ГОСТ 1953.15-79

ГОСТ 1953.15−79 주석 청동. 비소 측정 방법 (수정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 1953.15−79

그룹 В59

국가간 표준

주석 청동

비소(아르세닉) 측정 방법

Tin bronze.
Methods for the determination of arsenic

ОКСТУ 1709

시행일 1981−01−01

기본 정보

1. 제정 및 제출: 소련 비철금속공업부

2. 승인 및 시행: 소련 국가표준위원회 결의 1979.10.10 № 3899

3. 대체문서: ГОСТ 1953.15−76

4. 참조 규범·기술 문서

참조된 규격 표기	해당 절, 항, 소항 번호
ГОСТ 8.315−97	3.4.4
ГОСТ 613–79	서문
ГОСТ 614–97	서문
ГОСТ 1953.1−79	1.1
ГОСТ 1953.4−79	2.2, 3.2
ГОСТ 3118–77	2.2, 3.2
ГОСТ 3760–79	3.2
ГОСТ 3765–78	2.2, 3.2
ГОСТ 4160–74	2.2
ГОСТ 4204–77	2.2, 3.2
ГОСТ 4205–77	3.2
ГОСТ 4232–74	3.2
ГОСТ 4328–77	2.2
ГОСТ 4461–77	2.2, 3.2
ГОСТ 5841–74	2.2, 3.2
ГОСТ 6552–80	2.2, 3.2
ГОСТ 10929–76	2.2, 3.2
ГОСТ 14204–69	2.2
ГОСТ 18300–87	2.2
ГОСТ 20288–74	3.2
ГОСТ 20490–75	2.2, 3.2
ГОСТ 25086–87	1.1, 2.4.4, 3.4.4

5. 유효기간 제한은 국가간 표준·계량·인증 위원회 의사록 № 5−94에 따라 해제됨 (ИУС 11−12−94)

6. 수정 N 1, 2가 반영된 판 — 1983년 2월, 1990년 8월에 승인 (ИУС 6−83, 11−90)

본 표준은 ГОСТ 613 및 ГОСТ 614에 따른 주석 청동 중 비소(0,01%에서 0,15%까지)를 결정하기 위한 분광광도법(광도법) 및 추출-분광광도법을 규정한다.

(수정된 본문, 수정 N 2).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 25086에 따르며, 항 1.1은 ГОСТ 1953.1에 추가로 따른다.

(수정된 본문, 수정 N 1, 2).

2. 비소 측정의 광도법

2.1 방법의 요지

방법은 염산성 용액에서 인산 존재 하에 삼염화비소(AsCl3)의 증류에 의해 비소를 예비 분리한 후, 황색 몰리브덴-비소산을 형성시키고 이를 황산히드라진으로 약산성에서 환원하여 비소-몰리브덴 청색으로 만든 다음, 염색된 용액의 광학밀도(흡광도)를 측정하는 것이다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

광전색도계 또는 분광광도계.

강 및 주철의 비소 함량 측정기(ГОСТ 14204에 따름).

질산(ГОСТ 4461).

염산(ГОСТ 3118), 희석 1:3.

황산(ГОСТ 4204), 희석 1:1 및 3 моль/дм³ 용액.

정인산(ГОСТ 6552).

산 혼합액: 질산 1부와 염산 3부를 혼합하여 준비한다.

과산화수소(페르히드롤) (ГОСТ 10929).

히드라진 황산염(ГОСТ 5841) 및 1,5 г/дм³ 용액.

브로마화 칼륨(결정성, ГОСТ 4160).

히드라진 황산염과 브로마화 칼륨 혼합물: 히드라진 황산염 1부와 브로마화 칼륨 1부를 혼합하여 준비한다.

암모늄 몰리브덴산염(ГОСТ 3765), 알코올 용액에서 재결정화한 것(암모늄 몰리브덴산염의 재결정화는 ГОСТ 1953.4에 따름), 10 г/дм³ 용액을 3 моль/дм³ 황산 용액에 녹여 준비한다.

과망간산 칼륨(KMnO4, ГОСТ 20490), 1 г/дм³ 용액.

히드라진-몰리브데이트 용액: 준비 방법은 다음과 같다 — 암모늄 몰리브덴산염 용액 50 см³에 히드라진 황산염 용액 5 см³를 넣고 물로 100 см³까지 희석한다. 신선하게 조제한 용액을 사용한다.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор 100 г/дм.

Фенолфталеин, раствор 10 г/дмв этиловом спирте.

Ангидрид мышьяковистый.

Стандартные растворы мышьяка. Раствор А; готовят следующим образом: 0,1320 г мышьяковистого ангидрида растворяют при нагревании в 10 смраствора гидроокиси натрия, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:3, по фенолфталеину, доливают до метки водой и перемешивают.

1 смраствора, А содержит 0,0002 г мышьяка.

Раствор Б; готовят следующим образом: 25 смраствора, А помещают в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают до метки водой и перемешивают.

1 смраствора Б содержит 0,00001

г мышьяка.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Навеску сплава (см. табл.1) помещают в стакан вместимостью 250 см, добавляют 20 смсмеси кислот, накрывают часовым стеклом и растворяют при нагревании. После растворения часовое стекло и стенки стакана ополаскивают небольшим количеством воды, в охлажденный раствор добавляют 10 смсерной кислоты, разбавленной 1:1, и упаривают до появления белого дыма серной кислоты. Остаток охлаждают, осторожно растворяют его в 20−25 смводы и переносят раствор в колбу прибора для отгонки мышьяка. Затем добавляют 1 г смеси сернокислого гидразина с бромистым калием и закрывают колбу пробкой с холодильником.

Таблица 1

Массовая доля мышьяка, %	Масса навески сплава, г
От 0,01 до 0,05	0,5
Св. 0,05 «0,1	0,25
» 0,1 «0,15	0,1

Стакан, в котором производилось растворение остатка, ополаскивают 10 смконцентрированной соляной кислоты и переносят ее через воронку в колбу прибора для отгонки мышьяка. В колбу добавляют 50 смконцентрированной соляной кислоты, 5 смортофосфорной кислоты, несколько стеклянных бусинок и отгоняют мышьяк в виде треххлористого мышьяка. Отгонку продолжают до уменьшения первоначального объема раствора на .
Дистиллят собирают в колбу-приемник вместимостью 250 см, содержащий 25−30 смводы, и во избежание возможного улетучивания мышьяка, в колбу-ловушку с 10−15 смводы. В обе колбы добавляют по 1−2 капли раствора перекиси водорода.

증류가 끝나면 증류액과 플라스크-트랩에 남은 액을 합쳐서 10 см³의 진황산(농축 질산)을 첨가하고 용액을 거의 건조할 때까지 증발시킨다. 건조 잔류물이 든 비커를 건조 오븐으로 옮겨 120–130 °C에서 1시간 동안 둔다. 건조 잔류물을 수산화나트륨 용액 1–2방울로 적신 다음 물 30 см³를 넣고 3–5분 간 끓인다. 냉각 후 용액을 콩고 지시지용 종이로 중화시키되, 희석 황산(1:5)으로 중화하고 추가로 과량으로 3–5방울의 산을 더 가한다. 용액을 용량 50 см³의 메스플라스크로 옮기고 환원성 물질을 포함하지 않는 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 사용되는 물은 과망간산칼륨 용액을 한 방울씩 넣어 연한 분홍색이 될 때까지 시험하여 환원성 물질이 없음을 사전에 확인해야 한다. 용액에서 알리콧 부분(10 см³)을 취해 용량 50 см³ 메스플라스크에 넣고 히드라진-몰리브데이트 용액 4 см³를 첨가한 다음 물로 35–40 см³가 되도록 채워 끓는 물중탕에 넣는다. 10–15분 후 용액을 식힌 다음 눈금까지 물로 채워 혼합하고, 흡광층 두께 5 cm의 큐벳을 사용하는 광전색도계(적색 필터) 또는 흡광층 두께 1 cm의 큐벳을 사용하는 분광광도계에서 840 nm에서 광학적 밀도를 측정한다. 비교용 용액으로는 대조실험 용액을 사용한다. 2.3.2. 검량선 작성 용량 100 см³ 비커에 표준 비소 용액 B를 각각 0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 및 6.0 см³씩 넣고 10 см³의 농축 질산을 첨가한 다음 조심스럽게 용액을 거의 건조할 때까지 증발시킨다. 건조 잔류물이 든 비커를 건조 오븐으로 옮기고 이후 절차는 항 2.3.1에 기재된 바와 같다. 2.4. 결과 처리 2.4.1. 비소의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (식) 여기서 — 검량선으로부터 구한 비소의 양, g; — 알리콧 부분에 해당하는 합금의 질량, g. 2.4.2. 병렬 측정 결과의 차이는 표 1a에 기재된 허용편차(수렴성 지표, 시료수 n=3)를 초과해서는 안 된다. 표 1a (비소 질량분율에 따른 허용편차, %, n=3) - 비소 질량분율 0.01부터 0.02(포함): 허용편차 0.004 ; 수렴성 지표 0.006 - 0.02 초과 ~ 0.05: 허용편차 0.007 ; 수렴성 지표 0.01 - 0.05 초과 ~ 0.15: 허용편차 0.01 ; 수렴성 지표 0.01 (개정판, 개정 N 2)

2.4.3. 서로 다른 두 개의 실험실에서 얻은 분석 결과 또는 동일한 실험실에서 다른 조건에서 얻은 두 개의 분석 결과( — 재현성 지표)의 차이는 표 1а에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

2.4.4. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 따라 새로 승인된 주석 청동의 국가 표준 시료 또는 ГОСТ 25086에 따라 첨가법으로 실시한다.

2.4.5. 광도법(포토메트릭 방법)은 주석 청동의 품질 평가에 관해 이견이 있을 경우 적용한다.

2.4.3−2.4.5. (추가로 도입, 변경 N 2).

3. 비소 정량을 위한 추출-광도법

3.1. 방법의 요지

이 방법은 황색의 비소-몰리브데이트 착물을 형성시키고, 이를 약산성 용액에서 하이드라진 황산염으로 환원하여 비소-몰리브데이트 청색으로 만든 다음, 비소를 사전 분리한 후 착색된 용액의 광학 밀도를 측정하는 데 기초한다.

비소는 먼저 철 수산화물과의 공동침전으로 전처리하여 분리한 뒤, 비소의 요오드화물 형태로 사염화탄소로 추출하고 물로 재추출한다.

3.2. 기기, 시약 및 용액

광전색도계 또는 분광광도계.

질산 — ГОСТ 4461.

염산 — ГОСТ 3118 및 1:3으로 희석한 것.

정인산(오르토인산) — ГОСТ 6552.

황산 — ГОСТ 4204, 1:4로 희석한 것 및 3 몰/дм 용액.

산 혼합물: 농질산 1부와 농염산 3부를 혼합하여 준비한다.

수산화나트륨 — ГОСТ 4328, 100 g/дм 용액.

암모니아수 — ГОСТ 3760 및 1:50로 희석한 것.

암모늄 몰리브데이트 — ГОСТ 3765, 알코올 용액에서 재결정한 것(암모늄 몰리브데이트의 재결정은 ГОСТ 1953.4에 따름); 3 몰/дм 황산 용액에 10 g/дм 용액.

하이드라진 황산염 — ГОСТ 5841 및 1.5 g/дм 용액.

요오드화칼륨 — ГОСТ 4232; 농염산 내에서 0.12 몰/дм 용액; 준비 방법: 요오드화칼륨 10 g을 농염산 600 см에 용해시킨다. 용액은 사용 당일에 제조한다.

철-암모늄 알룸(квасцы) — 규정에 따름; 10 g/дм 용액은 다음과 같이 준비한다: квасцы 10 g을 가열하여 물 70 см와 농질산 5 см에 용해시킨 후 여과하고 물로 100 см로 희석한다.

과망간산칼륨 — ГОСТ 20490, 1 g/дм 용액.

과산화수소(퍼기드롤) — ГОСТ 10929.

하이드라진-몰리브데이트 용액: 몰리브데이트암모늄 용액 50 см에 하이드라진 황산염 용액 5 см를 가하고 물로 100 см까지 희석하여 준비한다. 신선히 조제한 용액을 사용한다.

세척용액: 요오드화칼륨 용액 3부와 물 1부를 혼합한다.

정제된 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300.

페놀프탈레인, 10 g/дм의 에틸 알코올 용액.

사염화탄소 — ГОСТ 20288.

비소 무수물(As2O3).

비소 표준용액. 용액 A: 비소 무수물 0.1320 g을 가열하여 수산화나트륨 용액 10 см에 용해시키고, 이를 500 см 용량의 눈금 플라스크로 옮긴다. 페놀프탈레인으로 중화(1:3로 희석한 염산 사용)한 후 눈금까지 물로 채우고 혼합한다.

용액 A 1 см에는 비소 0.0002 g이 들어 있다.

용액 B: 용액 A 25 см를 100 см 용량의 눈금 플라스크에 넣고 눈금까지 물로 희석하여 혼합한다.

용액 B 1 см에는 비소 0,00005 g이 함유된다.

3.3. 분석 절차

3.3.1. 시험할 합금의 시료(표 2 참조)를 300 см 용량의 비커에 넣고 산 혼합물 20 см를 가한 뒤 시계 유리로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용액을 냉각시키고 물로 120−150 см까지 희석한 다음 철-암모늄 알룸 용액 1 см와 암모니아를 넣어 구리가 모두 가용성 암모니아 착화물로 전환되도록 한다. 용액과 침전물을 60 °C에서 유지하여 철, 주석 및 비소의 수산화물 침전물이 응집되게 한다.

표 2

비소의 질량분율, %	시료 중량, g
0.01 이상 ~ 0.05 이하	0.5
0.05 초과 ~ 0.1 이하	0.25
0.1 초과 ~ 0.15 이하	0.1

침전물을 중간 밀도의 여과지로 여과하고, 침전물이 있는 비커와 여과지를 1:50로 희석한 뜨거운 암모니아 용액으로 6−8회 세척한다. 여과지 위의 침전물을 25 см의 1:4로 희석한 뜨거운 황산에 용해시키며, 이때 용액은 침전이 이루어졌던 동일한 비커에 모은다. 여과지는 뜨거운 물로 5−7회 세척한 후 용액을 황산의 흰 연기가 날 때까지 농축한다. 냉각한 뒤 비커 벽을 물로 헹구고 다시 황산의 흰 연기가 날 때까지 농축한다.

비커에 하이드라진 황산염 0.2−0.3 g을 넣고 5−10분 가열한다.

잔류물을 35−40 см의 물에 용해시키고, 인산 5 см를 첨가한 후 용액을 50 см 용량의 계량 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 희석하여 혼합한다.

용액의 알리쿼트 부분(10 см)을 250 см 용량의 분액 깔때기에 넣고 요오드화칼륨 용액 60 см, 사염화탄소 30 см를 가하고 2분간 비소를 추출한다. 유기층을 100−150 см 용량의 다른 분액 깔때기로 옮기고, 원래의 분액 깔때기에는 사염화탄소 15 см를 넣어 다시 한번 추출을 반복한다. 결합된 추출액을 20초 동안 세척용액 20 см로 세척한 후 유기층을 100−150 см 용량의 세 번째 분액 깔때기로 옮긴다. 그런 다음 유기층에 물 15 см를 가하고 2분간 재추출하여 비소를 물로 역추출한다. 유기층을 100−150 см 용량의 네 번째 분액 깔때기로 옮기고 같은 조건으로 재추출을 반복한다. 수성층을 50 см 용량의 계량 플라스크에 모은 다음, 과망간산칼륨 용액을 한 방울씩 가하여 안정한 분홍색을 얻을 때까지 처리하고, 그 분홍색을 하이드라진 황산염 용액을 한 방울씩 가하여 소멸시킨다. 얻어진 용액에 하이드라진-몰리브데이트 용액 4 см를 가하고 플라스크를 끓는 수욕에 넣는다. 10−15분 후 용액을 냉각시키고 눈금까지 물을 가하여 혼합한 다음, 대조 용액을 기준으로 광전색도계에서 적색 필터를 사용하여 흡광층 두께 5 cm의 큐벳에서 측정하거나 분광광도계에서 840 nm, 흡광층 두께 1 cm의 큐벳에서 측정한다.

3.3.2. 교정곡선 작성

250 см 용량의 비커들에 표준용액 B를 각각 0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 및 6.0 см씩 넣고 산 혼합물 20 см를 가한 뒤 용액을 150 см까지 희석하고 철-암모늄 알룸 용액 1 см를 가한 다음 3.3.1항에 기재된 바와 같이 처리한다.

3.4. 결과 처리

3.4.1. 비소의 질량분율 (X, %)은 다음 식으로 계산한다

,

여기서 A — 교정곡선으로부터 구한 비소의 양, g;

m — 알리쿼트 용액에 해당하는 합금의 질량, g.

3.4.2. 병행 측정의 결과 편차는 표 1а에 기재된 허용 편차(сходимость 지표 s, n=3)를 초과해서는 안 된다.

(수정판, 변경 N 2).

3.4.3. 서로 다른 두 실험실에서 얻은 분석 결과 또는 동일 실험실에서 다른 조건으로 얻은 두 결과( — 재현성 지표)의 차이는 표 1а에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

3.4.4. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 따라 새로 승인된 주석 청동의 국가 표준 시료 또는 ГОСТ 25086에 따라 첨가법으로 실시한다.

3.4.3, 3.4.4. (추가로 도입, 변경 N 2).