ГОСТ 13047.7-2014

ГОСТ 13047.7−2014 니켈. 코발트. 황의 측정 방법

ГОСТ 13047.7−2014

국가간 표준

니켈. 코발트

황의 측정 방법

Nickel. Cobalt. Methods for determination of sulphur

МКС 77.120.40

시행일 2016−01−01

서문

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

표준에 관한 정보

1 본 표준은 국가간 기술표준위원회 МТК 501 «니켈» 및 МТК 502 «코발트»에 의해 작성되었다.

2 제출: 연방 기술규제·계량청(로스스탄다르트)

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

채택에 찬성한 기관:

4 연방 기술규제·계량청장 명령 2015년 6월 24일 N 816-ст에 따라 본 국가간 표준 ГОСТ 13047.7−2014는 2016년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가표준으로 시행되었다.

5 대체: ГОСТ 13047.7−2002


본 표준에 대한 변경사항은 연례 정보 색인 «국가 표준»에 게재되며, 변경 및 정정의 전문은 월간 정보 색인 «국가 표준»에 게재된다. 본 표준이 개정(대체)되거나 폐지되는 경우 해당 통지는 월간 정보 색인 «국가 표준»에 공표된다. 관련 정보, 통지 및 전문은 또한 공용 정보 시스템—연방 기술규제·계량청의 공식 웹사이트에 게시된다.

1 적용 범위

본 표준은 1차 니켈(ГОСТ 849), 니켈 분말(ГОСТ 9722) 및 코발트(ГОСТ 123)에 대한 황의 분광광도법(질량분율 0,0003%에서 0,0050% 범위) 및 적외선 분광법(질량분율 0,0001%에서 0,050% 범위)을 규정한다. 중재법(조정법)으로는 적외선 분광법을 사용한다.

2 규범 참조

본 표준에서는 다음 표준들을 규범 참조하였다:

ГОСТ 8.315−97 국가 계측 단일성 보장 시스템. 물질 및 재료의 조성·특성 표준시료. 기본 규정

ГОСТ 123−2008 코발트. 기술 조건

ГОСТ 200−76 시약. 일수화물 인산수소나트륨(나트륨 하이포포스파이트). 기술 조건

ГОСТ 849−2008 1차 니켈. 기술 조건

ГОСТ 3118−77 시약. 염산. 기술 조건

ГОСТ 3652−69 시약. 구연산 일수화물 및 무수물. 기술 조건

ГОСТ 3760−79 시약. 암모니아 수용액. 기술 조건

ГОСТ 4166−76 시약. 황산나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4200−77 시약. 요오드화수소산. 기술 조건

ГОСТ 4233−77 시약. 염화나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4236−77 시약. 질산납(II). 기술 조건

ГОСТ 4461−77 시약. 질산. 기술 조건

ГОСТ 5583−78 (ISO 2046−73) 산소(기체) 산업용 및 의료용. 기술 조건

ГОСТ 9147−80 실험실 도자기 기구 및 장비. 기술 조건

ГОСТ 9293−74 (ISO 2435−73) 질소(기체·액체). 기술 조건

ГОСТ 9722−97 니켈 분말. 기술 조건

ГОСТ 10157−79 아르곤(기체·액체). 기술 조건

ГОСТ 10929−76 시약. 과산화수소. 기술 조건

ГОСТ 11125−84 고순도 질산. 기술 조건

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

ГОСТ 13498−79 백금 및 백금 합금. 등급

ГОСТ 14261−77 고순도 염산. 기술 조건

ГОСТ 24147−80 고순도 암모니아 수용액. 기술 조건

참고 — 본 표준을 사용할 때에는 공용 정보 시스템(연방 기술규제·계량청 공식 웹사이트) 또는 해당 연도의 연례 정보 색인 «국가 표준»과 월간 정보 색인 «국가 표준» 발행물을 통해 참조 표준의 유효성을 확인하는 것이 바람직하다. 참조 표준이 대체(변경)된 경우에는 대체된 표준을 따라야 한다. 참조 표준이 대체 없이 폐지된 경우에는 해당 참조를 포함하지 않는 부분에 관하여만 해당 규정을 적용한다.

3 일반 요구사항 및 안전 요구사항

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

4 분광광도법

4.1 분석 방법

이 방법은 환원 혼합물(나트륨 하이포포스파이트 및 요오드화수소산)로부터 황화수소를 증류시킨 후 형성되는 황화납의 콜로이드 용액의 400 nm 파장에서의 광흡광도를 측정하는 데 기반을 둔다.

4.2 측정기기, 보조 장치, 재료, 시약 및 용액

파장 범위 390–410 nm에서 측정이 가능한 분광광도계 또는 광전색도계.

질소화수소(황화수소) 증류용 장치: 반응 플라스크, 질소 주입용 유리튜브, 두 개의 포집기(리시버), 슬리브 연결관, 배출관 및 플라스크 가열기 등으로 구성된 설치.

질소(기체) — ГОСТ 9293 또는 아르곤(기체) — ГОСТ 10157.

질산 — ГОСТ 4461 (필요 시 증류하여 정제) 또는 ГОСТ 11125를 1:1로 희석한 용액.

염산 — ГОСТ 3118 (필요 시 증류하여 정제) 또는 ГОСТ 14261를 1:1, 1:9 및 1:10으로 희석한 용액.

요오드화수소산 — ГОСТ 4200.

구연산 일수화물 — ГОСТ 3652, 질량농도 0.02 g/см 용액.

암모니아수 — ГОСТ 3760 (필요 시 ГОСТ 24147), 1:2로 희석한 용액.

과산화수소 — ГОСТ 10929.

황산나트륨 — ГОСТ 4166, 95 °C에서 105 °C 사이에서 3–4시간 건조.

염화나트륨 — ГОСТ 4233.

일수화물 나트륨 하이포포스파이트(나트륨 히포포스파이트) — ГОСТ 200.

질산납(II) — ГОСТ 4236, 구연산 용액 중 질량농도 0.05 g/см 용액.

환원 혼합물은 다음과 같이 조제한다: 120 g의 나트륨 하이포포스파이트를 1000 см 용량의 삼목구경 플라스크에 넣고 환류냉각기(리플럭서)를 부착한 뒤 1:1로 희석한 염산 200 см와 요오드화수소산 400 см를 가하고 질소 또는 아르곤을 분당 60–80 기포 속도로 통과시키면서 5–6시간 가열한다. 혼합물은 암색 유리 용기(연마마개 사용)에 보관한다.

백금 — ГОСТ 13498.

질량농도 0.001 g/см의 백금 용액 조제: 0.100 g의 백금을 100 또는 150 см 비커에 넣고 질산 5 см와 염산 15 см를 가해 가열하여 용해시킨 뒤 건조시킨다. 건조 잔류물에 염산 5 см와 염화나트륨 0.1 g를 가하고 다시 건조시킨다. 이 과정을 염산 5 см로 네 번 반복한다. 건조 잔류물을 20 см의 1:1 희석 염산에 용해하여 100 см 정용 플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

질량농도 0.00004 g/см의 백금 용액 조제: 100 см 정용 플라스크에 0.001 g/см 용액 4 см를 옮기고 1:9로 희석한 염산으로 눈금까지 채운다.

알려진 농도의 황 용액들.

용액 A: 질량농도 0.001 g/см 조제: 황산나트륨 4.4304 g을 250 см 비커에 넣고 50–60 см 증류수를 가해 가열하여 용해한 뒤 냉각하고 1000 см 정용 플라스크로 옮겨 증류수로 눈금까지 채운다.

용액 B: 질량농도 0.0001 g/см 조제: 100 см 정용 플라스크에 용액 A 10 см를 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

용액 В: 질량농도 0.00001 g/см 조제: 100 см 정용 플라스크에 용액 B 10 см를 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

4.3 분석 준비

4.3.1 분석을 시작하기 전에 황화수소 증류 장치를 세정한다. 이를 위해 반응 플라스크에 7–8 см의 1:1 희석 염산과 30 см의 환원 혼합물을 넣고 포집기들에는 미리 다음 용액들을 채운다: 첫 번째 포집기에는 7–10 см의 1:10 희석 염산, 두 번째에는 15 см의 1:2 희석 암모니아. 두 번째 포집기는 빙쇄로 채운 용기 안에 넣는다. 질소 또는 아르곤의 흐름을 분당 60–80 기포로 설정한다. 반응 플라스크의 용액을 가열하여 끓인 후 30–35분 동안 가열 끓임을 유지한다. 포집기들에 있던 용액은 버린다.

4.3.2 교정 곡선을 작성하기 위해 반응 플라스크에 순서대로 황 용액 В를 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 및 5.0 см씩, 1:1 희석 염산 6–8 см, 환원 혼합물 30 см를 가하고 4.4에 따라 증류를 실시한다.

교정 곡선을 작성할 때 환원 혼합물을 추가하지 않고도 최대 4회까지 연속으로 증류를 수행할 수 있다. 이 경우 반응 플라스크에 1:1 희석 염산 20 см와 환원 혼합물 80 см를 넣고 황 용액 В를 가한 뒤 4.4에 따라 증류한다.

교정 용액들에 포함된 황의 질량은 각각 0.000005; 0.000010; 0.000020; 0.000030; 0.000040 및 0.000050 g이다.

교정 용액들의 광흡광도 값과 해당 황의 질량을 기준으로, 황을 포함하지 않고 준비한 교정 용액의 흡광도 값을 고려하여 교정 곡선을 작성한다.

4.4 분석 수행

시료의 시편을 질량 2.000 g(황의 질량분율이 0.002% 이하일 경우) 또는 1.000 g(황의 질량분율이 0.002% 초과일 경우) 취하여 250 см 비커에 넣고 1:1 희석 염산 25 см와 질량농도 0.00004 g/см의 백금 용액 1 см를 가하고 가열하여 용해시킨다. 과도한 격렬한 끓음을 방지하면서 0.5–1.0 см씩 과산화수소를 7–10회 가하여 첨가한다. 용액을 5–10 см로 농축한 뒤 냉각하고 반응 플라스크로 옮긴다. 용해에 사용한 비커를 세척하여 옮기고, 환원 혼합물 15 см, 증류수 15 см 및 환원 혼합물 15 см를 가한다.

반응 플라스크를 두 개의 포집기에 연결하고, 포집기들에는 미리 다음 용액을 채운다: 첫 번째 포집기에는 7–10 см의 1:9 희석 염산, 두 번째에는 15 см의 1:2 희석 암모니아. 두 번째 포집기는 빙쇄로 채운 용기 안에 넣는다. 질소 또는 아르곤 흐름을 분당 60–80 기포로 설정한다. 용액을 가열하여 끓인 후 30–35분 동안 가열 끓임을 유지한다.

두 번째 포집기에 모인 용액을 50 см 정용 플라스크로 옮기고 질산납 용액 2 см를 가한 뒤 1:2 희석 암모니아로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액의 광흡광도는 5–10분 후에 분광광도계에서 400 nm 파장에서 측정하거나 390–420 nm 범위에서 광전색도계로 측정한다.

시료 용액의 광흡광도 값으로부터 교정 곡선을 이용하여 황의 질량을 구한다.

4.5 분석 결과 처리

시료 중 황의 질량분율 X(%)는 다음 식으로 계산한다.

, (1)

여기서 M — 시료 용액에 포함된 황의 질량(g);

M — 대조 실험(블랭크) 용액에 포함된 황의 질량(g);

K — 시료 용액의 희석 계수;

M — 시료 채취 질량(g).

4.6 분석 정확도 관리

분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다.

정밀도 관리 규범(반복성 한계 및 재현성 한계)과 정확도 관리 지표(확장 불확도)는 표 1에 제시되어 있다.


표 1 — 신뢰도 수준 P=0.95에서의 정밀도 관리 규범(반복성·재현성 한계) 및 정확도 관리 지표(확장 불확도)

단위: 퍼센트(%)

5 적외선 분광법

5.1 분석 방법

본 방법은 유도 고주파 퍼니스에서 산소 흐름 및 용융제의 존재하에 시료를 연소시켜 발생한 이산화황(SO2) 분자가 적외선 흡광을 하는 것을 측정하는 데 기반을 둔다.

5.2 측정기기, 보조 장치, 재료, 시약 및 용액

유도 고주파 퍼니스가 결합된 적외선 분광 원리에 기초한 황 분석기 및 시료 질량을 계량하기 위한 저울.

내화성 세라믹 도가니, 1100 °C에서 1200 °C 사이에서 3–4시간 가열 소성한 것.

용융제: 분석기 제조사가 제공하는 용융제 세트(분석기와 함께 제공), 텅스텐(вольфрам) 등[1]*, 탄소일 철(철 카르보닐)[2] 등 시료 연소를 보장하는 물질 및 5.3에 따른 대조 실험 결과.
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* 참고: 참고문헌 섹션 참조. — 데이터베이스 제작자 비고.


산소(산업용 기체) — ГОСТ 5583.

니켈, 코발트 또는 니켈·코발트·철계 합금의 조성이 증명된 표준물질(예: 니켈 조성의 표준 — [3], 코발트 조성의 표준 — [4]) — ГОСТ 8.315에 따름.

5.3 분석 준비

분석기의 준비 및 교정은 사용 설명서에 따라 수행한다. 교정 곡선을 작성하기 위해 니켈, 코발트 또는 니켈·코발트·철계 합금 조성의 표준시료를 사용한다.

분석에 사용하는 것과 동일한 질량의 용융제를 도가니에 넣어 대조 실험을 수행하고 5.4에 따라 분석을 실시한다.

용융제 주입에는 계량 장치를 사용할 수 있다.

대조 실험 결과는 분석기 디지털 표시창에 표시된 황의 질량분율 값이 5.6에 명시된 해당 황 질량분율 범위에 대해 방법의 정확도 관리 지표(확장 불확도) 값을 초과하지 않을 때 만족스러운 것으로 간주한다.

5.4 분석 수행

시료를 0.200–1.000 g 범위의 질량으로 도가니에 넣고, 분석·교정·대조 실험 시에 동일한 질량의 용융제를 추가한 뒤 분석기 사용 설명서에 따라 분석을 수행한다.

5.5 분석 결과 처리

대조 실험 값을 고려한 황 질량분율 측정 결과(%)는 분석기의 디스플레이나 프린터에 출력된다.

5.6 분석 정확도 관리

분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 13047.1에 따른다.

정밀도 관리 규범(반복성·재현성 한계) 및 정확도 관리 지표(확장 불확도)는 표 2에 제시되어 있다.


표 2 — 신뢰도 수준 P=0.95에서의 정밀도 관리 규범(반복성·재현성 한계) 및 정확도 관리 지표(확장 불확도)

단위: 퍼센트(%)

참고문헌