ГОСТ 12697.5-77

ГОСТ 12697.5−77 알루미늄. 크롬 정량법 (개정 N 1, 2, 3 포함)

ГОСТ 12697.5−77

그룹 B59

국가간 표준

알루미늄

크롬 정량법

Aluminium. Method for determination of chromium

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

시행일 1979−01−01

소비에트 연방 각료평의회 국가표준위원회의 27.09.77호 결정에 따라 시행일은 1979.01.01로 정해짐

유효기한 제한은 국가간 표준화·계량·인증 위원회 회의록 N 3−93에 의해 해제됨 (ИУС 5−6-93)

대체: ГОСТ 12701–67 (2절 부분에 대하여)

개정 N 1, 2, 3(1981년 11월, 1985년 11월, 1988년 5월, ИУС 1−82, 2−86, 8−88)을 포함한 판.


본 표준은 알루미늄 중 크롬을 광광도법으로 정량하는 방법을 규정한다 (크롬 질량분율 범위 0,0002~0,1%).

본 방법은 촉매 존재하에서 과망간산칼륨 또는 과황산암모늄으로 크롬을 산화시켜 6가 상태로 만든 뒤 산성 조건에서 디페닐카바지드와 반응시켜 용해성의 자주색 착물을 형성시키는 원리에 기반한다.

분석은 추출을 하지 않는 방법과 크롬을 추출하는 방법, 두 가지 변형을 규정한다.

착색된 용액은 нм에서 광측정한다.

(개정 판, Изм. N 3).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 12697.1−77 및 ГОСТ 25086–87에 따름.

(개정 문장, Изм. N 2, 3).

2. 장비, 시약 및 용액

광전색도계(형식 ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК) 또는 분광광도계(형식 СФ-16, СФ-26 또는 이와 유사한 기기).

실험실 저울 — ГОСТ 24104–88* 2급 정밀도, 전자중량 오차 0.0002 g.
________________
* 2002년 7월 1일부터 ГОСТ 24104–2001**가 시행됨.

** 러시아 연방 내에서는 ГОСТ Р 53228−2008이 적용됨. — 데이터베이스 제작자 주.

황산 — ГОСТ 4204–77, 2 및 4 mol/dm 용액.

오르토인산 — ГОСТ 6552–80, 1:10로 희석.

황산망간(망간 황산염) — ГОСТ 435–77, 질량분율 0.01% 용액.

질산은(은의 질산염) — ГОСТ 1277–75, 질량분율 1% 용액.

수산화나트륨 — ГОСТ 4328–77, 질량분율 20% 용액. 폴리에틸렌 용기에 보관.

메틸 오렌지, 질량분율 0.1% 용액.

아질산나트륨 — ГОСТ 4197–74, 0.1 g/dm 용액.

과망간산칼륨 — ГОСТ 20490–75, 0.02 mol/dm 용액.

과황산암모늄 — ГОСТ 20478–75, 신선히 조제한 질량분율 10% 용액.

알루미늄 A995 급 — ГОСТ 11069–2001.

알루미늄 용액 (농도 20 및 25 g/dm); 다음과 같이 조제: 2.0 또는 2.5 g의 알루미늄을 가열하여 50 cm 수산화나트륨 용액에 용해시키고, 냉각 후 100 cm 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 희석하고 혼합한다. 용액은 폴리에틸렌 용기에 보관.

요소 — ГОСТ 6691–77.

아세톤 — ГОСТ 2603–79. 필요 시 아세톤을 56 °C에서 재증류한다.

디페닐카바지드 — 규정(NД) 따라 조제, 아세톤에 질량분율 0.1% 및 0.25%의 신선 조제 용액. 갈색으로 변한 용액은 분석에 부적합. 추출을 수행할 경우 디페닐카바지드 용액은 5−10 °C로 냉각하여 사용.

중크롬산칼륨 — ГОСТ 4220–75.

염산 — ГОСТ 3118–77, 0.5 및 6 mol/dm 용액.

질산 — ГОСТ 4461–77.

산 혼합액: 1000 cm 비커에 200 cm의 농염산, 200 cm의 농질산 및 400 cm의 물을 넣고 교반·냉각하면서 120 cm의 농황산을 천천히 가한다. 냉각 후 혼합물을 1000 cm 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운다.

불산(플루오르하이드로산) — ГОСТ 10484–78.

헥사세로니트레이트 암모늄 [(NH)Ce(NO)] 용액, 세륨 기준 0.02 mol/dm, 황산 기준 1 mol/dm.

조제법: 2.19 g의 헥사세로니트레이트 암모늄을 소량의 물에 녹이고 25 cm의 4 mol/dm 황산 용액을 더한 후 100 cm 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다.

메틸이소부틸케톤(MIBK)은 다음과 같이 정제한다: 1000 cm 분배 깔때기에 250 cm의 MIBK(사전 냉각하여 5−10 °C)와 같은 온도의 250 cm의 0.5 mol/dm 염산을 넣고 1분간 조심스럽게 흔든 다음 층이 분리될 때까지 둔다. 수상층을 버리고 정제된 MIBK는 갈맞춤 마개가 있는 용기에 보관한다.

시약은 5−10 °C로 냉각하여 사용.

염화니켈 — ГОСТ 4038–79, 질량분율 2% 용액.

표준 크롬 용액들.

용액 A: 조제법 — 150 °C에서 예비 건조한 중크롬산칼륨 0.1414 g을 물에 용해하여 500 cm 눈금 플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

1 cm의 용액 A는 0.1 mg의 크롬(Cr)을 포함한다.

용액 B: 사용 직전에 조제 — 피펫으로 용액 A 10 cm를 취해 500 cm 눈금 플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

1 cm의 용액 B는 0.002 mg의 크롬을 포함한다.

용액 V: 사용 직전에 조제 — 용액 B 50 cm를 피펫으로 취해 100 cm 눈금 플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

1 cm의 용액 V는 0.001 mg의 크롬을 포함한다.

(개정 문장, Изм. N 1, 3).

3. 분석 절차

추출을 하지 않는 분석 절차

3.1. 알루미늄 시료 0.25 g을 100 cm 비커에 넣고 5 cm의 수산화나트륨 용액을 가하여 덮개를 하고 용해될 때까지 가열한다. 냉각 후 덮개와 비커 벽을 물로 헹구고 4 mol/dm 황산 용액을 알루미늄 0.25 g을 황산 알루미늄으로 전환하는 데 필요한 양(약 3.5 cm), 50 cm 부피에서 산의 산도 0.1 mol/dm(약 1.3 cm)를 첨가하고 수산화나트륨을 중화한다. 수산화나트륨의 중화에 필요한 산량은 메틸 오렌지 지시약을 사용하여 4 mol/dm 수산화나트륨 용액 5 cm를 4 mol/dm 황산 용액으로 적정하여 결정한다. 비커 내용물을 가열하여 수산화알루미늄이 완전히 용해되게 한다.

크롬의 질량분율에 따라 전체 시료를 분석하거나 용액을 50 cm 눈금 플라스크로 옮긴 뒤 5−10 cm의 알리콧을 취해 25 cm로 희석하고 0.25 mol/dm 황산 용액으로 조정한다.

그 다음 크롬을 과망간산칼륨 또는 과황산암모늄으로 산화시키되 질산은을 촉매로 사용한다.

과망간산칼륨으로 산화할 때에는 과망간산칼륨 용액을 한 방울씩 넣어 분홍색이 나타나게 한 뒤 끓지 않도록 가열하면서 15분간 유지한다. 가열 중 분홍색이 사라지면 과망간산칼륨 용액을 한 방울씩 더하여 분홍색이 나타나게 한다.

과황산암모늄으로 산화할 때에는 용액에 황산망간 용액 2방울, 질산아질산은 용액 1 cm를 첨가하고 용액을 끓인다. 균일한 끓임을 위해 비커에 몇 개의 유리 비드를 넣는다. 과황산암모늄 5 cm를 넣어 혼합한 뒤 덮개를 하고 모래욕에서 10분간 가열하여 과황산암모늄의 과잉을 파괴한다. 이때 망간산(산화된 망간)의 분홍색이 나타나면 크롬이 완전히 산화되었음을 나타낸다.

어느 방법으로든 크롬을 산화시킨 후 과잉의 망간산(즉, 산화된 망간)을 제거하기 위해 뜨거운 용액에 아질산나트륨 용액을 한 방울씩 가하여 탈색시킨다. 아질산나트륨의 과잉을 제거하기 위해 요소 0.5 g을 추가할 수 있다.

냉각 후 용액을 50 cm 눈금 플라스크로 옮기고 오르토인산 3 cm와 질량분율 0.25% 디페닐카바지드 용액 3 cm를 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 10분 후 광전색도계 또는 분광광도계로 광밀도를 측정한다. 흡광도 최대파장은 546 нм임을 고려한다. 바나듐:크롬 비가 10:1 이하이면 3분 후에도 측정할 수 있다.

비교용액은 물을 사용.

동시에 대조실험을 수행한다. 대조용 비커(100 cm)에는 피험 용액보다 3.5 cm 적은 4 mol/dm 황산 용액을 넣고 조심스럽게 5 cm의 수산화나트륨 용액을 붓고 3.1절에 따라 분석을 수행한다.

크롬의 질량은 교정곡선으로부터 구하며 대조실험의 보정을 고려한다.

분석 중 사용한 기구류를 크롬 혼합물로 세척하는 것은 금지됨.

3.2. 교정곡선 작성

100 cm 비커들에 10 cm의 알루미늄 용액(25 g/dm 농도)을 넣고 마이크로뷰렛으로 용액 B를 0; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10 cm씩 가하여 (이것은 크롬 0; 0.002; 0.004; 0.008; 0.012; 0.016; 0.020; 0.025 mg에 해당) 필요한 4 mol/dm 황산을 넣고 수산화알루미늄을 용해시킨 후 냉각하고 1:10으로 희석한 오르토인산 3 cm를 첨가하고 3.1절에 따라 분석을 수행한다.

비교용액은 크롬을 첨가하지 않은 용액을 사용. 측정된 흡광도 값과 알려진 크롬 질량을 사용하여 교정곡선을 작성한다.

3.1, 3.2. (개정 문장, Изм. N 1, 3).

3.3. 추출을 수반하는 분석 절차

3.3.1. 시료 1 g을 산 혼합물 50 cm에 소량씩 나누어 250 cm 비커(덮개 포함)에 넣어 용해시킨다.

초고순도의 알루미늄을 용해할 때는 용해 촉진을 위해 혼합산을 넣기 전에 니켈염 용액 1 cm를 비커에 넣는다.

반응이 끝나면 덮개와 비커 벽을 소량의 물로 씻고 용액을 농축하여 황산 증기가 올라올 때까지 증발시키고 추가로 10분 더 가열한다. 용액을 냉각하고 40−60 cm의 물을 넣어 가열하여 염을 용해시킨다. 용액을 냉각하여 100 cm 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액에 규산의 침전물이 생기면 중간밀도 필터로 여과하고 비커 및 침전물을 여러 번 뜨거운 물로 세척한다. 필터와 침전물은 백금 도가니에 넣어 건조시킨 뒤 소각하고 이어 1000 °C에서 20분간 소성한다.

냉각 후 도가니에 황산 2방울, 질산 2 cm 및 불산 용액 5 cm를 가하고 완전히 증발시킨다. 냉각 후 도가니 내용을 소량의 뜨거운 물에 녹이고 4 mol/dm 황산 용액 몇 방울을 더해 용해시킨다. 이 용액을 주 여과액과 합쳐 50−60 cm까지 감압 증발시키고 냉각한 후 100 cm 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운다.

시료 용액의 알리콧 및 20 g/dm 알루미늄 용액의 양은 표 1에 따라 취하고 이를 30 cm 표시가 있는 100 cm 비커에 넣는다.

표 1

용액에 헥사세로니트레이트 암모늄 용액 2.0 cm를 넣고 물로 30 cm까지 희석한다. 혼합 후 용액을 덮개로 덮고 끓는 수욕에서 25분간 가열하며 용액 부피가 유지되도록 물을 보충한다. 그 다음 용액을 5−10 °C로 냉각한다.

용액을 45 cm 표시가 있는 100 cm 분배 깔때기로 옮기고 5−10 °C 온도의 물로 비커를 헹군다. 용액 부피를 눈금까지 물로 보충한다. 그런 다음 깔때기에 4.5 cm의 6 mol/dm 염산 용액을 가하고 혼합한 후 MIBK 25 cm를 넣고 1분간 흔든다. 층분리가 일어나면 수상층을 다른 100 cm 분배 깔때기로 옮기고 MIBK 25 cm를 넣어 다시 1분간 흔든다. 층분리 후 수상층을 버리고 유기층들을 첫 번째 깔때기에 모은다. 용액을 가라앉힌 다음 수상층을 버린다. 유기층에 0.5 mol/dm 염산 25 cm를 가하고 5초간 흔든 뒤 층분리 후 수상층을 버린다.

크롬 질량분율이 0.0002~0.005%일 경우 물로 재추출을 수행: 한 번 10 cm와 두 번 5 cm의 물을 각각 30초간 흔들어 넣는다. 얻어진 수상층을 25 cm 눈금 플라스크에 모은다.

크롬 질량분율이 0.005~0.1%일 경우 유기층에서 물로 크롬을 재추출: 15 cm씩 세 번 첨가하고 각 30초간 흔든다. 얻어진 수상층을 50 cm 눈금 플라스크에 모은다.

25 cm 눈금 플라스크에 2 mol/dm 기준의 황산 1.3 cm를 넣고 혼합한 다음 1% 질량분율의 디페닐카바지드 용액 0.5 cm를 50 cm 눈금 플라스크에 넣고 2.5 cm의 2 mol/dm 황산 용액을 넣고 혼합한 뒤 1 cm의 1% 디페닐카바지드 용액을 추가로 넣는다. 플라스크의 용액을 물로 눈금까지 채우고 혼합한다.

디페닐카바지드를 첨가한 지 10분 후 광전색도계 또는 분광광도계로 흡광도를 측정한다(흡광도 최대파장 546 нм).

비교용액은 물.

대조용액은 교정곡선 작성시 크롬이 포함되지 않은 용액으로 조제.

분석 중 사용한 기구류를 크롬 혼합물로 세척하는 것은 금지됨.

3.3.2. 크롬 질량분율 0.0002~0.005% 범위의 교정곡선 작성 시에는 30 cm 표시가 있는 100 cm 비커에 10 cm의 20 g/dm 알루미늄 용액을 넣고 마이크로뷰렛으로 용액 V를 0; 0.5; 1.0; 2.5; 5.0; 10 cm씩 가한다(이는 크롬 0; 0.0005; 0.001; 0.0025; 0.005; 0.10 mg에 해당).

크롬 질량분율 0.005~0.1% 범위의 교정곡선 작성 시에는 30 cm 표시 100 cm 비커에 10 cm의 20 g/dm 알루미늄 용액을 넣고 마이크로뷰렛으로 용액 B를 0; 0.5; 1.0; 2.0; 2.5; 3.0 cm씩 가한다(이는 크롬 0; 0.01; 0.02; 0.04; 0.05; 0.06 mg에 해당).

비커 용액들에 헥사세로니트레이트 암모늄 용액 2 cm를 넣고 물로 30 cm까지 희석한 뒤 3.3.1절에 따라 진행한다.

비교용액은 크롬을 넣지 않은 용액.

측정된 흡광도와 알려진 크롬 질량으로 교정곡선을 작성한다.

3.3.1−3.3.2. (개정 문장, Изм. N 1, 3).

4. 결과 처리

4.1. 크롬의 질량분율 (W) (%)은 다음 식으로 계산한다.

,

여기서 — 교정곡선에서 구한 크롬 질량, mg;

— 전체 용액 부피, cm;

— 알리콧 부분의 부피, cm;

— 시료의 시중량, g.

4.2. 병행측정 결과 간 허용편차는 표 2에 제시된 값을 넘지 않아야 한다.

표 2

(개정 문장, Изм. N 1, 3).