ГОСТ 11739.12-98

ГОСТ 11739.12−98 주조 및 가공(변형) 알루미늄 합금. 망간 측정 방법

ГОСТ 11739.12−98

그룹 В59

국가간 표준

주조 및 가공 알루미늄 합금

망간 측정 방법

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of manganese

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

시행일 2000−01−01

서문

1 작성: OAO «전러시아 경합금 연구소» (OAO ВИЛС), 국가간 기술 표준위원회 МТК 297 «경합금 재료 및 반제품»

러시아 국립표준원(Госстандарт России)에서 제정

2 채택: 국가간 표준화·계량·인증 위원회 (회의록 1998년 11월 12일 N 14−98)

채택에 찬성한 기관:

국가 명칭	국가표준기구 명칭
아제르바이잔 공화국	Azgosstandart (Азгосстандарт)
아르메니아 공화국	Armgosstandart (Армгосстандарт)
벨라루스 공화국	벨라루스 국립표준 (Госстандарт Беларуси)
카자흐스탄 공화국	카자흐스탄 국립표준 (Госстандарт Республики Казахстан)
키르기스 공화국	Киргизстандарт (키르기즈표준기구)
러시아 연방	러시아 국립표준 (Госстандарт России)
타지키스탄 공화국	Таджикгосстандарт (타지크국표준기구)
투르크메니스탄	투르크메니스탄 주요 국가 검사청 (Главная государственная инспекция Туркменистана)
우즈베키스탄 공화국	Узгосстандарт (우즈베크국표준기구)
우크라이나	우크라이나 국립표준 (Госстандарт Украины)

3 러시아 연방 표준화·계량 위원회(1999년 4월 21일 결의 N 132)에 의거, межгосударственный стандарт ГОСТ 11739.12−98은 2000년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가 표준으로 직접 시행됨.

4 대체: ГОСТ 11739.12−82

1 적용 범위

본 표준은 질량분율 0,005%에서 2,0% 범위의 망간을 측정하기 위한 포토메트릭(광도법) 및 원자흡광법을 규정한다.

2 규범 참조

본 표준에는 다음 표준에 대한 참조가 포함되어 있다:

ГОСТ 195−77 아황산나트륨. 기술 조건

ГОСТ 2603−79 아세톤. 기술 조건

ГОСТ 3118−77 염산. 기술 조건

ГОСТ 4038−79 염화 니켈(II) 육수화물. 기술 조건

ГОСТ 4197−74 아질산나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4204−77 황산. 기술 조건

ГОСТ 4328−77 수산화나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4461−77 질산. 기술 조건

ГОСТ 5457−75 기술용 용해·기체 아세틸렌. 기술 조건

ГОСТ 6008−90 금속 망간 및 아질산 처리된 망간. 기술 조건

ГОСТ 6552−80 인산(정인산). 기술 조건

ГОСТ 9656−75 붕산. 기술 조건

ГОСТ 10484−78 불화수소산. 기술 조건

ГОСТ 10929−76 과산화수소. 기술 조건

ГОСТ 11069−74* 원자재 알루미늄. 등급

_______________
* 폐지됨. 현재는 ГОСТ 11069–2001가 적용됨. — 주석 «КОДЕКС».

ГОСТ 20490–75 과망간산칼륨. 기술 조건

ГОСТ 25086−87 비철금속 및 그 합금. 분석 방법에 대한 일반 요구사항

3 일반 요구사항

3.1 분석방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086를 따르되 다음을 보충한다.

3.1.1 분석 결과는 두 개의 병행 측정값의 산술평균을 결과로 인정한다.

4 망간의 포토메트릭(광도) 측정법

4.1 방법의 원리

이 방법은 시료를 수산화나트륨 용액에 용해시키고, 산성 조건(산의 몰농도 > 3,5 몰/дм^3)에서 이가의 망간(Mn(II))을 칠가(Mn(VII))로 요오드산칼륨에 의해 산화시킨 다음, 파장 525 nm에서 용액의 광학적 밀도(흡광도)를 측정하는 데 기초한다.

4.2 장비, 시약 및 용액

분광광도계 또는 광전색도계.

온도조절 건조기.

환원제를 포함하지 않는 물: 1000 см(cm^3) 물에 10 см(cm^3) 황산을 넣고 혼합하여 끓인 다음, 요오드산칼륨 결정 몇 개를 더해 10분간 끓이고 실온으로 식힌다.

수산화나트륨(GOST 4328), 200 g/дм(g/dm^3) 용액. 용액은 폴리에틸렌 용기에 준비·보관한다.

황산(GOST 4204), 밀도 1,84 g/см 및 1:1 희석용액.

질산(GOST 4461), 밀도 1,35−1,40 g/см.

인산(정인산, ГОСТ 6552), 밀도 1,70 g/см.

아황산나트륨(GOST 195).

아질산나트륨(GOST 4197), 20 g/дм(g/dm^3) 용액. 사용 직전에 준비한다.

불화수소산(GOST 10484).

붕산(GOST 9656), 포화용액: 붕산 50 g을 용량 2 дм(2 dm^3) 삼각플라스크에 넣고 물 950 см(cm^3)을 더해 약한 가열로 용해시킨 다음 혼합하고 실온으로 냉각시킨다.

붕산-불산 혼합용액(보로플루오르화 불산): 온도 (20±2) °С에서 불화수소산 200 см에 붕산 용액 800 см를 소량씩 가하며 혼합한다. 용액은 폴리에틸렌 용기에 준비·보관한다.

요오드산칼륨(참조 [1]), 50 g/дм 용액: 요오드산칼륨 25 g을 용량 500 см(cm^3) 삼각플라스크에 넣고 물 200 см과 질산 100 см를 넣어 용액을 식힌 후 500 см용량플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 용액은 사용 직전에 준비한다.

아세톤(GOST 2603).

흡착제(마세레이션 처리된 종이): 잘게 부순 여과지(«빨간 띠») 100 g을 용량 500 см(cm^3) 비커에 넣고 뜨거운 물 300 см를 부어 교반기로 균일한 반죽을 얻을 때까지 혼합한다.

과망간산칼륨(GOST 20490).

금속 망간(GOST 6008), 등급 Мн998.

금속 망간 표면에 산화막이 있을 경우 다음과 같이 청정한다. 망간 2−3 g을 용량 250 см(cm^3) 비커에 넣고 물 100 см와 황산용액 40 см를 붓고 내용물을 교반한다. 몇 분 후 금속 표면이 반짝거릴 때 용액을 따라 버리고, 스크랩을 물로 세척한 다음 아세톤으로 두 차례 세척하고 건조기에서 100−105 °С로 2−3분간 건조한 후 실온에서 건조기(또는 건조용기) 내에서 냉각한다.

표준 망간 용액들.

용액 A: 망간 1 g을 용량 400 см³의 높은 비커에 넣고 증류수 45–50 см³와 황산 용액 20 см³를 가한 뒤 시계유리로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용액을 약한 가열로 2–3분 동안 끓인 후 실온으로 냉각한다. 시계유리를 용해를 수행한 비커 위에서 물로 세척한다. 용액을 용량 1000 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 다른 제조 방법을 허용함: 과망간산칼륨 2.8776 g을 용량 400 см³의 높은 비커에 넣고 증류수 200 см³와 황산 용액 20 см³로 용해시킨다. 용액에 몇 개의 아황산나트륨 결정(sernistokisly sodium)을 넣어 용액이 무색이 될 때까지 처리하고, 환원제의 과잉은 조심스럽게 5–6분간 끓여 제거한다. 용액을 실온으로 냉각한 뒤 용량 1000 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채워 혼합한다. 1 см³ 용액에는 망간 0.001 g을 함유한다. 용액 B: 표준용액 A 100 см³를 용량 1000 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 1 см³ 용액 B는 망간 0.0001 g을 함유한다. 4.3 분석 수행 4.3.1 시료 1 g을 불소수지(PTFE) 또는 글라스카본 비커(용량 100 см³)에 넣고 수산화나트륨 용액을 소량씩 가하여(총 약 40 см³) 처리한다. 급격한 반응이 멈춘 후 비커를 가열하여 시료가 완전히 용해되도록 하고, 비산을 피하면서 약한 가열로 용액을 농축하여 진한 시럽상 농도로 만든다. 그다음 용액을 냉각시키고 비커 벽을 가능한 최소량의 뜨거운 물(30 см³ 이하)로 씻어 가온한 뒤 완만히 가열한다. 알칼리성 용액을 냉각한 후 조심스럽게 250–300 см³ 용량의 유리 비커(또는 화학용 비커)로 옮기며, 이 비커에는 황산 용액 30 см³와 질산 10 см³가 들어 있다. 불소수지 비커의 벽을 소량의 뜨거운 물로 씻어 유리 비커의 산성 용액에 합친다. 불소수지 비커 벽에 붙어 있거나 발생한 망간 수산화물 입자를 제거하기 위해 산성 용액의 일부를 다시 불소수지 비커로 되돌려 붓고 아질산나트륨 용액 2–3방울을 첨가한 뒤 비커를 회전시키며 벽을 씻어낸다. 용액을 유리 비커로 붓고 불소수지 비커를 여러 번 뜨거운 물로 씻어 유리 비커의 용액에 합친다. 4.3.1.1 망간의 질량분율이 0.1% 미만인 경우 용액의 부피를 물로 65 см³까지 맞추고 혼합한다. 4.3.1.2 망간의 질량분율이 0.1% 초과인 경우 표 1에 따라 용액을 눈금 플라스크로 옮기고 실온으로 냉각한 뒤 물을 눈금까지 채워 혼합한다. (표 1) - 망간 질량분율, % - 눈금 플라스크 용량, см³ - 알리콧(분취) 용액 부피, см³ - 황산 용액 부피, см³ - 질산 부피, см³ - 알리콧 부분에 해당하는 시료의 질량, g 구간 및 값: - 0.005–0.1 포함: 전체 용액, 시료 1 g - >0.1–0.4: 눈금 플라스크 100 см³, 알리콧 25 см³, 황산 10 см³, 질산 5 см³, 시료 0.25 g - >0.4–1.0: 눈금 플라스크 250 см³, 알리콧 25 см³, 황산 15 см³, 질산 5 см³, 시료 0.10 g - >1.0–2.0: 눈금 플라스크 250 см³, 알리콧 10 см³, 황산 15 см³, 질산 5 см³, 시료 0.04 g 4.3.1.3 표 1에 따라 알리콧 부분을 취해 용량 250 см³의 원추 플라스크에 넣고 표 1에 기재된 부피의 황산과 질산을 가하고, 물로 부피를 65 см³로 맞추어 혼합한다. 4.3.1.4 시료 분석과 동시에 대조실험을 수행한다. 원추 플라스크(250 см³)에 물 8–10 см³, 황산 용액 8 см³, 질산 2 см³를 넣고 전체 부피를 65 см³로 맞춘 뒤 혼합한다. 4.3.2 망간 질량분율이 0.1% 미만이고 규소(Si)가 10.0% 초과인 경우 시료 1 g을 용량 250 см³의 원추 플라스크에 넣고 황산 용액 20 см³, 질산 10 см³, 플루오르화수소산(불산) 용액 2 см³를 가하고 완만히 가열하여 시료를 용해시킨다. 용액을 산화질소를 제거하기 위해 2–3분 끓인 후 뜨거운 물로 부피를 50 см³까지 보충하고 약간의 흡착제를 넣어 2–3분 가열한다. 그다음 조밀한 여과지("청색 리본")로 여과하고, 침전물이 있는 여과지를 뜨거운 물로 2–3회 씻어 여과액을 250 см³ 원추 플라스크에 모은다(주요 용액). 여과지와 침전물은 백금 도가니에 넣어 연소(회화)시키되 발화되지 않도록 주의하고 500–600 °C에서 소성(가열)시킨다. 냉각 후 5–10방울 황산을 가하고 5–10 см³ 플루오르화수소산을 더한 뒤 투명한 용액이 될 때까지 질산을 한 방울씩(약 1 см³) 가한다. 용액을 완전히 증발시켜 건조시키고 냉각한 다음 도가니의 건조 잔류물에 뜨거운 물 10 см³를 가하고 황산 3–5방울을 넣어 잔류물이 용해될 때까지 가열한다. 냉각 후 용액을 주요 용액에 합치고(필요 시 여과) 주요 용액을 65 см³로 증발시킨다. 시료 분석과 동시에 4.3.1.3에 따라 사용한 모든 시약을 포함하는 대조실험을 수행한다. 4.3.3 4.3.1.1–4.3.1.4 및 4.3.2에 따라 준비된 시료 및 대조실험 용액에 각각 5 см³의 오르토인산(ortho-phosphoric acid)을 가하고 거의 끓는 온도(약 90–95 °C)까지 가열한 뒤 요오드산칼륨 용액을 10 см³씩 조심스럽게 가하여 특유의 자주빛–보라색이 나타날 때까지 그 온도를 유지한다. 용액을 추가로 5분 더 가열(망간 함량이 0.2 mg 미만인 경우 15–30분)하고 실온으로 냉각한 뒤 미리 환원제가 없는 물로 씻은 100 см³ 용량의 눈금 플라스크에 옮기고 같은 물로 눈금까지 채운다. 4.3.4 용액의 흡광도는 파장 525 nm에서 층 두께 10 mm인 큐벳을 사용하여 측정한다. 비교용액은 물이다. 먼저 착색된 용액들의 흡광도를 측정한 다음 아질산나트륨 용액을 1–2방울씩 가하여 용액이 무색이 될 때까지 처리하고 측정을 반복한다. 시료 용액의 흡광도는 이 두 값의 차로 계산한다. 대조실험 용액의 흡광도도 동일하게 측정한다. 시료 용액의 흡광도는 다음 식으로 계산한다. (식 1) 망간의 질량은 검량곡선으로부터 구한다. 4.3.5 검량곡선 작성 4.3.5.1 망간 질량분율이 0.005–2.0%인 경우 각각 용량 250 см³의 원추 플라스크 7개에 표준용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0 см³씩 취한다. 이는 망간 0.00005; 0.0001; 0.0002; 0.0005; 0.001; 0.0015; 0.002 g에 해당한다. 여기에 황산 용액 15 см³, 질산 10 см³, 물로 부피를 65 см³로 맞추고 오르토인산 5 см³를 가한 뒤 4.3.3, 4.3.4를 따른다. 4.3.5.2 망간 질량분율이 0.1% 미만이고 규소가 10.0% 초과인 경우 각각 용량 250 см³의 원추 플라스크 7개에 표준용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 10.0; 15.0 см³씩 취한다. 이는 망간 0.00005; 0.0001; 0.0002; 0.0004; 0.0006; 0.001; 0.0015 g에 해당한다. 황산 용액 8 см³, 질산 2 см³, 플루오르화수소산 2 см³를 각각 가하고 물로 부피를 65 см³로 맞춘 뒤 오르토인산 5 см³를 가하고 4.3.3, 4.3.4를 따른다. 얻은 용액들의 흡광도 값과 해당 망간 질량을 이용하여 검량곡선을 작성한다. 4.4 결과 처리 4.4.1 망간의 질량분율 w(Mn), %는 다음 식으로 계산한다. (식 2) 여기서 m — 검량곡선으로부터 얻은 시료 용액 중 망간의 질량, g; m₀ — 시료의 질량 또는 알리콧 부분에 해당하는 시료 질량, g. 4.4.2 결과들의 편차는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. (표 2) — 백분율로 표기된 허용 절대 편차 - 망간 질량분율 및 병행 측정 결과의 편차, 분석 결과의 편차 등(표 내용 그대로 번역하여 표로 표시 가능) 5 원자 흡광법에 의한 망간 측정 5.1 방법의 본질 이 방법은 과산화수소 존재하에서 염산 용액으로 시료를 용해시키고 아세틸렌-공기 불꽃에서 파장 279.5 nm에서 망간의 원자 흡광을 측정하는 데 기초한다. 5.2 기기, 시약 및 용액 - 망간용 발광원(램프)을 갖춘 원자 흡광 분광광도계. - 무펠 가마(마플 가열기). - 아세틸렌(ГОСТ 5457). - 염산(ГОСТ 3118), 밀도 1.19 g/cm³, 희석액 1:1 및 1:99. - 황산(ГОСТ 4204), 밀도 1.84 g/cm³. - 질산(ГОСТ 4461), 밀도 1.35–1.40 g/cm³. - 플루오르화수소산(ГОСТ 10484). - 염화니켈(II) (ГОСТ 4038), 용액 2 g/dm³. - 과산화수소(ГОСТ 10929). - 알루미늄(ГОСТ 11069) A999 등급. - 알루미늄 용액 20 g/dm³: 알루미늄 10 g을 용량 500 см³ 원추 플라스크에 넣고 염화니켈(II) 용액 1 см³, 염산 1:1 용액 350 см³를 소량씩 가하여 완만히 가열해 용해시킨다. 용액에 과산화수소 3–5방울을 넣고 3–5분 끓인다. 실온으로 냉각한 뒤 용량 500 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채워 혼합한다. - 망간 금속(ГОСТ 6008) Mn998 등급. 표준 망간 용액 용액 A: 망간 0.4 g을 용량 400 см³의 높은 비커에 넣고 물 50 см³와 염산 1:1 용액 15 см³를 가하고 완만히 가열하여 용해시킨다. 실온으로 냉각한 뒤 용량 1000 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채워 혼합한다. 1 см³ 용액 A에는 망간 0.0004 g이 포함된다. 용액 B: 용액 A 10 см³를 취해 용량 100 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채워 혼합한다. 1 см³ 용액 B에는 망간 0.00004 g이 포함된다. 5.3 분석 수행 5.3.1 시료 1 g을 용량 250 см³의 원추 플라스크에 넣고 물 30 см³와 염산 1:1 용액 30 см³를 소량씩 조심스럽게 가한다. 플라스크를 가열해 시료를 용해시키고 과산화수소 3–5방울을 넣어 3–5분 동안 끓인다. 5.3.1.1 투명한 용액을 실온으로 냉각한 뒤 용량 100 см³의 눈금 플라스크로 옮기고 물을 눈금까지 채운다. 5.3.1.2 규소의 존재를 시사하는 침전물이 남아 있으면 중간 밀도의 여과지("백색 리본")로 100 см³ 눈금 플라스크로 여과한다. 침전물은 염산 1:99 용액으로 5–10 см³씩 2–3회 뜨거운 용액으로 씻어 여과액을 같은 플라스크에 모은다(주요 용액). 여과지 및 침전물은 백금 도가니에 넣어 건조, 회화(연소)시키되 발화하지 않도록 조심하고 500–600 °C에서 3–5분간 소성한다. 냉각 후 도가니에 황산 5방울과 플루오르화수소산 5–10 см³를 가하고 질산을 한 방울씩(약 1 см³) 가해 투명한 용액이 되게 한다. 용액을 완전히 증발시켜 건조시킨 다음 냉각하고 도가니의 건조 잔류물에 염산 1:1 용액 10 см³를 가하고 완만히 가열하여 용해시킨다. 용액을 냉각한 후 필요하면 작은 조밀한 여과지("청색 리본")로 여과하여 주요 용액에 합치고 용량 100 см³의 눈금 플라스크로 옮겨 물을 눈금까지 채워 혼합한다. 5.3.2 망간 질량분율에 따라 알리콧 부분을 표 3에 따라 취해 해당 용량의 염산 1:1 용액을 가하고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. (표 3) - 망간 질량분율, % - 알리콧 용액 부피, см³ - 눈금 플라스크 용량, см³ - 염산 1:1 용액 부피, см³ - 알리콧 부분의 시료 질량, g 값: - 0.005–0.05 포함: 전체 용액, 눈금 플라스크 100 см³, 시료 1.0 g - >0.05–0.2: 알리콧 25 см³, 눈금 플라스크 100 см³, 염산 5 см³, 시료 0.25 g - >0.2–2.0: 알리콧 10 см³, 눈금 플라스크 250 см³, 염산 25 см³, 시료 0.10 g 5.3.3 대조실험 용액은 5.3.1 및 5.3.2에 따라 시료 대신 알루미늄 시료를 사용하여 준비한다. 5.3.4 검량곡선 작성 5.3.4.1 망간 질량분율 0.005–0.05%의 경우 각각 용량 100 см³의 눈금 플라스크 8개에 알루미늄 용액 50 см³와 염산 1:1 용액 5 см³를 가한다. 이들 중 7개에는 표준용액 B를 각각 1.0; 2.5; 5.0; 7.5; 10.0; 12.5; 15.0 см³씩 취하는데, 이는 망간 0.00004; 0.0001; 0.0002; 0.0003; 0.0004; 0.0005; 0.0006 g에 해당한다. 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 5.3.4.2 망간 질량분율 0.05–0.2%의 경우 각각 용량 100 см³의 눈금 플라스크 6개에 알루미늄 용액 12.5 см³와 염산 1:1 용액 5 см³를 가한다. 이들 중 5개에는 표준용액 B를 2.5; 5.0; 7.5; 10.0; 15.0 см³씩 취하는데, 이는 망간 0.0001; 0.0002; 0.0003; 0.0004; 0.0006 g에 해당한다. 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 5.3.4.3 망간 질량분율 0.2–2.0%의 경우 각각 용량 100 см³의 눈금 플라스크 8개에 알루미늄 용액 2.0 см³와 염산 1:1 용액 10 см³를 가한다. 이들 중 7개에는 표준용액 B를 1.0; 2.5; 5.0; 7.5; 10.0; 15.0; 20.0 см³씩 취하는데, 이는 망간 0.00004; 0.0001; 0.0002; 0.0003; 0.0004; 0.0006; 0.0008 g에 해당한다. 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 5.3.5 시료 용액, 대조실험 용액 및 검량곡선 용액들을 아세틸렌-공기 산화성 불꽃에 분무하여 파장 279.5 nm에서 망간의 원자 흡광을 측정한다. 5.3.6 얻은 원자 흡광값과 해당 망간의 질량농도를 대응시켜 좌표계(흡광값 — 망간 질량농도 g/cm³)에 검량곡선을 작성한다. 시료 및 대조실험 용액의 망간 질량농도는 검량곡선으로부터 구한다. 5.4 결과 처리 5.4.1 망간의 질량분율 w(Mn), %는 다음 식으로 계산한다. (식 3) 여기서 c — 검량곡선으로부터 얻은 시료 용액 중 망간의 질량농도, g/cm³; c₀ — 대조실험 용액의 망간 질량농도, g/cm³; V — 시료 용액의 부피, см³; m₀ — 시료의 질량 또는 알리콧 부분에 해당하는 시료 질량, g. 5.4.2 결과들의 편차는 표 4에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. (표 4) — 백분율로 표기된 허용 절대 편차 - 망간 질량분율별 병행 측정 결과 및 분석 결과의 허용 편차(표 내용 동일)