ГОСТ 11739.24-98

ГОСТ 11739.24−98 알루미늄 주조 및 가공 합금. 아연 측정 방법

ГОСТ 11739.24−98

그룹 В59

국가간 표준

알루미늄 주조 및 가공 합금

아연의 측정 방법

Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of zinc

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

시행일 2000−01−01

서문

1 제정: OAO «전러시아 경량합금 연구소» (OAO ВИЛС), 국가간 기술위원회 МТК 297 «경량 및 특수 합금 재료와 반제품»

제정 기관: 러시아 국립표준위원회(Госстандарт России)

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

채택에 찬성한 기관:

국가 명칭	국가 표준기구 명칭
아제르바이잔 공화국	Азгосстандарт
아르메니아 공화국	Армгосстандарт
벨라루스 공화국	국립표준위원회(Госстандарт Беларуси)
카자흐스탄 공화국	카자흐스탄 공화국 표준국(Госстандарт Республики Казахстан)
키르기스 공화국	Киргизстандарт
러시아 연방	러시아 국립표준위원회(Госстандарт России)
타지키스탄 공화국	Таджикгосстандарт
투르크메니스탄	투르크메니스탄 중앙국가검사청(Главная государственная инспекция Туркменистана)
우즈베키스탄 공화국	Узгосстандарт
우크라이나	우크라이나 국립표준위원회(Госстандарт Украины)

3 1999년 4월 21일 러시아 연방 표준화·계량위원회 결정 N 132에 따라 국가간 표준 ГОСТ 11739.24−98은 2000년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가 표준으로 직접 발효되었다.

4 대체: ГОСТ 11739.24−82

1 적용 범위

이 표준은 질량분율이 0,1~12,0% 범위에서는 적정법(타이트리메트릭), 0,01~6,0% 범위에서는 원자흡광법(아토믹 애브소프션)을 이용한 아연 측정 방법을 규정한다.

2 규범적 참조

본 표준에서는 다음 표준들을 참조하였다:

ГОСТ 61−75 아세트산(초산). 기술조건

ГОСТ 1277−75 질산은(은 질산염)

ГОСТ 2603−79 아세톤. 기술조건

ГОСТ 3117−78 아세트산암모늄. 기술조건

ГОСТ 3118−77 염산. 기술조건

ГОСТ 3640−94 아연. 기술조건

ГОСТ 3760−79 암모니아수. 기술조건

ГОСТ 4038−79 염화니켈(II) 6수화물. 기술조건

ГОСТ 4139−75 시안화칼륨. 기술조건

ГОСТ 4204−77 황산. 기술조건

ГОСТ 4328−77 수산화나트륨. 기술조건

ГОСТ 4461−77 질산. 기술조건

ГОСТ 5457−75 아세틸렌(용해 및 기체형) 기술용. 기술조건

ГОСТ 10484−78 불산(플루오르수소산). 기술조건

ГОСТ 10652−73 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산 소듐 이온(트릴론 B) 2수화물

ГОСТ 10727−91 단방향 유리섬유 실. 기술조건

ГОСТ 10929−76 과산화수소. 기술조건

ГОСТ 11069−74 일차 알루미늄. 등급

ГОСТ 18300−87 기술용 정제 에틸 알코올. 기술조건

ГОСТ 20301−74 이온교환 수지. 애니온 교환수지. 기술조건

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

3 일반 요구사항

3.1 분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086에 따른다. 여기에 추가 사항이 있다.

3.1.1 분석 결과는 두 번의 병행 측정 결과의 산술평균을 그 결과로 채택한다.

4 아연의 적정법에 의한 측정

4.1 방법의 요지

이 방법은 시료를 과산화수소 존재 하에서 염산 용액에 용해시키고, 이온교환(강염기성 수지)으로 방해 성분으로부터 아연을 분리한 다음, 트릴론 B 용액으로 아연을 적정하며 지시약으로는 디티존(1,5-디페닐티오카르바존) 또는 크실레놀 오렌지를 사용하는 것에 기반한다.

4.2 기기, 시약 및 용액

지름 25−30 mm, 높이 350−400 mm의 상부가 확장되어 있고 하부에 탭이 있는 유리 이온교환 컬럼. 컬럼 대신 용량 50 см, 직경 12−15 mm, 높이 450−500 mm의 뷰렛 사용을 허용한다.

pH 미터.

염산(ГОСТ 3118) 밀도 1,19 г/см, 희석용액 1:1, 1:20 및 몰농도 2; 1 및 0,005 몰/дм.

질산(ГОСТ 4461) 밀도 1,35−1,40 г/см.

아세트산(ГОСТ 61) 밀도 1,05 г/см 및 몰농도 1 몰/дм: 아세트산 58 cm를 용량 1000 см의 눈금 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다.

암모니아수(ГОСТ 3760), 용액 1:5.

아세트산암모늄(ГОСТ 3117), 용액 500 g/дм.

pH 5,8의 완충용액: 아세트산암모늄 500 g을 용량 1000 см의 눈금 플라스크에 넣고 800 см의 물에 용해시킨 후 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. pH 미터를 사용하여 용액의 pH를 5,8로 조정하며 필요시 아세트산을 첨가한다.

수산화나트륨(ГОСТ 4328), 용액 50 및 100 g/дм.

과산화수소(ГОСТ 10929).

아세톤(ГОСТ 2603).

정제 에틸 알코올(ГОСТ 18300).

시안화칼륨(ГОСТ 4139), 용액 10 g/дм.

질산은(ГОСТ 1277), 용액 10 g/дм.

범용 지시약 종이.

콩고레드 지시약: 시약 0,1 g을 물 100 см에 약하게 가열하면서 용해시키고 용액을 냉각 후 혼합한다.

콩고 지시지(종이): 중간 밀도의 여과지(“흰 리본”)를 콩고레드 용액에 적신 후 건조기에서 100−105 °С로 건조하고 잘라서 병에 보관한다. 이 종이는 한 달 동안 사용 가능하다.

유리솜(ГОСТ 10727).

크실레놀 오렌지, 용액 10 g/дм신선 조제.

1,5-디페닐티오카르바존(디티존) [1], 용액 0,25 g/дм신선 조제: 디티존 0,05 g을 에틸 알코올 200 см에 용해시킨다.

이온교환 수지 — 강염기성 4차 암모늄형(폴리스티렌계) 애니온 교환수지: АН31, АВ17, ЭДЭ-10П 등 또는 ГОСТ 20301에 따른 동일 계열의 다른 애니온 수지로 입자 크기 0,150~0,300 mm. 수입 수지인 Dowex 1×?2, De-Acidit FFSR A62 등의 사용을 허용한다.

아연(ГОСТ 3640) 등급 ЦВ00.

표준 아연 용액: 아연 1 g을 원추 플라스크 250 см에 넣고 물 50 см를 더한 후, 소량씩 조심스럽게 염산 용액 1:1을 50 см만큼 가하여 중간 가열로 용해시킨다. 실온으로 식힌 용액을 용량 1000 см눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다.

1 см³ 용액에는 0,001 g 아연이 들어 있다. 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산의 디소듐염 2수화물(트릴론 B) — ГОСТ 10652에 따른 시약, 몰농도 0,01 몰/dm³ 용액: 트릴론 B 7,5 g을 용량 250 cm³ 비커에 넣고 물 100 cm³에 용해시킨다. 필요하면 용액을 여과하고 1000 cm³ 용량의 용량플라스크로 옮겨 눈금까지 물을 채우고 혼합한다. 용액은 폴리에틸렌 용기에 보관한다. 트릴론 B 용액의 아연에 대한 질량 농도는 다음 방법 중 하나로 확정한다. 4.2.1 세 개의 원추 플라스크(용량 250 cm³)에 표준용액 10 cm³씩(아연 10 mg에 해당)을 넣고 물 100 cm³와 함께 넣은 다음, 콩고지(콩고 레드?) 시험지의 푸른색이 붉게 변할 때까지 암모니아를 가하여 pH 5–5.5로 조정한다. 용액에 아세트산 용액 20 cm³, 아세트산암모늄 용액 10 cm³(필요 시 아세트산 용액을 더해 pH 5–5.5를 확인), 아세톤 50 cm³, 디티존(ditizone) 용액 2 cm³를 가하고 트릴론 B 용액으로 붉은색이 황색으로 변할 때까지 적정한다. 용액의 색은 트릴론 B 용액을 과량으로 2방울 더 떨어뜨려도 변하지 않아야 한다. 4.2.2 세 개의 원추 플라스크(용량 250 cm³)에 표준용액 10 cm³씩(아연 10 mg에 해당)을 넣고 물 100 cm³, 완충용액 10 cm³, 크실레놀 오렌지 지시약 용액 3방울을 넣고 트릴론 B 용액으로 진홍색이 옅은 황색으로 변할 때까지 적정한다. 트릴론 B 용액의 아연에 대한 질량 농도 c, g/cm³는 각 시험군에 대해 결정하고 다음 식으로 계산한다: (формула (1)) 여기서: - c_s — 표준 아연용액의 질량농도, g/cm³; - V_s — 적정에 사용된 표준 아연용액의 부피, cm³; - V_t — 적정에 소요된 트릴론 B 용액의 부피, cm³. 4.3 분석을 위한 준비 4.3.1 수지 50 g을 용량 500 cm³ 비커에 넣고 염화물 이온에 대한 로다나이드 이온(rodannide) 반응(분홍색 생성 유무)에서 음성 반응이 나올 때까지 염산 용액 1:20로 디칸팅하여 세척한다. 그 후 염산 0,005 mol/dm³ 용액 400 cm³를 가하고 실온에서 24시간 동안 방치한다. 컬럼 바닥(꼭지 위)에 소량의 유리솜 층을 깔고 그 위에 수지 현탁액을 컬럼에 수직 높이 200–250 mm(컬럼 직경 25–30 mm인 경우) 또는 350–400 mm(12–15 mm인 경우)로 채운다. 공기 방울이나 공기 통로가 생기지 않도록 주의한다. 수지와 컬럼의 준비 과정 및 분석 중에는 수지가 적어도 10–20 mm 높이의 액층으로 덮여 있어야 한다. 컬럼의 수지는 다음 순서로 세척한다: 수산화나트륨 용액 50 g/dm³ 및 100 g/cm³(부피 유량 2–3 cm³/min)으로 염화이온에 대한 은질산 반응(흰 탁함 없음)이 없어질 때까지 세척한 뒤, 세척액이 약알칼리 반응(pH 8, 범용 지시지로 확인)일 때까지 물로 세척한다. 그 다음 수지를 100 cm³씩 3회(염산 2 mol/dm³ 용액, 부피유량 2–3 cm³/min)로 처리한다. 4.3.2 크로마토그래픽 분리가 끝난 후 수지는 세척액이 약산성 반응(pH 5–6, 범용 지시지로 확인)이 될 때까지 물로 세척하여 재생시키고, 염산 2 mol/dm³ 용액 100 cm³(부피 유량 2–3 cm³/min)를 통과시켜 컬럼을 동일 산 용액으로 채운다. 4.4 분석 수행 4.4.1 표 1에 따라 시료 채취량을 취하여 원추 플라스크(용량 250 cm³)에 넣고 물 5–10 cm³를 가한 다음, 천천히 소량씩 염산 1:1 용액 50 cm³를 가하고 용해될 때까지 가열한다. 표 1 (표 내용 — 아연 질량분율, 시료 채취량, 용액의 분취부 부피, 분취부 내 시료 질량 등) 그 다음 과산화수소를 한 방울씩(약 1 cm³) 첨가하여 구리의 완전 용해가 이루어질 때까지 처리하고 습염(젖은 염) 상태까지 증발한 다음 염산 2 mol/dm³ 용액 100 cm³를 가하고 염의 용해가 될 때까지 가열한다. 용액을 조밀한 여과지(“블루 리본”)로 여과(사전에 염산 1:1 고온 용액과 뜨거운 물로 씻음)하고, 여과지 및 침전물을 염산 2 mol/dm³ 용액 30–50 cm³로 세척한다. 4.4.2 아연 질량분율이 0,1–1,5%인 경우 여과액과 세척수를 원추 플라스크(용량 250 cm³)에 모아 실온까지 냉각한 뒤 염산 2 mol/dm³ 용액을 가하여 전체 부피를 150 cm³로 맞추고 질산 0,5 cm³를 첨가한다. 4.4.3 아연 질량분율이 1,5–12,0%인 경우 여과액과 세척수를 200 cm³ 용량의 용량플라스크에 모아 실온까지 냉각한 뒤 염산 2 mol/dm³ 용액으로 눈금까지 채우고 혼합한다. 4.4.4 4.4.2에서 얻은 용액 또는 표 1에 따라 취한 4.4.3의 분취부 용액을 이온교환 컬럼을 통해 부피유량 2–3 cm³/min으로 통과시킨다. 플라스크와 컬럼을 염산 2 mol/dm³ 용액으로 25 cm³씩 4회 세척한 뒤, 동일 유량으로 염산 1 mol/dm³ 용액 100 cm³로 세척한다. 합금에 납이 존재하는 경우 염산 1 mol/dm³ 용액의 부피를 200 cm³로 늘린다. 아연은 염산 0,005 mol/dm³ 용액 250 cm³(부피유량 2–3 cm³/min)로 용출(eluate)하여 에루아트를 용량 500 cm³ 원추 플라스크에 모은다. 에류트의 트릴론 B 적정은 앞서 열거한 방법 중 하나로 수행한다. 4.4.4.1 4.4.4에서 얻은 용액을 100 cm³까지 증발시킨 후 암모니아를 가하여 콩고 시험지의 푸른색이 붉게 변할 때까지(pH 5–5.5) 조정한다. 용액에 아세트산 20 cm³, 아세트산암모늄 용액 10 cm³(필요하면 아세트산으로 pH 5–5.5 재조정), 아세톤 50 cm³, 디티존 용액 2 cm³를 가하고 트릴론 B 용액으로 붉은색이 황색으로 변할 때까지 적정한다. 용액색은 트릴론 B를 과량으로 2방울 더 넣어도 변하지 않아야 한다. 4.4.4.2 4.4.4에서 얻은 용액에 크실레놀 오렌지 용액 3방울을 넣고 암모니아 용액을 가해 용액의 황색이 진홍색으로 변하도록 조정한 다음 완충용액 15 cm³를 넣고 트릴론 B 용액으로 진홍색이 옅은 황색으로 변할 때까지 적정한다. 4.4.5 대조실험용 용액은 4.4.1–4.4.4에 따라 분석 과정에서 사용되는 모든 시약을 포함하여 준비한다(시료 대신 알루미늄 시료를 사용). 4.5 결과 처리 4.5.1 아연의 질량분율 w, %는 다음 식으로 계산한다: (식 (2)) 여기서: - V_t — 시료 용액 적정에 사용된 트릴론 B 용액의 부피, cm³; - V_0 — 대조실험 적정에 사용된 트릴론 B 용액의 부피, cm³; - c_t — 아연에 대해 정해진 트릴론 B 용액의 질량농도, g/cm³; - m — 시료 채취량 또는 분취부 내 시료 질량, g. 4.5.2 결과 간의 차이는 표 2에 기재된 허용값을 초과해서는 안 된다. 표 2 (단위: %) (표: 아연 질량분율 구간별 병행측정 결과의 허용 절대편차와 분석 결과의 허용 절대편차) 5 원자흡광법에 의한 아연 측정 5.1 방법의 본질 이 방법은 과산화수소 존재하에서 염산 용액에 시료를 용해시키고 아세틸렌-공기 불꽃에서 파장 213.9 nm에서 아연의 원자 흡광도를 측정하는 데 기초한다. 5.2 기기, 시약 및 용액 - 아연용 광원 부착 원자흡광 스펙트로포토미터. - 염산 — ГОСТ 3118, 비중 1,19 g/cm³; 희석용액 1:1 및 1:99. - 아연 — ГОСТ 3640, 등급 ЦВ00. - 표준 아연 용액. 용액 A: 아연 1 g을 원추 플라스크(250 cm³)에 넣고 소량씩 염산 1:1 용액 50 cm³을 조심스럽게 가해 온화한 가열로 용해시킨다. 실온으로 냉각한 후 1000 cm³ 용량플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 1 cm³ 용액에는 0,001 g 아연이 들어 있다. 용액 B: 용액 A 5 cm³를 100 cm³ 용량플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 1 cm³ 용액에는 0,00005 g 아연이 들어 있다. 용액 B는 사용 직전에 준비한다. - 황산 — ГОСТ 4204, 비중 1,84 g/cm³. - 질산 — ГОСТ 4461, 비중 1,35–1,40 g/cm³. - 아세틸렌 — ГОСТ 5457. - 플루오르화수소산 — ГОСТ 10484. - 과산화수소 — ГОСТ 10929. - 알루미늄 — ГОСТ 11069, 등급 A999. 알루미늄 용액 용액 A (20 g/dm³): 알루미늄 10 g을 원추 플라스크(500 cm³)에 넣고 소량씩 염산 1:1 용액 300 cm³를 가하여 온화하게 가열해 용해시킨다. 염화니켈(II) 용액 1 cm³를 추가한다. 과산화수소 3–5방울을 넣고 3–5분간 비등시킨다. 실온으로 냉각한 후 500 cm³ 용량플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 용액 B (2 g/dm³): 용액 A 50 cm³를 500 cm³ 용량플라스크에 넣고 염산 1:1 용액 270 cm³를 가하고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 5.3 분석 수행 5.3.1 표 3에 따라 시료 채취량을 원추 플라스크(용량 250 cm³)에 넣고 물 20 cm³와 소량씩 염산 1:1 용액 30 cm³를 가한다. 플라스크를 시계 접시로 덮고 가열하여 시료를 용해한 후 과산화수소 3–5방울을 넣고 3–5분간 끓인다. 표 3 (표 내용 — 아연 질량분율에 따른 시료 채취량, 분취부 부피, 용량플라스크 용적, 염산 1:1 사용량, 분취부 내 시료 질량 등) 5.3.2 투명한 용액을 실온으로 냉각한 후 500 cm³ 용량플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 5.3.3 규소(실리카)의 존재를 시사하는 침전물이 남아 있으면, 용액을 500 cm³ 용량플라스크로 중간밀도 여과지(“화이트 리본”)를 사용해 여과하고 여과지 위의 침전물을 뜨거운 염산 1:99 용액(기본용액)으로 2–3회, 각회 10 cm³ 부분으로 세척한다. 여과지와 침전물을 백금 도가니에 넣고 건조시킨 다음 소각(발화하지 않도록 주의), 500–600 °C에서 2–3분 동안 재빨리 태워 회화한다. 냉각 후 도가니에 황산 5방울과 플루오르화수소산 5 cm³를 가하고 드롭당 약 1 cm³의 질산을 가해 투명 용액을 얻을 때까지 처리한다. 용액을 건조시킨 후 냉각하고 도가니의 건조 잔류물에 염산 1:1 용액 10 cm³를 가해 온화하게 가열하여 녹인다. 냉각 후 이 용액을 주용액에 합치고(필요시 여과), 눈금까지 물로 희석해 혼합한다. 5.3.4 아연 질량분율에 따라 표 3의 분취부 용액을 해당 용량플라스크에 넣고 염산 1:1 용액의 정해진 부피를 가한 뒤 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 5.3.5 대조실험용 용액은 5.3.1–5.3.4에 따라 시료 대신 알루미늄을 사용하여 준비한다. 5.3.6 검량선 작성 5.3.6.1 아연 질량분율 0,01–0,1% 범위의 경우 100 cm³ 용량의 8개 용량플라스크에 알루미늄 용액 A를 각각 10 cm³씩 가하고, 그중 7개에 표준용액 B로부터 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 cm³를 취한다. 이는 각각 아연 0,00001; 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025 g에 해당한다. 5.3.6.2 아연 질량분율 0,1–0,3% 범위의 경우 100 cm³ 용량의 7개 용량플라스크에 알루미늄 용액 A를 각각 5 cm³씩 가하고, 그중 6개에 표준용액 B로부터 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 cm³를 취한다. 이는 각각 아연 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 g에 해당한다. 5.3.6.3 아연 질량분율 0,3–3,0% 범위의 경우 100 cm³ 용량의 8개 용량플라스크에 알루미늄 용액 B를 각각 5 cm³씩 가하고, 그중 7개에 표준용액 B로부터 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 cm³를 취한다. 이는 각각 아연 0,000025; 0,00005; 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 g에 해당한다. 5.3.6.4 아연 질량분율 3,0–6,0% 범위의 경우 100 cm³ 용량의 6개 용량플라스크에 알루미늄 용액 B를 각각 2,5 cm³씩, 염산 1:1 용액을 각각 2 cm³씩 가한다. 그중 5개에 표준용액 B로부터 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 cm³를 취한다. 이는 각각 아연 0,0001; 0,00015; 0,0002; 0,00025; 0,0003 g에 해당한다. 5.3.6.5 5.3.6.1–5.3.6.4에 따른 용액들은 눈금까지 물로 채워 혼합한다. 5.3.7 시료 용액, 대조실험 용액 및 검량선 작성용 용액을 아세틸렌-공기 산화성 불꽃에 분무하여 파장 213,9 nm에서 아연의 원자 흡광도를 측정한다. 얻은 흡광도 값과 해당 아연 질량농도에 따라 “원자흡광도 값 — 아연의 질량농도, g/cm³” 좌표에 검량선을 그린다. 아연이 도입되지 않은 용액은 검량선 작성 시 대조용액으로 사용한다. 시료 용액과 대조실험 용액의 아연 질량농도는 검량선으로부터 결정한다. 5.4 결과 처리 5.4.1 아연의 질량분율 w, %는 다음 식으로 계산한다: (식 (3)) 여기서: - c_p — 검량선에서 구한 시료 용액의 아연 질량농도, g/cm³; - c_k — 검량선에서 구한 대조실험 용액의 아연 질량농도, g/cm³; - V — 시료 용액의 부피, cm³; - m — 시료 채취량 또는 분취부 내 시료 질량, g. 5.4.2 결과 간의 차이는 표 4에 기재된 허용값을 초과해서는 안 된다. 표 4 (단위: %) (표: 아연 질량분율 구간별 병행측정 결과의 허용 절대편차와 분석 결과의 허용 절대편차)