ГОСТ 15027.6-77

ГОСТ 15027.6−77 무연 청동. 규소(실리콘) 정량법(개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 15027.6−77

그룹 B59

국가간 표준

무연 청동

규소(실리콘) 정량법

Non-tin bronze.
Methods for the determination of silicon

ОКСТУ 1709

시행일 1979−01−01

정보 사항

1. 제정 및 제출: 소비에트 연방 비철금속부

2. 승인 및 공포: 소비에트 각료평의회 국립표준위원회 결정 1977.06.28 N 1614

3. 대체: ГОСТ 15027.6−69

4. 이 표준은 완전히 СТ СЭВ 1539−79에 부합함

5. 참조 규범·기술 문서

참조된 규범 문서 표기	해당 절·항·소항 번호
ГОСТ 493–79	서론
ГОСТ 614–97	서론
ГОСТ 859–2001	4.2
ГОСТ 3118–77	2.2, 3.2
ГОСТ 3652–69	3.2, 4.2
ГОСТ 3760–79	3.2, 4.2
ГОСТ 3765–78	3.2, 4.2
ГОСТ 4166–76	3.2
ГОСТ 4204–77	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 4207–75	2.2
ГОСТ 4332–76	3.2, 4.2
ГОСТ 4461–77	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 6006–78	3.2
ГОСТ 6552–80	4.2
ГОСТ 6691–77	3.2, 4.2
ГОСТ 9428–73	3.2, 4.2
ГОСТ 9656–75	3.2, 4.2
ГОСТ 10484–78	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 11293–89	2.2
ГОСТ 18175–78	서론
ГОСТ 18300–87	3.2
ГОСТ 25086–87	1.1, 2.4.4
ТУ 6−09−5384−88	3.2

6. 유효기간 제한은 국가간 표준·계량·인증 위원회 프로토콜 N 3−93에 따라 해제됨 (ИУС 5−6-93)

7. 판: 개정 N 1, 2 포함, 1983년 2월·1988년 3월 승인 (ИУС 6−83, 6−88)


본 표준은 규소 함유(규질) 청동에서의 규소에 대한 중량법(규소 질량분율 0.5%~4%), 철 함량이 1%를 초과하는 청동에서의 추출-분광광도법(규소 질량분율 0.01%~0.25%), 및 기타 품종의 청동에서의 분광광도법(규소 질량분율 0.01%~0.3%)을 무연 청동에서 ГОСТ 18175, ГОСТ 614 및 ГОСТ 493에 따라 규정한다.

(개정 판, 개정 N 2).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086에 따르며, 추가 사항은 ГОСТ 15027.1의 1절에 따른다.

(개정 판, 개정 N 1, 2).

2. 규질(규소 함유) 청동에서의 규소 정량을 위한 중량법

2.1. 방법의 원리

이 방법은 식염산-질산 용액에서 젤라틴을 첨가하여 규산(규소산)을 침전시켜 분리하는 데 기초한다.

2.2. 시약 및 용액

질산(ГОСТ 4461).

황산(ГОСТ 4204) 및 1:4로 희석한 것.

염산(ГОСТ 3118) 및 5:95로 희석한 것.

불화수소산(불산, ГОСТ 10484).

용해용 산 혼합물: 질산 1부와 염산 3부를 혼합하여 준비한다.

식용 젤라틴(ГОСТ 11293), 10 g/dm³ 용액.

페로시아나화칼륨(페로시아나화 칼륨, ГОСТ 4207), 30 g/dm³ 용액.

(개정 판, 개정 N 2).

2.3. 분석 수행

브로너스 시료 브КМцЗ-1 1 g 및 브КН1−3 2 g을 250 cm³ 용량의 비커에 넣고 물 20 cm³, 산 혼합액 20 cm³을 더하여 가열하면서 녹인다. 용액을 거의 건조될 때까지 증발시키고, 잔류물에 농염산 10 cm³을 적신 후 건조될 때까지 증발시킨다. 그 뒤 동일한 과정을 두 번 더 반복하되, 매번 증발하기 전에 농염산 10 cm³을 첨가한다. 그 후 잔류물을 농염산 10 cm³으로 적신 뒤 3–5분 후에 뜨거운 물 70–80 cm³을 부어주고 젤라틴 용액 5 cm³을 넣어 염이 완전히 용해될 때까지 가열한다. 잔류물을 여과지 펄프로 밀봉한 중간 밀도의 여과지에 걸러내고, 먼저 뜨거운 염산 용액(5:95)으로 8–10회 세척하여 구리 반응(페로시안화칼륨 용액 시험) 반응이 사라질 때까지 세척한 다음, 염화 이온 반응이 사라질 때까지 뜨거운 물로 세척한다. 여과지와 침전물을 백금 도가니에 넣고 건조시킨 후 회화(소실회)시키고, 농질산 0.5 cm³로 적신 다음 건조시켜 1000–1050 °C에서 일정 질량이 될 때까지 회화한다. 그후 건조기(데시케이터)에서 냉각시키고 무게를 잰다. 도가니 내용물을 몇 방울의 물로 적신 뒤 황산 3–4방울과 불산(플루오르화수소산) 1–2 cm³을 첨가하고 조심스럽게 완전히 건조될 때까지 증발시킨 다음 다시 1000–1050 °C에서 일정 질량이 될 때까지 회화하고, 데시케이터에서 냉각한 후 무게를 잰다. 규산 제거 후 도가니에 흑색 침전물(탄화규소)이 남아 있을 경우 이를 무수 탄산나트륨과 용융하고, 용융물을 희석한 황산(1:4)로 처리한다. 용액을 황산의 백색 연기가 날 때까지 증발시키고 냉각한 뒤 염산 5 cm³과 뜨거운 물 80 cm³을 넣고 끓인다. 이렇게 추가로 분리된 규산 침전물을 여과·세척한 후 앞서 기술한 바와 같이 분석을 계속한다. 분석의 모든 단계에 대해 동시에 대조실험을 실시하고, 측정된 규소 함량에 해당 보정을 가한다. (개정판, 개정 N 2). 2.4 결과 처리 2.4.1 규소의 질량분율(Si, %)은 다음 식으로 계산한다. [식 생략] 여기서 m1 — 불산 처리 전의 이산화규소 침전물을 포함한 도가니의 질량, g; m2 — 불산 처리 후의 도가니와 침전물의 질량, g; m3 — 합금의 질량, g; 0.4672 — 이산화규소를 규소로 환산하는 계수.

2.4.2. 병행 측정 결과의 절대 차( — 일치성 지표)는 표에 제시된 허용값을 초과해서는 안 된다.

실리콘 질량분율, %	, %	, %
0,01에서 0,02까지	0,002	0,005
0,02 초과 ~ 0,05 이하	0,005	0,01
0,05 초과 ~ 0,10 이하	0,008	0,02
0,10 초과 ~ 0,20 이하	0,012	0,03
0,20 초과 ~ 0,30 이하	0,02	0,05
0,30 초과 ~ 0,40 이하	0,03	0,07
0,50 초과 ~ 1,0 이하	0,05	0,1
2,5 초과 ~ 4,0 이하	0,10	0,2

(개정 판, Изм. N 2).

2.4.3. 서로 다른 두 실험실에서 얻은 분석 결과의 절대 차 또는 동일한 실험실에서 얻었으나 서로 다른 조건에서 얻은 두 분석 결과의 절대 차( — 재현성 지표)는 표에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.

2.4.4. 분석 결과의 정확성 관리

분석 결과의 정확성 관리는 정해진 절차에 따라 인증된 무연 청동의 국가 표준시료에 대해 ГОСТ 25086에 따라 수행한다.

2.4.3, 2.4.4. (추가로 도입됨, Изм. N 2).

3. 추출-광도법에 의한 실리콘 측정법

3.1. 방법의 본질

이 방법은 실리코-몰리브덴산의 형성, 이를 부틸 알코올로 추출, 추출액에서 환원하여 몰리브덴 블루(실리코몰리브덴 청색)를 생성시키고 생성된 착색의 강도를 측정하는 데 기초한다.

3.2. 장비, 시약 및 용액

포토일렉트로컬러리미터 또는 분광광도계.

질산 — ГОСТ 4461, 1:2로 희석.

황산 — ГОСТ 4204, 1:9로 희석.

염산 — ГОСТ 3118, 1:1로 희석.

불산 — ГОСТ 10484.

구연산 — ГОСТ 3652, 용액 500 г/дм.

붕산 — ГОСТ 9656, 포화 용액; 준비 방법: 약 60 г의 붕산을 1 дм의 뜨거운 물에 용해한다.

암모니아수 — ГОСТ 3760, 1:1로 희석.

암모늄 몰리브데이트 — ГОСТ 3765, 재결정한 시약, 용액 100 г/дм.

암모늄 몰리브데이트의 재결정화를 위해 70 г의 시약을 약한 가열(70−80 °С)하에서 400 дм의 물에 용해시킨다. 용액을 같은 치밀한 여과지로 두 번 여과하고, 여과액을 냉각시킨 다음 에틸 알코올 250 см를 첨가한다. 1시간 동안 침전시킨 후 생성된 결정은 감압으로 흡인한다. 얻어진 암모늄 몰리브데이트를 물에 용해시켜 재결정화를 반복한다.

두 번째 흡인 후 결정은 알코올과 물의 혼합액(5:8)으로 여러 번 세척하고 공기 중에서 건조시킨다.

염화 주석(II) — ТУ 6−09−5384, 용액 20 г/дм는 다음과 같이 준비: 2 г의 염을 1:1로 희석한 염산 100 см에 용해시키며, 이 염산은 80−90 °С로 가열한다.

칼륨-나트륨 탄산염 — ГОСТ 4332.

세척용 용액들.

용액 A: 다음과 같이 준비한다: 50 см의 물에 농질산 12 см와 암모늄 몰리브데이트 용액 5 см를 넣는다.

용액 B: 다음과 같이 제조한다. 희석비 1:9의 황산 50 см³에 몰리브덴산암모늄 용액 5 см³와 구연산 5 см³를 넣는다. 크리스탈 바이올렛(결정성), 수용액 1 g/dm³. 페놀프탈레인, 알코올 용액 1 g/dm³. n-부틸알코올(정규 부틸 알코올) — ГОСТ 6006에 따름. 정제 에틸 알코올(증류 에탄올) — ГОСТ 18300에 따르며 5:8로 희석한 것. 요소(우레아) — ГОСТ 6691, 용액 100 g/dm³. 무수 황산나트륨 — ГОСТ 4166에 따름. 이산화규소(실리카) — ГОСТ 9428에 따름. 규소 표준용액들. 용액 A: 다음과 같이 제조한다. 0.2143 g의 소성된 이산화규소를 백금 도가니에서 나트륨-칼륨 탄산염 2 g과 합용용융한다. 용융물을 물로 침출하여 용량 500 см³의 메스플라스크로 옮기고 눈금까지 물을 채운 후 혼합한다. 용액은 즉시 폴리에틸렌 용기에 옮긴다. 용액 A 1 см³에는 규소 0.0002 g가 함유되어 있다. 용액 B: 다음과 같이 제조한다. 용액 A 2.5 см³을 용량 200 см³의 분액깔때기에 넣고 물 50 см³, 페놀프탈레인 용액 2–3방울을 넣는다. 희석한 질산(1:2)을 한 방울씩 넣어 분홍색이 사라질 때까지 적정한 후 그보다 1 см³ 초과분을 더 가한다. 몰리브덴산암모늄 용액 5 см³를 가하고 물로 100 см³까지 희석하여 혼합한 뒤 10분 동안 둔다. 그 다음 n-부틸알코올 5 см³와 희석한 질산(1:2) 10 см³를 넣고 분액깔때기를 2–3회 뒤집어 혼합하며, 이어서 부틸알코올 25 см³를 더 넣고 분액깔때기를 조심스럽게 30회 뒤집어 혼합한다. 이때 실리코몰리브덴산은 부틸알코올로 추출되어 약간 녹색빛을 띤 황색으로 염색된다. 층 분리 후 수층은 다른 분액깔때기로 옮긴다. 그런 다음 무색의 추출물이 얻어질 때까지 매회 10 см³의 n-부틸알코올을 사용하여 추출을 반복한다. 추출액을 합쳐 세척용액 A 50 см³로 세척하고 분액깔때기를 조심스럽게 20–25회 뒤집어 혼합한다. 수층을 버리고 남은 세척된 유기층을 연마 유리 마개가 있는 100 см³ 용량의 메스플라스크로 옮긴 다음 부틸알코올로 눈금까지 채우고 혼합한다.

1 cm³의 용액 B에는 0.000005 g의 규소가 들어 있다.

3.3. 분석 실시

3.3.1. 0.2 g의 청동 시료를 백금 또는 불소수지(플루오로플라스틱) 도가니에 넣고 1 cm³의 불산, 5 cm³의 질산(1:2로 희석한 것)을 가한 다음 백금 또는 불소수지 뚜껑으로 덮는다. 시료의 용해는 60 °C까지 가열한 수욕에서 수행한다. 용해한 후 도가니에 붕산 용액 10 cm³을 넣고 혼합물을 이미 붕산 용액 20 cm³이 들어 있는 100 cm³ 용량의 비커로 옮긴다. 용액을 물로 50 cm³까지 희석한 후 계속 교반하면서 1:1로 희석한 암모니아를 가해 pH를 1.5까지 맞춘다. pH는 백색 자기판 또는 불소수지 판 위에서 크리스탈 바이올렛 용액을 이용한 한 방울 시험으로 확인한다. pH가 1.5보다 작을 때는 시험용액 한 방울에 지시약 한 방울을 섞으면 녹색으로 변하고, pH가 1.5일 때는 혼합물이 보라색으로 변한다.

용액을 용량 200–250 cm³의 분액깔때기로 옮기고 비커를 물로 잘 씻어 깔때기 안으로 넣는다. 분액깔때기에서 용액을 100 cm³로 희석한다. 그런 다음 요소 용액 5 cm³, 질산암모늄 몰리브덴 용액 5 cm³를 가하고 섞는다. 10분 후 구연산 용액 5 cm³를 넣고 섞는다. 포화시키기 위해 n-부틸알코올 5 cm³를 붓고, 희석 1:2의 질산 20 cm³를 넣어 섞는다. 혼합물에 n-부틸알코올 15 cm³를 더하고 유화가 생기지 않도록 주의하면서 30회 뒤집어 섞는다. 액을 층분리시킨다(수층은 투명해져야 함). 층분리 후 수층을 용량 200–250 cm³의 두 번째 분액깔때기로 옮기고 n-부틸알코올 10 cm³를 넣어 깔때기를 30회 조심스럽게 뒤집어 섞는다. 층분리 후 수층을 세 번째 깔때기로 옮기고 유기층은 첫 번째 부탄올 추출액 부분에 합친다. n-부틸알코올 10 cm³로 한 번 더 추출을 반복한다. 합쳐진 추출액을 세척용액 B 50 cm³로 씻어(깔때기를 20–25회 조심스럽게 뒤집어 섞음) 층분리 후 수층은 버리고 유기층을 이미 0.2 g의 황산나트륨을 넣어 둔 50 cm³ 메스플라스크로 옮기고 n-부틸알코올로 정량선까지 채운다. 시료의 규격에 따라 다음과 같이 아리콸트(aliquot)를 취한다: 규정된 질소 함량이 0.01%–0.04%일 때 20 cm³, 0.04%–0.1%일 때 5 cm³, 0.1%–0.25%일 때 2 cm³을 50 cm³ 메스플라스크에 옮긴다. n-부틸알코올을 45 cm³까지 더하고, 이염화주석 용액 2–3방울을 가한 뒤 부틸알코올로 정량선까지 채우고 섞는다. 20–25분 후 광전색도계의 2 cm 길이 큐벳(적색 필터, λ = 610 nm)에서 광학적 밀도를 측정하거나 분광광도계에서 파장 810 nm로 측정한다. 기준 용액으로는 n-부틸알코올을 사용한다. 분석의 모든 단계에서 대조실험을 수행한다. 3.3.2. 검량곡선 작성 용량 50 cm³의 메스플라스크 8개에 표준용액 B를 각각 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0 및 7.0 cm³씩 넣고 n-부틸알코올로 45 cm³까지 채운 다음 3.3.1항에 따라 분석을 진행한다. 3.4. 결과 처리 3.4.1. 규소의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다: [식 이미지] 여기서 m — 검량곡선으로부터 구한 규소의 질량(g); m0 — 아리콸트에 해당하는 시료 중량( g). 3.4.2. 병행정밀도의 절대차(Δ — 수렴성 지표)는 표에 제시된 허용값을 초과해서는 안 된다. (개정판, 변경 N 2) 3.4.3. 서로 다른 두 실험실에서 얻은 분석결과 또는 동일 실험실에서 다른 조건으로 얻은 두 결과의 절대차(R — 재현성 지표)는 표에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 3.4.4. 분석결과의 정확성 관리는 항목 2.4.4에 따라 수행한다. (항목 3.4.3, 3.4.4는 추가로 도입됨, 변경 N 2) 4. 규소의 흡광광도법(포토메트릭 방법) 4.1. 방법의 본질 본 방법은 규소에 의해 노란색 규소몰리브덴산을 형성시키고 착색된 용액의 광학적 밀도를 측정하는 데 기초한다. 4.2. 기기, 시약 및 용액 - 분광광도계 또는 광전색도계. - 질산: ГОСТ 4461, 희석비 1:2. - 황산: ГОСТ 4204, 희석비 1:1. - 불산: ГОСТ 10484. - 구연산: ГОСТ 3652, 100 g/dm³ 용액. - 인산(orthophosphoric acid): ГОСТ 6552, 희석비 1:9. - 붕산: ГОСТ 9656, 포화용액 — 제조법: 약 60 g 붕산을 1 dm³의 뜨거운 물에 용해. 사용 전 약 20 °C로 냉각. - 암모니아수: ГОСТ 3760, 희석비 1:1. - 구리(M0): ГОСТ 859. - 요소: ГОСТ 6691, 100 g/dm³ 용액. - 크리스탈 바이올렛(결정보라): 수용액. - 암모늄 몰리브데이트: ГОСТ 3765, 재결정한 것(3.2항 참조), 신선히 조제한 100 g/dm³ 용액. - 나트륨-칼륨 탄산염: ГОСТ 4332. - 이산화규소: ГОСТ 9428. - 규소 표준용액들. 용액 A: 제조법 — 0.2143 g의 소성된 이산화규소를 백금 도가니에 칼륨-나트륨 탄산염 2 g과 함께 용융시킨다. 용융물을 물로 추출하여 500 cm³ 메스플라스크로 옮겨 정량선까지 물로 채우고 혼합한 후 즉시 폴리에틸렌 용기에 옮긴다. 1 cm³의 용액 A는 0.0002 g의 규소를 함유한다. 용액 B: 제조법 — 용액 A 10 cm³를 100 cm³ 메스플라스크로 옮겨 물로 정용하고 혼합한 후 즉시 폴리에틸렌 용기에 옮긴다. 1 cm³의 용액 B는 0.00002 g의 규소를 함유한다. 비교용액을 준비하기 위한 구리 용액: 제조법 — 구리 1 g을 백금 접시에 넣고 불산 1 cm³, 질산(희석 1:2) 11 cm³를 더한다. 가열하여 용해시킨다. 이어서 황산(희석 1:1) 2.5 cm³를 넣고 자유 황산을 제거할 때까지 가열한다. 냉각 후 소량의 물을 더해 염을 용해시키고 질산(희석 1:2) 11 cm³와 불산 1 cm³를 더한다. 붕산 용액 30 cm³를 넣고 용액을 100 cm³ 메스플라스크로 옮겨 정량선까지 물로 채우고 혼합한다. (개정판, 변경 N 2) 4.3. 분석 수행 4.3.1. 브론즈 시료 1 g을 백금 또는 불소수지(tetrafluoro) 도가니에 넣고 불산 1 cm³, 질산(희석 1:2) 11 cm³를 더한 뒤 백금 또는 불소수지 뚜껑으로 덮는다. 60 °C의 수욕에서 가열하여 용해한다. 용해 후 도가니에 붕산 용액 10 cm³를 넣고 폴리에틸렌 깔때기를 통해 100 cm³ 메스플라스크로 옮긴다. 메스플라스크에는 이미 20 cm³의 붕산 용액이 들어 있으며 물로 정용하고 혼합한다. 아리콸트는 다음과 같이 취한다: 규소 질량분율이 0.01%–0.05%일 때 20 cm³, 0.05%–0.10%일 때 10 cm³, 0.10%–0.30%일 때 5 cm³를 취해 50 cm³ 비커에 넣는다. (원문에 숫자 범위가 일부 중복되어 있으나 문맥상 위와 같이 적용한다.) 아리콸트에 대해 다음을 첨가한다: 아리콸트가 20 cm³일 경우 질산 0.2 cm³; 아리콸트가 10 cm³일 경우 질산 0.6 cm³; 아리콸트가 5 cm³일 경우 질산 0.8 cm³. 그런 다음 물로 20 cm³까지 희석하고 pH를 pH미터 또는 불소수지 백판 위에 크리스탈 바이올렛 지시약 한 방울을 떨어뜨려 점적법으로 확인한다. 용액은 pH 1.5여야 한다. pH가 1.5가 아니면 암모니아수나 질산을 이용하여 pH를 조정한다. pH가 1.5보다 낮으면 검체 용액 한 방울과 지시약 한 방울을 섞었을 때 녹색을 띠고, pH가 1.5이면 혼합 방울은 청색으로 된다. 암모니아가 과량으로 들어간 경우 혼합 방울은 보라색을 띠므로 이때는 희석된 질산(1:2)을 가하여 혼합 방울이 녹색을 띠도록 만든 다음 암모니아로 다시 중화 과정을 조심스럽게 반복한다. pH가 1.5로 맞춰진 용액에 요소 용액 5 cm³와 암모늄 몰리브데이트 용액 5 cm³를 넣고 10분간 둔다. 이어서 구연산 용액 5 cm³, 인산 용액(orthophosphoric) 3 cm³를 넣고 혼합물을 50 cm³ 메스플라스크로 옮긴 뒤 정량선까지 물로 채워 혼합한다. 15분 후 파장 400 nm, 5 cm 길이 큐벳에서 용액의 광학적 밀도를 비교용액에 대해 측정한다. 비교용액은 분석시료와 동시에 준비하며, 비교용으로서 위 4.2항의 구리 용액을 동일량 사용한다. 규소 함량은 검량곡선으로부터 구한다. (개정판, 변경 N 1, 2) 4.3.2. 검량곡선 작성 용량 50 cm³ 비커 6개에 크롬(혹은 구리) 무규소 비교용액을 각각 10 cm³씩 넣고 표준용액 B를 순차적으로 0; 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 cm³씩 첨가한다. 용액을 물로 20 cm³까지 희석한 후 4.3.1항과 같이 분석을 진행한다. 4.4. 결과 처리 4.4.1. 규소의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다: [식 이미지] 여기서 m — 검량곡선으로부터 구한 규소의 질량( g ); m0 — 아리콸트에 해당하는 시료 중량( g ). 4.4.2. 병행정밀도의 절대차(Δ — 수렴성 지표)는 표 1에 제시된 허용값을 초과해서는 안 된다. (개정판, 변경 N 2) 4.4.3. 서로 다른 두 실험실에서 얻은 분석결과 또는 동일 실험실에서 다른 조건으로 얻은 두 결과의 절대차(R — 재현성 지표)는 표 1에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 4.4.4. 분석결과의 정확성 관리는 항목 2.4.4에 따라 수행한다. (항목 4.4.3, 4.4.4는 추가로 도입됨, 변경 N 2)