ГОСТ 13938.1-78

ГОСТ 13938.1−78 구리. 구리의 결정 방법(개정 N 1, 2, 3, 4)

ГОСТ 13938.1−78

그룹 B59

국가 간 표준

구리

구리의 결정 방법

Copper. Methods for determination of copper

ОКСТУ 1709

시행일 1979−01−01

정보

1. 작성 및 제출: 소비에트 연방 비철금속공업부

작성자

Г. П. Гиганов; Е. М. Феднева; А. А. Бляхман; Е. Д. Шувалова; А.Н.Савельева

2. 승인 및 시행: 소비에트 각료평의회 국가표준위원회 결의 от 24.01.78 N 155

3. 대체: ГОСТ 13938.1−68

4. 본 표준은 국제표준 ISO 1553−76에 부합한다

5. 참조 규범·기술 문서

참조된 НТД 표기	장·항 번호
ГОСТ 12.1.004−91	1.2.6
ГОСТ 12.1.005−88	1.2.3
ГОСТ 12.1.007−76	1.2.3; 1.2.4
ГОСТ 12.2.007.0−75	1.2.7
ГОСТ 12.2.008−75	1.2.7
ГОСТ 12.2.032−78	1.2.2
ГОСТ 12.2.033−78	1.2.2
ГОСТ 12.4.009−83	1.2.6
ГОСТ 12.4.021−75	1.2.2
ГОСТ 193–79	1.1.1
ГОСТ 546–88	1.1.1
ГОСТ 859–78	2
ГОСТ 3652–69	2
ГОСТ 3760–79	2
ГОСТ 4166–76	2
ГОСТ 4204–77	2
ГОСТ 4461–77	2
ГОСТ 5457–75	2
ГОСТ 5817–77	2
ГОСТ 6563–75	2
ГОСТ 10651–75	2
ГОСТ 18300–87	2
ГОСТ 20288–74	2
ГОСТ 22867–77	2
ГОСТ 24231–80	1.1.1
ГОСТ 25086–87	1.1

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

7. 재발행(1999년 10월) 및 개정 N 1, 2, 3, 4(1979년 3월, 1983년 4월, 1985년 6월, 1988년 4월에 승인) 포함(ИУС 5−79, 7−83, 8−85, 7−88)


본 표준은 중량 전해법 및 계산법에 의한 구리의 결정 방법을 규정한다.

본 방법은 황산 및 질산 용액에서 암모늄염 존재하에 백금망 전극을 사용하여 전해적으로 구리를 침전시키는 것에 기초하며, 전류 밀도는 2−3 А/дм², 전압은 2,2−2,5 В이다.

전해액에 남아 있는 구리는 쿠프리존(cuprizone) 또는 납(II) 디에틸디티오카바메이트와 형성된 착색 착물의 형태로 원자흡광법 또는 분광광도법으로 결정하며, 질량분율 평가에 차이가 있을 경우 이들 방법을 사용한다.

구리의 질량분율이 99.0~99.9%인 경우에는 구리와 은의 합을 전해법으로 결정한다.

구리의 질량분율이 99.9%를 초과하면 검출된 불순물의 합을 100%에서 빼서 구리의 질량분율을 산출한다.

(수정된 판, 개정 N 1, 2, 4).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 25086에 따른다(보충사항 포함).

1.1.1. 구리 시료의 채취 및 분석을 위한 전처리는 ГОСТ 24231, ГОСТ 546* 또는 ГОСТ 193에 따르라.
______________
* 러시아 연방 영역에서는 ГОСТ 546–2001이 적용된다. — 데이터베이스 제작자의 주.

1.1.2. 구리의 질량분율은 병행하여 세 개의 시료에서, 불순물은 두 개의 시료에서 결정한다. 분석과 동시에 시약 오염에 대한 보정을 위해 두 개의 대조(컨트롤) 실험을 수행하며, 분석 시료의 성분 결정값에서 대조 실험값을 빼서 결과에 보정값을 반영한다.

1.1.3. 분석 결과는 전기중량법(전해중량법)에 의한 구리 결정의 경우 세 번의 병행 측정값의 산술평균을, 계산법에 의한 구리 결정 및 구리 내 불순물 결정의 경우 두 번의 병행 측정값의 산술평균을 그 결과로 인정한다.

분석 결과의 수치값은 허용되는 결과 편차의 마지막 유효자리와 동일한 자리에서 마지막 유효숫자를 포함해야 한다.

1.1.4. 분석 결과의 정확성 검증은 구리 조성의 표준시료 또는 첨가법에 의해 수행한다.

1.2. 구리 및 구리 중 불순물 분석 시 안전 요구사항

1.2.1. 유독성 증기 또는 가스가 발생하는 모든 화학분석 작업은 국소 배기 장치가 설치된 후드(박스)에서 수행해야 한다.

1.2.2. 분석 작업을 위한 작업장은 ГОСТ 12.2.032 및 ГОСТ 12.2.033의 요구사항에 따라 구성되어야 하며, 실험실 공간은 ГОСТ 12.4.021에 따른 환기 시스템으로 설비되어야 한다.

1.2.3. 구리 분석 수행 시 작업 구역 공기 중에 방출될 수 있는 유해물질의 최대허용농도(ПДК, ГОСТ 12.1.005에 따름) 및 위험도 등급(ГОСТ 12.1.007에 따름)은 아래 표에 기재되어 있다.

물질명	위험등급	ПДК, мг/м
질소산화물 (NO로 환산)	3	3
암모니아	4	20
비소 무수물 (мышьяковистый ангидрид)	2	0,3
황산 무수물 (황산안식물)	2	1
아세톤	4	200
브롬	2	0,5
벤젠	2	5
브로민화수소(수소브로마이드)	3	2
요오드	2	1
염산	2	5
아세트산	3	5
수은(금속)	1	0,01/0,005
시안화물 염류	2	0,3
부틸 알코올	3	10
에틸 알코올(에탄올)	4	1000
사염화탄소	2	20
클로로포름	2	10

1.2.4 작업장 공기 중 유해물질 농도에 대한 관리 — ГОСТ 12.1.007 및 소련 보건부(Минздравом СССР)가 승인한 작업장 공기 중 유해물질 측정 방법에 따른다.

1.2.5 분석 폐기물의 무해화는 소련 보건부가 승인한 하수로 인한 표면수 오염 방지 규정에 따라 수행한다.

사용한 산과 알칼리는 별도 전용 수집기에 분리 수집하여야 한다. 하수로 배출하기 전에 중화하여야 한다.

시안화합물, 비소 무수화물, 수은 폐기물의 처리·제거·무해화는 소련 보건부가 승인한 강력 독성물질 저장을 위한 창고의 설계·장비 및 관리에 관한 위생 규칙에 따라 이루어져야 한다.

1.2.6 화학 분석을 수행하는 실험실 공간은 폭발성, 폭발화재 및 화재 위험성 면에서 가연성 액체를 취급하는 생산 범주에 속하므로 해당 소방 안전 요구사항은 ГОСТ 12.1.004에 부합해야 한다. 소방 장비 및 소화 방법은 화재의 발화원과 성격에 따라 ГОСТ 12.4.009에 따라 적용해야 한다.

1.2.7 가스 설비 작업 시에는 ГОСТ 12.2.008의 안전 요구사항 및 소련 국영가스감독기관(Госгортехнадзор СССР)이 승인한 가스 설비 안전 규정을 준수하여야 한다.

분석에 사용되는 모든 전기설비 및 전기기기는 ГОСТ 12.2.007.0의 요구사항 및 소련 전력규제기관(Госэнергонадзор СССР)이 승인한 전기설비 설치 규칙에 부합해야 한다.

제1절. (수정된 판, Изм. N 4).

2. 장비, 시약 및 용액

플래티넘 망 전극 — ГОСТ 6563.

교반기가 장착된 전해 장치.

모든 부속품을 갖춘 분광광도계 또는 광전색도계.

중공 음극 램프(구리) 포함한 원자흡광 분광광도계, 아세틸렌-공기 화염용 버너 및 분무 장치.

아세틸렌 — ГОСТ 5457.

공기 압축기.

온도 조절 장치가 있는 건조기.

질산 — ГОСТ 4461, 1:1 및 1:20로 희석.

황산 — ГОСТ 4204 및 1:1로 희석.

용해용 혼합액: 암모늄 질산염 500 g을 500 см³의 물에 용해하고 500 см³의 질산을 첨가한 다음 200 см³의 황산을 넣고 물로 2 дм³가 되도록 보충한다.

주석산(Кислота винная) — ГОСТ 5817, 200 g/дм³ 용액.

구연산 — ГОСТ 3652.

암모니아수 — ГОСТ 3760, 1:4로 희석.

질산암모늄 — ГОСТ 22867.

암모늄 시트르산염 용액(암모늄 리몬산염); 제조법: 구연산 150 g을 400 см³의 물에 용해하고 암모니아 용액 200 см³를 첨가하여 냉각한 뒤 물로 1 дм³가 되도록 보충하고 혼합한다.

에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산의 디나트륨 염 2수화물(트릴론 B) — ГОСТ 10651

, 0,1 М 용액: 트릴론 Б 37,2 г을 800 см의 물에 녹여 물로 1 дм까지 희석한다.

쿠프리존, 비스-(시클로헥사논) 옥살알디히드라존, 용액 2,5 г/дм: 2,5 г의 쿠프리존을 교반하면서 900 см의 물에 70−80 °C에서 용해시킨다. 냉각한 후 용액을 암색 유리 용기에 여과하고 물로 1 дм까지 채우고 혼합한 다음, 동일 용기에서 보관한다.

용액은 10일 동안 사용 가능하다.

무수 황산나트륨 — ГОСТ 4166에 따름.

페놀프탈레인(지시약) — 관련 규정에 따름, 알코올 용액 1 г/дм.

사염화탄소 — ГОСТ 20288에 따름.

정제 에틸 알코올 — ГОСТ 18300에 따름.

구리 — ГОСТ 859*.
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 859–2001이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

표준 구리 용액.

용액 A; 제조 방법: 구리 0,500 г을 용해용 혼합물 20 см에 녹이고 가열하면서 질소 산화물을 제거한다. 냉각한 후 물로 100 см까지 희석하고 1 дм 용량의 눈금 플라스크로 옮긴 뒤 눈금까지 물을 채우고 혼합한다.

1 см의 용액은 구리 0,5 мг을 함유한다.

용액 B; 제조 방법: 용액 A 20 см를 1 дм 용량의 눈금 플라스크에 넣고 1:1로 희석한 황산 5 см를 더한 다음 물로 1 дм까지 채우고 혼합한다.

1 см의 용액은 구리 0,01 мг을 함유한다.

범용 지시약지.

디에틸디티오카바메이트(납(II)), 클로로포름 내 0,2 г/дм 용액: 0,2 г의 염을 1000 см 용량의 눈금 플라스크에 넣고 100−200 см의 클로로포름을 가하여 시료가 녹을 때까지 혼합한다. 클로로포름으로 눈금까지 희석한 뒤 다시 혼합한다. 용액은 암색 유리병에 넣어 암소에 보관한다.

(수정된 판, 변경 N 2, 3, 4).

3. 분석 수행

3.1. 구리의 중량 전해법(질량분율 99,0에서 99,9%인 경우)

3.1.1. 질량 1.0–2.0 g의 구리 시료를 전기분해용으로 준비된 칭량된 백금 음극이 올려진 저울 접시에 놓고 음극과 구리의 총질량을 측정한다. 구리 시료와 전기분해용 음극을 따로 칭량하여도 된다. 구리 시료를 250 cm³ 용량의 비커에 옮기고, 용해용 혼합액 40 cm³를 가한 다음 비커를 시계유리로 덮는다. 시료가 용해된 후 용액을 조심스럽게 가열하여 질소산화물을 제거하고 증류수로 180 cm³가 되게 희석한 다음 40 °C까지 가온하고 백금 전극을 용액에 담근다. 그 다음 교반기를 사용해 용액을 저으면서 전류밀도 2–3 A/dm³, 전압 2.2–2.5 V에서 2.5시간 동안 전기분해를 실시한다. 구리의 완전한 석출을 확인하기 위하여 전극을 최초 위치보다 5 mm 낮추어 담그고 전기분해를 계속한다. 새로 담근 음극 부분에 구리 침착이 없으면 전기분해를 종료한 것으로 본다. 이후 전류를 끄지 않은 상태에서 증류수로 세척한 다음 전류를 끄고 에탄올로 세척한다(분석 1회당 에탄올 10 cm³ 사용). 구리가 석출된 음극은 100–105 °C에서 5분간 건조한 뒤 건조기에서 냉각시키고, 음극과 구리 시료를 칭량할 때 사용한 저울(분동 저울 등)을 이용해 칭량한다. 전해액과 세척수는 200–250 cm³ 용량의 눈금실린더(또는 삼각플라스크 등)에 옮기고 증류수로 눈금까지 채워 교반한다. 이 전해액은 니켈 측정용으로 보관한다. 전기분해 후 전해액에 남아 있는 구리는 쿠프리존(cuprizone) 또는 납 디에틸디티오카바메이트로 색소화하여 광도법으로 정밀측정한다(항목 3.2, 3.3 참조). (수정된 문장, 개정 N 4) 3.2. 전해액 중 구리의 쿠프리존을 이용한 광도법 3.2.1. 피펫으로 전해액 용액 50 cm³를 취해 100 cm³ 용량의 메스플라스크에 넣는다; 구연산암모늄 용액 10 cm³, 페놀프탈레인 용액 2방울을 넣고 암모니아 용액(1:4로 희석)을 첨가하여 옅은 분홍색을 얻을 때까지 조정한다. 그런 다음 암모니아(1:4 희석) 용액 1 cm³을 추가하고 쿠프리존 용액 10 cm³를 더한 뒤 증류수로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액의 pH는 8.5–9.0이어야 한다. pH는 지시약지로 확인한다. 광도는 5–30분 후 파장 600 nm, 광로 길이 30 mm인 큐벳에서 측정한다. 흡광도 비교용 용액은 물이다. 동시에 모든 시약을 사용한 두 개의 대조실험(블랭크)을 병행한다. 대조실험의 흡광도 평균값을 분석용액의 흡광도에서 뺀다. 용액 중 구리의 질량은 항목 3.2.2에 따라 작성된 검량선에 의해 결정한다. 3.2.2. 검량선 작성 표준용액 B의 용액에서 0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 cm³를 취해 각각 100 cm³ 메스플라스크에 옮긴다. 이는 각각 0; 20; 40; 60; 80; 100 µg의 구리에 해당한다. 용해용 혼합액 4 cm³, 증류수 50 cm³, 구연산암모늄 용액 10 cm³, 페놀프탈레인 용액 2방울을 넣고 암모니아 용액(1:4로 희석)으로 옅은 분홍색을 만들고 1 cm³의 과량 암모니아(1:4 희석)를 더한 다음 쿠프리존 용액 10 cm³를 넣고 눈금까지 증류수로 채워 혼합한다. 용액의 pH는 8.5–9.0이어야 한다. 흡광도 측정은 항목 3.2.1과 같은 방법으로 실시한다. 측정된 흡광도 값과 그에 대응하는 구리 함량으로 검량선을 작성한다. 3.3. 전해액 중 구리의 납 디에틸디티오카바메이트를 이용한 광도법 3.3.1. 분취액 5–10 cm³를 취해 50 cm³ 용량 비커에 넣고 희석된 황산(1:10) 5 cm³를 가한 뒤 황산증기의 발생이 있을 때까지 증발시킨다. 용액을 냉각한 후 10–20 cm³의 증류수를 가하고 100 cm³ 분액깔때기에 옮겨 증류수로 부피를 50 cm³로 맞춘다. 납 디에틸디티오카바메이트 용액 10 cm³를 넣고 2분간 추출한다. 층 분리가 끝나면 유기층(추출액)을 25 cm³ 용량의 메스플라스크에 모은다(이 메스플라스크에는 미리 무수황산나트륨 1 g을 넣어 둔다). 동일하게 10 cm³의 추출제를 사용해 추출을 한 번 더 반복한다. 유기층을 같은 메스플라스크에 모아 클로로포름으로 눈금까지 희석하고 혼합한다. 흡광도는 파장 413 nm에서 최적 광로 길이의 큐벳을 사용하여 측정한다. 비교용 용액은 사염화탄소(CCl4)이다. 동시에 두 번의 대조실험을 수행한다. 이를 위해 분액깔때기에 용해용 혼합액 4 cm³를 넣고 증류수로 50 cm³로 맞춘 뒤 위와 같은 절차를 따른다. 대조실험의 흡광도 평균값을 분석용액의 흡광도에서 뺀다. 구리의 질량은 항목 3.3.2에 따라 작성된 검량선에 의해 결정한다. 3.3.2. 검량선 작성 6개의 100 cm³ 분액깔때기에 표준용액 B의 0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 5.0 cm³를 넣는다. 증류수로 부피를 50 cm³로 채운 다음 항목 3.3.1의 절차에 따라 분석을 진행한다. 추출과 흡광도 측정은 항목 3.3.1과 같은 방법으로 수행한다. 측정된 흡광도 값과 그에 대응하는 구리 함량으로 검량선을 작성한다. 3.3–3.3.2. (수정된 문장, 개정 N 4) 3.4. 전해액 중 구리의 원자흡광법 3.4.1. 전해액 용액 일부를 이 용액으로 미리 린스한 100 cm³ 비커에 넣는다. 용액을 불꽃에 분무하여 파장 324.7 nm에서 불꽃 흡광도를 측정한다. 용액 중 구리의 질량은 항목 3.4.2에 따라 작성된 검량선에 의해 결정한다. 3.4.2. 검량선 작성 100 cm³ 메스플라스크에 표준용액 B의 0; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0 cm³를 취하고 증류수로 눈금까지 채워 혼합한다. 이들 용액은 각각 0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 µg/cm³의 구리를 포함한다. 용액을 불꽃에 분무하여 파장 324.7 nm에서 흡광도를 측정한다. 측정된 흡광도 값과 그에 대응하는 구리 함량으로 검량선을 작성한다. 4. 결과 처리 4.1. 전기분해법과 광도법을 사용한 경우 구리의 질량분율(%)은 다음 식에 따라 계산한다: [수식 이미지] 전기분해법과 원자흡광법을 사용한 경우 구리의 질량분율(%)은 다음 식에 따라 계산한다: [수식 이미지] 여기서 - масса навески меди — 구리 시료의 질량, g; - масса катода — 음극의 질량, g; - масса катода с осажденной медью — 구리가 석출된 음극의 질량, g; - масса меди, найденная по градуировочному графику — 검량선에 의해 구한 구리 질량, µg; - масса меди, найденная по градуировочному графику, µg/см³ — 검량선에 의해 구한 구리 농도, µg/cm³; - объем анализируемого электролита — 분석한 전해액의 부피, cm³; - объем аликвотной части электролита — 분취액(알리쿼트)의 부피, cm³. 4.2. 세 번의 병행측정 결과 중 최댓값과 최솟값의 차이는 0.06%를 초과해서는 안 되며, 두 번의 분석 결과 간 차이는 0.14%를 초과해서는 안 된다. (수정된 문장, 개정 N 4) 4.3. 구리 함량이 99.9%를 초과하는 경우의 구리의 정량 4.3.1. 구리의 질량분율(%)은 100에서 측정된 모든 불순물의 합을 뺀 값으로 다음 식에 따라 계산한다: [수식 이미지] 여기서 표시된 기호들은 각 불순물의 평균 질량분율(%)을 나타낸다. (수정된 문장, 개정 N 2) 4.3.2. 구리 중 불순물의 두 병행측정 결과 간 차이는 해당 불순물의 측정에 적용되는 관련 표준에서 허용하는 편차를 초과해서는 안 된다. (추가 조항, 개정 N 4) 부록. (삭제됨, 개정 N 4)