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 «지역механобр» (OAO «지역механобр»), 기술 표준화 위원회 ТК 368 «구리»

2 제출: 표준화 기관 (표준화 기관)

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)
해당 국가	BY	해당 국가 국가표준기관 (표준화 기관)
키르기스스탄	KG	Kyrgyzstandart (키르기즈스탄 표준기관)
해당 국가	RU	표준화 기관 (표준화 기관)
타지키스탄	TJ	Tajikstandart (타지크스탄 표준기관)

4 표준화 기관의 2015년 4월 2일자 명령 N 207-ст에 따라 국가간 표준 ГОСТ 13938.11−2014는 2016년 1월 1일부터 해당 국가의 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 표준화 기관의 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

_______________

해당 국가 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] 해당 국가 영역에서는 ГОСТ R ИСО 5725−6-2002가 시행되고 있다. 참고 — 본 규격을 사용할 때에는 인용된 규격들의 유효성을 공용 정보 시스템(인터넷상의 표준화 기관 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