GB/T 20975.32-2020 铝及铝合金化学分析方法 第32部分：铋含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 32—2020

　　铝及铝合金化学分析方法第 32 部分：铋含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part32：Determinationofbismuthcontent

　　2020-1 1-19 发布 2021-10-01 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 20975 . 32—2020

　　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、航含量的测定 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。

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　　本部分为 GB/T 20975 的第 32 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　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：中铝郑州有色金属研究院有限公司、广东省工业分析检测中心、有色金属技术经济研究院、东北轻合金有限责任公司、贵州省分析测试研究院、长沙矿冶研究院有限责任公司、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂、山东南山铝业股份有限公司、有研亿金新材料有限公司、山东兖矿轻合金有限公司、北矿检测技术有限公司、营口忠旺铝业有限公司。

　　本部分主要起草人：吴豫强、朱君罡、许洁瑜、熊晓燕、席欢、周兵、刘云贵、熊方祥、黄丽、李延珍、刘朝方、陈殿耿、韩正乾、卢成、张天姣、陈玉霞、帅瑞铖、姜辰、韦艳琴。

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　　铝及铝合金化学分析方法

　　第 32 部分：铋含量的测定

　　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 的本部分规定了碘化钾分光光度法和 Na2EDTA滴定法测定铝及铝合金中铋含量。

　　本部分适用于铝及铝合金中铋含量的仲裁测定。 碘化钾分光光度法测定范围：0 . 010%~2 . 50% ;

　　Na2EDTA滴定法测定范围：>2.50%~11.00%。

　　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 碘化钾分光光度法

　　4 . 1 方法提要

　　试料用氢氧化钠溶解，加入过氧化氢使硅化物分解，用硝酸酸化，在硫酸介质中，Bi( Ⅲ)与碘化钾形成黄色可溶性络合物，于分光光度计波长 465 nm处，测量其吸光度，以此测定铋含量。

　　4 . 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。

　　4.2. 1 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　4.2.2 硫酸 (1+1)。

　　4.2.3 硝酸 (1+1)。

　　4.2.4 氢氧化钠溶液(400 g/L)。

　　4.2.5 尿素溶液(5 g/L)。

　　4 . 2 . 6 硫脲溶液(100 g/L) ：称取 10 g硫脲溶于 100 mL水中，必要时用快速滤纸过滤(用时配制)。

　　4 . 2 . 7 碘化钾溶液(200 g/L) ：称取 20 g碘化钾和 2 g抗坏血酸，溶于 100 mL水中(用时配制)。

　　4.2.8 铋标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属铋(狑Bi≥99.99%) 置于 300 mL烧杯中，加入 50 mL 硝酸(4 . 2 . 3),盖上表皿，缓慢加热溶解完全，冷却至室温，移入 1 000 mL 容量瓶中[预先加入 50 mL 硝酸

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　　(4 . 2 . 3)],用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg铋。

　　4.2.9 铋标准溶液：移取 50.00 mL铋标准贮存溶液(4.2.8) 于预先加入 50 mL 硝酸(4.2.3) 的 500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 0 . 1 mg铋。

　　4 . 3 仪器

　　分光光度计。

　　4 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　4 . 5 分析步骤

　　4 . 5 . 1 试料

　　称取质量(m0 ) 为 0.50 g 的试样(4.4),精确至 0.000 1 g。

　　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 300 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入 10 mL 氢氧化钠溶液(4 . 2 . 4),待剧烈反应停止后，加入 1 mL 过氧化氢(4 . 2 . 1) 使硅化物分解，低温加热使试样溶解完全，冷却至室温，加入50 mL硝酸(4 . 2 . 3),加热使盐类溶解，溶液澄清，取下，滴加少许尿素溶液(4 . 2 . 5), 冷却，根据试料中铋的质量分数，按表 1 移入预先加入硝酸(4 . 2 . 3)的容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 4 . 2 根据试料中铋的质量分数，按表 1 移取试液(4 . 5 . 4 . 1) 于 100 mL 容量瓶中，加入 15 mL 硫酸(4.2.2),加水至体积约 50 mL,加入 10 mL硫脲溶液(4.2.6)及 10 mL碘化钾溶液(4.2.7),摇匀，用水稀释至刻度，混匀。

　　表 1

　　4 . 5 . 4 . 3 放置 20 min,将部分溶液(4. 5 . 4. 2)移入 1 cm 吸收池中，以水为参比，在分光光度计波长 465 nm处，测量其吸光度。 从工作曲线上查出相应的铋量(m1 ) 。

　　4 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　4.5.5. 1 于一组 100 mL 容量瓶中，分别加入 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、

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　　6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL铋标准溶液(4.2.9), 各加入 15 mL硫酸(4.2.2), 加水至体积约 50 mL, 摇匀，加入 10 mL硫脲溶液(4 . 2 . 6)及 10 mL碘化钾溶液(4 . 2 . 7),摇匀，用水稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 5 . 2 放置 20 min,将部分溶液移入 1 cm 吸收池中，以水为参比，在分光光度计波长 465 nm 处，测

　　量其吸光度。 以铋量为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

　　4 . 6 试验数据处理

　　铋含量以铋质量分数 ∞ Bi计，按式(1)计算：

　　…………………………( 1 )

　　式中：

　　m1 — 自工作曲线上查得试液的铋量，单位为毫克(mg) ;

　　V1 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m0 —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V2 —分取试液体积，单位为毫升(mL) 。

　　铋质量分数 ≥1 . 00%时，计算结果表示到小数点后两位;铋质量分数 <1 . 00%时，计算结果保留两位有效数字。 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 2 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 2

　　4 . 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者外延法求得。

　　表 3

　　5 Na2EDTA滴定法

　　5 . 1 方法提要

　　试料用盐酸、硝酸分解，高氯酸冒烟除去硝酸，用酒石酸钾钠、抗坏血酸、硫脲掩蔽少量的铁、铜、钛

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　　等元素，用乙酸钠饱和溶液调节 pH 值为 1 . 5,以二甲酚橙为指示剂，用 Na2 EDTA 标准滴定溶液滴定，以此测定铋含量。

　　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三级水。

　　5 . 2 . 1 抗坏血酸 。

　　5.2.2 盐酸 (ρ= 1.19 g/mL)。

　　5.2.3 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　5.2.4 高氯酸(ρ= 1.76 g/mL)。

　　5.2.5 硝酸 (5+95)。

　　5 . 2 . 6 硫脲饱和溶液。

　　5.2.7 酒石酸钾钠溶液(200 g/L )。

　　5.2.8 乙酸钠溶液(200 g/L)。

　　5.2.9 铋标准溶液(ρ0 = 1 mg/mL)：称取 1.000 0 g金属铋(狑Bi≥99.99%) 于 250 mL烧杯中，加 10 mL硝酸(1+1),加热溶解。 煮沸除氮的氧化物后，取下冷却，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铋。

　　5.2. 10 Na2 EDTA标准滴定溶液(犮≈0.002 5 mol/L)。

　　— 配制：称取 0 . 93 g 乙二胺四乙酸二钠于 300 mL 烧杯中，加水微热溶解，冷却至室温，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，放置 3 天后标定。

　　— 标定：移取体积(犞)为 10 . 00 mL铋标准溶液(5 . 2 . 9)于 250 mL烧杯中，用水稀释至 100 mL,加入 3 mL硫脲饱和溶液(5 . 2 . 6) 、5 mL酒石酸钾钠溶液(5 . 2 . 7), 用乙酸钠溶液(5 . 2 . 8) 调节 pH值为 1.2~1.5, 加 0.2 g 抗坏血酸(5.2.1),加 3 滴 ~4 滴二甲酚橙溶液(5.2. 11) ,用 Na2 EDTA标准滴定溶液滴定至溶液呈亮黄色，即为终点，记录消耗 Na2 EDTA 标准滴定溶液的体积(犞3) 。随同做空白试验，记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积(犞0) 。

　　— 计算：按照式(2)计算 Na2EDTA标准滴定溶液的实际浓度：

　　犮 …………………………( 2 )

　　式中：

　　ρ0 —铋标准溶液的质量浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL) ;

　　犞 —移取铋标准溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞3 —滴定铋标准溶液所消耗的 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞0 —滴定空白试验溶液所消耗的 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　208.98 —铋的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) 。

　　计算结果保留四位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5.2. 1 1 二甲酚橙溶液(5 g/L)。

　　5 . 3 试样

　　将样品加工成不大于 1 mm 的碎屑。

　　5 . 4 分析步骤

　　5 . 4 . 1 试料

　　称取质量(犿2) 为 0.50 g 的试样(5.3),精确到 0.000 1 g。

　　GB/T 20975 . 32—2020

　　5 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　5 . 4 . 3 空白试验

　　随同试料(5 . 4 . 1)做空白试验，记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积(V4) 。

　　5 . 4 . 4 测定

　　5 . 4 . 4 . 1 将试料(5 . 4 . 1)置于 250 mL烧杯中，加少量水润湿，加 10 mL 盐酸(5 . 2 . 2),低温加热片刻，加 10 mL硝酸(5 . 2 . 3),加热至试样溶解，加入 3 mL高氯酸(5 . 2 . 4),继续加热蒸发至冒浓白烟。 取下稍冷，加 10 mL硝酸(5 . 2 . 3),用少许硝酸(5 . 2 . 5)冲洗表皿与杯壁，加热煮沸使可溶盐类溶解，冷却至室温，用硝酸(5 . 2 . 5)将溶液移入 100 mL容量瓶中(V5),并用硝酸(5 . 2 . 5)稀释至刻度，混匀。

　　5.4.4.2 移取 25.00 mL试液(V6)于 250 mL锥形瓶中，用水稀释至 100 mL,加入 3 mL硫脲饱和溶液(5.2.6)、5 mL酒石酸钾钠溶液(5.2.7), 用乙酸钠溶液(5.2.8)调节 pH 至 1.5,加 0.2 g抗坏血酸(5.2.1) ,加 3 滴二甲酚橙溶液(5 . 2 . 11) ,用 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 10)滴定至溶液呈亮黄色，即为终点，记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积(V7) 。

　　5 . 5 试验数据处理

　　铋含量以铋的质量分数 ∞ Bi计，按公式(3)计算：

　　式中：

　　c —Na2EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V7 —试料溶液消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V4 —空白试验溶液消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V5 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　208.98 —铋的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ;

　　m2 —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V6 —分取试液体积，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果表示到小数点后两位。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5 . 6 精密度

　　5 . 6 . 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，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

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　　5 . 6 . 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。

　　表 5

　　6 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 本部分编号、名称及所使用的方法。

　　b ) 关于识别样品、实验室、分析日期、报告日期等所有的必要的信息;

　　c) 以适当的形式表达试验结果;

　　d) 试验过程中出现的异常现象;

　　e) 审核、批准等人员的签名。