GOST 12697.13-90

ГОСТ 12697.13−90 알루미늄. 갈륨의 정량 방법

ГОСТ 12697.13−90

그룹 В59

국가간 표준

알루미늄

갈륨 정량 방법

Aluminium. Methods for the determination of gallium

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

시행일 1991−07−01

정보

1. 소비에트 연방 금속공업부에서 제정·제출

작성자

Т.И. Жилина, Н. А. Пономарева, И.М. Козловская

2. 1990.12.10자 소비에트 연방 국가품질관리·표준위원회 결의 N 3085에 의해 승인·시행

3. 본 표준은 ST СЭВ 6737−89와 완전 일치

4. 처음 제정

5. 인용된 규범·기술 문서

6. 재간행


본 표준은 알루미늄 중 갈륨을 결정하는 방법을 규정한다: 질량분율 갈륨이 0.001 ~ 0.1%일 때의 광도법(포토메트릭)과 질량분율 갈륨이 0.01 ~ 0.1%일 때의 원자흡광법.

1. 일반 요구사항

분석 방법의 일반 요구사항은 ГОСТ 12697.1에 따름.

2. 광도법

2.1. 방법의 본질

본 방법은 시료를 염산에 용해시키고 염산성(농도 6.0−6.5 mol/dm) 조건에서 말라카이트 그린과 갈륨의 청녹색 이온 어소시에이트를 생성한 다음 이를 벤젠으로 추출하여 파장 635 nm에서 용액의 흡광도를 측정하는 데 기본을 둔다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

광전색도계형 ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК 또는 분광광도계형 СФ-16, СФ-26 또는 이와 동등한 기기.

염산 — ГОСТ 3118에 따른 것, 희석 1:1 및 1:3.

염화 니켈(II) — ГОСТ 4038에 따른 것, 질량분율 0.2% 용액.

삼염화 티타늄.

스폰지 티타늄 TG-100 — ГОСТ 17746에 따름.

티타늄 염화물 용액: 티타늄 4.65 g을 250 cm용량의 원추 플라스크에 넣고 염산 100 cm(1:1)로 온화하게 가열하여 용해시킨다. 용액을 냉각시켜 눈금용 플라스크 1000 cm에 옮기고 염산(1:1)으로 정용하여 혼합한다. 용액은 암갈색 유리병에 밀폐하여 암소에 보관한다.

말라카이트 그린(테트라메틸-4,4'-디아미노-트리페닐카르보닐염화물), 20 g/dm 용액: 말라카이트 그린 2 g을 잘 분말화하여 염산 100 cm(1:3)에 용해시키고 여과한다. 용액은 암갈색 유리용기에 보관한다.

벤젠 — ГОСТ 5955.

황산나트륨 — ГОСТ 4166.

갈륨(III) 산화물 (GaO).

기술용 갈륨 — ГОСТ 12797.

갈륨 표준용액.

용액 A: 갈륨 1.0000 g 또는 미리 300 °C에서 가열 소성하고 건조기에서 냉각한 갈륨 산화물(Ga2O3) 1.3442 g을 50 cm의 염산(1:1) 용액에 용해시키고 용액을 1000 cm 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용한 후 혼합한다.

용액 A의 1 cm는 갈륨 1.0 mg를 포함한다.

용액 B: 용액 A 5.0 cm를 1000 cm 눈금플라스크에 넣고 염산(1:1)으로 정용한다. 용액은 사용 직전에 조제한다.

용액 B의 1 cm는 갈륨 0.005 mg를 포함한다.

용액 C: 용액 B 20.0 cm를 100 cm 눈금플라스크에 옮기고 염산(1:1)으로 정용하여 혼합한다.

용액 C의 1 cm는 갈륨 0.001 mg를 포함한다.

2.3. 분석 수행

2.3.1. 시료 1 g을 저울로 취하여 400 cm용량 비커에 넣고 염산 30 cm(1:1)을 가하고 워치글라스로 덮는다. 격렬한 반응이 멈춘 후 비커를 조심스럽게 가열하여 시료를 완전히 용해시킨다. 그 다음 워치글라스를 소량의 물로 씻어 비커로 되돌리고 용액을 습한 염 상태가 될 때까지 증발시킨다. 냉각 후 잔류물에 표에 따라 필요한 양의 염산(1:1)을 가하고 투명한 용액이 될 때까지 가열한다. 용액을 냉각시켜 표에 명시된 용량의 눈금플라스크로 옮기며 비커를 염산(1:1)으로 행세한 뒤 같은 용액으로 눈금까지 채워 혼합한다.

표 1

필요한 경우 시료용액을 중간밀도 건식 여과지로 여과하여 처음 몇 방울의 여과액은 버린다. 시료용액 또는 그 여과액에서 분취액 5 cm를 취하여 건조한 100 cm 분액깔때기에 옮긴다.

분액깔때기의 용액에 염산 1 cm, 티타늄(III) 염화물 용액 0.5 cm를 가하고 1분간 흔든 다음 2−3분 동안 방치한다. 이어서 말라카이트 그린 용액 2.0 cm를 가해 혼합하고 벤젠 20.0 cm을 가하여 2분간 흔든다. 층이 분리되면 수상층은 버리고 유기층을 건조한 25 cm메스 플라스크로 옮겨 벤젠으로 눈금까지 채워 혼합한 다음 황산나트륨 0.2 g을 가하고 투명한 용액이 될 때까지 흔든다.

추출액의 흡광도를 파장 635 nm에서 측정한다. 비교용액으로는 동시에 모든 분석 단계를 거친 대조실험의 추출액을 사용한다.

시료용액 중 갈륨의 질량은 검량선을 따라 결정한다.

.

2.3.2. 검량선 작성용으로 100 cm용 분액깔때기 6개 중 5개에, 갈륨 질량분율이 0.005% 미만인 경우 표준용액 C를 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 cm씩 넣는다(각각 갈륨 0.001; 0.002; 0.003; 0.004; 0.005 mg에 해당). 갈륨 질량분율이 0.005%를 초과하는 경우에는 표준용액 B를 0.50; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 cm씩 넣는다(각각 0.0025; 0.005; 0.010; 0.015; 0.020 mg에 해당). 모든 분액깔때기에 용액 부피가 5 cm가 되도록 염산(1:1)을 가하고 이후 항목 2.3.1에 따라 처리한다. 검량선 작성 시 표준용액을 포함하지 않는 6번째 분액깔때기의 용액이 비교용액이 된다.

각 용액의 흡광도 값과 이에 대응하는 갈륨 질량으로부터 검량선을 작성한다.

2.4. 결과 처리

2.4.1. 갈륨의 질량분율 (W) (%)는 다음 식으로 계산한다

,

여기서 — 검량선으로부터 얻은 시료용액 중 갈륨 질량, mg;

— 분취된 시료용액에 해당하는 시료의 질량, g.

2.4.2. 평행시료 측정 결과의 절대 허용편차는 표 2에 준함.

표 2

3. 원자흡광법

3.1. 방법의 본질

본 방법은 시료를 염산에 용해시키고 아세틸렌−아산화질소(아세틸렌−N2O) 불꽃에서 파장 287.4 nm에서 갈륨의 원자 흡광을 측정하는 데 기반한다.

3.2. 기기, 시약 및 용액

갈륨용 방출광원과 아세틸렌−아산화질소 불꽃용 버너를 갖춘 원자흡광 분광광도계(Perkin-Elmer, Saturn 모델 또는 동등 기기).

이중 증류수.

실린더용 산업용 아세틸렌 — ГОСТ 5457.

아산화질소(N2O).

염산 — ГОСТ 3118, 희석 1:1.

질산 — ГОСТ 4461.

염화 니켈(II) — ГОСТ 4038, 질량분율 0.2% 용액.

과산화수소 — ГОСТ 10929.

아세톤 — ГОСТ 2603.

알루미늄 A999 등급의 플레이크 — ГОСТ 11069. 사용 직전에 플레이크를 소량의 염산 용액으로 세정하고 물과 아세톤으로 씻은 후 100 °C의 건조기에서 2−3분간 건조하고 건조기에서 꺼내어 건조기(엑시케이터)에서 냉각한다.

알루미늄 용액 20 g/dm: 알루미늄 10 g을 600 cm용 비커에 넣고 소량씩 300 cm의 염산 용액을 가하면서 가열하여 용해시킨다. 이때 염화 니켈 용액 1 cm를 첨가한다. 용액을 냉각시켜 500 cm 눈금플라스크로 옮기고 물로 정용한 후 혼합한다.

금속 갈륨 — ГОСТ 12797.

갈륨(III) 산화물 (GaO).

갈륨 표준용액

용액 A: 갈륨 1.0000 g 또는 미리 300 °C에서 가열 소성하고 건조기에서 냉각한 갈륨 산화물 1.3442 g을 질산 1−2방울을 첨가한 염산 50 cm에 용해시키고 1000 cm 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용하고 혼합한다.

용액 A의 1 cm는 갈륨 1.0 mg를 포함한다.

용액 B: 용액 A 10.0 cm를 100 cm 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용하고 혼합한다.

용액 B의 1 cm는 갈륨 0.1 mg를 포함한다.

3.3. 분석 수행

3.3.1. 시료 1 g을 취하여 400 cm용 비커에 넣고 염산 30 cm를 소량씩 가한다. 격렬한 반응이 멈춘 후 비커를 조심스럽게 가열하고 과산화수소 용액을 몇 방울 첨가한다. 용해 후 과량의 과산화수소는 끓여서 제거한다. 용액을 냉각시켜 100 cm 눈금플라스크로 옮기고 물로 정용하여 혼합한다.

대조실험 용액은 시료 대신 A999 등급 알루미늄을 사용하여 준비한다.

3.3.2. 검량선 작성용으로 100 cm용 메스플라스크 7개 중 6개에 표준용액 B를 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 cm씩 넣는다(각각 갈륨 0.1; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 mg에 해당). 모든 플라스크에 알루미늄 용액 50 cm를 넣고 물로 정용하여 혼합한다.

시료용액, 대조실험용액 및 검량선 작성용 용액들에서 파장 287.4 nm, 아세틸렌−아산화질소 불꽃에서 갈륨의 원자흡광도를 측정한다.

표준용액을 포함하는 용액들의 원자흡광도에서 표준용액을 포함하지 않는 용액의 원자흡광도를 빼고, 그 값과 대응하는 갈륨 질량으로부터 검량선을 작성한다.

대조실험 용액의 원자흡광도를 시료용액의 원자흡광도에서 빼고 검량선에 따라 시료용액 중 갈륨 질량을 구한다.

3.4. 결과 처리

3.4.1. 갈륨의 질량분율 (W) (%)는 다음 식으로 계산한다

,

여기서 — 검량선으로부터 얻은 시료용액 중 갈륨 질량, mg;

— 시료의 취한 질량, g.

3.4.2. 평행시료 측정 결과의 절대 허용편차는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.