ГОСТ 13047.5-2014

ГОСТ 13047.5−2014 Никель. Кобальт. Методы определения никеля в кобальте

ГОСТ 13047.5−2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НИКЕЛЬ. КОБАЛЬТ

Методы определения никеля в кобальте

Nickel. Cobalt. Methods for determination of nickel in cobalt

МКС 77.120.40

Дата введения 2016−01−01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0−92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2−2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН межгосударственными техническими комитетами по стандартизации МТК 501 «Никель» и МТК 502 «Кобальт"

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 октября 2014 г. N 71-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004−97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004−97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Грузия	GE	Грузстандарт
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 816-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 13047.5−2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2016 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 13047.5−2002


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает спектрофотометрический и атомно-абсорбционный методы определения никеля (при массовой доле никеля от 0,0010% до 0,60%) в кобальте по ГОСТ 123 и кобальтовом порошке по ГОСТ 9721. В качестве арбитражного метода используется атомно-абсорбционный метод.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83−79 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 123−2008 Кобальт. Технические условия

ГОСТ 849−2008 Никель первичный. Технические условия

ГОСТ 3118−77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760−79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773−72 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 4204−77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328−77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4461−77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5457−75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия

ГОСТ 5828−77 Реактивы. Диметилглиоксим. Технические условия

ГОСТ 5845−79 Реактивы. Калий-натрий виннокислый 4-водный. Технические условия

ГОСТ 9721−79 Порошок кобальтовый. Технические условия

ГОСТ 9722−97 Порошок никелевый. Технические условия

ГОСТ 10929−76 Реактивы. Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 11125−84 Кислота азотная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 13047.1−2014 Никель. Кобальт. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 14261−77 Кислота соляная особой чистоты. Технические условия

ГОСТ 18300−87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 20015−88 Хлороформ. Технические условия

ГОСТ 20478−75 Реактивы. Аммоний надсернокислый. Технические условия

ГОСТ 22280−76 Реактивы. Натрий лимоннокислый 5,5-водный. Технические условия

ГОСТ 24147−80 Аммиак водный особой чистоты. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие требования и требования безопасности

Общие требования к методам анализа, качеству используемой дистиллированной воды и лабораторной посуды и требования безопасности при проведении работ — по ГОСТ 13047.1.

4 Спектрофотометрический метод

4.1 Метод анализа

Метод основан на измерении светопоглощения при длине волны 440 нм раствора комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом после предварительной экстракции его хлороформом.

4.2 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы и растворы

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр, обеспечивающий проведение измерений в диапазоне длин волн от 420 до 460 нм.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 11125, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, при необходимости очищенная перегонкой, или по ГОСТ 14261, разбавленная 1:24.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1 и 1:4.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, при необходимости очищенный перегонкой, или по ГОСТ 24147, разбавленный 1:1 и 1:19.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478, раствор массовой концентрации 0,03 г/см.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор массовой концентрации 0,04 г/см.

Натрий лимоннокислый трехзамещенный по ГОСТ 22280, раствор массовой концентрации 0,03 г/см.

Натрий углекислый по ГОСТ 83, раствор массовой концентрации 0,05 г/см.

Калий-натрий виннокислый 4-водный по ГОСТ 5845, раствор массовой концентрации 0,2 г/см.

Диметилглиоксим по ГОСТ 5828, раствор массовой концентрации 0,01 г/смв этиловом спирте и раствор массовой концентрации 0,01 г/смв растворе гидроокиси натрия массовой концентрации 0,04 г/см.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Хлороформ по ГОСТ 20015 или фармакопейный по [1].

Универсальная индикаторная бумага по [2]*.
________________
* См. раздел Библиография. — Примечание изготовителя базы данных.


Фильтры обеззоленные по [3] или другие фильтры средней плотности.

Никель первичный по ГОСТ 849.

Никелевый порошок по ГОСТ 9722.

Растворы никеля известной концентрации.

Раствор, A массовой концентрации никеля 0,0005 г/см готовят следующим образом: 원니켈 또는 니켈 분말을 0,5000 g 취한 시료를 용량 250 см 비커에 넣고, 질산(1:1 희석) 15–20 см를 가하여 가열하여 용해시키고 2–3분간 끓인다. 니켈 분말을 사용할 경우, 용액을 1:9로 희석한 질산으로 두세 번 미리 세척한 여과지(적색 또는 백색 띠)를 통해 여과한다. 여과지는 뜨거운 증류수로 두세 번 세척한다. 용액에 1:1로 희석한 황산 20 см를 가하고 황산 증기 발생 시까지 졸여서 냉각한다. 증류수 60–70 см를 가하여 가열하여 염을 용해시키고 냉각한다. 용액을 용량 1000 см의 정량플라스크로 옮기고 1:4로 희석한 황산 50 см를 가한 뒤 증류수로 눈금까지 채운다. Раствор Б массовой концентрации никеля 0,00005 г/см готовят следующим образом: 용량 100 см의 정량플라스크에 용액 A를 10 см 옮기고 1:4로 희석한 황산 5 см를 가한 뒤 증류수로 눈금까지 채운다. Раствор В массовой концентрации никеля 0,00001 г/см готовят следующим образом: 용량 100 см의 정량플라스크에 용액 B를 20 см 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

4.3 분석 준비

검량선을 작성하기 위하여 용량 100 см 정량플라스크에 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 및 10.0 см씩 옮기고 증류수로 부피를 25–30 см로 맞춘다. 그 다음 포도산칼륨-나트륨 용액 10 см, 수산화나트륨 용액 10 см, 과황산암모늄 용액 10 см 및 수산화나트륨 용액 중 디메틸글리옥심 용액 10 см를 가하고 증류수로 눈금까지 채운 후 4.4.6에 따라 용액의 흡광도를 측정한다. 검량용 용액들에 포함된 니켈의 질량은 각각 0,000005; 0,000010; 0,000020; 0,000040; 0,000060; 0,000080 및 0,000100 g이다. 검량용 용액의 흡광도 값과 해당 니켈 질량을 이용하여, 니켈을 넣지 않고 준비한 대조 용액의 흡광도를 고려하여 검량선을 작성한다.

4.4 분석 수행

4.4.1 시료 0,500 g을 취하여 용량 250 см의 비커 또는 플라스크에 넣고 1:1로 희석한 질산 15–20 см를 가하여 가열하여 용해시키고 용액을 5–6 см까지 졸인다.

4.4.2 니켈 질량분율이 0,020% 이하인 경우 4.4.1의 용액에 증류수 100–120 см를 가하고, 시트르산나트륨 용액 5 см, 염화암모늄 5–6 g, 암모니아 20 см, 과산화수소 4 см를 가하고 8–10분 끓인다. 용액을 냉각시키고 1:1로 희석한 염산으로 중화하여 범용 지시약지로 pH 8–9가 되도록 맞춘 후 용액을 용량 500 см 분액깔때기로 옮긴다. 증류수를 가하여 부피를 200 см로 하고, 디메틸글리옥심의 에탄올 용액 120 см와 클로로포름 20 см를 가하여 1분간 추출한 다음 4.4.5에 따라 분석을 진행한다.

4.4.3 니켈 질량분율이 0,02%에서 0,20% 사이인 경우 4.4.1의 용액에 증류수 60–70 см를 가하고 끓여서 냉각한 후 용액을 용량 250 см의 정량플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다. 용액의 할당액 25 см를 취하여 용량 250 см 비커에 넣고 증류수로 부피를 70–80 см로 맞춘다. 시트르산나트륨 용액 5 см, 염화암모늄 2–3 g, 암모니아 용액 15 см 및 과산화수소 2 см를 가하고 8–10분 끓인다. 용액을 냉각시키고 1:1로 희석한 염산으로 중화하여 범용 지시약지로 pH 8–9로 맞춘 후 용액을 용량 250 см 분액깔때기로 옮긴다. 디메틸글리옥심의 에탄올 용액 50 см와 클로로포름 20 см를 가하여 1분간 추출한 다음 4.4.5에 따라 분석을 진행한다.

4.4.4 니켈 질량분율이 0,20%를 초과하는 경우 4.4.1의 용액에 증류수 60–70 см를 가하고 끓여서 냉각한 후 용액을 용량 500 см의 정량플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다. 할당액 5 см를 취하여 용량 100 см 비커에 옮기고 증류수로 부피를 20 см로 맞춘다. 시트르산나트륨 용액 5 см를 가하고 암모니아로 pH 8–9로 중화한 뒤 용액을 용량 100 см 분액깔때기로 옮긴다. 디메틸글리옥심의 에탄올 용액 15 см와 클로로포름 20 см를 가하고 1분간 추출한다.

4.4.5 하층(유기상)을 용량 100 см 분액깔때기로 흘려보내고, 수상에는 클로로포름 20 см를 가하여 재추출을 반복한다. 유기상은 같은 분액깔때기에 모으고 수상은 버린다. 유기상을 용액이 탈색될 때까지 세정한다. 1:19로 희석한 암모니아 15, 10 및 5 см를 순차적으로 가하여 분액깔때기를 10–15회 흔든다. 세정한 유기상에 1:24로 희석한 염산 15 см를 가하고 분액깔때기를 1분간 흔든다. 유기상은 다른 분액깔때기로 흘려보내고 수상은 용량 100 см 비커로 받는다. 재추출을 1:24 희석 염산 15 см를 사용하여 반복한다. 수상은 같은 비커에 모으고 유기상은 폐기한다. 수상에는 1:1 희석한 황산 5 см를 가하고 유기잔류물을 분해하기 위하여 질산 용액 0,5 см씩 한두 세 번 방울로 가한다. 그 후 다시 황산 증기 발생 시까지 졸인다. 냉각된 잔류물에 증류수 10–15 см를 가하고 염을 용해시키기 위해 가열한 후 다시 냉각한다.

4.4.6 용액을 용량 100 см 정량플라스크로 옮기고 포도산칼륨-나트륨 용액 10 см, 수산화나트륨 용액 10 см, 과황산암모늄 용액 10 см 및 수산화나트륨 용액 중 디메틸글리옥심 용액 10 см를 가하고 증류수로 눈금까지 채운다. 5–7분 후 분광광도계에서 파장 440 nm에서 또는 광전 컬러리미터에서 파장 범위 420–460 nm에서 용액의 흡광도를 측정한다. 비교용 용액으로는 4.3에 따라 니켈 용액을 첨가하지 않고 준비한 용액을 사용한다. 시료 용액의 흡광도 값으로부터 검량선에 따라 니켈의 질량을 구한다.

4.5 분석 결과의 처리

시료 중 니켈의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다:

, (1)

여기서 М — 시료 용액 내의 니켈 질량, g;

М — 대조 실험 용액 내 니켈 질량, g;

K — 시료 용액의 희석 계수;

М — 시료 취중량, g.

4.6 분석 정확도 관리

분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다. 정밀도 관리 규범(반복정밀도 및 재현성 한계)과 정확도 관리 지표(확대 불확실도)는 표 1에 제시되어 있다. 표 1 — 분석 결과의 정밀도 관리 규범(반복정밀도 및 재현성 한계)과 정확도 관리 지표(확대 불확실도), 신뢰수준 P=0.95

단위: %

니켈 질량분율	반복한정(평행측정 두 결과), r	반복한정(평행측정 세 결과), r	재현성 한계(두 분석 결과), R	확대 불확실도 U (k=2)
0,0010	0,0002	0,0003	0,0004	0,0003
0,0020	0,0003	0,0004	0,0006	0,0004
0,0030	0,0004	0,0005	0,0008	0,0006
0,0050	0,0006	0,0007	0,0012	0,0008
0,0100	0,0010	0,0012	0,0020	0,0015
0,020	0,0020	0,0020	0,0040	0,0030
0,030	0,0030	0,0040	0,0060	0,004
0,050	0,0050	0,0060	0,0100	0,007
0,100	0,0070	0,0080	0,0140	0,010
0,200	0,0100	0,0120	0,0200	0,015
0,300	0,015	0,020	0,030	0,020
0,500	0,020	0,030	0,040	0,030
0,60	0,03	0,04	0,06	0,04

5 원자흡수법

5.1 분석 방법

이 방법은 아세틸렌-공기 화염에서 시료 용액을 분무하여 플레임 원자화시 생성되는 니켈 원자에 의한 공명 방출선의 파장 232.0 또는 231.1 nm에서의 흡광도를 측정하는 것에 기반한다.

5.2 측정기기, 보조장치, 재료, 시약 및 용액

아세틸렌-공기 화염에서 측정이 가능한 원자흡광분광기(원자흡광광도계).

니켈의 스펙트럼선을 여기하기 위한 중공 음극램프.

아세틸렌(기체) — ГОСТ 5457.

무회화 필터지([3]) 또는 중간 밀도의 여과지.

질산 — ГОСТ 4461(필요 시 증류로 정제) 또는 ГОСТ 11125, 1:1 및 1:19로 희석하여 사용.

코발트 — ГОСТ 123 또는 니켈 질량분율이 사전 확정(인증)되어 있는 코발트 조성의 표준물질(예: [4]). 니켈 질량분율이 0,001% 이하로 인증된 것.

니켈 분말 — ГОСТ 9722 또는 원니켈 — ГОСТ 849.

알려진 농도의 니켈 용액들.

용액 A: 니켈 질량농도 0,001 г/см 준비 방법: 원니켈 또는 니켈 분말을 1,0000 g 취하여 용량 250 см의 비커 또는 플라스크에 넣고 1:1로 희석한 질산 20–25 см를 가하여 가열하여 용해시키고 3–5분간 끓인다. 니켈 분말 사용 시 용액을 1:9 희석 질산으로 두세 번 미리 세척한 여과지(적색 또는 백색 띠)를 통해 여과한다. 여과지는 뜨거운 증류수로 두세 번 세척한다. 용액을 냉각시켜 용량 1000 см 정량플라스크로 옮기고 1:1 희석 질산 50 см를 가한 뒤 증류수로 눈금까지 채운다. 용액 B: 니켈 질량농도 0,0001 г/см 준비 방법: 용량 100 см 정량플라스크에 용액 A 10 см를 옮기고 1:1 희석 질산 10 см를 가한 다음 증류수로 눈금까지 채운다.

5.3 분석 준비

5.3.1 니켈 질량분율이 0,010% 이하를 결정할 때의 검량선 1 작성: 코발트 시료 또는 코발트 조성의 표준물질을 5,000 g씩 취하여 용량 250 см의 비커 또는 플라스크에 넣는다. 시료수는 검량선 점 수(대조 실험 포함)에 맞추어야 한다. 코발트 시료 또는 표준시료를 1:1 희석 질산 50–60 см에서 가열하여 용해시키고 15–20 см까지 졸인 뒤 50–60 см의 증류수를 가하고 끓여서 냉각한 후 용액을 용량 100 см 정량플라스크로 옮긴다. 그 플라스크들에 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 및 5.0 см씩 옮긴다. 대조 실험용 플라스크에는 니켈 함유 용액을 가하지 않고 증류수로 눈금까지 채운 후 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 검량용 용액들에 포함된 니켈 질량은 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040 및 0,00050 g이다.

5.3.2 니켈 질량분율이 0,010–0,050%인 경우의 검량선 2 작성: 코발트 시료 또는 표준시료를 1,000 g씩 취하여 용량 250 см의 비커 또는 플라스크에 넣는다. 시료수는 검량선 점 수와 일치해야 한다. 코발트 시료를 1:1 희석 질산 15–20 см에서 용해시키고 5–7 см까지 졸인 뒤 50–60 см의 증류수를 가하여 끓이고 냉각한 후 용액을 용량 100 см 정량플라스크로 옮긴다. 그 플라스크들에 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 및 5.0 см씩 옮긴다. 대조 실험용 플라스크에는 니켈 용액을 가하지 않고 증류수로 눈금까지 채운 후 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 검량용 용액의 니켈 질량은 5.3.1에 기재된 값과 같다.

5.3.3 니켈 질량분율이 0,050%를 초과하는 경우의 검량선 3 작성: 용량 100 см 정량플라스크에 5.3.2에 따라 준비한 대조 실험용 용액을 각각 10 см씩 옮기고 용액 B를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 및 6.0 см씩 가한다. 대조 실험용 플라스크 중 하나에는 니켈 용액을 가하지 않고 1:19로 희석한 질산으로 눈금까지 채운 뒤 5.4에 따라 흡광도를 측정한다. 검량용 용액들에 포함된 니켈 질량은 0,00005; 0,00010; 0,00020; 0,00030; 0,00040 및 0,00060 g이다.

5.4 분석 수행

표 2에 따라 시료의 취중량을 정하여 용량 250 см의 비커 또는 플라스크에 넣는다.

표 2 — 시료 용액 준비 조건

니켈 질량분율 범위, %					시료 취중량, g	시료 용액의 할당액 부피, см	검량선 번호
에서	0,001	까지	0,010	포함	5,000	전부	1
초과	0,010	«	0,050	«	1,000	동일	2
«	0,050	«	0,400	«	1,000	10	3
«	0,400	«	0,600	«	1,000	5	3

시료 5,000 g은 1:1 희석 질산 50–60 см에서 용해시키고 시료 1,000 g은 1:1 희석 질산 15–20 см에서 용해시킨다. 이를 15–20 см 또는 5–7 см까지 졸인 후 증류수 40–50 см를 가하여 끓이고 냉각한다. 용액을 용량 100 см 정량플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다. 니켈 질량분율이 0,050%를 초과하는 경우에는 표 2에 따른 할당액 부피를 용량 100 см 정량플라스크에 옮기고 1:19로 희석한 질산으로 눈금까지 채운다. 시료와 검량용 용액의 흡광도는 파장 232,0 nm에서 슬롯폭(슬릿 폭) 0,2 nm 이하로 각각 최소 두 번 측정하며, 이들을 순차적으로 아세틸렌-공기 화염에 분무한다. 분무장치를 증류수로 세척하고 영점(제로) 및 검량선의 안정성을 확인한다. 영점 확인용으로는 5.3에 따라 준비한 해당 대조 실험 용액을 사용한다. 검량용 용액의 흡광도 값과 해당 니켈 질량으로 검량선을 작성한 다음, 시료 용액의 흡광도로부터 검량선에 의해 니켈 질량을 구한다.

5.5 분석 결과의 처리

시료 중 니켈의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다:

, (2)

여기서 М — 시료 용액 내 니켈 질량, g;

K — 시료 용액의 희석 계수;

М — 시료 취중량, g.

5.6 분석 정확도 관리

분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다. 정밀도 관리 규범(반복정밀도 및 재현성 한계)과 정확도 관리 지표(확대 불확실도)는 표 1을 참조한다.

참고문헌

[1]	ГФ Х, статья 160	약전용 클로로포름
[2]	ТУ 6-09-1181-89*	pH 1–10 및 7–14용 범용 지시약지
________________ * 본문에 언급된 기술조건(TU)은 여기에 수록되지 않았음. 추가 정보는 해당 링크를 참조할 것. — 데이터베이스 제작자 주.
[3]	ТУ 6-09-1678-95**	무회화 필터지(백색, 적색, 청색 띠)
__________________ ** 러시아 연방 내에서 유효함.
[4]	МСО 1664-2010	코발트 산화물 조성 표준(OK 세트)

UDC 669.24/.25:543.06:006.354	MSC 77.120.40
키워드: 니켈, 코발트, 화학분석, 질량분율, 측정기기, 용액, 시약, 시료, 검량선, 분석결과, 관리규범