ГОСТ 11739.2-90
ГОСТ 11739.2−90 알루미늄 주조 및 변형 합금. 붕소 측정 방법
ГОСТ 11739.2−90
그룹 В59
소비에트 연방 국가표준
알루미늄 주조 및 가공 합금
붕소의 측정 방법
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of boron
ОКСТУ 1709
유효기간 01.07.91
~ 01.07.96*
_______________________________
* 유효기간 제한은 국가간 표준화·계량·인증 위원회 회의록 N 5−94에 의해 해제됨(ИУС N 11/12, 1994). — 데이터베이스 제작자 주.
정보
1. 본 표준은 소비에트 항공공업부에서 개발·제출함
개발자:
В.Г.Давыдов, 공학박사;
2. 소비에트 품질관리·표준위원회 결의
3. 검정 주기 — 5년
4. 대체 문서:
5. 참조 규격 및 기술문서
| 참조된 규격 표시 |
항 번호 |
| ГОСТ 3118–77 |
3.2 |
| ГОСТ 3760–79 |
3.2 |
| ГОСТ 4204–77 |
2.2, 3.2 |
| ГОСТ 4328–77 |
2.2 |
| ГОСТ 4461–77 |
3.2 |
| ГОСТ 5825–70 |
2.2 |
| ГОСТ 9656–75 |
2.2, 3.2 |
| ГОСТ 10929–76 |
2.2, 3.2 |
| ГОСТ 11069–74 |
2.2, 3.2 |
| ГОСТ 18300–87 |
2.2, 3.2 |
| ГОСТ 20298–74 |
3.2 |
| ГОСТ 25086–87 |
1.1 |
| ГОСТ 27067–86 |
3.2 |
| ТУ 6−09−1181−71 |
3.2 |
| ТУ 6−09−1508−72 |
2.2, 3.2 |
본 표준은 1,1'-디안트리미드를 이용한 붕소의 흡광(광도)법을 규정하며, 적용 범위는 붕소 질량분율 0,001~0,5% 및 0,0001~0,001%이다.
1. 일반 요구사항
1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항은
1.1.1. 분석 결과는 두 번의 병행 측정 결과의 산술평균을 결과로 한다.
2. 붕소의 광도법(포토메트릭 방법)
2.1. 방법의 본질
본 방법은 시료를 수산화나트륨 용액에서 용해시키고, 농축 황산에서 1,1'-디안트리미드와의 푸른 착물을 (100±2) °C에서 형성시킨 다음 파장 630 nm에서 용액의 광학밀도(흡광도)를 측정하는 데 근거한다.
2.2. 기기, 시약 및 용액
분광광도계 또는 광전색도계.
온도조절 가능한 건조기.
물의 증류용 석영(쿼츠) 장치.
연마마개가 있는 석영 시험관.
물: 석영 장치에서 2회 증류한 물(시약 및 분석용 삼중증류수); 폴리에틸렌 용기에 보관.
수산화나트륨: . 용액은 제조하여 폴리에틸렌 용기에 보관.
황산: ; 질산의 흔적이 없는 것(디페닐아민 존재하에서 시험시 청색으로 착색되지 않음) 및 0.5 mol/dm
용액.
디페닐아민:
1,1'-디안트리미드: ТУ 6−09−1508에 따름. 용액: 0.10 g의 1,1'-디안트리미드를 건조한 유리병(연마마개 있는)에 넣고 200 cm의 황산에 용해한다. 용기(플라스크)는 사용 전에 건조기에서 100~110 °C로 건조한 뒤 냉각시킨다.
알루미늄:
_______________
* 러시아 연방에서는
에틸 알코올(정제, 기술용):
붕산(борная кислота):
표준 붕소용액들.
용액 A: 0.5715 g의 붕산(순수급)을 가열하여 500 cm의 황산 용액에 녹이고 용액을 냉각하여 1000 cm
눈금 플라스크로 옮긴 뒤 같은 황산 용액으로 눈금까지 채우고 혼합한다.
1 cm의 용액 A는 0.0001 g의 붕소를 함유한다.
용액 B: 용액 A의 10 cm를 100 cm
눈금 플라스크로 옮기고 황산 용액으로 눈금까지 채운 후 혼합한다.
1 cm의 용액 B는 0.00001 g의 붕소를 함유한다.
용액들은 폴리에틸렌 용기에 보관한다.
2.3. 분석 준비
분석 전에 약 1 g의 시료 칩을 에틸알코올로 25 cm씩 두 번 세척하고 건조기에서 (105+5) °C로 15~20분 동안 건조한다.
2.4. 분석 실시
2.4.1. 표 1에 따른 질량의 시료를 석영 원추 플라스크(250 cm) 또는 용융불소수지(플루오로플라스틱) 비커(200 cm
)에 넣고 표 1에 따른 수산화나트륨 용액을 가한 다음 10 cm
의 삼중증류수를 첨가하여 약한 가열로 용해시킨다.
표 1
| 붕소 질량분율, % |
시료 취량 g |
수산화나트륨 용액 부피, cm |
중화용 황산 부피, cm |
용액의 알리쿼트(취취한 부분) 부피, cm |
| 0.001~0.01 포함 |
0.5 |
20 |
40 |
4 |
| 초과 0.01 ~ 0.1 |
0.25 |
10 |
20 |
2 |
| 0.1 ~ 0.5 |
0.1 |
10 |
20 |
2 |
시료가 완전히 용해된 후 플라스크에 추가로 10 cm의 삼중증류수를 넣고 표 1에 따라 황산으로 조심스럽게 중화한다(플라스크 벽을 따라 피펫으로 소량씩 넣음).
용액을 냉각한 후 100 cm눈금 플라스크로 옮겨 삼중증류수로 눈금까지 채우고 혼합한다.
2.4.2. 건조한 석영 시험관(연마마개, 50 cm)에 표 1에 따른 시료 용액의 알리쿼트 부분을 취하고 피펫으로 황산 26~28 cm
를 첨가하여 전체 부피를 30 cm
로 만들고 10 cm
의 1,1'-디안트리미드 용액을 넣는다. 시험관을 마개로 닫고 혼합한 후 끓는 수욕에서 1시간 가열한다.
2.4.3. 용액의 광학밀도는 실온으로 냉각한 후 파장 630 nm에서 측정한다. 광경로 길이(셀 두께)는 붕소 질량분율 0.001~0.01%에서는 50 mm, 0.01% 초과에서는 20 mm를 사용한다.
참조용 용액은 황산 용액이다.
2.4.4. 대조 실험용 용액은 항목 2.4.1 및 2.4.2에 따라 분석에 사용된 모든 시약을 포함하여 준비한다. 대조 실험 용액들의 평균 광학밀도를 시료 용액의 광학밀도에서 빼준다.
붕소의 질량분율은 교정곡선에 따라 산출한다.
2.4.5. 교정곡선 작성
2.4.5.1. 붕소 질량분율 0.001~0.01%의 경우, 250 cm용 석영 원추 플라스크 8개에 알루미늄 시료 0.5 g씩 넣고 항목 2.4.1에 따라 용해한 다음 6개의 플라스크에 표준 용액 B를 각각 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 cm
씩 취한다. 이는 각각 0.000005; 0.00001; 0.00002; 0.00003; 0.00004; 0.00005 g의 붕소에 해당한다.
2.4.5.2. 붕소 질량분율 0.01~0.1%의 경우, 8개의 석영 플라스크에 각각 알루미늄 0.25 g씩 넣고 항목 2.4.1에 따라 용해한 후 6개의 플라스크에 표준 용액 A를 각각 0.25; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 cm씩 취한다. 이는 각각 0.000025; 0.00005; 0.0001; 0.00015; 0.0002; 0.00025 g의 붕소에 해당한다.
2.4.5.3. 붕소 질량분율 0.1~0.5%의 경우, 7개의 석영 원추 플라스크에 알루미늄 0.1 g씩 넣고 항목 2.4.1에 따라 용해한 후 5개의 플라스크에 표준 용액 A를 각각 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 cm씩 취한다. 이는 각각 0.0001; 0.0002; 0.0003; 0.0004; 0.0005 g의 붕소에 해당한다.
그 다음 용액들을 100 cm눈금 플라스크로 옮겨 삼중증류수로 눈금까지 채우고 혼합한 다음 항목 2.4.2 및 2.4.3을 계속 수행한다.
붕소를 첨가하지 않은 용액들은 교정곡선 작성 시 대조 실험용으로 사용한다.
용액들의 광학밀도와 해당 붕소 질량에 따라 교정곡선을 작성한다.
2.5. 결과 처리
2.5.1. 붕소의 질량분율 W в %는 다음 식으로 계산한다.
여기서 m — 교정곡선으로부터 얻은 시료 용액 중 붕소의 질량(g);
m1 — 시료 용액의 알리쿼트 부분에 포함된 시료의 질량(g).
2.5.2. 결과 간 불일치는 표 2에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.
표 2
| 붕소 질량분율, % |
허용되는 절대 차이, % | |
| 병행 측정 결과 간 |
분석 결과 간 | |
| 0.00010 ~ 0.00030 포함 |
0.00006 |
0.00007 |
| 초과 0.0003 ~ 0.0006 |
0.0001 |
0.0002 |
| 0.0006 ~ 0.0010 |
0.0002 |
0.0003 |
| 0.0010 ~ 0.0030 |
0.0003 |
0.0004 |
| 0.0030 ~ 0.0050 |
0.0005 |
0.0007 |
| 0.005 ~ 0.010 |
0.002 |
0.003 |
| 0.010 ~ 0.030 |
0.003 |
0.004 |
| 0.030 ~ 0.060 |
0.004 |
0.005 |
| 0.06 ~ 0.20 |
0.02 |
0.03 |
| 0.20 ~ 0.50 |
0.05 |
0.06 |
3. 크로마토그래피 분리에 의한 광도법
3.1. 방법의 본질
본 방법은 시료를 황산·질산·염산 혼합액에서 용해시키고 양이온교환수지(카티오나이트)에서 붕소와 알루미늄을 분리한 뒤, 농축 황산에서 1,1'-디안트리미드와의 푸른 착물을 (100±2) °C에서 형성시키고 파장 630 nm에서 용액의 광학밀도를 측정하는 데 근거한다.
3.2. 기기, 시약 및 용액
분광광도계 또는 광전색도계.
온도조절 가능한 건조기.
석영 증류장치.
석영 원추 플라스크와 석영 공기 냉각기.
석영 크로마토그래피 컬럼.
석영 비커.
연마마개가 있는 석영 시험관.
물: 석영 장치에서 2회 증류한 물(삼중증류수); 폴리에틸렌 용기에 보관.
황산: 및 0.5 mol/dm
용액.
염산: 및 희석용 1:3, 1:1 용액.
질산: .
산 혼합액: 황산 2 부분, 염산 3 부분, 질산 4 부분, 삼중증류수 7.5 부분(부피 비).
수산암모늄(암모니아수): .
과산화수소:
1,1'-디안트리미드: ТУ 6−09−1508, 용액은 2.2항에 따라 준비.
알루미늄:
에틸 알코올:
양이온교환수지 KU-2:
시안화암모늄: 용액.
범용 지시지(종이) : ТУ 6−09−1181.
붕산:
표준 붕소용액들
용액 A, B — 항목 2.2 참조.
용액 V: 용액 B 10 cm를 100 cm
눈금 플라스크로 옮기고 0.5 mol/dm
황산 용액으로 눈금까지 채운 후 혼합한다; 사용 직전에 준비한다.
1 cm의 용액 V는 0.000001 g의 붕소를 함유한다.
3.3. 분석 준비
3.3.1. 분석 전에 약 2 g의 시료 칩을 에틸알코올로 30 cm씩 두 번 세척하고 건조기에서 (105+5) °C로 15~20분 동안 건조한다.
3.3.2. 카티오나이트 KU-2를 H형(수소형)으로 만들기 위해 염산으로 적셔 하루 동안 둔다. 그 후 석영 크로마토그래피 컬럼(높이 30~40 cm, 직경 2 cm, 충전층 높이 25 cm)에 채우고 염산(1:1) 용액으로 흐려짐 반응이 음성이 될 때까지 세척한다(컬럼에서 나오는 용액에 시안화암모늄을 넣은 시료가 적색으로 착색되지 않아야 함).
철(III) 이온에 대한 반응이 음성으로 될 때(시안화암모늄 시료가 적색으로 착색되지 않음) 컬럼을 삼중증류수로 세척하여 컬럼에서 나오는 용액이 중성(pH 7, 범용 지시지로 확인)일 때까지 세척한다.
3.3.3. 붕소·알루미늄·기타 원소 분리 후 KU-2 수지 재생을 위해 컬럼에 염산(1:3) 용액 300~350 cm와 삼중증류수 150~200 cm
를 통과시켜 컬럼에서 나오는 용액이 중성일 때까지 세척한다. 염산으로 알루미늄 등 다른 원소의 완전한 용출이 이루어졌는지 확인하려면 컬럼에서 나오는 용액 일부를 암모니아로 중화했을 때 혼탁이 없어야 한다.
3.4. 분석 실시
3.4.1. 붕소 질량분율이 0.0001~0.0005%인 경우 시료 1 g, 붕소 질량분율이 0.0006~0.001%인 경우 시료 0.5 g을 석영 플라스크(250 cm)에 연마 마개가 달린 공기냉각기와 함께 넣고 10~20 cm
의 산 혼합액에서 실온 또는 약한 가열로 용해시킨다.
3.4.2. 시료가 용해되면 공기냉각기를 10 cm의 삼중증류수로 세척하고 용액을 30~40 cm
로 희석한다. 규산(실리카산)을 중간 밀도의 필터("화이트 리본")로 여과하고, 필터에 남은 규산 침전물을 10~15 cm
의 뜨거운 삼중증류수로 소량씩 세척한다. 각 추가량은 이전 것이 완전히 흘러내린 후에 넣는다. 여과된 용액을 60 cm
의 삼중증류수로 희석한 뒤 양이온교환수지 KU-2(H형) 컬럼을 분당 1 cm
의 유속으로 통과시킨다.
3.4.3. 컬럼에서 나온 용액을 250 cm석영 비커에 모으고 황산 10 cm
와 과산화수소 5 cm
를 첨가한다. 컬럼은 100~150 cm
의 삼중증류수로 분당 10 cm
의 속도로 세척하고 세척액을 동일한 비커에 모은다. 비커의 용액을 백색 증기가 올라올 때까지 증발시킨다. 비커 내부 벽을 피펫으로 삼중증류수 5~10 cm
로 씻어 다시 증발시킨다.
3.4.4. 비커의 용액을 25 cm눈금 플라스크로 옮기고 비커를 소량의 황산으로 씻어 그 산을 플라스크에 합친다. 플라스크의 용액을 같은 황산으로 눈금까지 희석한 뒤 건조한 석영 시험관(연마마개, 50 cm
)으로 옮긴다. 플라스크를 피펫으로 황산 5 cm
로 씻어 주용액에 합친다. 피펫으로 10 cm
의 1,1'-디안트리미드 용액을 넣고 시험관을 마개로 닫아 혼합한 뒤 끓는 수욕에서 1시간 가열한다.
3.4.5. 용액의 광학밀도는 실온으로 냉각한 후 파장 630 nm에서 두께 20 mm의 셀에서 측정한다. 비교용 용액은 황산 용액이다.
3.4.6. 두 개의 대조 실험용 용액은 항목 3.4.1~3.4.4에 따라 분석에 사용된 모든 시약을 포함하여 만든다. 두 대조 실험 용액의 평균 광학밀도를 시료 용액의 광학밀도에서 빼준다.
붕소의 질량분율은 교정곡선에 의해 계산한다.
3.4.7. 교정곡선 작성을 위해 250 cm용 석영 비커 8개에 10~15 cm
의 산 혼합액을 넣고 60 cm
의 삼중증류수로 희석한다. 그런 다음 6개의 비커에 표준 용액 V를 각각 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 cm
씩 더한다. 이는 각각 0.000001; 0.000002; 0.000004; 0.000006; 0.000008; 0.00001 g의 붕소에 해당한다. 얻은 용액들에 황산 10 cm
와 과산화수소 5 cm
를 더한다. 용액들을 백색 증기가 올라올 때까지 증발시키고 비커 벽을 삼중증류수 5 cm
로 씻어 다시 증발시킨다. 비커의 용액을 25 cm
눈금 플라스크로 옮긴 다음 항목
붕소를 첨가하지 않은 용액들은 교정곡선 작성 시 대조 실험용으로 사용한다.
용액들의 광학밀도와 해당 붕소 질량에 따라 교정곡선을 작성한다.
3.5. 결과 처리
3.5.1. 붕소의 질량분율 W в %는 다음 식으로 계산한다.
여기서 m — 교정곡선으로부터 얻은 시료 용액 중 붕소의 질량(g);
m1 — 시료의 취량(g).
3.5.2. 결과 간 불일치는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.
