ГОСТ 14338.4-82

ГОСТ 14338.4−82 몰리브덴. 질소, 산소 및 수소의 측정 방법

ГОСТ 14338.4−82

그룹 B59

소련 국가 표준

몰리브덴

질소, 산소 및 수소의 측정 방법

Molybdenum. 질소, 산소 및 수소 측정 방법

시행일 1984−01−01

소련 국가 표준 위원회 결의 1982년 9월 30일 N 3870에 따라 시행일은 1984.01.01로 정함

국가표준(Gosstandart) 결의 1988.04.21 N 1106에 의해 유효기간이 1992.01.01까지 연장됨*
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* 유효기간 제한은 국가표준위원회 결의 1991.09.27 N 1524에 의해 폐지됨(ИУС N 12, 1991). — 데이터베이스 제작자 주.

대체 ГОСТ 14338.4−74

재발행. 1988년 8월.


본 표준은 광도법(질량분율 질소 0,0001~0,1% 범위)과 반응성 가스크로마토그래피(불활성 운반가스인 아르곤 또는 헬륨 분위기에서의 환원 용융)를 이용한 방법으로 금속 몰리브덴(분말, 소괴, 봉, 선(와이어), 띠, 박막)의 질소(질량분율 0,001~0,1%), 산소(질량분율 0,001~0,1%) 및 수소(질량분율 0,0001~0,1%) 측정 방법을 규정한다.

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 14338.0−82에 따름.

2. 광도법

광도법에 의한 질소 결정은 암모니아가 알칼리성 용액에서 발생하는 것을(케일달 원리에 따라) 석영 장치에서 증류하여 암모니아를 황산에 흡수한 다음 질소를 측정하는 것에 기초한다.

2.1. 기기, 시약 및 용액

이중증류수 제조용 석영 증류 장치.

암모니아 증류용 석영 증류 장치.

용량 5 см의 마이크로뷰렛과 용량 50 см의 뷰렛(규격 ГОСТ 1770–74).

정밀도 0.00001 g 이내로 칭량할 수 있는 MV-1형 또는 동등 사양의 소형 전자저울.

광전색도계(형식 ФЭК-56М, ФЭК-60).

질소 함량 측정 장치(도.1)는 투입용 깔때기가 패킹된 석영 증류플라스크 1, 투입용 깔때기 2가 부착된 마개, 방울 포집기 3, 방울 포집기 및 수집기와 연마면으로 연결된 응축기 4, 연마면 마개 6가 있는 수집기 5로 구성된다.

도.1

네슬러 시약.

정제 에틸 알코올(규격 ГОСТ 18300–72).*
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* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 18300–87이 적용됨. 이하 동일. — 데이터베이스 제작자 주.

황산(규격 ГОСТ 4204–77), 이중증류수와 1:1로 희석한 것(사전에 석영 용기에서 끓여 탈기), 및 фиксанал로부터 조제한 0.02 N 용액.

염산(규격 ГОСТ 3118–77), 1:10로 희석한 것.

황산암모늄(규격 ГОСТ 3769–78), 분석용, 표준용액: 0.01179 g의 염을 이중증류수에 녹여 용량 1000 см의 계량플라스크에 넣고 이중증류수로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

1 см의 용액은 0.0000025 g의 질소를 함유한다.

수산화칼륨 용액: 500 g의 수산화칼륨을 용량 2000 см의 플라스크에 녹이고 이중증류수를 1000 см보다 많이 채운 다음 용액을 1000 см로 증발시켜 농축하고 실온으로 냉각한다. 플라스크는 구멍을 통해 가스 세척병(농축 황산을 담고 있는)과 연결된 마개로 밀봉한다.

비교용 용액: 용량 50 см의 계량플라스크에 5 см의 0.02 N 황산 용액과 0.5 см의 네슬러 시약을 넣고 이중증류수로 눈금까지 채워 혼합한다.

2.2. 분석 준비

금속 몰리브덴 시료를 분쇄한 뒤 염기물과 산화물을 제거하기 위해 먼저 염산(1:10)으로 세척하고 이어서 이중증류수와 에틸알코올로 세척한다. 세척 후 시료는 공기 중에서 건조시킨다. 2.3. 분석의 실시 시료 내 질소 질량분율에 따라 표 1에 따라 시료를 취한다. 표 1 - 질소 질량분율, % : 시료 질량, g - 0.0001 이상 ~ 0.0005 이하 : 1 g - >0.0005 ~ 0.001 : 0.5 g - >0.001 ~ 0.01 : 0.25 g - >0.01 ~ 0.1 : 0.1 g 취한 시료를 수압식 폐쇄장치(유수잠금장치)가 있는 플라스크에 넣고 10 cm³의 황산(1:1) 용액을 가한 뒤 개방형 전열판 위에서 완전히 용해될 때까지 가열한다. 냉각 후 용액을 이중증류수로 50–60 cm³(=mL)가 되도록 희석하고 증류플라스크로 옮긴다. 증류플라스크(용액 담긴 것)를 장비에 연결한다. 수취기에는 5 cm³의 0.02 N 황산 용액을 넣고 약한 흡인 상태에서 소량의 증기를 통과시킨다. 그런 다음 깔때기를 통해 증류플라스크로 천천히 소량씩 80 cm³의 수산화칼륨 용액을 넣어 산을 중화시키고 알칼리성 환경을 만든다. 모든 염기가 플라스크에 도입되면 증기-공기 혼합물의 흐름과 흡인을 강하게 한다. 응축액(첫 방울)이 나오기 시작한 후에는 추가로 15분간 증류를 진행한다. 증기에 의해 운반되는 암모니아는 수취기의 0.02 N 황산 용액에 흡수된다. 보통 응축액(황산과 함께)이 30–40 cm³ 모인다. 지정된 시간이 지나면 진공을 차단하고 깔때기 밸브를 빠르게 열어 증류플라스크에 공기를 통과시킨 다음 증기를 차단한다. 콘덴서를 분리하고 얻어진 응축액을 용량 50 cm³의 눈금플라스크로 옮긴다. 콘덴서와 수취기는 최소한의 이중증류수로 세척한다. 세척액은 응축액과 함께 눈금플라스크에 모은다. 여기에 0.5 cm³의 네슬러 시약을 넣고 이중증류수로 눈금까지 채워 섞는다. 용액을 30분 동안 방치하여 네슬러 시약과 암모니아의 착물 형성을 유도한 다음, 파장 440 nm의 청색 필터(Nº 4)를 갖춘 포토컬러리미터로 흡광층 두께 50 mm인 큐벳에서 분석용 용액과 비교용 용액의 광학 밀도(흡광도)를 측정한다. 시료와 동시에 반응시약의 오염에 대한 대조실험을 실시한다. 대조실험은 동일한 시약과 동일한 양을 사용하여 분석의 모든 단계를 거친다. 2.4. 보정곡선 작성 각각 용량 50 cm³의 눈금플라스크에 5 cm³의 0.02 N 황산 용액을 넣고, 표준 질산암모늄(황산암모늄?) 용액을 0.4 cm³에서 5.0 cm³까지(간격 0.2 cm³) 및 5.0 cm³에서 40 cm³까지(간격 5 cm³) 범위로 첨가한 뒤 0.5 cm³의 네슬러 시약을 넣는다. 용액을 이중증류수로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액을 30분간 방치한 후 색이 발현된 용액과 비교용 용액의 광학 밀도를 파장 440 nm의 청색 필터(Nº 4)를 장착한 포토컬러리미터로, 흡광층 두께 50 mm인 큐벳에서 측정한다. 비교용 용액으로는 광학 밀도 측정 시 사용한 모든 시약을 포함한 용액을 사용한다. 측정된 광학 밀도 값과 이에 대응하는 질소 농도를 이용하여 교정(보정) 그래프를 작성한다. 2.5. 결과 처리 2.5.1. 질소의 질량 분율(%)은 다음 식에 따라 계산한다: (식) 여기서 m — 교정 그래프로부터 구한 시료 내 질소량, g; m_k — 교정 그래프로부터 구한 대조실험 용액의 질소량, g; m_0 — 시료의 시료량(시료 채취 질량), g. 2.5.2. 신뢰도 0.95에서 병행 측정 결과의 절대 허용 차이는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 표 2 - 질소 질량 분율, % : 절대 허용 차이, % - 0.0001–0.0003 : 0.00008 - св. 0.0003–0.0005 : 0.0001 - 0.0005–0.0015 : 0.0002 - 0.0015–0.005 : 0.0002 - 0.005–0.01 : 0.0002 - 0.01–0.03 : 0.002 - 0.03–0.1 : 0.008 3. 반응성 기체 크로마토그래피법 반응성 기체 크로마토그래피법은 수소, 질소, 산소(그 존재 형태와 무관)를 분리·검출하는 방법으로, 그래파이트 캡슐 내에서 시료를 약 3500 °C로 단시간(펄스) 가열하여 이들 원소를 분자상(각각 H2, N2 및 일산화탄소 형태)으로 유도한 후 아르곤 및 헬륨으로 구성된 수송가스에 의해 크로마토그래프 컬럼으로 운반하여 분석하는 방법에 기반한다. 3.1. 기기, 시약 및 용액 장치(도면 2)는 아르곤 또는 헬륨 가스용 실린더 1; LXM-8MD형(모델 1), LXM-72형 또는 상기 명시된 사양에 뒤지지 않는 다른 기종의 가스 크로마토그래프 2; 자동기록 전위계(KSP-4형, 크로마토그래프에 포함) 3; 분석용 공압 펄스 저항 가열로 4; 아르곤 또는 헬륨 실린더 5, 6; 캡슐 예비 탈가스용 공압 펄스 저항 가열로 7; 펄스가열로 전원 공급 회로 8(도면 3)로 구성된다. (도면 삽입) 펄스 가열로 전원 공급 회로는 자동 스타터 AP 50−3M 1; 오토트랜스포머 AOMN 40−250−75-U4 2; 전압계 E-378, 0–250 V 3; 자기식 스타터 PME-222 4; 변압기 (OSU-20/05형 또는 동등 형식, 최대 5 kW) 5; 전류계 E-378, 1000/5 6; 전류 변압기 TSh-40, 1000/5 7; 펄스 가열로 8; 타임 릴레이 9 (VL 27U4형, 0–10 s 유지) 및 중간계전기 PE-21(타임 릴레이 구동용); 시작 버튼 KMZ-2 10 등으로 구성된다. 참고. 펄스 가열로 전원 회로에는 그래파이트 캡슐을 부하로 하여 펄스 모드에서 부하 전류 500–600 A를, 안전 전압 10–12 V에서 4–5 s의 펄스를 2–2.5 min 간격으로 공급할 수 있는 다른 전기 장비를 사용할 수 있다. 시약·재료: - 합성 제올라이트 5A(CaA), 입경 0.25–0.5 mm. - 에틸 에테르(ГОСТ 8981–78), 정급. - 정제 에틸 알코올(ГОСТ 18300–72). - 아세톤(ГОСТ 2603–79), 정급 또는 고순도. - 항공용 가솔린(ГОСТ 1012–72). - 사염화탄소(ГОСТ 20288–74), 정급 또는 고순도. - 면 베이스 직물. - 크로마토그래프 컬럼: 스테인리스강제 (4×0.5; 6×1.0; 8×1.0; 길이 1.5–3.0 m). - 압력계 MT-60, 0.16–0.25 MPa (1.6–2.5 atm). - 미세 조절용 니들 스로틀 타입 УХ-6. - 마이크로저울 MV-1 또는 동등한 형식(측정 오차 ≤ 0.00001 g). - 압력 조절기 RDF-31 또는 동등품(공압 가열로의 리프터에 0.15–0.25 MPa(1.5–2.5 atm)로 안정적 압력 유지 가능). - 초시계(ГОСТ 5072–79). - 레버형 카운터 장치 SRO-25(ГОСТ 11098–75). - 그래파이트 캡슐 등급 C-2 또는 C-3(도면 4). (도면 삽입) 주의: 1. 뚜껑은 본체에 밀착되어 균열이 없어야 한다. 2. 조립된 캡슐의 단면 표면은 엄격히 평행해야 한다. 3. 뚜껑을 포함한 캡슐 길이: (20.65±0.05) mm. - 캡슐용 아크릴 카세트. - 가열로 내부 청소용 스테인리스 훅. - 범용 로터미터 RM(ГОСТ 13045–81). - 고순도 기체 아르곤(ГОСТ 10157–79), 고순도 헬륨. - 표준 시료: 강종 SG-1 (등록번호 N 81−71), SG-3 (N 577−74), SG-2 (N 416−73). 분석 대상 성분의 함량이 표준 시료의 증명된 함량과 두 배 이상 차이나지 않는 범위에서는 ОСО, СОП 범주의 표준 시료 사용을 허용한다. 3.2. 분석 준비 금속 몰리브덴 시료는 산화막을 제거하여 예비로 연마하고, 가솔린 또는 사염화탄소로 세척한 뒤 아세톤으로 건조시킨다. 금속 몰리브덴 분말은 별도의 전처리 없이 분석에 사용한다. 시료 채취는 직경 2.0–2.8 mm 크기의 조각을 취한다(즉, 체눈 2.8 mm는 통과하되 2.0 mm 체눈은 통과하지 않아야 함). 분말 시료는 작은 주걱으로 캡슐에 적재한다. 캡슐은 레버형 스크롭(스케일)을 이용하여 길이 허용차 0.05 mm 이내로 선택하고, 약 3500 °C에서 탈가스(디가스) 처리한다. 분석에는 균열이 없는 캡슐을 사용하며, 작은 균열이 있는 캡슐은 대조 실험용으로 사용할 수 있다. 3.3. 분석 수행 크로마토그래프를 기동하고 최적의 크로마토그래피 조건을 설정한다. 분석 시료를 담은 그래파이트 캡슐을 장착한다. 시료 내 질소·수소·산소의 질량 분율에 따라 표 3에 따라 시료 시료량을 취한다. 표 3 - 시료명 | 시료 형태 | 질소 질량 분율, % | 산소 질량 분율, % | 수소 질량 분율, % | 시료량, g - 몰리브덴(금속) | 조밀(컴팩트) | 0.001–0.01 | 0.001–0.01 | 0.0001–0.001 | 0.1–0.3 - (빈칸) | (빈칸) | (빈칸) | (빈칸) | 0.001–0.01 | (빈칸) - (빈칸) | 분말 | 0.01–0.1 | 0.01–0.1 | 0.01–0.1 | 0.05–0.1 - (빈칸) | (빈칸) | 0.03–0.05 | 0.03–0.05 | 0.03–0.05 | 0.1–1.0 밸브의 손잡이를 끝까지 밀어 넣고 동시에 초시계를 작동시키며 가열로의 전원 시작 버튼을 누른다. 30 s 후 밸브 손잡이를 원래 위치로 되돌리고, 수소 피크가 기록기에 나타난 후 결정 원소에 대해 필요한 범위로 "выход ДТП" 손잡이를 전환한다. 2분 후 사용된 캡슐을 새 캡슐로 교체한다. 작업 종료 후 크로마토그래프 내부로 공기가 들어가는 것을 방지하기 위해 장비를 '보존'한다 — 크로마토그래프용 아르곤 실린더의 조절기를 잠근다. 양쪽 컬럼의 아르곤 압력이 거의 0에 도달하면 폼 유량계로 장치 내 운반가스를 매우 약하게 흘려준 뒤 크로마토그래프 전원을 끈다. 3.4. 결과 처리 3.4.1. 질소, 수소, 산소의 질량 분율(%)은 다음 식에 따라 계산한다: (식) 여기서 k — 교정 계수(각 원소에 대해 표준 시료로 기기를 교정하여 산출); h — 대조실험에서 얻은 피크를 뺀 해당 원소의 피크 높이, mm; m — 시료 질량, g. 교정 계수는 특히 수리, 각종 조정(크로마토그래프 및 분석용 가열로의 가스 실린더 교체 포함) 후 및 장기간 장비를 사용하지 않았던 경우에 점검하고 보정해야 한다. 3.4.2. 신뢰도 0.95에서 병행 측정 결과의 절대 허용 차이는 표 4에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 표 4 - 분석 원소의 질량 분율, % | 절대 허용 차이, % | 적용 대상 - 0.0001–0.0003 | 0.00005 | 수소에 대한 값 - св. 0.0003–0.001 | 0.00008 | (해당) - 0.001–0.003 | 0.0001 | (해당) - 0.003–0.01 | 0.0005 | 수소, 산소, 질소에 대한 값 - 0.01–0.03 | 0.003 | (해당) - 0.03–0.1 | 0.005 | (해당) 3.4.3. 이 방법은 몰리브덴의 품질 평가에서 의견 차이가 있을 때 적용한다.