ГОСТ 13047.3-2014

ГОСТ 13047.3−2014 니켈. 코발트. 코발트 중 코발트의 정량법

ГОСТ 13047.3−2014

국제(회원국) 표준

니켈. 코발트

코발트 중 코발트의 정량법

Nickel. Cobalt. Methods for determination of cobalt in cobalt

МКС 77.120.40

시행일 2016−01−01

서문

국제 표준화 업무의 목적, 주요 원칙 및 기본 절차는 ГОСТ 1.0−92 "국제(회원국) 표준화 체계. 기본 규정" 및 ГОСТ 1.2−2009 "국제(회원국) 표준화 체계. 국제(회원국) 표준, 국제 표준화에 관한 규칙 및 권고. 작성, 채택, 적용, 갱신 및 폐지 규정"에 규정되어 있다.

표준에 대한 정보

1 본 표준은 국제 표준화 기술위원회 МТК 501 "니켈" 및 МТК 502 "코발트"에 의해 개발되었다.

2 제출기관: 연방기술규격측정청 (Россандарт)

3 채택: 국제표준화·측정·인증위원회(2014년 10월 20일 회의록 N 71-П)

채택에 찬성한 기관:

4 연방기술규격측정청의 2015년 6월 24일자 명령 N 816-ст에 따라 본 국제 표준 ГОСТ 13047.3−2014는 2016년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가 표준으로 시행되었다.

5 본 표준은 ГОСТ 13047.3−2002를 대체한다.


본 표준에 대한 변경 사항은 연간 정보 색인 "국가 표준"에 게재되며, 변경 및 정정의 전문은 월간 정보 색인 "국가 표준"에 실린다. 본 표준이 개정(대체)되거나 폐지되는 경우 해당 고지는 월간 정보 색인 "국가 표준"에 게재된다. 해당 정보와 고지, 전문은 연방기술규격측정청의 인터넷 공식 사이트 등 공개 정보 시스템에도 게재된다.

1 적용범위

본 표준은 니켈에 대한 ГОСТ 123에 따라 코발트 중 코발트 함량을 전기중량법(코발트 질량분율이 최대 98.8%인 경우) 및 산술계산법(코발트 질량분율이 98.8% 초과인 경우)으로 결정하는 방법을 규정한다.

2 규범적 참조문헌

본 표준에서 다음 표준을 규범적 참조문헌으로 사용하였다:

ГОСТ 123−2008 코발트. 기술 조건

ГОСТ 199−78 시약. 아세트산나트륨(3수화물). 기술 조건

ГОСТ 3118−77 시약. 염산. 기술 조건

ГОСТ 3760−79 시약. 암모니아수. 기술 조건

ГОСТ 3769−78 시약. 황산암모늄. 기술 조건

ГОСТ 4204−77 시약. 황산. 기술 조건

ГОСТ 4461−77 시약. 질산. 기술 조건

ГОСТ 5457−75 아세틸렌(액상 및 기상) 기술 용도. 기술 조건

ГОСТ 5841−74 시약. 히드라진 황산염

ГОСТ 6563−75 귀금속 및 합금의 기술 제품. 기술 조건

ГОСТ 8776−2010 코발트. 화학-원자방출 분광분석법

ГОСТ 11125−84 특급 질산. 기술 조건

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

ГОСТ 13047.5−2014 니켈. 코발트. 코발트 중 니켈 정량법

ГОСТ 13047.6−2014 니켈. 코발트. 탄소 정량법

ГОСТ 13047.7−2014 니켈. 코발트. 황 정량법

ГОСТ 13047.8−2014 니켈. 코발트. 규소 정량법

ГОСТ 13047.9−2014 니켈. 코발트. 인 정량법

ГОСТ 13047.10−2014 니켈. 코발트. 구리 정량법

ГОСТ 13047.11−2014 니켈. 코발트. 아연 정량법

ГОСТ 13047.12−2014 니켈. 코발트. 안티몬 정량법

ГОСТ 13047.13−2014 니켈. 코발트. 납 정량법

ГОСТ 13047.14−2014 니켈. 코발트. 비스무트 정량법

ГОСТ 13047.15−2014 니켈. 코발트. 주석 정량법

ГОСТ 13047.16−2014 니켈. 코발트. 카드뮴 정량법

ГОСТ 13047.17−2014 니켈. 코발트. 철 정량법

ГОСТ 13047.18−2014 니켈. 코발트. 비소 정량법

ГОСТ 13047.19−2014 니켈. 코발트. 알루미늄 정량법

ГОСТ 13047.20−2014 니켈. 코발트. 마그네슘 정량법

ГОСТ 13047.21−2014 니켈. 코발트. 망간 정량법

ГОСТ 18300−87 재결정 에틸 알코올(공업용). 기술 조건

ГОСТ 24147−80 특급 암모니아수. 기술 조건

주 — 본 표준을 사용할 때에는 참조된 표준의 효력을 공개 정보 시스템(연방기술규격측정청의 공식 웹사이트) 또는 해당 연도 1월 1일 기준으로 출판된 연간 정보 색인 "국가 표준"과 당해 연도의 월간 정보 색인 "국가 표준"을 통해 확인하는 것이 바람직하다. 참조된 표준이 대체(변경)된 경우 본 표준 사용 시 그 대체(변경) 표준을 적용하여야 한다. 참조된 표준이 대체 없이 폐지된 경우에는 해당 참조가 영향을 주지 않는 범위에서 그 조항을 적용한다.

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 전기중량법

4.1 분석 방법

본 방법은 암모니아성 매질에서 백금 음극에 전해로 침적되는 코발트, 니켈, 구리 및 아연을 중량화하고, 전해 후 시료 용액에 남아 있는 코발트 질량을 분광광도법 또는 원자흡광법으로 결정하는 데 기초한다. 코발트, 니켈, 구리 및 아연의 질량분율은 ГОСТ 13047.5, ГОСТ 13047.10, ГОСТ 13047.11 또는 ГОСТ 8776에 따라 결정하며, 분석 결과 처리 시 이를 고려한다.

분광광도법은 니트로조-Р-염과의 코발트 착화합물 용액의 500 nm 파장에서의 흡광도 측정에 기초한다.

원자흡광법은 용액을 아세틸렌-공기 불꽃에 분무하여 플레임 원자화로 형성되는 코발트 원자들의 공명방출(흡수)에서 240.7 nm 파장에서의 흡광도를 측정하는 데 기초한다.

4.2 측정기기, 보조장치, 재료, 시약 및 용액

교반 하에서 전해를 수행할 수 있게 해주는 전류계, 전압계 및 리오스타트를 갖춘 전해 장치로, 전류 3〜4 A, 전압 2〜3 V에서 전해가 가능해야 한다.

아세틸렌-공기 불꽃에서의 측정을 수행할 수 있는 원자흡광분광기.

코발트 스펙트럼 선을 여기하기 위한 중공 음극램프.

파장 범위 490〜540 nm에서 측정이 가능한 분광광도계 또는 광전 컬러리미터.

백금 망상 전극(ГОСТ 6563에 따름).

아세틸렌(기체) — ГОСТ 5457.

질산 — ГОСТ 4461(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 11125, 1:1로 희석하여 사용.

황산 — ГОСТ 4204, 1:1 및 1:9로 희석하여 사용.

암모니아수 — ГОСТ 3760(필요 시 정제) 또는 ГОСТ 24147, 1:9로 희석하여 사용.

황산암모늄 — ГОСТ 3769.

염산 — ГОСТ 3118, 1:1로 희석하여 사용.

히드라진 황산염 — ГОСТ 5841.

아세트산나트륨 3수화물 — ГОСТ 199, 질량농도 0.5 g/cm³ 용액.

니트로조-Р-염 — 규격 [1]*, 질량농도 0.001 g/cm³ 용액.
________________
* 출처는 참고문헌(서지)에 기재되어 있다. — 데이터베이스 제작자 주.


재결정 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300.

범용 지시약지 — 규격 [2].

무회분 필터(또는 중간 밀도의 기타 필터) — 규격 [3].

ГОСТ 123에 따른 코발트, 코발트 질량분율 최대 99.25%.

농도를 알고 있는 코발트 표준 용액.

질량농도 0.001 g/cm³인 용액 A는 다음과 같이 제조한다: 코발트 시료 1.0000 g을 250 см³ 용량의 비커 또는 플라스크에 넣고 질산(1:1 희석) 25〜30 см³를 가하여 가열하여 용해하고 3〜5분 끓인 다음 냉각시킨다. 이어서 황산(1:1 희석) 20 см³를 넣고 용액을 황산 증기 발생까지 증발시킨 다음 냉각하고 증류수 80〜100 см³를 가하여 가열하여 염을 용해시키고 냉각한다. 용액을 1000 см³ 용량의 메스플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

질량농도 0.0001 g/cm³인 용액 B는 다음과 같이 제조한다: 100 cm³ 용량 메스플라스크에 용액 A 10 cm³를 옮기고 황산(1:1) 10 cm³를 넣어 증류수로 눈금까지 채운다.

질량농도 0.00001 g/cm³인 용액 C는 다음과 같이 제조한다: 100 cm³ 용량 메스플라스크에 용액 B 10 cm³를 옮기고 황산(1:9) 5 cm³를 넣어 증류수로 눈금까지 채운다.

4.3 분석 준비

4.3.1 분광광도법으로 코발트 질량을 정량하기 위한 검량선 작성 시, 100 cm³ 용량 메스플라스크에 용액 C를 각각 1, 2, 4, 6, 8 및 10 cm³씩 옮기고 증류수로 부피를 15 cm³까지 맞춘 다음 1〜2방울의 황산(1:1 희석)을 넣고 아세트산나트륨 5 cm³를 가한 후 4.4.4에 따라 분석을 수행한다.

검량 용액들에 포함된 코발트 질량은 각각 0.00001; 0.00002; 0.00004; 0.00006; 0.00008 및 0.00010 g이다.

검량용액의 흡광도 값과 이에 대응하는 코발트 질량으로부터, 코발트를 포함하지 않은 용액(시료 없이 준비한 용액)의 흡광도를 고려하여 검량곡선을 작성한다.

4.3.2 원자흡광법으로 코발트 질량을 정량하기 위한 검량선 작성 시, 250 cm³ 용량 메스플라스크에 용액 B를 1, 2, 4, 6, 8 및 10 cm³씩 옮기고 증류수로 눈금까지 맞춘 후 4.4.5에 따라 흡광도를 측정한다.

검량용액들에 포함된 코발트 질량은 각각 0.0001; 0.0002; 0.0004; 0.0006; 0.0008 및 0.0010 g이다.

4.4 분석 수행

4.4.1 약 1.000 g의 시료를 비커 또는 250 cm³ 용량 플라스크에 넣고 질산(1:1 희석) 15〜20 cm³를 가하여 가열하여 용해한 후 2〜3분간 끓이고 냉각시킨다. 이어서 황산(1:1 희석) 15 cm³를 가하고 용액을 황산 증기 발생까지 증발시킨 후 냉각시킨다.

증류수 50〜60 cm³를 가하고 황산암모늄 3〜4 g을 넣어 가열하여 염을 용해시키고 냉각시킨다. 교반하면서 암모니아수를 냄새가 날 때까지 가한 다음 추가로 80 cm³를 더 가한다.

침전이 있는 용액을 25〜30분 동안 따뜻한 곳에 두었다가 필터(적색 또는 백색 띠)로 여과하여 여과액을 250 cm³ 용량 비커에 모으고, 필터 위의 침전은 1:9로 희석한 암모니아수로 2〜3회 세척한다. 세척한 여과액은 4.4.2에 따라 사용한다.

필터에 남은 침전은 10〜15 cm³의 뜨거운 염산(1:1 희석)으로 용해하고 필터를 뜨거운 물로 3〜4회 세척하여 필터 세척액을 침전이 생성된 비커에 모은다. 용액에 황산(1:1) 10 cm³를 가하고 황산 증기 발생까지 증발시킨 다음 냉각하고 증류수 20〜30 cm³를 가하여 가열해 염을 용해시킨다. 용액을 250 cm³ 용량 메스플라스크로 옮기고 4.4.3에 따라 사용한다.

4.4.2 여과액에 히드라진 2.0 g을 가하고 증류수로 부피를 200 cm³로 맞춘 다음 교반하면서 전해를 1〜1.5시간 동안 수행한다(교반하면서 사전에 저울로 질량을 측정한 백금 전극을 사용). 전류 3〜4 A, 전압 2〜3 V에서 수행한다. 용액이 탈색되면 비커 벽과 돌출된 전극 부위를 증류수로 씻어내고 증류수 15〜20 cm³를 가한 후 전해를 10〜15분 더 계속한다.

전극을 용액에서 꺼내 증류수로 씻고 전원을 끈다. 전극을 에틸 알코올로 세척한 후 95〜105 °C에서 15〜20분간 건조시키고 냉각한 뒤 저울로 질량을 측정한다.

4.4.3 전해 후 용액을 40〜50 cm³로 감량하여 황산(1:1 희석)을 가해 pH를 범용 지시약지로 1〜2로 조정한다. 이 용액을 250 cm³ 용량 메스플라스크의 용액에 합치고 증류수로 눈금까지 맞춘 다음 분광광도법(4.4.4)이나 원자흡광법(4.4.5)에 따라 코발트 질량을 결정한다.

4.4.4 분광광도법을 사용하는 경우, 100 cm³ 용량 메스플라스크에 4.4.3의 용액 일부(앨리콧)를 옮기고 암모니아수를 가하여 철(III) 수산화물의 침전이 생기게 한 뒤, 이를 1:1로 희석한 황산 2〜3방울로 용해한다.

용액에 아세트산나트륨 5 cm³를 가하고 2〜3분간 끓인 다음 니트로조-Р-염 용액 10 cm³를 넣고 2〜3분간 끓인다. 이어서 질산(1:1) 10 cm³를 가하고 1분간 끓인다. 용액을 냉각시키고 100 cm³ 용량 메스플라스크로 옮겨 증류수로 눈금까지 맞춘다.

5〜7분 후 분광광도계에서 500 nm 파장에서 흡광도를 측정하거나 광전 컬러리미터로 490〜540 nm 범위 내에서 측정한다. 대조용액으로는 코발트 용액을 넣지 않고 준비한 검량용액을 사용한다.

시료 용액의 흡광도로부터 4.3.1에 의해 작성된 검량곡선에서 코발트 질량을 구하고, 용액의 희석 계수를 고려하여 질량을 산출한다.

4.4.5 원자흡광법을 사용하는 경우, 4.4.3에 따른 시료 용액과 4.3.2의 검량용액을 240.7 nm 파장, 슬릿 너비 ≤ 1.0 nm 조건에서 각각 최소 두 번 이상 아세틸렌-공기 불꽃에 순차적으로 분무하여 흡광도를 측정한다. 분무 시스템을 증류수로 세척하고, 영점 및 검량곡선의 안정성을 확인한다.

검량용액의 흡광도 값과 이에 대응하는 코발트 질량으로 검량곡선을 작성한다.

시료 용액의 흡광도로부터 검량곡선으로 코발트 질량을 구한다.

한 번의 분석에서 2회 또는 3회의 병행측정을 실시한다.

4.5 분석 결과 처리

코발트의 질량분율 X(%)는 다음 식으로 계산한다.

, (1)

여기서 М(катода после электролиза) — 전해 후 음극(카소드)의 질량, g;

М(катода до электролиза) — 전해 전 음극의 질량, g;

М(анода до электролиза) — 전해 전 양극의 질량, g;

М(анода после электролиза) — 전해 후 양극의 질량, g;

М(кобальта в растворе пробы) — 시료 용액 중 코발트의 질량, g;

М — 시료 채취 질량, g;

Х(никеля) — 시료 내 니켈의 질량분율, %;

Х(меди) — 시료 내 구리의 질량분율, %;

Х(цинка) — 시료 내 아연의 질량분율, %.

4.6 분석 정밀도 관리

분석 결과의 정밀도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다.

분석 결과의 확장 불확실도 U는 0.3%이다.

정밀도 관리 기준 — 두세 번의 병행측정 결과의 반복성 한계 r은 각각 0.2% 및 0.3%이고, 두 분석 결과에 대한 재현성 한계 R은 신뢰수준 P=0.95에서 0.4%이다.

5 산술계산법

코발트의 질량분율(코발트 질량분율이 98.8% 초과인 경우)은 산술계산법으로 결정한다. 이를 위해 ГОСТ 123에서 규정한 불순물의 질량분율 합계 및 ГОСТ 13047.5〜ГОСТ 13047.21 또는 ГОСТ 8776에 따라 결정한 규소 및 알루미늄의 질량분율을 소수점 아래를 반올림하지 않고 합산한 후 100%에서 차감한다.

얻어진 결과는 ГОСТ 123의 화학 성분 표에 명시된 유효숫자 수에 맞추어 반올림한다.

참고문헌