GB/T 20975.2-2018 铝及铝合金化学分析方法 第2部分：砷含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 2—2018代替 GB/T 20975 . 2—2007

　　铝及铝合金化学分析方法第 2 部分：砷含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part2：Determinationofarseniccontent

　　2018-05-14 发布 2019-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 31 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 邻二氮杂菲分光光度法;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法;

　　— 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 苯甲酰苯胲分光光度法;

　　— 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 火焰原子吸收光谱法;

　　— 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 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定 依莱铬氰兰 R分光光度法;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定 碘化钾分光光度法;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：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。

　　本部分为 GB/T 20975 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分是对 GB/T 20975 . 2—2007《铝及铝合金化学分析方法 第 2 部分：砷含量的测定 钼蓝分光光度法》的修订，本部分与 GB/T 20975 . 2—2007 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 增加了分析使用试剂和水的要求(见 2 . 2) ;

　　— 增加了碘化钾溶液的配制方法(见 2 . 2 . 6) ;

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　— 增加了抗坏血酸溶液的配制方法(见 2 . 2 . 8) ;

　　— 增加了酒石酸锑钾溶液的配制方法(见 2 . 2 . 10) ;

　　— 增加了方法二：氢化物发生-原子荧光光谱法(见第 3 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 。

　　本部分负责起草单位：中国铝业郑州有色金属研究院有限公司。

　　本部分参加起草单位：贵州省分析测试研究院、昆明冶金研究院、长沙矿冶研究院有限责任公司、国标(北京)检验认证有限公司、广东省工业分析检测中心、西南铝业(集团)有限责任公司、包头铝业有限公司。

　　本部分主要起草人：石磊、薛宁、李志辉、罗舜、张颖、刘丽媛、王悦、刘英波、刘亚山、张树朝、刘天平、张永进、王雪、李满芝、寇帆、邓兰洪、吴豫强、张晓平。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 20975 . 2—2007 。

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　铝及铝合金化学分析方法

　　第 2 部分：砷含量的测定

　　1 范围

　　GB/T 20975 的本部分规定了铝及铝合金中砷含量的测定方法。

　　本部分适用于铝及铝合金中砷含量的测定，铝及铝合金中所有共存元素均不干扰砷的测定。 方法

　　一测定范围为：>0.000 5%~0.020%;方法二测定范围为：0.000 002%~0.000 5%。

　　2 方法 一 钼蓝分光光度法

　　2 . 1 方法原理

　　试料用硫酸、盐酸、硝酸混合酸溶解，用四氯化碳从盐酸溶液中萃取三价砷的碘化物，然后将其转入

　　到水相，用碘将三价砷氧化为五价砷，与钼酸铵形成有色络合物，于分光光度计波长 850 nm 处测量络

　　合物的吸光度，计算砷的质量分数。

　　2 . 2 试剂与材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和一级水。

　　2.2. 1 盐酸(ρ= 1.19 g/mL)。

　　2 . 2 . 2 盐酸( 1+1 ) 。

　　2 . 2 . 3 硫酸( 1+1 ) 。

　　2 . 2 . 4 硝酸( 1+1 ) 。

　　2 . 2 . 5 混合酸：将盐酸(2 . 2 . 2)、硫酸(2 . 2 . 3)、硝酸(2 . 2 . 4)按等体积比例混合 。

　　2.2.6 碘化钾溶液(500 g/L)：称取 50 g 碘化钾于烧杯中，加入 100 mL水溶解完全，混匀。

　　2.2.7 碘饱和溶液：称取 25 g 碘化钾于烧杯中，加入 250 mL 水，加入 20 g 结晶碘，放置过夜。如果碘全部溶解，则再不断添加结晶碘，摇匀，直到获得饱和溶液。

　　2.2.8 抗坏血酸溶液(4 g/L)：称取 1 g抗坏血酸于烧杯中，加入 250 mL水溶解完全，混匀。用时现配。

　　2.2.9 钼酸铵溶液(7 g/L)：称取 7 g 钼酸铵于烧杯中，加入 1 000 mL 硫酸溶液(1 mol/L)溶解完全，混匀。

　　2.2. 10 酒石酸锑钾溶液(1.5 g/L)：称取 0.15 g酒石酸锑钾于烧杯中，加入 100 mL水溶解完全，混匀。用时现配。

　　2 . 2 . 1 1 四氯化碳 。

　　2.2. 12 砷标准贮存溶液(0.1 mg/mL)：称取 0.132 0 g 三氧化二砷溶于 5 mL氢氧化钠溶液(200 g/L)中，用盐酸(2 .2 .2)酸化至刚果红纸呈蓝色，将溶液移入 1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 含 0.1 mg 砷。

　　2.2. 13 砷标准溶液(2 μg/mL)：移取 10.00 mL 砷标准贮存溶液(2.2.12)于 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 2 μg 砷。用时现配。

　　2 . 3 仪器设备

　　分光光度计。

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　2 . 4 试样

　　将试样加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　2 . 5 分析步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取试样(2.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　表 1 称料量

　　2 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　2 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料(2 . 5 . 1)做空白试验。

　　2 . 5 . 4 测定

　　2.5.4. 1 将试料(2.5.1)置于 250 mL 烧杯中，分次加入 40 mL 混合酸(2.2.5) ,剧烈反应停止后，加入 10 mL 硫酸(2.2.3),低温蒸发至刚冒白烟，取下冷却，用少量水冲洗杯壁，摇匀。重复蒸发至刚冒白烟，冷却至室温。加入 20 mL 水，40 mL 盐酸(2.2.1),加热至盐类溶解(不必煮沸)，冷却至室温。

　　2 .5 .4 .2 将试液(2 .5 .4 .1)移入 250 mL 分液漏斗中，用 20 mL 盐酸(2 .2 .1)洗涤杯壁，加入 1 mL 碘化钾溶液(2 .2 .6) ,混匀，放置 10 min。加入 20 mL 四氯化碳(2 .2 .11) ,振荡 1 min。静置分层后，将有机相转入第二个 250 mL 分液漏斗中。在第一个分液漏斗中再加入 20 mL 四氯化碳(2 .2 .11) ,振荡 1 min。静置分层后，将有机相合并到第二个分液漏斗中。在第二个分液漏斗中加入 20 mL 水，振荡 1 min。静置分层后，将有机相弃去，水相转入 50 mL 容量瓶中。

　　2 .5 .4 .3 在摇动下，往容量瓶中逐滴加入碘饱和溶液(2 .2 .7) ,直到碘的颜色不再消失，放置 5 min,逐滴加入抗坏血酸溶液(2 .2 .8)直到溶液褪色，加入 10 mL 钼酸铵溶液(2 .2 .9)、5 mL 抗坏血酸溶液(2 .2 .8)、 1 mL 酒石酸锑钾溶液(2.2.10) ,用水稀释到刻度，混匀。于 20 ℃ ~30 ℃条件下放置 40 min。

　　2 .5 .4 .4 将部分试液(2 .5 .4 .3)和空白试验溶液(2 .5 .3)移入 5 cm 吸收池中，以水为参比，于分光光度计波长 850 nm 处，测量其吸光度，以试液(2.5.4.3)的吸光度减去空白试验溶液(2.5.3)的吸光度，从工作曲线上查出相应的砷量。

　　2 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　2 . 5 . 5 . 1 移取 0 mL、1 . 00 mL、2 . 00 mL、3 . 00 mL、4 . 00 mL、5 . 00 mL、10 . 00 mL 砷标准溶液(2 . 2 . 13)于50 mL 容量瓶中，以下按 2 .5 .4 .3 进行操作。

　　2 .5 .5 .2 将部分系列标准溶液(2 .5 .5 .1)移入 5 cm 吸收池中，以水为参比，于分光光度计波长 850 nm处，测量其吸光度，以砷量为横坐标，以标准溶液的吸光度减去系列标准溶液中“零”浓度溶液的吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　2 . 6 分析结果的计算

　　按式(1)计算砷的质量分数 狑 (As) :

　　狑 …………………………( 1 )

　　式中：

　　犿1 — 自工作曲线上查得的砷量，单位为微克(μg) ;

　　犿0 — 试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留 2 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(狉)，超过重复性限(狉)情况不超过 5% ,重复性限(狉)按表 2 数据采用线性

　　内插法或外延法求得。

　　表 2 重复性限

　　2 . 7 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 3 所列允许差。

　　表 3 允许差

　　3 方法二 氢化物发生-原子荧光光谱法

　　3 . 1 方法原理

　　试料用混合酸溶解。用硫脲-抗坏血酸溶液作预还原剂，使样品中 As5+ 还原为 As3+ ,用盐酸做载

　　流，将溶液引入原子荧光光谱仪测量。

　　3 . 2 试剂与材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和符合 GB/T 6682 规定的一级水。

　　GB/T 20975 . 2—2018

　　3.2. 1 盐酸(ρ= 1.19 g/mL)。

　　3.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　3 . 2 . 3 盐酸( 1+1 ) 。

　　3 . 2 . 4 硝酸( 1+1 ) 。

　　3 . 2 . 5 混合酸：将盐酸(3 . 2 . 3)、硝酸(3 . 2 . 4)按等体积比例混合。

　　3 . 2 . 6 盐酸( 5+95 ) 。

　　3.2.7 硼氢化钾溶液(10 g/L)：称取 2.5 g 硼氢化钾于烧杯中，用氢氧化钠溶液(5 g/L)稀释至 250 mL,摇匀。 用时现配。

　　3.2.8 硫脲-抗坏血酸溶液(100 g/L)：称取 25 g 硫脲和 25 g 抗坏血酸置于 300 mL烧杯中，用水溶解并稀释至 250 mL,摇匀，移入棕色瓶中。用时现配。

　　3.2.9 砷标准贮存溶液(1.0 mg/mL)。称取 1.320 g 三氧化二砷溶于 5 mL 氢氧化钠溶液(200 g/L)中，用盐酸(3 .2 .3)酸化至刚果红纸呈蓝色，将溶液移入 1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 含 1.0 mg 砷。

　　3.2. 10 砷标准溶液 A(10 μg/mL)：移取 1.00 mL砷标准贮存溶液(3.2.9)于 100 mL容量瓶中，以盐酸(3.2.6)稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 中含 10 μg 砷。用时现配。

　　3.2. 1 1 砷标准溶液 B(0.1 μg/mL)：移取 1.00 mL砷标准溶液 A(3.2.10)于 100 mL 容量瓶中，以盐酸(3.2.6)稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 中含 0.1 μg 砷。用时现配。

　　3 . 3 仪器设备

　　原子荧光光谱仪，附砷空心阴极灯。

　　3 . 4 试样

　　将试样加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　3 . 5 分析步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　按表 4 称取试样(3.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　表 4 称料量

　　3 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料(3 . 5 . 1)做空白试验。

　　3 . 5 . 4 测定

　　3.5.4. 1 将试料(3.5.1)置于 300 mL烧杯中，加入 20 mL混合酸(3.2.5),待剧烈反应停止后，低温加热

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　　至试样完全溶解，继续低温加热使溶液蒸发至 5 mL 左右，取下冷却，用盐酸(3. 2. 6) 冲洗杯壁，移入100 mL容量瓶中，加入 10 mL硫脲-抗坏血酸溶液(3.2.8),用盐酸(3.2.6)稀释至刻度，混匀。在 20 ℃ ~

　　25 ℃下放置 50 min。

　　3 . 5 . 4 . 2 将空白试验溶液(3 . 5 . 3)及试液(3 . 5 . 4 . 1)和硼氢化钾溶液(3 . 2 . 7) ,以盐酸 (3 . 2 . 6)做载流，引入原子荧光光谱仪测量荧光强度值，从工作曲线上查出相应的砷的质量浓度。

　　3 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　3 . 5 . 5 . 1 移取 0 mL、0 . 50 mL、1 . 00 mL、2 . 00 mL、4 . 00 mL、8 . 00 mL、10 . 00 mL砷标准溶液 B(3 . 2 . 11)置于一组 100 mL容量瓶中，分别加入 10 mL 硫脲-抗坏血酸溶液(3 .2 .8) ,用盐酸(3 .2 .6)稀释至刻度，混匀。在 20 ℃ ~25 ℃下放置 50 min。

　　3 . 5 . 5 . 2 将系列标准溶液(3 . 5 . 5 . 1)和硼氢化钾溶液(3 . 2 . 7) ,以盐酸(3 . 2 . 6)做载流，引入到原子荧光光谱仪测量荧光强度值，减去系列标准溶液中“零”浓度溶液的荧光强度值，以砷的质量浓度为横坐标，荧光强度值为纵坐标，绘制工作曲线。

　　3 . 6 分析结果的计算

　　按式(2)计算砷的质量分数 ∞ (As) :

　　…………………………( 2 )

　　式中：

　　ρ1 — 自工作曲线上查得的试料溶液中砷的质量浓度，单位为微克每升(μg/mL) ;

　　ρ0 — 自工作曲线上查得的随同试料所做空白溶液中砷的质量浓度，单位为微克每升(μg/mL) ; V — 试液的总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m — 试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留 1 位有效数字。

　　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情况不超过 5% ,重复性限 r按表 5 数据采用线性内插

　　法或外延法求得。

　　表 5 重复性限

　　3 . 7 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 6 所列允许差。

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　　表 6 允许差

　　4 质量保证与控制

　　分析时，用标准样品或控制样品进行校核，或每年至少用标准样品或控制样品对分析方法校核一次。 当过程失控时，应找出原因。 纠正错误后，重新进行校核。

　　5 试验报告

　　试验报告至少应给出以下几个方面的内容：

　　— 试样;

　　— 本部分编号;

　　— 所使用的方法;

　　— 分析结果及其表示;

　　— 与基本分析步骤的差异;

　　— 测定中观察到的异常现象;

　　— 试验日期。