ГОСТ 13047.17-2014

ГОСТ 13047.17−2014 니켈. 코발트. 철의 정량법

ГОСТ 13047.17−2014

국가간 표준

니켈. 코발트

철의 정량법

Nickel. Cobalt. Methods for determination of iron

МКС 77.120.40

시행일 2016−01−01

서문

국가간 표준화 작업의 목적, 기본 원칙 및 기본 절차는 ГОСТ 1.0−92 «국가간 표준화 체계. 기본 규정» 및 ГОСТ 1.2−2009 «국가간 표준화 체계. 국가간 표준, 국가간 표준화에 관한 규칙 및 권고. 작성·채택·적용·갱신 및 폐지 규칙»에 규정되어 있다.

표준에 관한 정보

1 제정: 국가간 기술표준위원회 МТК 501 «니켈» 및 МТК 502 «코발트»

2 제출: 연방기술규제·계량청(Росстандарт)

3 채택: 국가간 표준화·계량·인증 위원회(2014년 10월 20일 회의록 N 71-П)

채택에 찬성한 국가는 다음과 같다:

4 연방기술규제·계량청의 2015년 6월 24일자 명령 N 816-ст에 따라 국가간 표준 ГОСТ 13047.17−2014는 2016년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가 표준으로 시행되었다.

5 대체: ГОСТ 13047.17−2002


본 표준에 대한 변경사항은 연례 정보 색인 «국가 표준»에 게재되며, 변경 및 정정의 전문은 월간 정보 색인 «국가 표준»에 게재된다. 본 표준이 재검토(대체)되거나 폐지되는 경우 해당 통지는 월간 정보 색인 «국가 표준»에 공고된다. 관련 정보, 통지 및 전문은 공용 정보 시스템—연방기술규제·계량청의 공식 웹사이트에도 게재된다.

1 적용범위

본 표준은 초벌 니켈(ГОСТ 849), 니켈 분말(ГОСТ 9722), 코발트(ГОСТ 123) 및 코발트 분말(ГОСТ 9721)의 철(질량분율 0,001%~1,0%) 정량을 위한 분광광도법 및 원자흡광법을 규정한다. 중재법(결정적 방법)으로는 원자흡광법을 사용한다.

2 규범적 참고문헌

본 표준에서는 다음 표준을 규범적 참고문헌으로 사용하였다:

ГОСТ 123−2008 코발트. 기술 규격

ГОСТ 849−2008 니켈(원료). 기술 규격

ГОСТ 3118−77 시약. 염산. 기술 규격

ГОСТ 3760−79 시약. 수용 암모니아. 기술 규격

ГОСТ 4204−77 시약. 황산. 기술 규격

ГОСТ 4461−77 시약. 질산. 기술 규격

ГОСТ 4478−78 시약. 설폰살리실산(2수화물). 기술 규격

ГОСТ 5457−75 용해·기화 아세틸렌(산업용). 기술 규격

ГОСТ 9721−79 코발트 분말. 기술 규격

ГОСТ 9722−97 니켈 분말. 기술 규격

ГОСТ 11125−84 특급 질산. 기술 규격

ГОСТ 13047.1−2014 니켈. 코발트. 분석 방법에 대한 일반 요구사항

ГОСТ 14261−77 특급 염산. 기술 규격

ГОСТ 24147−80 특급 수용 암모니아. 기술 규격

참고 — 본 표준을 사용할 때에는 공용 정보 시스템(연방기술규제·계량청 공식 웹사이트)이나 연례 정보 색인 «국가 표준»(금년 1월 1일 기준) 및 금년 월간 정보 색인 «국가 표준»을 통해 참고 표준의 유효 여부를 확인하는 것이 바람직하다. 참고 표준이 대체(개정)된 경우 본 표준을 적용할 때에는 대체된(개정된) 표준을 따라야 한다. 참고 표준이 대체 없이 폐지된 경우에는 해당 표준에 대한 인용 부분이 그 인용과 관계없는 부분에서는 계속 적용된다.

3 일반 요구사항 및 안전 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항, 사용되는 증류수의 품질 및 실험기구, 작업 시 안전 요구사항은 ГОСТ 13047.1에 따른다.

4 분광광도법

4.1 분석 방법

본 방법은 이소아밀아세테이트로 염산성 매질에서 전추출하여 분리한 후 암모니아성 매질에서 설폰살리실산과 형성한 철의 착염의 415 nm 파장에서의 흡광도를 측정하는 것에 기반한다.

4.2 측정기기, 보조장치, 재료, 시약 및 용액

400∼430 nm 범위에서 측정이 가능한 분광광도계 또는 광전색도계.

질산 — ГОСТ 4461에 따른 질산(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 11125에 따른 질산을 1:1로 희석한 것.

염산 — ГОСТ 3118에 따른 염산(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 14261에 따른 염산을 3:1, 1:1 및 1:10으로 희석한 것.

황산 — ГОСТ 4204에 따른 황산을 1:1 및 1:9로 희석한 것.

설폰살리실산(2수화물) — ГОСТ 4478에 따른 것, 질량농도 0,1 g/см 용액.

수용 암모니아 — ГОСТ 3760에 따른 것(필요 시 정제) 또는 ГОСТ 24147에 따른 것을 1:1로 희석한 것.

카본일 철(참고문헌 [2]) 또는 주성분이 99.9% 이상인 기타 철.
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* 참고: 문헌 목록 참조. — 데이터베이스 제작자 주.


알려진 농도의 철 표준용액들.

용액 A(철 질량농도 0,001 g/см)는 다음과 같이 조제한다: 질량 1,0000 g의 철 시료를 250 см 용량의 비커 또는 플라스크에 넣고 염산(1:1) 20∼30 см를 가한 뒤 가열하며 용해시키고, 질산(1:1) 2∼3 см를 가하여 습성염으로 증발시킨다.

비커 또는 플라스크의 벽면을 증류수로 씻고, 황산(1:1) 30 см를 가한 뒤 황산 증기가 발생할 때까지 증발시키고 냉각한 다음 증류수 100 см를 가하여 가열하면서 염을 용해시키고 냉각하여 1000 см 용량의 정량플라스크로 옮기고 증류수로 정용한다.

용액 B(철 질량농도 0,0001 g/см)는 다음과 같이 조제한다: 100 см 용량의 정량플라스크에 용액 A 10 см를 옮기고 황산(1:9) 10 см를 가한 다음 증류수로 정용한다.

용액 В(철 질량농도 0,00001 g/см)는 다음과 같이 조제한다: 100 см 용량의 정량플라스크에 용액 B 10 см를 옮기고 황산(1:9) 10 см를 가한 다음 증류수로 정용한다.

4.3 분석 준비

4.3.1 분석을 실시하기 전에 사용하는 실험기구는 뜨거운 염산(1:1)으로 세척한 다음 증류수로 헹군다.

니켈(N-0, Н-1у, Н-1) 및 코발트(К-0) 표준품의 철 불순물 제거를 위해 시료를 사전 처리하는 것이 권장된다. 질량 7–10 g의 시료를 400 또는 600 cm³ 용량의 비커에 넣고 증류수 30–50 cm³로 희석한 1:10로 희석한 염산을 가한다. 시료 용액을 2–3분 동안 교반한 후 감압 또는 디캔테이션으로 용액을 따라 버리고 시료를 증류수 50 cm³씩 2–3회 세척한 다음 각 회마다 디캔테이션으로 용액을 따라 버린다. 시료는 여과지로 건조시키고 100 °C–110 °C에서 건조기에서 10분간 건조한다. 4.3.2 교정곡선을 작성하기 위하여 부피 100 cm³의 용적 플라스크에 용액 B를 각각 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 및 10.0 cm³ 옮기고 증류수로 부피를 15 cm³까지 채운 다음 10 cm³의 술포살리실산(설포살리실산) 용액을 가하고, 이후 4.4.2에 따라 분석을 실시한다. 교정용 용액에 포함된 철의 질량은 각각 0.00001; 0.00002; 0.00004; 0.00006; 0.00008 및 0.00010 g이다. 교정용 용액들의 흡광도 값과 그에 대응하는 철의 질량으로부터, 철을 첨가하지 않고 준비한 교정용 용액의 흡광도 값을 고려하여 교정곡선을 작성한다. 4.4 분석 수행 4.4.1 표 1에 따라 취한 시료 약량을 250 cm³ 용량의 비커 또는 플라스크에 넣는다. 표 1 — 시료 용액 준비 조건 - 철의 질량분율 범위, % - 시료 약량, g - 분취액의 부피, cm³ 범위: - 0.001–0.010 포함: 시료 1.000 g, 전체 용액 - >0.01–0.10: 시료 1.000 g, 25 cm³ - >0.10–0.50: 시료 0.500 g, 10 cm³ - >0.50–1.00: 시료 0.250 g, 10 cm³ 비커 또는 플라스크에 15–20 cm³의 1:1로 희석한 질산을 가하고 가열하여 용해한 후 습염(salty residue)이 될 때까지 증발시킨다. 비커 또는 플라스크의 벽을 증류수로 씻고 증발을 반복한 후 3:1로 희석한 염산 15 cm³을 가하고 염 화합물이 용해될 때까지 가열한 뒤 냉각한다. 철의 질량분율이 0.010%를 초과하는 경우 용액을 250 cm³ 용적 플라스크로 옮기고 3:1로 희석한 염산으로 눈금까지 채운다. 용액 또는 표 1에 따라 취한 분취액을 100 cm³ 용량의 분액 깔때기로 옮기고 3:1로 희석한 염산으로 부피를 40 cm³까지 하고 이소아밀 아세테이트 20 cm³를 가하여 1분간 흔든다. 수상(수층)은 버리고 유기층에는 3:1로 희석한 염산 15 cm³를 가하고 깔때기를 30초간 흔들어 수상을 버린 다음 유기층을 다시 3:1로 희석한 염산 15 cm³로 세척한다. 유기층에 증류수 20 cm³를 가하고 깔때기를 30초간 흔들어 수상층을 100 cm³ 비커로 분리하여 모은다. 유기층에는 다시 증류수 20 cm³를 가하고 추출을 반복한다. 두 번 얻은 수상층을 같은 비커에 모으고 유기층은 폐기한다. 결합된 수용액을 5–7 cm³까지 농축시키고 1:1로 희석한 황산 5 cm³를 가하고 황산 증기의 발생이 보일 때까지 증발시킨 다음 냉각하고 10–15 cm³의 증류수를 가하여 100 cm³ 용적 플라스크로 옮긴다. 4.4.2 용적 플라스크에 술포살리실산 용액 10 cm³를 넣고 암모니아를 가하여 용액이 황색이 될 때까지 처리한 뒤 추가로 5 cm³를 넣고 증류수로 눈금까지 채운다. 시료 용액과 대조 실험 용액의 흡광도를 15분 후 분광광도계에서 파장 415 nm에서 측정하거나 광전색도계로 400–430 nm 범위에서 측정하며 비교용액으로 증류수를 사용한다. 시료 용액의 흡광도로부터 교정곡표를 이용하여 철 질량을 찾는다. 4.5 분석 결과 처리 시료 내 철의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다: (식 1) 여기서: - m — 시료 용액 내 철의 질량, g; - mк — 대조 실험 용액 내 철의 질량, g; - M — 시료 약량, g; - K — 시료 용액의 희석 계수. 4.6 분석 정확도 관리 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다. 정밀도 관리 기준(반복성 및 재현성 한계) 및 분석 결과의 정확도 지표(확대 불확도)는 표 2에 제시되어 있다(신뢰수준 P=0.95). (표 2: 백분율 단위 — 철의 질량분율에 따른 반복성 한계 r(2개 동시측정), r(3개 동시측정), 재현성 한계 R(2회 분석), 확대 불확도 U(k=2) — 값들 표기) 5 원자 흡광법 5.1 분석 방법 이 방법은 아세틸렌-공기 불꽃에서 시료 용액 분무로 원자화될 때 생성되는 철 원자에 의한 공명 방사선의 248.3 nm 파장에서의 흡광도 측정에 기초한다. 5.2 측정기기, 보조장치, 재료, 시약 및 용액 - 아세틸렌-공기 불꽃에서 측정할 수 있는 원자흡광분광기. - 철 스펙트럼 선을 여기하기 위한 속이 빈 음극램프(hollow cathode lamp). - ГОСТ 5457에 따른 기체 아세틸렌. - 무회분 필터(문헌 [3]) 또는 중간 밀도의 기타 필터. - 질산: ГОСТ 4461(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 11125, 1:1, 1:9, 1:19로 희석. - 염산: ГОСТ 3118(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 14261, 1:1 및 1:2로 희석. - 니켈 분말: ГОСТ 9722 또는 표준 니켈 조성 시료(예: 문헌 [4])로 철의 질량분율이 0.002% 이하로 확립된 것. - 코발트: ГОСТ 123 또는 표준 코발트 조성 시료(예: 문헌 [5])로 철의 질량분율이 0.002% 이하로 사전 확정(증명)된 것. - 탄닐철(철 카보닐) 또는 순도 99.9% 이상의 철. - 알려진 농도의 철 표준 용액들. 철의 질량농도 0.001 g/cm³인 용액 A는 다음과 같이 제조한다: 철 1.000 g을 250 cm³ 비커에 넣고 25–30 cm³의 1:1 희석 질산을 가해 가열하여 용해시킨 다음 1–2 cm³의 1:1 희석 염산을 가하고 5–7 cm³로 증발시킨다. 비커 벽을 증류수로 씻고 다시 증발시킨 뒤 50–60 cm³ 증류수를 가해 냉각하고 1000 cm³ 용적 플라스크로 옮긴다. 그 후 1:1 희석 질산 20 cm³를 가하고 증류수로 눈금까지 채운다. 철의 질량농도 0.0001 g/cm³인 용액 B는 100 cm³ 용적 플라스크에 용액 A 10 cm³를 옮기고 1:1 희석 질산 10 cm³를 가한 다음 증류수로 눈금까지 채워 제조한다. 5.3 분석 준비 5.3.1 분석 전에 사용하는 실험용기를 1:1 희석 염산의 뜨거운 용액으로 세척한 후 증류수로 세척한다. 시료의 우발적 철 오염을 제거하기 위하여 4.3.1에 따라 시료를 사전 처리하는 것이 권장된다. 5.3.2 질량분율 철이 0.010% 이하를 정하는 교정곡선 1을 작성하기 위하여 니켈 분말 또는 코발트, 혹은 표준 니켈/코발트 시료의 약량 5.000 g을 250 cm³ 비커 또는 플라스크에 넣는다. 교정곡선의 점 수에 맞추어 동일한 수의 약량을 준비하되 대조 실험도 포함한다. 니켈 분말 등의 약량을 50–60 cm³의 1:1 희석 질산에서 가열하여 용해시킨다. 니켈 분말을 사용한 경우 용액은 필터(적색 또는 백색 띠)를 사용하여 여과하되 필터는 먼저 1:9 희석 질산으로 2–3회 세척하고 뜨거운 증류수로 2–3회 세척한다. 용액을 10–15 cm³까지 농축한 뒤 40–50 cm³의 증류수를 가하고 끓인 다음 냉각하여 100 cm³ 용적 플라스크로 옮긴다. 플라스크들에는 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 및 6.0 cm³씩 옮긴다. 대조 실험용 플라스크에는 철 함유 용액을 가하지 않고 증류수로 눈금까지 채운 뒤 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 교정용 용액들에 포함된 철의 질량은 0.00005; 0.00010; 0.00020; 0.00030; 0.00040; 0.00050 및 0.00060 g이다. 5.3.3 질량분율 철이 0.010% 초과인 경우의 교정곡선 2 작성을 위하여 니켈 분말 또는 코발트 등의 약량 1.000 g을 250 cm³ 비커에 넣고 15–20 cm³의 1:1 희석 질산에서 용해한 뒤 5.3.2에 따라 분석을 계속한다. 100 cm³ 용적 플라스크에 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0 cm³씩 옮기고 대조 실험용 플라스크는 철 용액을 넣지 않고 증류수로 눈금까지 채운 후 5.4에 따라 흡수도를 측정한다. 교정용 철 질량은 5.3.2와 동일하다. 5.3.4 질량분율 철이 0.050% 초과인 경우의 교정곡선 3 작성을 위해 100 cm³ 용적 플라스크에 20 cm³씩의 대조 실험용 용액(5.3.3에 따라 준비)을 옮기고 여기에 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0 cm³씩 가한다. 대조 실험용 플라스크 중 하나에는 철을 포함한 용액을 가하지 않고 1:19로 희석한 질산으로 눈금까지 채운 뒤 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 교정용 철 질량은 5.3.2 참조. 5.3.5 질량분율 철이 0.25% 초과인 경우의 교정곡선 4 작성을 위해 100 cm³ 용적 플라스크에 용액 B를 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 cm³ 옮긴다. 대조 실험용 플라스크 중 하나에는 철 용액을 가하지 않고 1:19 희석 질산으로 눈금까지 채운 다음 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 교정용 철 질량은 0.0001; 0.0002; 0.0003; 0.0004; 0.0005 g이다. 5.4 분석 수행 표 3에 따라 시료 약량을 250 cm³ 비커 또는 플라스크에 넣는다. 표 3 — 시료 용액 준비 조건 - 철의 질량분율 범위, % - 시료 약량, g - 분취액의 부피, cm³ - 교정곡선 번호 범위: - 0.001–0.010 포함: 시료 5.000 g, 전체 용액, 교정곡선 1 - >0.010–0.050: 시료 1.000 g, 동일(전체 용액), 교정곡선 2 - >0.05–0.25: 시료 1.000 g, 20 cm³, 교정곡선 3 - >0.25–1.00: 시료 1.000 g, 20/100/20 cm³ 처리, 교정곡선 4 시료 약량 5.000 g은 50–60 cm³의 1:1 희석 질산에서 가열하여 용해하고, 시료 약량 1.000 g은 15–20 cm³의 1:1 희석 질산에서 용해한다. 용액은 각각 15–20 cm³ 또는 5–7 cm³까지 농축한 뒤 100 cm³ 용적 플라스크로 옮기고 냉각한 후 증류수로 눈금까지 채운다. 철의 질량분율이 0.050%를 초과하는 경우에는 표 3에 따라 시료 용액을 1:19 희석 질산으로 100 cm³ 용적 플라스크에서 희석한다. 시료 용액과 교정곡선 작성을 위한 용액들의 흡광도는 파장 248.3 또는 248.8 nm에서, 슬릿 폭 0.15–0.30 nm로 각각 적어도 두 번 측정하며 아세틸렌-공기 불꽃에 연속적으로 분무한다. 분무기계를 증류수로 세척하고 영점과 교정곡선의 안정성을 확인한다. 영점 확인에는 5.3에 따라 준비한 해당 대조 실험용 용액을 사용한다. 교정용 용액들의 흡광도 값과 그에 대응하는 철의 질량으로 교정곡선을 작성한다. 시료 용액의 흡광도 값으로부터 교정곡선을 이용하여 철의 질량을 구한다. 5.5 분석 결과 처리 시료 내 철의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다: (식 2) 여기서: - m — 시료 용액 내 철의 질량, g; - K — 시료 용액의 희석 계수; - M — 시료 약량, g. 5.6 분석 정확도 관리 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다. 정밀도 관리 기준(반복성 및 재현성 한계) 및 분석 결과의 정확도 지표(확대 불확도)는 표 2에 제시되어 있다. 참고문헌 [1] ТУ 6-09-06-1229-85* - 아세트산 이소아밀 에스터(이소아밀아세테이트), 분석급 ________________ * 본문에서 언급된 기술조건(TU)은 여기서 모두 제시되지 않았다. 추가 정보는 관련 링크 참조. — 데이터베이스 발행자의 주석. [2] ТУ 6-09-05808009-262-92** - 탄닐철(철 카보닐) ОСЧ 13-2, ОСЧ 6-2 [3] ТУ 6-09-1678-95** - 무회분 필터(백색, 적색, 청색 띠) [4] МСО 1348-2007 - 니켈 산화물 조성의 표준시료(OKN 세트) [5] МСО 1664-2010 - 코발트 산화물 조성의 표준시료(OK 세트) _______________ * 러시아 연방 내에서 유효함. UDK 669.24/.25:543.06:006.354 ICS 77.120.40 키워드: 니켈, 코발트, 철, 화학 분석, 질량분율, 측정기기, 용액, 시약, 시료, 교정곡선, 분석 결과, 관리 규범