ГОСТ 13938.11-2014

ГОСТ 13938.11−2014 구리. 비소 질량분율 측정 방법

ГОСТ 13938.11−2014

그룹 B59

국가간 표준

구리

비소 질량분율의 측정 방법

Copper. Method for determination of arsenic mass fraction

МКС 77.120.30

시행일 2016−01−01

서문

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

표준에 관한 정보

1 제정: 공개주식회사 «광물 선광 및 기계적 가공 연구·설계 기관 «Уралмеханобр» (OAO «Уралмеханобр»), 기술 표준화 위원회 ТК 368 «구리»

2 제출: 연방 기술 규제 및 계량청 (로스스탄다르트)

3 채택: 국가간 표준화·계량·인증 위원회(2014년 11월 14일 회의록 N 72-П)

채택에 찬성한 기관들은 다음과 같다:

국가 약칭 (МК (ISO 3166) 004−97)	국가 코드 (МК (ISO 3166) 004−97)	국가 표준 기관의 약칭
아르메니아	AM	아르메니아 공화국 경제부
아제르바이잔	AZ	Azstandart (아즈스탄다르트)
벨라루스	BY	벨라루스 국가표준기관 (Gosstandart)
키르기스스탄	KG	Kyrgyzstandart (키르기즈스탄 표준기관)
러시아	RU	로스스탄다르트 (Rosstandart)
타지키스탄	TJ	Tajikstandart (타지크스탄 표준기관)

4 연방 기술 규제 및 계량청의 2015년 4월 2일자 명령 N 207-ст에 따라 국가간 표준 ГОСТ 13938.11−2014는 2016년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가 표준으로 시행되었다.

5 대체 대상: ГОСТ 13938.11−78


본 표준에 대한 변경사항 정보는 연례 정보 색인 «국가 표준»에 게재되며, 변경·수정 본문은 월간 정보 색인 «국가 표준»에 게재된다. 본 표준의 재검토(대체) 또는 폐지 시 해당 고지는 월간 정보 색인 «국가 표준»에 게재된다. 해당 정보, 고지 및 본문은 또한 연방 기술 규제 및 계량청의 공식 웹사이트 등 공공 접근 정보 시스템에도 게시된다.

1 적용 범위

본 표준은 구리 중 비소의 질량분율을 광도법으로 측정하는 방법을 규정한다 (범위: 0,0005% 부터 0,100% 까지).

2 규범적 참조

본 표준에서는 다음의 국가간 표준을 인용하였다:

ГОСТ 1770−74 (ISO 1042−83, ISO 4788−80) 실험용 계량 유리기구. 실린더, 메저컵(메스실린더), 플라스크, 시험관. 일반 기술 조건

ГОСТ 1973−77 비소 무수물(비소 산화물). 기술 조건

ГОСТ 3118−77 시약. 염산. 기술 조건

ГОСТ 3765−78 시약. 몰리브덴산 암모늄. 기술 조건

ГОСТ 4160−74 시약. 브로마이드 칼륨. 기술 조건

ГОСТ 4204−77 시약. 황산. 기술 조건

ГОСТ 4328−77 시약. 수산화나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4461−75* 시약. 질산. 기술 조건
________________
* 원본의 오류일 가능성이 있음. 'ГОСТ 4461–77'로 읽어야 함. — 데이터베이스 제작자 주.


ГОСТ 5841−74 시약. 히드라진 황산염

ГОСТ 6709−72 증류수. 기술 조건

ГОСТ 10929−76 시약. 과산화수소. 기술 조건

ГОСТ 14261−77 특수 정제 염산. 기술 조건

ГОСТ 24104−2001실험용 저울. 일반 기술 요구사항

_______________

러시아 연방 영토에서는 ГОСТ Р 53228−2008 «비자동식 저울. 제1부. 계측 및 기술 요구사항. 시험»이 적용된다.


ГОСТ 25086−2011 비철금속 및 그 합금. 분석 방법에 대한 일반 요구사항

ГОСТ 25336−82 실험용 유리기구 및 장비. 종류, 주요 파라미터 및 치수

ГОСТ 29169−91 (ISO 648−77) 실험용 유리기구. 단일 표식 피펫

ГОСТ 29227−91 (ISO 835−1-81) 실험용 유리기구. 눈금 피펫. 제1부. 일반 요구사항

ГОСТ 31382−2009 구리. 분석 방법

ГОСТ ИСО 5725−6-2003 [이미지: ГОСТ 13938.11-2014 구리. 비소 질량분율 결정 방법] 측정 방법 및 결과의 정확도(정확성 및 정밀성). 제6부. 실무에서 정확도 값의 활용 _______________ [이미지: ГОСТ 13938.11-2014 구리. 비소 질량분율 결정 방법] 러시아 연방 영역에서는 ГОСТ R ИСО 5725−6-2002가 시행되고 있다. 참고 — 본 규격을 사용할 때에는 인용된 규격들의 유효성을 공용 정보 시스템(인터넷상의 연방 기술규제·계량청 공식 웹사이트)이나 연초(당해 연도 1월 1일 기준) 발간되는 연간 정보 색인 「국가표준」 및 당해연도 월간 정보 색인 「국가표준」 발행물을 통해 확인하는 것이 바람직하다. 인용된 규격이 대체(개정)된 경우에는 본 규격을 사용할 때 대체(개정)된 규격을 적용해야 한다. 인용된 규격이 대체 없이 폐지된 경우에는 해당 인용부분이 영향을 받지 않는 범위에서 그 규정을 적용한다. 3 일반 규정 측정 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086 및 ГОСТ 31382에 따른다. 4 측정 정확도 지표의 특성 비소 질량분율의 측정 정확도는 표 1에 제시된 특성치에 따른다(신뢰수준 P = 0.95). 반복성 및 재현성 한계값(신뢰확률 P = 0.95)은 표 1에 제시되어 있다. 표 1 — 신뢰수준 P = 0.95에서 비소 질량분율 측정의 정확도 지표 및 반복성·재현성 한계값 (단위: 백분율) 범위(비소 질량분율) | 정확도 지표 ± | 반복성 한계 r (n=2) | 재현성 한계 R (절대값) - 0.0005 ~ 0.0010 (포함) | 0.0001 | 0.0003 | 0.0004 - >0.0010 ~ 0.0030 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0007 - >0.0030 ~ 0.0050 | 0.0005 | 0.0008 | 0.0010 - >0.0050 ~ 0.0100 | 0.0019 | 0.0015 | 0.0030 - >0.010 ~ 0.030 | 0.0040 | 0.0030 | 0.0050 - >0.030 ~ 0.100 | 0.0050 | 0.0050 | 0.0080 5 측정기, 보조장치, 재료, 용액 측정을 수행할 때 다음의 측정기 및 보조장치를 사용한다: - 그림 1에 따른 삼염화비소(AsCl3) 증류(증류·분리) 장치; - 파장 820 nm 또는 600~680 nm에서 측정이 가능한 분광광도계 또는 광전자색도계; - 온도조절기가 부착된 실험실용 건조기(가열온도 최대 250 °C); - ГОСТ 24104에 따른 특수 정밀 등급 실험실 저울; - ГОСТ 1770에 따른 메스 플라스크 2−50−2, 2−100−2, 2−250−2, 2−1000−2; - ГОСТ 25336에 따른 비커 B-1−100 ТХС, B-1−250 ТХС, B-1−1000 ТХС; - 문헌 [1]*에 기재된 가열판(가열온도 최대 400 °C) 또는 이와 동등한 장치; ________________ * 항목 [1]-[2]는 참고문헌(Библиография) 항을 참조. — 데이터베이스 제작자 주. - ГОСТ 29169 및 ГОСТ 29227에 따른 2급 이상 정밀도의 피펫; - 시계유리; - ГОСТ 25336에 따른 깔때기 V-36−80 ХС. 측정을 수행할 때 다음의 시약 및 용액을 사용한다: - ГОСТ 3765에 따른 몰리브덴산 암모늄, 질량농도 10 g/dm³의 용액(황산의 몰농도 2 mol/dm³에 용해하여 제조; 폴리에틸렌 용기에 보관); - ГОСТ 5841에 따른 황산수소하이드라진(히드라진 황산염), 질량농도 10 g/dm³ 용액; - ГОСТ 6709에 따른 증류수; - ГОСТ 4461에 따른 질산 및 1:1로 희석한 질산. 그림 1 — 비소 증류 장치 [그림: 비소 증류 장치] 1 — 증류 플라스크; 2 — 점적 깔때기; 3 — 분무 방지 장치(소형 반응기/노즐); 4 — 응축기; 5 — 제1 수집기(리시버); 6 — 공기 배출관(구슬이 있는 배출관); 7 — ...  — 가스를 포집하기 위한 물 수신기

도 1 — 비소 증류 장치

— 환원 혼합액;

— 비소 삼산화물(ангидрид мышьяковистый) — ГОСТ 1973;

— 농도가 알려진 비소 용액;

— 수산화나트륨(수산화소듐) — ГОСТ 4328, 질량농도 100 g/dm;

— 황산 — ГОСТ 4204, 1:1로 희석한 용액 및 몰농도 2 mol/dm의 용액;

— 브롬화칼륨 — ГОСТ 4160;

— 특급 염산 — ГОСТ 14261 또는 비소를 포함하지 않는 염산 — ГОСТ 3118;

— 과산화수소 — ГОСТ 10929;

— 무회분 여과지 — [2] 또는 이와 동등한 것.

주

1 다른 측정기기, 승인된 형식, 보조 장치 및 재료를 사용하는 것이 허용되며, 그 기술적·계량학적 특성이 위에 기재된 것과 같거나 더 우수해야 한다.

2 본 표준에 명시된 측정결과의 계량학적 특성을 보장할 수 있는 경우, 다른 규범문서에 따라 제조된 시약의 사용이 허용된다.

6 방법의 본질

이 방법은 청색을 띠는 비소-몰리브덴 착물의 형성 반응에 기반한다. 비소는 먼저 염산성 용액에서 비소 삼염화물의 증류로 구리 및 간섭성 불순물로부터 분리한다. 용액의 광학적 밀도는 파장 820 nm 또는 600~680 nm에서 측정한다.

7 측정 준비

7.1 질량농도 10 g/dm의 암모늄 몰리브데이트 용액을 제조하기 위해: 암모늄 몰리브데이트 10 g을 용량 1000 cm³ 비이커에 넣고, 몰농도 2 mol/dm의 황산 500 cm³를 가한다. 용액을 여과하여 용량 1000 cm³의 용량플라스크로 옮기고, 몰농도 2 mol/dm의 황산으로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

7.2 환원 혼합액의 제조

질량농도 10 g/dm의 암모늄 몰리브데이트 용액 10 cm³를 용량 100 cm³의 용량플라스크에 넣고, 질량농도 10 g/dm의 황산하이드라진 용액 1 cm³를 더한 뒤 물로 눈금까지 채워 잘 혼합한다.

7.3 교정곡선을 작성하기 위해 농도가 알려진 비소 용액들을 준비한다.

용액 A(비소 질량농도 1 mg/cm³)를 제조할 때, 비소 삼산화물(ангидрид мышьяковистый) 0.1320 g을 용량 100 cm³ 비이커에 넣고 약한 가열하에 질량농도 100 g/dm의 수산화나트륨 용액 10 cm³에 용해시킨다. 용액을 용량 1000 cm³의 용량플라스크로 옮기고 물로 300 cm³까지 희석하여 냉각한 다음 눈금까지 물로 채우고 혼합한다.

용액 B(비소 질량농도 0.02 mg/cm³)를 제조할 때, 용액 A에서 5 cm³를 취하여 용량 250 cm³의 용량플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

7.4 교정곡선 작성

용량 100 cm³의 비이커 다섯 개에 용액 B를 각각 0; 0.5; 1.0; 2.0 및 4.0 cm³씩 취한다(이는 각각 0; 10; 20; 40 및 80 μg의 비소에 해당). 각 비이커에 질산 5 cm³를 넣고 용액을 120 °C~130 °C에서 조심스럽게 완전히 건조시킨다. 질산 잔류물을 완전히 제거하기 위해 비이커를 건조 오븐에 넣고 135 °C~140 °C에서 1시간 둔다.

잔류물을 냉각한 후 수산화나트륨(질량농도 100 g/dm) 용액 두 방울로 적신다. 10~12분 후 환원 혼합액 40 cm³를 가하고 가열하여 3~5분간 끓인다. 용액을 냉각하여 용량 50 cm³의 용량플라스크로 옮기고 환원 혼합액으로 눈금까지 채워 혼합한다.

20분 후, 최적 흡광층 두께의 큐벳에서 파장 820 nm 또는 600~680 nm에서 용액의 광학적 밀도를 측정한다.

비교용액(블랭크)으로는 물을 사용한다. 교정곡선은 블랭크(비소의 농도가 0인 비교용액)를 고려하여 작성한다.

8 측정의 실행

구리 시료를 용량 250 cm³ 비이커에 넣고 1:1로 희석한 질산을 가한다. 구리 시료의 질량(비소 질량분율에 따라)과 산의 부피는 표 2에 제시되어 있다.


표 2

비소 질량분율 범위, %					구리 시료 질량, g	용해에 사용되는 산의 부피, cm	용량 플라스크 부피, cm	분취액 부피, cm
From	0.0005	to	0.002	inclusive	3.0	50	-	전량
Over	0.002	«	0.01	«	2.0	40	250	100
«	0.01	«	0.05	«	2.0	40	250	20
«	0.05	«	0.1	«	1.0	20	250	10

비이커의 표면을 시계접시로 덮고 시료가 완전히 녹고 질소 산화물 가스가 제거될 때까지 가열한 후 덮개를 제거한다. 용액에 25 cm³의 1:1로 희석한 황산을 가하고 황산 증기가 발생할 때까지 가열한 뒤 추가로 10분 더 가열한다.

비이커를 냉각시키고 10~15 cm³의 물을 더 가한 후 다시 황산 증기가 발생할 때까지 가열한다.

잔류물에 50 cm³의 물을 가하고 증류용 플라스크로 용액을 옮긴다. 황산하이드라진 5 g과 브롬화칼륨 1 g을 넣고, 분무방지 장치가 달린 정지대와 드롭퍼가 있는 마개로 플라스크를 밀봉한다.

수신기에는 물 100 cm³와 과산화수소 1 cm³를 넣고 모든 장치를 연결한다. 제어용 수신기에는 관 끝보다 1~2 mm 높게 물이 차도록 한다.

분취 깔때기를 통해 증류 플라스크(분석용액이 든)에 염산 100 cm³를 넣고 용액을 끓여 액체의 2/3를 증류한다.

비소 질량분율이 0.0005%~0.002% 범위일 때는 증류액을 전량 사용하고, 0.002%~0.1% 범위일 때는 표 2에 제시된 분취액을 사용한다.

수신기에서 얻은 용액을 용량 250 cm³ 비이커로 옮기고 질산 10 cm³를 넣어 조심스럽게 120 °C~130 °C에서 완전히 건조시킨다. 질산 잔류물을 완전히 제거하기 위해 비이커를 건조 오븐에 넣고 135 °C~140 °C에서 1시간 둔다.

잔류물을 냉각한 후 수산화나트륨(질량농도 100 g/dm) 용액 두 방울로 적신다. 10~12분 후 환원 혼합액 40 cm³를 가하고 가열하여 3~5분간 끓인다. 용액을 냉각하여 용량 50 cm³의 용량플라스크로 옮기고 환원 혼합액으로 눈금까지 채워 혼합한다.

20분 후, 최적 흡광층 두께의 큐벳에서 파장 820 nm 또는 600~680 nm에서 용액의 광학적 밀도를 측정한다.

비교용액으로 물을 사용한다. 동시에 사용되는 모든 시약에 대해 두 번의 블랭크 실험을 수행한다. 블랭크의 광학적 밀도 평균값을 분석 용액의 광학적 밀도에서 뺀다.

비소의 질량은 7.4에 따라 작성된 교정곡선을 통해 구한다.

9 측정결과의 처리

9.1 비소의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다

, (1)

또는

, (2)

여기서 m_Ar  — 교정곡선에서 얻은 비소 질량, μg;

m — 구리 시료 질량, g;

V — 분석용액의 부피, cm;

V_a — 분석용액의 분취액 부피, cm.

9.2 측정 결과는 두 번의 병렬 분석의 산술평균값으로 하며, 그 절대 차가 반복성 조건에서 표 1에 제시된 반복성 한계 r (신뢰도 Р=0.95) 를 초과하지 않을 때에만 유효하다.

병렬 분석 결과의 최대값과 최소값의 차가 반복성 한계를 초과하면 ГОСТ ИСО 5725−6(소항목 5.2.2.1)에 명시된 절차를 수행한다.

9.3 두 개의 실험실에서 얻은 측정결과 간의 차이는 표 1에 제시된 재현성 한계를 초과해서는 안 된다. 이 경우 최종 결과로는 그들의 산술평균을 취할 수 있다. 이 조건이 충족되지 않으면 ГОСТ ИСО 5725−6에 명시된 절차를 적용할 수 있다.

참고문헌

[1] 기술조건 TU 4389−001−44330109−2008*	내장형 유리세라믹 가열판 LOIP LH-304
________________ * 여기 및 이후 본문에 언급된 TU는 게재되어 있지 않다. 추가 정보는 해당 링크를 참조하시기 바란다. — 데이터베이스 제작자 주.
[2] 기술조건 TU 264221−001−05015242−07	무회분 여과지(백색, 적색, 청색 띠)

UDC 669.3:546:56.06:006.354	ICS 77.120.30	В59
핵심어: 구리, 비소 질량분율의 측정방법, 측정결과, 측정의 정밀도, 측정기기, 측정결과 처리