.5.4.1 将试料(5.5.1)置于250mL烧杯中,盖上表皿,加入约10mL水,分次加入总量为30mL盐酸
(5.2.5),待剧烈反应停止后,缓慢加热至试料完全溶解。滴加适量的过氧化氢(5.2.4),加热煮沸
10min,以除去过量的过氧化氢,冷却。
5.5.4.2 如有不溶物需用定量滤纸过滤、洗涤,保留此溶液为主滤液,将残渣连同滤纸置于铂坩埚中,灰
化(勿使滤纸燃着),在约550℃灼烧,冷却。加入2mL硫酸(5.2.6)和5mL氢氟酸(5.2.2),并逐滴加
入硝酸(5.2.3)至溶液清亮(约1mL),加热蒸发至干。在约700℃下灼烧10min,冷却。用尽量少的盐
酸(5.2.5)和少量水溶解残渣(必要时过滤),将此溶液合并于主滤液中。
5.5.4.3 按表3将试液或处理不溶物后合并的试液移入相应容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
5.5.4.4 按表3移取相应体积的试液于相应容量瓶中,补加相应体积的盐酸(5.2.5),用水稀释至刻度,
混匀。将空白试验溶液及试液于原子吸光谱仪波长324.7nm处,以空气-乙炔贫燃性火焰,以水调零,
测量铜的吸光度。用试液的吸光度(减去空白试验溶液的吸光度)从工作曲线上查出相应的铜的质量浓度(ρ)。
5.5.5 工作曲线的绘制
5.5.5.1 根据试料中铜的质量分数,系列标准溶液的制备分为以下4种:
a) 铜的质量分数为0.0050%~0.050%时,移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、
8.00mL、10.00mL铜标准溶液B(5.2.10),分别置于一组100mL容量瓶中,加入50.0mL铝
溶液(5.2.7),以水稀释至刻度,混匀;
b) 铜质量分数为 >0.050%~0.50%时,移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、
8.00mL、10.00mL铜标准溶液B(5.2.10),分别置于一组100mL容量瓶中,加入5.0mL铝
溶液(5.2.7),以水稀释至刻度,混匀;
c) 铜质量分数为 >0.50%~5.00%时,移取0mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL、12.00mL、
16.00mL、20.00mL铜标准溶液A(5.2.9),分别置于一组100mL容量瓶中,加入2.0mL铝
溶液(5.2.7)、10mL盐酸(5.2.5)以水稀释至刻度,混匀;
d) 铜质量分数为 >5.00%~8.00%时,移取0mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL
铜标准溶液A(5.2.9),分别置于一组250mL容量瓶中,加入0.5mL铝溶液(5.2.7)、25mL盐
酸(5.2.5),以水稀释至刻度,混匀。
5.5.5.2 将系列标准溶液(5.5.5.1)于原子吸收光谱仪波长324.7nm处,用空气-乙炔贫燃性火焰,以水
调零,测量系列标准溶液的吸光度。以铜的质量浓度为横坐标,吸光度(减去“零”浓度溶液的吸光度)为
纵坐标,绘制工作曲线。
5.6 试验数据处理
铜含量以铜质量分数wCu计,按式(2)计算:
5.7 精密度
5.7.1 重复性
在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值,在以下给出的平均值范围内,这两个测试结果
的绝对差值不超过重复性限r,超过重复性限r的情况不超过5%。重复性限r按表4数据采用线性内
插法或外延法求得。
表4
wCu/% 0.0059 0.096 1.52 3.83 6.31
r/% 0.0008 0.006 0.11 0.12 0.23
5.7.2再现性
在再现性条件下获得的两个独立测试结果的测定值,在以下给出的平均值范围内,两个测试结果的
绝对差值不大于再现性限R,超过再现性限R 的情况不超过5%。再现性限R 按表5数据采用线性内
插法或外延法求得。
6 硫代硫酸钠滴定法
6.1 方法提要
试样用盐酸、硝酸分解。在氟化物存在下,用硫酸驱除硅和硝酸,然后在pH3.0~4.0的氟化氢铵
溶液中,铜(Ⅱ)与碘化钾反应生成碘化亚铜并析出等物质的量的碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,计算
出铜含量。
6.2 试剂
除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。
6.2.1 无水碳酸钠。
6.2.2 盐酸(1+1)。
6.2.3 硝酸(1+1)。
6.2.4 硫酸(1+1)。
6.2.5 硫酸(1+17)。
6.2.6 氨水(1+1)。
6.2.7 硫氰酸钾(100g/L):称取10g硫氰酸钾溶于50mL水中,稀释至100mL,必要时过滤。
6.2.8 氟化氢铵溶液(200g/L):称取200g氟化氢铵溶于800mL水中,稀释至1000mL,贮存于聚乙
烯瓶中。
6.2.9 碘化钾溶液(200g/L):称取200g碘化钾溶于800mL水中,稀释至1000mL,置于棕色试剂瓶
中贮存于暗处。
6.2.10 重铬酸钾标准溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol/L]:
称取4.9030g基准重铬酸钾(预先在140℃烘干2h并在干燥器中冷却至室温),置于300mL烧
杯中,用水溶解,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
6.2.11 硫代硫酸钠标准滴定溶液(c1≈0.1mol/L):
---配制:称取26g硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)或16g无水硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶于热水,冷
却后,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。
---标定:移取20.00mL重铬酸钾标准溶液(6.2.10)于500mL锥形瓶中,加入10mL碘化钾
(6.2.9)及20mL硫酸(6.2.5),混匀,于暗处放置10min,加50mL水,用配制好的硫代硫酸钠
标准滴定溶液滴定,近终点时(黄绿色)加入5mL淀粉指示剂(6.2.12),继续滴定至溶液由蓝
色变为亮绿色,记录消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积V3。同时做空白试验。
---计算:由式(3)计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度:
6.2.12 淀粉指示剂(5g/L):称取1g淀粉用水润湿,加入200mL沸水,再煮至透明冷却,现用现配。
6.3 试样
将样品加工成厚度不大于1mm的碎屑。
6.4 分析步骤
6.4.1 试料
按表6称取试样(6.3)的质量(m3),精确至0.0001g。
6.4.2 平行试验
平行做两份试验,取其平均值。
6.4.3 测定
6.4.3.1 将试料(6.4.1)置于500mL锥形杯中,按照表6加入盐酸(6.2.2),加热溶解至出现铜粉或铜片
后加入2.5mL氟化氢铵溶液(6.2.8)和10mL硝酸(6.2.3),继续加热至试样完全溶解。加入10mL硫
酸(6.2.4),加热至刚刚冒硫酸烟,冷却,加入约40mL水,摇匀。
6.4.3.2 向溶液(6.4.3.1)中慢慢滴加氨水(6.2.6)至刚刚出现浑浊,加入3mL氟化氢铵溶液......
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