GB/T 13747.2-2019 锆及锆合金化学分析方法 第2部分：铁量的测定 1,10-二氮杂菲分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　ICS 77 . 120 . 99 H 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 13747 . 2—2019代替 GB/T 13747 . 2—1992

　　锆及锆合金化学分析方法 第 2 部分：

　　铁量的测定 1 ,10-二氮杂菲分光光度法

　　和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　Methodsforchemicalanalysisofzirconium andzirconium alloys—

　　part2：Determinationofironcontent—

　　1 , 10-phenanthrolinespectrophotometryand

　　inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry

　　2019-12-31 发布 2020-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　前 言

　　GB/T 13747《锆及锆合金化学分析方法》拟分为 27 个部分：

　　— 第 1 部分：锡量的测定 碘酸钾滴定法和苯基荧光酮-聚乙二醇辛基苯基醚分光光度法;

　　— 第 2 部分：铁量的测定 1,10-二氮杂菲分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 3 部分：镍量的测定 丁二酮肟分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 4 部分：铬量的测定 二苯卡巴肼分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 5 部分：铝量的测定 铬天青 S-氯化十四烷基吡啶分光光度法;

　　— 第 6 部分：铜量的测定 2,9-二甲基-1,10-二氮杂菲分光光度法;

　　— 第 7 部分：锰量的测定 高碘酸钾分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 8 部分：钻量的测定 亚硝基 R盐分光光度法;

　　— 第 9 部分：镁量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：钨量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 11 部分：钼量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 12 部分：硅量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 13 部分：铅量的测定 极谱法;

　　— 第 14 部分：铀量的测定 极谱法;

　　— 第 15 部分：硼量的测定 姜黄素分光光度法;

　　— 第 16 部分;氯量的测定 氯化银浊度法和离子选择性电极法;

　　— 第 17 部分：镉量的测定 极谱法;

　　— 第 18 部分：钒量的测定 苯甲酰苯基羟胺分光光度法;

　　— 第 19 部分：钛量的测定 二安替比林甲烷分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 20 部分：铪量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 21 部分：氢量的测定 惰气熔融红外吸收法/热导法;

　　— 第 22 部分：氧量和氮量的测定 惰气熔融红外吸收法/热导法;

　　— 第 23 部分：氮量的测定 蒸馏分离-奈斯勒试剂分光光度法;

　　— 第 24 部分：碳量的测定 高频燃烧红外吸收法;

　　— 第 25 部分：铌量的测定 5-Br-PADAP 分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：合金及杂质元素的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 27 部分：痕量杂质元素的测定 电感耦合等离子体质谱法。

　　本部分为 GB/T 13747 的第 2 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 13747 . 2—1992《锆及锆合金化学分析方法 1,10-二氮杂菲分光光度法测定铁量》。 本部分与 GB/T 13747 . 2—1992 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 测定范围从 0.010%~0.250%扩大到 0.010%~0.40%(见第 1 章，1992 年版的第 1 章);

　　— 取消了引用标准(见 1992 年版的第 2 章);

　　— 增加了样品条款(见 2 . 4) ;

　　— 对称样量进行了调整(见 2 . 5 . 1 , 1992 年版的 6 . 1) ;

　　— 试液的酸度调节做了部分调整(见 2 . 5 . 4 . 2 和 2 . 5 . 4 . 3 , 1992 年版的 6 . 3 . 2、6 . 3 . 3) ;

　　— 铁的显色从室温调整为 70 ℃ ~80 ℃水浴中加热 15 min(见 2.5.4.3 , 1992 年版的 6.3.4) ;

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　— 增加了电感耦合等离子体原子发射光谱法，测定范围为 0.010%~0.40%(见第 3 章);

　　— 增加了精密度条款(见 2 . 7 和 3 . 7) ;

　　— 增加了试验报告条款(见第 4 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/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：广东省工业分析检测中心、西安汉唐分析检测有限公司、西部金属材料股份有限公司、宝钛集团有限公司、北矿检测技术有限公司、西部新锆核材料科技有限公司、金堆城钼业股份有限公司。

　　本部分起草人：熊晓燕、麦丽碧、刘标、王津、禄妮、周恺、张斌、赵武利、白焕焕、周航、李维敏、李帆、惠泊宁、谢明明、柴玉青。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 13747 . 2—1992 。

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　锆及锆合金化学分析方法 第 2 部分：

　　铁量的测定 1 ,10-二氮杂菲分光光度法

　　和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　1 范围

　　GB/T 13747 的本部分规定了锆及锆合金中铁含量的测定方法。

　　本部分适用于海绵锆、锆及锆合金中铁含量的测定。测定范围：0.010%~0.40%。方法一为仲裁

　　方法。

　　2 方法 一 1 ,10-二氮杂菲分光光度法

　　2 . 1 原理

　　试料用硫酸-硫酸铵分解，用柠檬酸络合锆，以盐酸羟胺将 Fe3+ 还原为 Fe2+ 。在 pH 6 左右，Fe2+ 与

　　1,10-二氮杂菲生成红色络合物，于分光光度计波长 510 nm 处测量其吸光度。

　　2 . 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。

　　2 . 2 . 1 盐酸( 1+1 ) 。

　　2 . 2 . 2 硫酸铵 。

　　2.2.3 硫酸(ρ= 1.84 g/mL)。

　　2.2.4 盐酸羟胺溶液(100 g/L)。

　　2.2.5 柠檬酸溶液(500 g/L)。

　　2.2.6 乙酸-乙酸铵缓冲溶液：称取 500 g 乙酸铵用水溶解，加入 20 mL 冰乙酸，用水稀释至 1 000 mL,混匀。

　　2 . 2 . 7 氨水( 1+1 ) 。

　　2.2.8 1,10-二氮杂菲溶液(5 g/L)：称取 0.5 g 1,10-二氮杂菲溶解于 20 mL 无水乙醇中，以水稀释至100 mL,混匀，贮存于棕色瓶中。

　　2.2.9 铁标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属铁(狑Fe≥99.99%) ,置于 200 mL烧杯中，加入 30 mL盐酸(2.2.1),低温加热至完全分解，冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含1 mg铁。

　　2 .2 . 10 铁标准溶液：移取 10 .00 mL铁标准贮存溶液(2 .2 .9 )于 100 mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 100 μg铁。

　　2 . 3 仪器

　　分光光度计。

　　2 . 4 样品

　　将样品加工成长度不大于 5 mm 的碎屑。

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　2 . 5 试验步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取样品(2.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　表 1 试料量

　　2 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　2 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验，铁的质量分数不大于 0 .1%时，平行做两份空白试验。

　　2 . 5 . 4 测定

　　2.5.4. 1 将试料(2.5.1)置于 150 mL烧杯中，加 10 mL 硫酸(2.2.3) , 5 g硫酸铵(2.2.2) ,盖上表面皿，在高温电炉上加热分解，继续加热至析出的硫磺消失，冷却，移入 100 mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。按表 1 分取部分试液于 100 mL容量瓶中。

　　2 .5 .4 .2 加入 5 mL柠檬酸溶液(2 .2 .5 )、5 mL盐酸羟胺溶液(2 .2 .4 ) ,放置 10 min,投入一小块刚果红试纸，用氨水(2 . 2 . 7)中和至刚果红试纸由蓝色恰变为紫色。

　　2.5.4.3 加入 3 mL 乙酸-乙酸铵缓冲溶液(2.2.6) , 5 mL 1,10-二氮杂菲溶液(2.2.8) ,置于 70 ℃ ~80 ℃水浴中加热 15 min,取下，冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀。

　　2.5.4.4 移取部分待测试液(2.5.4.3)于 2 cm 比色皿中，以随同试料的空白溶液为参比，于分光光度计波长 510 nm 处测量其吸光度，从工作曲线上查出相应的铁含量。

　　2 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　2 . 5 . 5 . 1 移取 0 mL、0 . 20 mL、0 . 50 mL、1 . 00 mL、1 . 50 mL、2 . 00 mL、2 . 50 mL 铁标准溶液(2 . 2 . 10) ,分别置于一组 100 mL容量瓶中，各加分取试液体积的空白试验溶液，以下按 2.5.4.2、2.5.4.3 进行。

　　2 .5 .5 .2 移取部分溶液(2 .5 .5 .1)于 2 cm 比色皿中，以试剂空白溶液为参比，于分光光度计波长 510 nm处测量其吸光度，以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

　　2 . 6 试验数据处理

　　铁含量以铁的质量分数 狑Fe计，按式(1 )计算：

　　狑 ……………………( 1 )

　　式中：

　　犿1 — 自工作曲线上查得的铁量，单位为微克(μg) ;

　　犞0 — 试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　犿0 — 试料的质量，单位为克(g) ;

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　V1 — 分取试液体积，单位为毫升(mL)。

　　计算结果保留两位有效数字。

　　2 . 7 精密度

　　2 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 2 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 2 数据采用线

　　性内插法或外延法求得。

　　表 2 重复性限(方法一)

　　2 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 3 给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　的绝对差值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%。再现性限(R)按表 3 数据采用

　　线性内插法或外延法求得。

　　表 3 再现性限(方法一)

　　3 方法二 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　3 . 1 原理

　　硝酸和氢氟酸溶解试料。 用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定，按工作曲线法计算铁的质量浓度，以质量分数表示测定结果。

　　3 . 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。

　　3.2. 1 氢氟酸(ρ= 1.13 g/mL)。

　　3 . 2 . 2 硝酸( 1+1 ) 。

　　3.2.3 铁标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属铁(狑Fe≥99. 99%)于 250 mL 烧杯中，加入 20 mL 硝酸(3.2.2)溶解，冷却。移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1 mg铁。

　　3 .2 .4 铁标准溶液：移取 10 . 00 mL 铁标准贮存溶液(3 . 2 . 3) ,置于 100 mL 容量瓶中，加 2 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 100 μg铁。

　　3.2.5 金属锆(狑Zr≥99.9%,狑Fe≤0.001%)。

　　3.2.6 氩气(体积分数 ≥99.99%)。

　　3 . 3 仪器

　　电感耦合等离子体原子发射光谱仪：具备耐氢氟酸进样系统，分辨率小于 0.006 nm(200 nm 处)。

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　3 . 4 样品

　　将样品加工成长度不大于 5 mm 的碎屑。

　　3 . 5 试验步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.20 g样品(3.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　3 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　称取 0.200 g 金属锆(3.2.5) ,随同试料做空白试验。

　　3 . 5 . 4 分析试液的制备

　　将试料(3.5.1)置于 150 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入 10 mL~15 mL水，2 mL氢氟酸(3.2.1)溶解，待反应停止后，加入 2 mL 硝酸(3.2.2) ,至样品溶解完全，冷却，移入 100 mL 塑料容量瓶中，以水稀释

　　至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 5 工作曲线溶液的配制

　　分别称取 0.200 g 纯锆(3.2.5)于一组 150 mL 聚四氟乙烯烧杯中，按照 3.5.4 将其溶解，冷却后分别

　　移入 100 mL 塑料容量瓶中，分别加入 0 mL、0 . 20 mL、0 . 50 mL、2 . 00 mL、5 . 00 mL、10 . 00 mL铁标准溶液(3 . 2 . 4) ,用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 6 测定

　　3.5.6. 1 推荐分析线波长：238.20 nm。

　　3 . 5 . 6 . 2 在电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，于选定分析波长处，测定工作曲线溶液(3 . 5 . 5) ,当工作曲线线性相关系数 k≥0.999 时，测量试液(3.5.4)及空白溶液(3.5.3)中铁的发射强度，从工作曲线上查得待测元素的质量浓度。

　　3 . 6 试验数据处理

　　铁含量以铁的质量分数 ∞Fe计，按式(2 )计算：

　　……………………( 2 )

　　式中：

　　ρ1 — 试液中铁的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ0 — 空白溶液中铁的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V2— 试液体积，单位为毫升(mL) ;

　　m — 试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留两位有效数字。

　　GB/T 13747 . 2—2019

　　3 . 7 精密度

　　3 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测定结果的测定值，在表 4 给出的平均值范围内，这两个测定结果

　　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 重复性限(方法二)

　　3 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测定结果的测定值，在表 5 给出的平均值范围内，这两个测定结果

　　的绝对差值不超过再现性限(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。

　　表 5 再现性限(方法二)

　　4 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　— 试验对象;

　　— 本部分编号;

　　— 所使用的方法;

　　— 结果;

　　— 观察到的异常现象;

　　— 试验日期。