ГОСТ 13938.2-78

ГОСТ 13938.2−78 구리. 황의 측정 방법 (개정 N 1, 2, 3, 4 포함)

ГОСТ 13938.2−78

그룹 В59

국가간 표준

구리

황의 측정 방법

구리. 황의 측정 방법

ОКСТУ 1709

시행일 1979−01−01

정보 자료

1. 개발·제출: 소비에트 연방 비철금속부

작성자

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

2. 승인 및 발효: 소비에트 연방 각료위원회 표준위원회의 1978.01.24자 결정 N 155에 의해

3. 대체: ГОСТ 13938.2−68

4. 본 표준은 ISO 7266−84 표준과 부합함

5. 참조 규범·기술 문서

참조된 규범·기술 문서 표기	해당 절, 항 번호
ГОСТ 83–79	2.2
ГОСТ 1625–89	3.2
ГОСТ 4159–79	2.2
ГОСТ 4201–79	3.2
ГОСТ 4204–77	2.2
ГОСТ 4220–75	2.2
ГОСТ 4232–74	2.2
ГОСТ 4233–77	3.2
ГОСТ 4328–77	2.2
ГОСТ 8677–76	2.2
ГОСТ 10163–76	2.2
ГОСТ 13938.1−78	1
ГОСТ 20490–75	2.2
ГОСТ 24363–80	2.2
ГОСТ 25336–82	2.2

6. 유효기간 제한은 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации 의사록 N 3−93에 따라 해제됨 (ИУС 4−94)

7. 재발행 (1999년 11월) — 개정 N 1, 2, 3, 4 포함, 각각 1979년 12월, 1983년 4월, 1985년 6월, 1988년 4월에 승인됨 (ИУС 2−80, 7−83, 8−85, 7−88)


본 표준은 구리 중 황의 질량분율이 0,001%에서 0,02% 범위일 때의 적정법(티트리메트릭) 및 광도법(포토메트릭)을 규정한다.

(수정판, 개정 N 1, 4).

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항 및 분석 수행 시 안전 요구사항은 ГОСТ 13938.1을 따름.

제1절. (수정판, 개정 N 4).

2. 적정법(티트리메트릭) 방법

2.1. 방법의 원리

이 방법은 황을 포함한 구리 시료의 소량을 산소 기류 속에서 1200 °C에서 연소시키고 생성된 이산화황을 물에 흡수한 다음, 전분의 존재 하에서 요오드 용액으로 아황산(сернистая кислота)을 적정하는 데 기초한다.

2.2. 장비, 시약 및 용액

황 측정용 장치(도면 1). 노의 요구 온도, 시스템의 밀폐성 및 공급되는 산소의 정화를 보장하는 다른 구조의 장치나 임의형 자동 분석기를 사용할 수 있다.

도면 1

도면 1

분석을 수행하기 전에 장치의 밀폐성 및 조립 상태를 점검해야 한다. 이를 위해 장치 전체를 산소가 든 실린더에 연결하고, 3방 밸브를 공기 쪽으로 열고, 실린더 밸브를 조심히 열어 분당 20−30개의 기포가 흐르도록 한 후, 3방 밸브를 노로 산소가 유입되게 하는 위치로 전환하고 흡수 용기 앞의 밸브를 닫는다. 2−3분 후 세척 플라스크에서 기포 발생이 멈춰야 하며, 그 다음 추가로 5−7분을 기다린다. 더 이상 기포가 발생하지 않으면 장치를 밀폐된 것으로 볼 수 있다.

장치는 다음 부분으로 구성된다: 산소 실린더 1(노로의 산소 유입 속도를 조절하는 감압 밸브 장착); 세척 플라스크 2(과산화칼륨 용액을 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 용액에 담근 것); 플라스크 3(하부에는 용융 염화칼슘과 유리솜 또는 보통 솜층, 상부에는 수산화칼륨 또는 수산화나트륨); 밸브 4(정제된 산소를 연소용 튜브로 공급하는 조절용); 관형로 5(실리토브 히터로 1250 °C까지 가열 가능); 노의 필요한 온도를 조절·유지하기 위한 온도조절기(열전대 및 밀리볼트미터 또는 임의형 전위계 포함); 흡수용기 12(유리 관으로 연결된 동일한 2개의 용기로 구성). 동일한 색깔의 유리로 된 높이 250 mm의 2개 원기둥 유리 용기를 사용하는 것도 허용된다(도면 2); 적정용 뷰렛 13.

도면 2

도면 2

건조기(ГОСТ 25336)는 ГОСТ 8677에 따른 산화칼슘으로 채우며, 이 산화칼슘은 970−1050 °C에서 사전 소성한 것을 사용하거나 염화칼슘을 사용할 수 있다.

이중크롬산칼륨(칼리움 디크로메이트)은 ГОСТ 4220에 따르며, 2회 재결정하고 170 °C에서 건조한 것; 0.025 н. 용액: 이중크롬산칼륨 1.226 g을 부피 1 дм³의 정량플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다.

요오드화칼륨은 ГОСТ 4232에 따름

, 용액 50 g/dm³.

수산화칼륨 — ГОСТ 24363, 용액 400 g/dm³.

수산화나트륨 — ГОСТ 4328, 용액 400 g/dm³.

과망간산칼륨 — ГОСТ 20490, 용액 40 g/dm³를 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 용액에 용해한 것.

염화칼슘(용융) — 관련 규격에 따름.

황산 — ГОСТ 4204, 희석 5:100.

가용성 전분 — ГОСТ 10163, 용액 10 g/dm³.

무수 탄산나트륨 — ГОСТ 83.

티오황산나트륨(황산황(IV)나트륨), 0.025 N 용액; 사용 2–3일 전에 다음과 같이 제조한다: 6.2 g의 티오황산나트륨을 100 cm³의 갓끓여 식혀둔 물에 녹이고 0.2 g의 무수 탄산나트륨을 넣어 물로 1 dm³까지 채운 뒤 잘 혼합한다.

티오황산나트륨 용액의 질량농도 결정

원뿔 플라스크(용량 250 cm³)에 황산 희석액 10 cm³, 요오드화칼륨 용액 10 cm³, 0.025 N 중크롬산칼륨 용액 25 cm³를 넣는다. 플라스크를 유리마개로 닫고 암소에 8–10분 동안 둔다. 물을 추가하여 부피를 70–80 cm³로 맞추고, 생성된 요오드를 티오황산나트륨 용액으로 적정하여 용액 색이 연한 노란색이 될 때까지 적정한다. 전분 용액 2 cm³를 첨가하고 청색이 사라질 때까지 적정을 계속한다.

티오황산나트륨 용액의 질량농도(ρ)를 다음 식으로 계산한다.

,

여기서 V — 적정에 소요된 티오황산나트륨 용액의 부피, cm³.

황 질량분율 0.002–0.03%인 구리, (비합금)강 또는 철의 표준시료.

요오드 — ГОСТ 4159, 0.001 N 용액; 다음과 같이 제조: 0.127 g의 요오드를 요오드화칼륨 용액 50 cm³에 용해시키고 물로 1 dm³까지 희석한다. 용액은 암색 유리병에 보관한다.

요오드 용액의 역가를 황으로 환산한 값(그램 단위)은 알려진 황 함량을 가진 표준시료 4개에 대한 각 시료분의 무게로부터 결정한다. 이 경우 황의 연소는 2.4항에 지시된 바와 같다.

요오드 용액의 티터(황에 대한, m그램 단위)는 다음 식으로 계산한다.

,

여기서 w — 표준시료의 황 질량분율, %;

— 적정에 소모된 요오드 용액의 부피, cm³(ml); — 표준시료의 질량, g. 표준시료가 없을 경우 요오드 용액의 질량 농도는 티오황산나트륨(серноватистокислый натрий) 용액에 따라 설정하며, 그 티오황산나트륨 용액의 농도는 중크롬산칼륨(двухромовокислого калия) 용액에 따라 정한다. 아이오딘(요오드) 용액의 질량 농도 설정 요오드 용액의 질량 농도를 설정하기 위하여, 희석하여 0.001 N 티오황산나트륨 용액을 조제한다: 0.025 N 티오황산나트륨 용액을 피펫으로 10 cm³ 취하여 용량 플라스크 250 cm³(=250 mL)에 넣고, 끓여서 식힌 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 용액은 사용 당일에 조제한다. 용량 플라스크 250 cm³에는 물 18–20 cm³을 붓고, 뷰렛에서 정확히 계량한 요오드 용액 20 cm³를 가한 다음 물로 70–80 cm³까지 희석하여 섞고, 0.001 N 티오황산나트륨 용액으로 적정한다. 적정은 용액 색이 연한 황색이 될 때까지 진행한 후 전분 용액 2 cm³를 가하고, 청색이 사라질 때까지 적정을 계속한다. 요오드 용액의 질량 농도(…)는 다음 식으로 계산한다: (원본의 수식 및 기호 참조)* 여기서 … — 티오황산나트륨의 질량 농도(…)*; — 적정에 소모된 티오황산나트륨 용액의 부피, cm³. _________________ * 수식 및 그에 대한 설명은 원문에 따름. — 주: «КОДЕКС». 황(황량)으로서의 요오드 용액의 역가(…)는 다음 식으로 계산한다: (원본의 수식 참조). 다른 시약의 사용은 표준에서 요구하는 계량학적 특성에 뒤지지 않는 경우 허용된다. (수정된 문장, 수정 N° 2, 4). 2.3. 분석 준비 분석을 시행하기 전에 연소 장비는 1200–1250 °C에서 기밀성 및 휘발성 환원성 물질의 존재 유무를 확인한다. 이를 위해 흡수 장치의 두 용기에 각각 물 50 cm³와 전분 용액 10 cm³를 넣고, 뷰렛에서 요오드 용액을 수 방울 가해 청회색(청·청록) 착색이 생기게 한다(양쪽 용액의 색 강도는 같아야 함). 노를 1100–1200 °C로 가열하고 산소를 분당 40–50기포 속도로 통과시킨다. 4–5분 후 좌측 용액의 색이 사라지면, 이는 튜브에서 요오드와 반응하는 환원성 휘발물이 방출되고 있음을 의미한다. 이 경우 산소 공급을 중단하지 않은 상태에서 좌측 용액에 요오드 용액을 몇 방울 더 가하고, 우측 용액의 색과 동일한 강도를 유지할 때까지 요오드 용액의 첨가를 계속한다. (수정된 문장, 수정 N° 4). 2.4. 분석 수행 구리 시료를 질량 2.0 g(황의 질량 분율이 0.005% 이하일 때) 또는 1.0 g(황의 질량 분율이 0.005% 초과일 때)로 취하여 소성(예열)한 연소용 보트(플레이트) 바닥에 고르게 분포시킨다. 그 다음 보트를 긴 강선 갈고리(직경 2–3 mm)를 사용해 노의 가장 고온 영역(튜브)에 넣는다. 노 튜브를 즉시 흡수 장치 등 나머지 장비와 연결하고 시료를 연소시킨다. 산소 통과 속도는 흡수 용기의 액면이 추가로 2–3 cm 상승하도록 유지한다. 노에서 방출되는 가스가 요오드 용액의 착색을 탈색시키기 시작하면, 연소 동안 청색 착색이 사라지지 않도록 요오드 용액을 적당한 속도로 가한다. 황의 완전 연소는 흡수 용액의 색이 우측 흡수용기 용액의 색과 같고 일정할 때로 본다. 3. 광도법(포토메트릭 방법) 3.1. 방법의 본질 본 방법은 황을 포함한 구리 시료를 산소 흐름에서 1200 °C로 연소시키고, 생성된 이산화황을 약염기성의 아스트라존 로즈(아스트라존 핑크) 용액으로 흡수하여 파장 530 nm에서 용액의 광학적 밀도를 측정하는 데에 기초한다. 3.2. 장비, 시약 및 용액 황의 측정 장치는 2.2항에 설명된 바와 같다. 분광광도계 또는 포토일렉트로콜로리미터(부속품 포함). 이산화황 흡수용기(도면 3). 도면 3 아스트라존 로즈(아스트라존 핑크) 시약(품질 표기 ФГ). 아스트라존 로즈 용액들. 용액 A: 다음과 같이 조제한다: 아스트라존 로즈 0.4 g과 염화나트륨 5 g을 용량 플라스크 1 dm³(=1 L)에 넣어 물로 용해하고 0.001 N 포름알데히드 용액 20 cm³를 더한 뒤 물로 눈금까지 채워 섞는다. 용액은 암색 유리 용기에 보관한다. 보존기간은 3개월을 넘지 않는다. 용액 B: 다음과 같이 조제한다: 용액 A 5.0 cm³를 50 cm³ 용량 플라스크에 넣고 탄산수소나트륨(중탄산나트륨) 용액 5.0 cm³를 더한 뒤 물로 눈금까지 채운다. 용액 B는 조제 후 60분 이내에 사용한다. 중탄산나트륨은 ГОСТ 4201에 따름, 50 g/dm³ 용액. 염화나트륨은 ГОСТ 4233에 따름. 공업용 포르말린은 ГОСТ 1625에 따름. 0.001 N 포름알데히드 용액(신선 조제): 포르말린 5 cm³를 물로 500 cm³까지 희석한다. 이 용액에서 5 cm³을 취해 1 dm³ 용량 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 조제한다. 교정곡선을 작성하기 위한 황 함량 0.002–0.03%를 갖는 구리, 강(비합금) 또는 철의 표준시료. 3.3. 분석 준비 분석을 시행하기 전에 연소 장비의 기밀성 및 휘발성 환원성 물질의 존재 유무를 다음과 같이 확인한다: 이산화황 흡수용기에 용액 B(아스트라존 로즈) 50 cm³를 정확히 취하여 넣고 연소 장비에 연결한다. 노를 1200 °C로 가열하고 산소를 분당 40–50기포 속도로 통과시킨다. 10분 후 흡수용기를 분리하여 파장 530 nm에서 광학적 밀도(기준 용액)를 최적 셀 두께에서 측정한다. 비교 용액은 물이다. 이 검사는 각 실험군(시리즈) 전에 실시하며, 최대값과 최소값의 광학적 밀도 차이가 0.01을 초과할 때까지 반복한다. 3.4. 분석 수행 3.4.1. 구리 시료(표 1 참조)를 연소용 예열된 보트에 넣는다. 이산화황 흡수용기에 용액 B(아스트라존 로즈) 50 cm³를 정확히 취하여 넣고 연소 장비에 연결한다. 표 1 - 황의 질량 분율, % : 시료 구리 질량, g - 0.005 이하 : 1.00 g - 0.005 초과 ~ 0.01 포함 : 0.50 g - 0.01 ~ 0.02 : 0.25 g 보트를 긴 강선 갈고리(직경 2–3 mm)를 사용해 노의 가장 고온 영역에 넣고, 1200 °C에서 산소 흐름 속도를 분당 40–50기포로 하여 구리 시료를 연소시킨다. 연소 종료 후(약 10 s) 추가로 10분간 산소를 계속 통과시킨다. 흡수용기를 분리하고 파장 530 nm에서 광학적 밀도를 최적 셀 두께에서 측정한다. 비교 용액은 물이다. 광학적 밀도는 이산화황 흡수 후 30분 이내에 측정해야 한다. 얻은 광학적 밀도 값에서 기초 용액의 광학적 밀도 값을 빼서 차이를 구한다. 용액 내 황 질량은 교정곡선에서 결정한다. 3.4.2. 교정곡선 작성 황 5–70 µg을 포함하는 표준 구리, 강 또는 철의 일정량을 연소용 보트에 넣고 3.4.1항과 동일한 방법으로 분석을 실시한다. 기초 용액과 실험으로 얻은 흡수용액들의 광학적 밀도 차이 및 이들에 해당하는 황 함량을 이용해 교정곡선을 작성한다. 4. 결과 처리 4.1. 적정법에 대한 황의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (원문 수식 참조), 여기서 … — 요오드 용액의 역가(황으로 환산), g; — 적정에 소모된 요오드 용액의 부피, cm³; — 구리 시료의 질량, g. 4.2. 광도법에 대한 황의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (원문 수식 참조), 여기서 … — 교정곡선으로부터 얻은 황의 질량, µg; — 구리 시료의 질량, g. 4.3. 두 병렬 측정치 및 두 번의 분석 결과 사이의 편차는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 표 2 - 황의 질량 분율, % : 허용 절대 편차, % (병렬측정 / 분석) - 0.0010–0.0030 포함 : 병렬측정 0.0005 / 분석 0.0010 - 0.003 초과 – 0.006 : 병렬측정 0.001 / 분석 0.002 - 0.006 – 0.020 : 병렬측정 0.002 / 분석 0.004 (수정된 문장, 수정 N° 4). 4.4. 황의 질량 분율 평가에 이견이 있을 경우 적정법을 적용한다. (신설, 수정 N° 4). 부록. (삭제됨, 수정 N° 4). (참고: 원문에 수식과 도식이 이미지로 삽입되어 있는 부분은 본 번역에서 본문 설명으로 대체하였으며, 수식의 정확한 형태와 기호는 원문을 참조하십시오.)