【GB国家标准】 烟花爆竹烟火药中铋含量的测定

GB/T 20616—2006 中华人民共和国国家标准 烟花爆竹 烟火药中铋含量的测定 Fireworks and firecrackers--Determination of bismuth content in pyrotechnic composition 发布日期：2006-09-18 实施日期：2007-02-01 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 前言 本标准由中国轻工业联合会提出，全国烟花爆竹标准化技术委员会制定。 本标准起草单位：陕西省检验检疫局烟花爆竹检测中心、国家轻工业烟花爆竹质量监督检测中心。 本标准主要起草人：肖焕新、黄景香、史俊逸、商杰、何流。 警告：使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采用适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法律规定的条件。 1 范围 本标准规定了烟花爆竹烟火药中铋含量的测定方法，适用于烟花爆竹烟火药中铋含量的测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款适用于本标准的某些章节，凡是不加注的注记，其效力等同于本标准。随后的所有修正单（不包括勘误的内容或修订版）均视为本标准的一部分。鼓励根据不标准协议的备行研究是否可使用这些文件的最新版本；凡是不定期引用的文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 601—2002 化学试剂 标准滴定溶液的制备 GB/T 6682—1992 分析实验室用水规格和成验方法 GB/T 8170 数值修约规则 GB/T 1513—1997 烟花爆竹成型药剂样品分离和粉碎 3 原理 试料经过处理后，经硝酸充分溶解，过滤，调试pH值，加沉淀剂使试液中的铁离子与三价铁离子从其他离子中分离出来。用EDTA络合滴定法分别测定铁总和铁的含量，再计算出试料中铋的含量。测定铁时以亚铁氰化钾为指示剂，用标准滴定液滴定至溶液由红色变为米黄色并保持。测定铁和铋的总含量时，以甲橙为指示剂，滴定至溶液由黄色变为橙色。 4 反应式 (此处为化学反应方程式) 5 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 GB/T 6682—1992 中规定的至少3级的水。 5.1 无水乙醇 5.2 丙酮 5.3 蒸馏水 5.4 硝酸 (1~5) 5.5 醋酸 5.6 盐酸 (1~) 5.7 盐酸 (1+5) 5.8 氢氧化钠溶液 (NaOH) 1 mol/L：称取 120 g 氢氧化钠，精确到 1 g，溶于水，冷却后，用蒸馏水稀释至 1000 mL，混匀后装于塑料瓶中。 5.9 氢氧化钠溶液 (NaOH) 0.1 mol/L：称取 4 g 氢氧化钠，精确到 0.1 g，溶于水，冷却后，再用水稀释至 1000 mL，混匀后装于塑料瓶。 5.10 硫酸铵溶液 (1%) 5.11 盐酸缓冲溶液 (pH 2.0--2.5)：取 0.5 mL 5.6 中的盐酸，用水稀释至 100 mL，混匀。 5.12 邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲溶液 (pH 6.0)：量取 100 mL 5.9 中的氢氧化钠溶液，加入约 11 g 邻苯二甲酸氢钾，搅拌均匀，使缓冲溶液的 pH 值达 6.0，用水稀释至 1000 mL，混匀。 5.13 乙二胺四乙酸二钠 (EDTA) 标准滴定溶液 [c(EDTA) = 0.02 mol/L]：配制与标定按 GB/T 601—2002 执行。 5.14 乙二胺四乙酸二钠 (EDTA) 标准滴定溶液 [c(EDTA) = 0.1 mol/L]：配制与标定按 GB/T 601—2002 执行。 5.15 氯化锌标准滴定溶液 [c(ZnCl₂) = 0.1 mol/L]：配制与标定按 GB/T 601—2002 执行。 5.16 亚铁氰化钾指示液 (0.5%) 5.17 磺基水杨酸指示液 (1%) 6 仪器 6.1 恒温水浴锅：精度为 ±2 ℃ 6.2 分析天平：精度为 0.01 g 6.3 pH 计：pH 精度为 0.1 6.4 恒温水浴锅：精度为 ±2 ℃ 7 试样的制备 安全须知：本标准涉及的烟火药剂是一种易燃易爆的危险品。以下是最主要的安全技术规定： a）试样的制备应在有安全防护措施条件下进行； b）试样的制备和存放量不能超过安全防护允许的条件； c）试样干燥应在安全防爆干燥箱中进行，其干燥温度不超过 55 ℃。 7.1 按照 GB/T 1513—1997 中的第3章和第4章规定制备试样。 7.2 试样在 6.1 中规定的恒温水浴锅中于 50 ℃~55 ℃ 干燥 1 h 后，置于干燥器内冷却至室温。 8 分析步骤 8.1 取约 5 g 试样（精确到 0.1 mg）于干燥的 250 mL 烧杯中，用约 100 mL 无水乙醇和 100 mL 水分多次洗涤，充分搅拌后用快速滤纸过滤，静置使滤纸中的乙醇挥发。 8.2 将 8.1 中滤纸连同滤渣一并小心转移至步骤 8.1 的 250 mL 烧杯中，缓慢滴加酸溶液，待反应剧烈时加入 5 mL 硝酸，将烧杯置于电炉上微沸 10~15 min，静置 10 min，待降至室温后用滤纸过滤至另一个 500 mL 烧杯中，用蒸馏水多次洗涤。 8.3 向 8.2 中的 500 mL 烧杯中加入 100 mL 氢氧化钠溶液 (5.9)，静置 30 min，用新滤纸过滤至另一个 500 mL 烧杯中。加入 15 mL 硫酸铵溶液 (5.10) 分多次洗涤，过滤后再用氨水浸泡溶解并多次洗涤，直到滤液无色出现。用盐酸 (5.6) 溶解后转移至 500 mL 容量瓶中，用盐酸 (5.7) 和蒸馏水多次洗涤并定容。定容过程中不断摇动容量瓶，如有沉淀则加入适量盐酸 (5.7) 使其澄清。 8.4 从容量瓶中量取 10 mL 试液于试管中，加入 5 mL 硫酸铵溶液，试微荡，若无红色出现则不进行步骤 8.5。 8.5 从 8.3 的容量瓶中量取 20 mL $pm$ 0.05 mL 试液置于 300 mL 三角烧瓶中，加入 20 mL 水，充分摇匀。用氨水和盐酸 (5.7) 调节溶液 pH 至 2.0--2.5，加 30 mL 盐酸缓冲溶液，放恒温水浴加热至 60-70 ℃ 后，滴加 8-10 滴磺基水杨酸指示液。用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液 (5.13) 滴定至溶液由微黄色变为米黄色并保持 30 s，记下所消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积数 (V₁)。 8.6 量取 20 mL $pm$ 0.05 mL 试液于 300 mL 三角烧瓶中，加入 25 mL 0.1 mol/L EDTA 标准滴定溶液 (5.14) 充分摇匀。用蒸馏水和盐酸 (5.7) 调节溶液 pH 至 6.0，加 30 mL 邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲溶液，用氯化锌标准滴定溶液反滴定过量的 EDTA，滴至溶液由浅黄色突变为橙色即为终点，记下所消耗氯化锌标准滴定溶液的体积数 (V₂)。 9 结果计算 铋的质量分数以铋的质量百分比表示，数值用 % 表示，按下列公式计算： 若步骤 8.5 中溶液出现红色时，按式 (1) 计算： $x = [(V_1 imes C_{EDTA} imes M_{Bi}) / (m imes 1000)] imes 100%$ 若步骤 8.5 中溶液无红色出现时，按式 (2) 计算： $x = [((V_{sample} - V_2) imes C_{Zn} imes M_{Bi}) / (m imes 1000)] imes 100%$ 其中： $V_1$：所消耗乙二胺四乙酸二钠 (EDTA) 标准滴定溶液的体积，单位为毫升 (mL) $V_2$：所消耗氯化锌标准滴定溶液的体积，单位为毫升 (mL) $C_{EDTA}$：乙二胺四乙酸二钠 (EDTA) 标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升 (mol/L) $C_{Zn}$：氯化锌标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升 (mol/L) $M$：铋的摩尔质量，单位为克每摩尔 (g/mol)，$M = 208.98037$ $m$：试样的质量，单位为克 (g) 所得结果按 GB/T 8170 的规则修约至第二位小数，取两次测定结果的算术平均值作为测定结果。 10 允许差 在重复性条件下所得两个单次分析值的允许差见表 1。 表 1 重复性条件下两个单次分析值的允许差 (1) 误差范围：$pm$ 0.10 (2) 误差范围：$pm$ 0.1