ГОСТ 20580.6-80
ГОСТ 20580.6−80 (СТ СЭВ 911−78) 납. 주석의 측정법(변경 N 1, 2 포함)
ГОСТ 20580.6−80*
(СТ СЭВ 911−78)
그룹 B59
소련 국가 표준
납
주석의 측정법
Lead. Methods for the determination of tin
ОКСТУ 1709**
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** 수정판, 변경 N 2.
시행일 1980−12−01
소련 국가표준위원회의 1980년 4월 29일 결정 N 1976에 의해 시행 시기가 1980.12.01로 정해짐
1983년에 검토됨. 국가표준위원회의
________________
** 유효기간 제한은 1995년 제7−95 회의록(국제 표준화·계측·인증 위원회)에 따라 해제됨(ИУС N 11, 1995년). — 데이터베이스 제작자 주.
대체:
* 1984년 12월 재발행. 1983년 12월에 승인된 변경 N 1 포함(ИУС 4−84)
변경 N 2는 국가표준위원회의
변경 N 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 11, 1990년의 본문에 따라 반영함
본 표준은 납(99,992−99,5%) 중 주석을 0,0002~0,2% 범위에서 측정하기 위한 광도법과 폴라로그래픽 방법을 규정한다.
이 표준은 ST СЭВ 911−78과 완전히 일치한다.
1. 일반 요구사항
1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 및 안전 요구사항 — ГОСТ 20580.0−80에 따름.
(수정판, 변경 N 2).
1.2. (삭제됨, 변경 N 2).
2. 광도법
이 방법은 사가(IV) 주석이 쿠페론(купферон)과 형성한 착화합물을 질산성 매질에서 클로로포름으로 추출하고, 클로로포름을 증발시켜 제거한 후 510 nm 파장에서 주황~적색의 페닐플루오론(phenylfluorone) 착화합물의 흡광도를 측정하는 데 기반한다.
2.1. 기기, 시약 및 용액
가시광선 영역에서 측정할 수 있는 모든 형식의 분광광도계 또는 광전색도계.
질산(ГОСТ 4461–77), 1:1로 희석한 것 및 농도 (HNO(HNO
)=0,5 mol/dm
및 (HNO
(HNO
)=0,2 mol/dm
.
황산(ГОСТ 4204–77) 및 1:1, 1:9, 1:49로 희석한 것.
타르타르산(ГОСТ 5817–77), 질량농도 50 g/dm 및 500 g/dm
용액.
질산암모늄(ГОСТ 22867–77).
암모니아수(ГОСТ 3760–79), 1:1로 희석한 것.
과망간산칼륨(KMnO(KMnO
용액(ГОСТ 20490–75).
쿠페론(ГОСТ 5857–79), 질량농도 10 g/dm 용액.
클로로포름.
에틸 알코올(에탄올) (ГОСТ 18300–87).
페놀프탈레인(TU 6−09−5360−87), 에탄올 중 질량농도 10 g/dm 용액.
페닐플루오론(ТУ 6−09−05−289−78), 질량농도 0.3 g/dm³ 용액: 0.03 g의 페닐플루오론을 100 cm³의 에탄올에 2 cm³의 황산(1:1)을 첨가한 상태에서 수욕(물중탕) 가열하여 투명한 용액이 될 때까지 녹인다.
식용 젤라틴(ГОСТ 11293–78)*, 질량농도 5 g/dm³ 용액, 조제 직후 사용.
_______________
* 현재는 ГОСТ 11293–89가 적용됨(이하 본문에도 동일). — 데이터베이스 제작자 주.
금속 주석은 ГОСТ 860–75에 따름.
표준 주석 용액
용액 A: 0.100 g의 주석을 10 cm³의 황산에 용해시킨 후 황산 무수물의 증기가 발생할 때까지 가열한다. 냉각 후 황산(1:9)으로 희석하여 용량 1000 cm³의 정용량 플라스크로 옮기고 동일한 황산으로 눈금까지 채운다.
용액 A 1 cm³에는 0.1 mg의 주석이 포함되어 있다.
용액 B: 용액 A 10 cm³를 100 cm³ 정용량 플라스크로 옮겨 황산(1:9)으로 눈금까지 희석한다. 용액 B는 사용 직전에 조제한다.
용액 B 1 cm³에는 0.01 mg의 주석이 포함되어 있다.
(수정판, 수정 N 1, 2).
2.2. 분석 수행
2.2.1. 예상되는 주석의 질량분율에 따라 표 1에 기재된 납 시료(시료 무게)를 취한다.
표 1
- 주석의 질량분율, % — 납 시료 무게, g — 알리콧(취액) 부피, cm³
- 0.0002 ~ 0.002 — 1.000 g — 전량
- 0.002 초과 ~ 0.01 — 1.000 g — 10 cm³
- 0.01 ~ 0.05 — 0.200 g — 10 cm³
- 0.05 ~ 0.2 — 0.200 g — 2 cm³
시료는 가열하면서 10 cm³의 질산(1:1)에 용해시키며, 이 질산에는 질량농도 500 g/dm³의 타르타르산(винная кислота) 용액 0.5 cm³가 포함되어 있다. 주석의 질량분율이 0.002%를 초과할 경우 용액을 용량 50 cm³의 정용량 플라스크로 옮기고 0.5 mol/dm³ 농도의 질산으로 눈금까지 채워 혼합한다. 전체 용액 또는 표 1에 따라 취한 알리콧 부분을 물중탕에서 완전히 증발시킨다.
잔류물을 질산 용액(농도 0.5 mol/dm³) 5 cm³에 녹인다(시료 0.2 g일 경우) 또는 10 cm³에 녹인다(시료 1 g일 경우). 용액에 과망간산칼륨 용액을 몇 방울 넣어 연한 분홍색이 될 때까지 하고 5분 동안 둔다. 그다음 수용성 암모니아(1:1)로 중화하여 교반해도 없어지지 않는 침전물이 생기게 한다. 침전물은 0.5 mol/dm³ 질산 용액 몇 방울로 녹여 용액을 용량 100 cm³ 분액깔때기로 옮긴다. 비커는 시료 0.2 g일 때 0.5 mol/dm³ 질산 용액 10 cm³로, 1 g일 때는 20 cm³로 씻어 옮긴다 (첫 번째 경우 전체 부피는 20 cm³이어야 하고, 두 번째 경우는 40 cm³이어야 한다).
쿠퍼론 용액 2 cm³를 넣고 섞은 뒤 클로로포름 5 cm³를 가하고 1분간 흔든다. 클로로포름층을 다른 분액깔때기로 옮기고, 같은 추출을 두 번 더 반복하되 매번 쿠퍼론 용액 2 cm³와 클로로포름 5 cm³를 추가한다. 합한 클로로포름 추출액은 질산 용액(농도 0.2 mol/dm³)으로 세 번 세척하는데, 매회 5 cm³씩 가한다. 세척한 클로로포름층을 용량 50 cm³ 비커에 모아 수욕(물욕)에서 가열하여 대부분의 클로로포름을 제거한다.
질산 5 cm³를 가하고 수욕에서 가열하여 클로로포름을 완전히 제거한다. 이어 황산(1:1) 5 cm³를 가하고 황산 무수물(혹은 황산 증기)이 발생할 때까지 증발시킨다. 용액이 짙은 색이면 질산암모늄 결정 몇 개 또는 질산 몇 방울을 넣고 다시 황산 무수물이 발생할 때까지 가열한다. 용액을 식히고 비커 벽을 2–3 cm³의 물로 씻어내어 거의 건조할 때까지 증발시킨다(잔류물은 약 0.3 cm³이어야 한다).
냉각 후 질량농도 50 g/dm³의 타르타르산(5 cm³)을 가하고 가열한 다음 냉각하여 용액을 용량 25 cm³의 눈금 플라스크로 옮긴다. 황산납 침전이 있을 경우에는 촘촘한 ‘블루 리본(파란 띠)’ 필터로 용액을 여과하여 여과액을 용량 25 cm³의 눈금 플라스크에 모으고, 침전물과 비이커를 (1:49)로 희석한 황산 용액으로 세척한다. 페놀프탈레인 용액 한 방울을 가하고 암모니아수로 약한 분홍색을 띨 때까지 중화시킨 다음 황산(1:1) 1.5 cm³를 넣고 냉각시키며, 젤라틴 용액 2.5 cm³와 페닐플루오론 용액 5 cm³를 차례로 가한다(각 시약을 넣을 때마다 용액을 혼합한다). 눈금까지 물로 희석하여 다시 혼합한다. 20분 후 파장 510 nm에서 용액의 광학밀도를 측정한다.
비교용 용액은 대조실험용 용액을 사용한다. 색도계 측정 부피에서의 주석량은 교정곡선에 의해 결정한다.
(수정된 판, 수정 N 1, 2).
2.2.2. 교정곡선을 작성하기 위해 50 cm³ 용 비이커 6개 중 5개에 용액 B를 각각 0.2; 0.5; 1.0; 2.0 및 3.0 cm³ 넣는다(여섯 번째는 대조실험용). 이는 각각 2, 5, 10, 20 및 30 μg의 주석에 해당한다. 용액을 황산 무수물(SO3) 증기 발생까지 증발시키고 냉각시킨다. 6개 모든 비이커에 질량농도 50 g/dm³의 타르타르산 용액 5 cm³를 가하고 비이커를 (1:49)로 희석한 황산으로 씻어가며 용액을 용량 25 cm³의 눈금 플라스크로 옮긴다.
이후 절차는 항 2.2.1에 기술된 바와 같다.
얻은 용액들의 광학밀도 값과 해당 주석 함량을 이용하여 교정곡선을 작성한다.
(수정된 판, 수정 N 2).
3. 폴라로그래픽 방법
이 방법은 염산(1:3) 배경에서 반파 전위가 포화 칼로멜 전극 대비 −0.50 V인 조건에서 주석을 폴라로그래피로 측정하는 방법이다. 납은 사전에 황산염 형태로 분리하고 스트론튬 황산염과 함께 추가로 공동침전시킨다.
3.1. 기기, 시약 및 용액
- 오실로그래프식 폴라로그래프 또는 임의형 교류(AC) 폴라로그래프.
- 질산: ГОСТ 4461–77에 따른 질산 및 1:3으로 희석한 것.
- 황산: ГОСТ 4204–77에 따른 황산 및 1:1, 1:10, 1:20으로 희석한 것.
- 염산: ГОСТ 3118–77에 따른 염산, 1:3으로 희석한 것.
- 질산스트론튬(스트론튬 질산염): ГОСТ 5429–74, 질량농도 10 g/dm³ 용액.
- 염화철(III): ГОСТ 4147–74, 질량농도 50 g/dm³ 용액, 염산(1:3)상에서 조제.
- 금속 철: 수소로 환원된 금속철, 납·주석·티타늄·크롬·망간으로부터 불순물이 제거된 것.
- 주석: ГОСТ 860–75.
- 식용 젤라틴: ГОСТ 11293–78, 질량농도 5 g/dm³ 용액, 신선하게 조제.
- 수은 금속: ГОСТ 4658–73.
표준 주석 용액: 0.100 g의 주석을 10 cm³의 황산에 용해시키고 완전용해 및 황산 무수물 증기 발생 시작까지 가열한다. 냉각 후 황산(1:10) 100 cm³를 가하고 염(염화물)이 용해될 때까지 유지한 다음 용액을 용량 1000 cm³의 눈금 플라스크로 옮긴다. 용액 부피를 황산(1:10)로 눈금까지 맞추고 잘 혼합한다.
1 cm³의 이 용액은 0.1 mg의 주석을 포함한다.
교정용 용액: 용량 100 cm³의 눈금 플라스크 6개에 표준 주석용액을 피펫으로 각각 0.25; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 및 5.0 cm³ 취하고 각 플라스크에 염화철 용액 2.5 cm³를 넣은 다음 염산(1:3)으로 눈금까지 채워 혼합한다.
이들 용액은 각각 0.25; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 및 5.0 mg 주석을 1 dm³에 포함하는 농도를 갖는다.
(수정된 판, 수정 N 1, 2).
3.2. 분석 실시
주석의 질량분율에 따라 2.000–4.000 g의 납 시료를 250 cm³ 콘 플라스크에 취하고 질산(1:3) 20–50 cm³을 가한 뒤 시계유리로 덮어 중간 열로 용해시킨다.
시료가 용해되면 용액을 냉각시키고 차가운 물로 70–80 cm³까지 희석한 다음 교반하면서 소량씩 황산(1:1) 15 cm³를 가하고 흐르는 냉각수로 냉각된 상태의 냉장고에서 1시간 둔다.
황산납 침전물을 ‘화이트 리본(흰 띠)’ 여과지에 여과(깔때기 원뿔에 여과지 질량이 채워진 상태)하여 여과액을 250 cm³ 콘 플라스크에 모은다. 플라스크 내 침전물과 여과지 위의 침전물을 황산(1:20)으로 6회 세척한다.
여과액에 교반하면서 질산스트론튬 용액 10 cm³를 가하고 흐르는 냉각수 냉장고에서 30분 동안 둔다. 침전물을 ‘블루 리본(파란 띠)’ 이중 고밀도 필터로 여과하고 여과액을 250 cm³ 콘 플라스크에 모은다. 플라스크 속 및 필터 위의 침전물을 차가운 황산(1:20)으로 6회 세척한다.
여과액에 염화철 용액 2.5 cm³를 가하고 혼합한 뒤 50–60 °C로 가온하고 암모니아수를 가하여 수산화물이 침전되도록 한 다음 과잉으로 10 cm³를 더 넣어 같은 온도에서 20–25분 동안 둔 후 중간밀도 ‘화이트 리본’ 필터로 여과한다. 플라스크와 침전물을 뜨거운 물(70–80 °C)로 3회 세척한다.
전개된(펼쳐진) 필터 위의 침전물을 뜨거운 염산(1:3)으로 가늘게 씻어 앞에서 침전이 이루어졌던 같은 플라스크로 모은다. 냉각한 후 25 또는 50 cm³ 용량의 눈금 플라스크로 옮기고 동일한 산으로 눈금까지 채워 혼합한다.
용액의 일부(20 cm³)를 비커에 취하고 수소로 환원된 약 1 g의 금속 철을 넣어 3가 철이 완전히 환원되고 용액의 탈색이 일어날 때까지 둔다. 오실로그래프식 폴라로그래프를 사용할 경우 폴라로그래피 시작 5분 전에 젤라틴 용액 0.5 cm³를 첨가한다.
용액을 전해셀에 붓고 자석으로 비커 바닥의 철 입자를 고정한 상태에서 반파 전위 −0.50 V(포화 칼로멜 전극 기준), 시작 전위 −0.3 V, 종료 전위 −0.7 V, 전압 속도 0.5 V/s, 수은방울 낙하 주기(capillary drop period) 5–6 s, 지연시간 2.8–4 s, 기기 회로 ‘차동 1–3’ 방식에서 주석의 폴라로그래피를 수행한다.
수은방울 낙하 주기가 2–3 s인 교류 폴라로그래프를 사용할 경우에는 최적 조건에서 폴라로그래피를 수행한다.
(수정된 판, 수정 N 2).
4. 결과 처리
4.1. 분광법(광도법)에 의한 주석의 질량분율 X(%)는 다음 식으로 계산한다.
(식 이미지)
여기서
- m — 교정곡선에 의해 얻은 주석의 질량(g);
- V0 — 원시(원액) 용액의 부피(cm³);
- V1 — 시료의 알리쿼트 부분 부피(cm³);
- m0 — 납 시료의 취샘 질량(g).
4.2. 폴라로그래픽 방법에 의한 주석의 질량분율 X(%)는 다음 식으로 계산한다.
(식 이미지)
여기서
- h — 분석시료 용액의 피크 높이(mm);
- C — 교정용 용액의 주석 농도(mg/dm³);
- V — 분석시료 용액의 부피(cm³);
- m — 알리쿼트 부분에 취한 시료의 질량(g);
- h0 — 교정용 용액에서의 주석 피크 높이(mm).
(수정된 판, 수정 N 1, 2).
4.3. 병행 분석 결과들 간의 절대 허용 편차 및 분석 결과의 허용 편차는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.
표 2
- 표제
- 주석의 질량분율, %
- 병행 분석의 허용편차, %
- 분석 결과의 허용편차, %
행(값):
- 0.0002–0.0005 포함: 병행 0.0001, 분석 0.0001
- >0.0005–0.0010: 병행 0.0003, 분석 0.0004
- >0.0010–0.0020: 병행 0.0004, 분석 0.0005
- >0.0020–0.0050: 병행 0.0006, 분석 0.0008
- >0.0050–0.0100: 병행 0.0010, 분석 0.0013
- >0.010–0.015: 병행 0.001, 분석 0.002
- >0.015–0.030: 병행 0.003, 분석 0.004
- >0.030–0.050: 병행 0.005, 분석 0.006
- >0.050–0.100: 병행 0.008, 분석 0.010
- >0.10–0.20: 병행 0.01, 분석 0.02
(수정된 판, 수정 N 2).
