ГОСТ 20997.4-81

탈륨

알루미늄, 철, 비스무트, 카드뮴, 인듐, 구리, 망간, 니켈,
납, 은 및 아연의 화학‑분광적 정량법

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국가 표준

탈륨 알루미늄, 철, 비스무트, 카드뮴, 인듐, 구리, 망간, 니켈, 납, 은 및 아연의 화학‑분광적 정량법 탈륨. 알루미늄, 철, 비스무트, 카드뮴, 인듐, 망간, 니켈, 납, 은 및 아연의 화학·분광 정량법

ГОСТ 20997.4−81* 대체 ГОСТ 20997.4−75

^*간행 (2001년 1월). 개정 №1, 2 (1986년 11월, 1992년 4월 승인). (ИУС 2‑87, 7‑92)

소련 국가표준위원회 결의 1981년 5월 25일 № 2589에 따라 시행일이

1982년 7월 1일부터

국가표준위원회(Госстандарт) 1992.04.22 결정 № 430에 의해 유효기간 제한이 해제됨

본 표준은 탈륨 중에서 다음 원소들의 화학‑분광적 정량방법을 규정하며, 질량분율(%) 범위는 다음과 같다:

알루미늄: 1 ∙ 10⁻⁵ — 5 ∙ 10⁻⁴

철: 8 ∙ 10⁻⁶ — 5 ∙ 10⁻⁴

비스무트: 3 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

카드뮴: 2 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

인듐: 3 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

구리: 2 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

망간: 1 ∙ 10⁻⁵ — 1 ∙ 10⁻⁴

니켈: 3 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

납: 8 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

은: 1 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

아연: 7 ∙ 10⁻⁶ — 1 ∙ 10⁻⁴

본 방법은 먼저 불순물을 화학적으로 농축하여 탈륨의 대부분을 ββ'‑디클로로디에틸 에테르(클로렉스)를 이용한 브로마이드 형태의 추출로 1 N 브롬화수소산 용액에서 분리하는 데에 기초한다. 불순물을 포함한 용액은 그래파이트 분말로 된 콜렉터 위에서 증발시키며, 알루미늄, 비스무트, 철, 카드뮴, 인듐, 구리, 망간, 니켈, 납, 은을 정량할 때는 그래파이트 분말에 4% 염화나트륨을 첨가하고, 아연을 정량할 때는 0.1% 염화나트륨을 첨가한다.

얻어진 불순물 농축물의 분광 분석은 ‘세 기준(3 표준)법’에 따라 직류 아크(15 A)의 탄극 분화구에서 시료를 증발시켜 수행한다.

(개정판, 개정 № 1에 따라 수정됨).

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 20997.0−81에 따른다.

2. 기기, 시약 및 재료

220.0 ~ 400.0 nm 범위의 스펙트럼을 얻을 수 있는 임의형의 중분산 석영(쿼츠) 분광계. 슬릿 조명을 위한 3렌즈 조명계와 3단계 감쇠기를 갖춘 구성.

회절형 분광계 DFS‑8형(1차 회절) — 3렌즈 슬릿 조명계 장착(격자 600선/mm).

직류 전원: 250 — 300 V 및 30 — 50 A.

아크 제너레이터 — 직류 아크 점화를 고주파 방전으로 수행할 수 있도록 된 장치.

분석선의 흑화 밀도를 측정할 수 있는 임의형 마이크로포토미터.

PS‑18형 스펙트로프로젝터.

비틀림 저울(BT형) 또는 이에 준하는 것으로서 최대 허용 오차 0.001 g 이내.

분석용 저울 — 최대 허용 오차 0.0002 g 이내.

적외선 램프와 RHO‑250−2형 실험용 오토트랜스포머.

유기유리(아크릴) 박스 또는 동등한 것.

유기유리 절구 및 공.

석영(쿼츠) 용기(컵, 비커, 도가니, 분액 깔때기 등).

특급(고순도) 흑연 전극, 직경 6 mm, 분화구 크기 4×3 및 4×4 mm.

특급 흑연 대전극(카운터 전극), 직경 6 mm, 절단된 원추형 끝에 직경 2 mm의 평면을 가진 것.

특급 흑연 분말 — ГОСТ 23462–95에 따름.

증류수 — ГОСТ 6709–72에 따름; 석영 장치에서 재증류했거나 이온 교환 칼럼으로 정제한 것.

ββ'‑디클로로디에틸 에테르(클로렉스), 다음과 같이 정제한 것. 1000 cm³ 용량의 분액 깔때기에서 클로렉스(700 — 800 cm³)를 3회에 걸쳐 100 cm³의 3 mol/dm³ 염산 용액으로 세척하고, 2회에 걸쳐 각각 130 cm³의 물로 세척한다. 클로렉스와 산 용액 및 물을 5분간 흔든다. 액층이 분리된 후(20 — 30분) 수층을 버린다. 마지막 세척 후 더욱 완전한 분리를 위해 깔때기에서 밤새 방치한다. 세척한 클로렉스를 석영 장치에서 두 번 증류하고, 끓는점 175 — 178 °C 범위의 분획을 수집한다. 기전으로는 파라핀층으로 피복된 글리세린 욕을 사용한다.

염산 — ГОСТ 3118–77에 따름, 3 mol/dm³ 용액.

글리세린 — ГОСТ 6259–75.

파라핀 — ГОСТ 23683–89.

질산 — ГОСТ 4461–77(석영 장치에서 두 번 재증류한 것) 또는 특급 질산 — ГОСТ 11125–84.

브롬화수소산 — ГОСТ 2062–77(두 번 재증류한 것), 8 mol/dm³ 및 1 mol/dm³ 용액.

브롬화수소산의 농도는 수산화나트륨 용액으로 적정하여 정한다. 브롬 — ГОСТ 4109–79에 따른 것, 수욕(60 ± 5) °C의 수욕조에서 석영장치를 통해 증류한다. 브롬은 석영 플라스크에 물 아래에서 수집한다. 수산화나트륨 — ГОСТ 4328–77에 따른 것. 염화나트륨 — 순도 등급 ос.ч. 에틸 알코올(정제, 공업용) — ГОСТ 18300–87에 따른 것. 광학 사진판(“스펙트로그래픽”) 유형 II, I(또는 디아포지티브). 비스무트 — ГОСТ 10928–90에 따른 것. 카드뮴 — ГОСТ 1467–93에 따른 것. 인듐 — ГОСТ 10297–94에 따른 것. 망간 — ГОСТ 6008–90에 따른 것. 구리 — ГОСТ 859–78에 따른 것. 니켈 — ГОСТ 849–97에 따른 것. 은 — ГОСТ 6836–80에 따른 것. 금속 알루미늄 — ГОСТ 11069–74에 따른 것. 탄탈로그램(카보닐) 철(무선·방송용) — ГОСТ 13610–79에 따른 것. 납 — ГОСТ 3778–98에 따른 것. 아연 — ГОСТ 3640–94에 따른 것. 질산 또는 염산 용액으로서, 1 cm^3에 비스무트, 카드뮴, 인듐, 망간, 구리, 니켈, 은이 각 2 mg, 알루미늄·철·납·아연이 각 10 mg 함유된 용액. 용액 제조에는 순도(주성분 질량분율) 99.99% 이상인 금속을 사용한다. 용액의 제조법은 응용서 ГОСТ 20997.2−81에 제시되어 있다. 비교표준 시료. 참고. 분광의 광전 등록 장치 및 기타 분광기 장비·설비, 기타 재료 및 시약의 사용은 본 표준에서 정한 것과 같거나 더 나은 정밀도 특성을 얻을 수 있는 경우 허용된다. 제2절. (개정판, 개정 № 1, 2). 3. 분석 준비 비교표준 시료 제조의 기초 재료는 4% 염화나트륨을 혼입한 특급 흑연분말이다(아연을 결정할 때에는 흑연분말에 0.1% 염화나트륨을 혼입한다). 제조한 기초의 순도는 제4절에 기술된 분석 조건에서 분광학적으로 검사한다. 비스무트, 카드뮴, 인듐, 망간, 구리, 니켈, 은이 각 0.02%씩, 알루미늄·철·납·아연이 각 0.1%씩 함유된 주(대표)표본을 제조하려면 5 g의 기초에 각 혼입원소의 표준용액을 0.5 cm^3씩 더한다. 용액을 첨가할 때 기초에 침투한 용액이 용기 벽과 바닥에 닿지 않도록 주의한다. 따라서 혼입용액을 넣는 동안 기초는 램프 아래에서 부분 건조시킨다. 모든 용액을 넣은 뒤 얻어진 시료는 철저히 건조시키고 유기유리 절구에서 30–40분간 교반하여 균일화한다. 그 다음 주표본과 각 새로 제조된 시료를 기초로 순차 희석법으로 희석하여 비스무트·카드뮴·인듐·망간·구리·니켈·은의 질량분율이 각각 2·10^−5%, 6·10^−5%, 2·10^−4%, 6·10^−4%, 2·10^−3%인 일련의 작업 비교표본을 얻고, 알루미늄·철·납·아연의 질량분율이 각각 1·10^−4%, 3·10^−4%, 1·10^−3%, 3·10^−3%, 1·10^−2%인 표본을 얻는다. 상기 방법으로 제조한 비교표준 시료는 정해진 절차에 따라 규범 문서에 의해 인증되어야 한다. 시료와 기초는 나사마개가 있는 뷰크스(vials) 또는 병에 보관한다. 보관기간은 1년이다. 제3절. (개정판, 개정 № 2). 4. 분석 수행 4.1 불순물의 화학적 농축. 탈륨 시료 1.000–1.500 g을 취하여 용량 30–50 cm^3의 석영 도가니에 넣고 4–6 cm^3의 질산으로 용해한 다음 적외선 램프 아래 약 90 °C에서 증발시켜 습염(젖은 염) 상태로 만든다. 그 다음 몰농도 8 mol/dm^3의 브롬화수소산 용액 2–3 cm^3를 2회 처리하면서 브롬 4–5 방울을 첨가하고 증발시켜 습염을 얻는다. 도가니의 내용을 1 N 브롬화수소산 용액 8–10 cm^3에 녹이면서 침전이 완전히 용해될 때까지 브롬을 5–6 방울 첨가하고 용액을 석영 분액깔때기로 옮긴다. 도가니는 같은 산 2 cm^3로 세척한다. 분액깔때기에 수상과 유상의 비가 1:1인 클로렉스(хлорекс) 10–12 cm^3을 넣고 깔때기를 부드럽게 흔들어 3분간 추출한다. 층이 분리된 후 유기층을 버리고 깔때기에 브롬 1–2 방울과 클로렉스 10–12 cm^3을 다시 넣어 동일한 추출을 두 번 더 반복한다. 유기층을 제거한 수용층은 목을 통해 석영 도가니(30 cm^3)에 붓고 적외선 램프 아래서 부피가 절반이 될 때까지 증발시킨 다음, 염화나트륨 4%를 포함한 흑연분말 50 mg을 넣고 약 90 °C에서 완전히 건조시킨다(아연을 결정할 때에는 염화나트륨 0.1%를 포함한 흑연분말 100 mg 위에서 농축물을 증발시킨다). 건조 잔류물을 도가니 벽에서 소량의 물(1.5–2.0 cm^3)로 씻어 다시 약 90 °C에서 완전히 건조시킨다. 건조 잔류물은 분광분석에 사용한다. 농축은 4개의 병행 시료로 수행한다. 시료 준비 전 과정과 동시에 모든 시약을 포함한 4회의 대조실험을 병행한다.

(개정판, 변경 № 1, 2).

4.2. 불순물 농축물의 분광 분석

4.2.1. 알루미늄, 비스무트, 철, 카드뮴, 인듐, 구리, 망간, 니켈, 납 및 은의 분광 촬영 조건

준비된 농축물과 비교시료를 각 20 мг씩 취해 깊이 3 мм, 직경 4 мм의 전극(양극) 크레이터에 넣는다. 전극은 미리 직류 아크 10 A로 10 초 동안 소성한다. 시료, 비교시료 및 대조실험의 스펙트럼은 15 A의 직류 아크 슬릿 조명용 삼중 렌즈 시스템을 갖춘 석영 또는 회절식 분광기로 촬영한다. 노출 시간은 20 초이다. 분광기 슬릿 폭은 0,015 мм이다. 슬릿 앞에는 3단계 감광기를 설치한다.

캐세트에는 두 장의 사진필름을 장전한다: 스펙트럼 영역 200,0–310,0 нм용 — 타입 II, 310,0–400,0 нм 영역용 — 타입 I 또는 슬라이드 필름.

4.2.2. 아연의 분광 촬영 조건

준비된 농축물과 비교시료를 각 45 мг씩 취해 깊이와 직경이 4 мм인 탄소 전극(양극) 크레이터에 넣는다. 전극은 미리 직류 아크 10 A로 10 초 동안 소성한다. 시료, 비교시료 및 대조실험의 스펙트럼은 삼중 렌즈 슬릿 조명을 갖춘 회절식 분광기 ДФС-8형으로 15 A의 직류 아크 하에서 촬영한다. 노출 시간은 8–10 초이다. 분광기 슬릿 폭은 0,020 мм이다.

각 얻어진 농축물의 스펙트럼은 각기 2회씩, 비교시료는 같은 사진필름에 3회씩 촬영한다.

4.2.1, 4.2.2. (개정판, 변경 № 2).

5. 결과 처리

5.1. 스펙트로그램에서 마이크로포토미터로 측정하여 분석 원소 선의 암부도와 인접한 배경을 측정한다. 보정곡선은 좌표 ΔS — lgC로 작성하며, 여기서 ΔS = S_л+ф — S_ф, C는 보정시료에서의 분석 원소의 질량분율(%)이다.

탈륨 내 불순물의 질량분율(X)(%)은 다음 식으로 계산한다

여기서 m — 농축물의 질량, мг;

C — 보정곡선으로부터 구한 분석시료 농축물에서의 불순물 평균 질량분율(%);

C₁ — 보정곡선으로부터 구한 대조실험 농축물에서의 불순물 평균 질량분율(%);

m₁ — 시료의 약량, мг.

다음의 분석선을 흡광측정한다(파장 단위: нм):

알루미늄 — Al I 308,21;

비스무트 — Bi I 306,77;

철 — Fe I 302,06;

카드뮴 — Cd I 228,80;

인듐 — In I 325,61;

구리 — Cu I 327,40;

망간 — Mn I 257,61;

니켈 — Ni I 300,24;

납 — Pb I 283,31;

은 — Ag I 328,07;

아연 — Zn I 334,50.

5.2. 네 번의 병행 측정 간 편차(d) 및 두 번의 분석 간 편차(D)는 표에 제시된 값(신뢰도 Р = 0,95)을 초과해서는 안 된다.

원소 명칭	원소의 질량분율, %	네 번의 병행 측정 결과 간 편차, %	두 번의 분석 결과 간 편차, %
알루미늄	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
	2 ∙ 10-4	7 ∙ 10-5	9 ∙ 10-5
	5 ∙ 10-4	2 ∙ 10-4	2 ∙ 10-4
비스무트, 인듐, 니켈	3 ∙ 10-6	1,5 ∙ 10-6	2 ∙ 10-6
	6 ∙ 10-6	3 ∙ 10-6	4 ∙ 10-6
	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	6 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	7 ∙ 10-6	9 ∙ 10-6
비스무트, 니켈, 인듐	4 ∙ 10-5	1,5 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
철, 납	8 ∙ 10-6	4 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	6 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
	2 ∙ 10-4	7 x 10-5	9 ∙ 10-5
	5 ∙ 10-4	2 x 10-4	2 ∙ 10-4
카드뮴, 구리	2 ∙ 10-6	1 ∙ 10-6	1 ∙ 10-6
	4 ∙ 10-6	2 ∙ 10-6	2 ∙ 10-6
	8 ∙ 10-6	3 ∙ 10-6	4 ∙ 10-6
	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
망간	1 ∙ 10-5	4 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	8 ∙ 10-6	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
은	1 ∙ 10-6	5 ∙ 10-7	7 ∙ 10-7
	2 ∙ 10-6	1 ∙ 10-6	1,5 ∙ 10-6
	4 ∙ 10-6	2 ∙ 10-б	2 ∙ 10-6
	8 ∙ 10-6	3 ∙ 10-6	4 ∙ 10-6
	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5
아연	7 ∙ 10-6	3 ∙ 10-6	4 ∙ 10-6
	1 ∙ 10-5	5 ∙ 10-6	5 ∙ 10-6
	2 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5	1 ∙ 10-5
	4 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5	2 ∙ 10-5
	8 ∙ 10-5	3 ∙ 10-5	4 ∙ 10-5
	1 ∙ 10-4	4 ∙ 10-5	5 ∙ 10-5

중간 질량분율에 대한 허용 편차는 선형 보간법으로 계산한다.

5.1, 5.2. (개정판, 변경 № 2).