ГОСТ 21877.3-76

ГОСТ 21877.3−76 주석계 및 납계 배빗(바빗). 구리 및 납의 결정 방법(변경 N 1, 2 포함)

ГОСТ 21877.3−76

그룹 В59

소련 연방 국립 표준

주석계 및 납계 배빗

구리 및 납의 결정 방법

Tin and lead babbits. Methods for the determination of copper and lead*

ОКСТУ 1709**
________________
* 표준 명칭. 수정된 판, 변경 N 2.
** 추가로 도입됨, 변경 N 2.

시행 기한 с 01.01.78
до 01.01.83*
_______________________________
* 시행 기한 제한은 표준화·계량·인증에 관한 국가간 위원회 회의록에 따라 해제됨(ИУС N 2, 1993년). -
데이터베이스 제작자 주.

제정: 중앙 주석 산업 연구소(ЦНИИОлово)

소장 В. А..Аршинников

연구 책임자 В.С.Мешкова

집필자 Г. В..Иванова

제출: 소비금속공업부(СССР)

차관 Н.Н.Чепеленко

승인 준비: 전소련 표준화 연구소(ВНИИС)

소장 А. В..Гличев

승인 및 시행: 소비에트 장관회의 국가표준위원회 결의에 따라 1976년 5월 24일 N 1264로 승인·시행됨

대체: ГОСТ 1380.3−70

변경 포함: 변경 N 1 — 1983년 2월 14일 국가표준위원회 결의 N 804로 승인·시행(시행일 1983.07.01), 변경 N 2 — 1987년 6월 25일 국가표준위원회 결의 N 2463로 승인·시행(시행일 1988.03.01)

변경 N 1, 2는 ИУС N 6 1983년호, ИУС N 10 1987년호의 본문에 따라 데이터베이스 제작자가 반영함.


본 표준은 주석계 및 납계 배빗에 적용되며 구리 함량 결정에 대한 중량 전해법(구리 함량 0.1~7%의 경우) 및 납 함량 결정에 대한 중량 전해법(납 함량 0.1~0.5%의 경우)과 구리 함량 결정에 대한 플루오르‑요오드 적정법 및 원자흡광법(구리 함량 0.1~7%의 경우)을 규정한다.

(수정된 판, 변경 N 1, 2).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 21877.0−76에 따름.

2. 구리 및 납 함량의 전해법에 의한 결정

2.1. 방법의 원리

시료를 혼산(혼합산)으로 용해한다. 주석과 안티몬은 브로마이드 형태로 증류(간이 증발)하여 제거한다. 납이 1%를 초과할 경우에는 황산염 형태로 분리한다. 질산 용액에서 구리와 납을 전해로 침전시켜 분리·정량한다.

2.2. 장비, 시약 및 용액

망상형 백금 원통 전극 — ГОСТ 6563–75.

교반기가 장착된 전해조(직류 3 A용).

염산 — ГОСТ 3118–77.

질산 — ГОСТ 4461–77, 1:1로 희석.

황산 — ГОСТ 4204–77, 1:1 및 2:98로 희석한 용액.

브로민화수소산(HBr) — ГОСТ 2062–77.

브롬 — ГОСТ 4109–79.

용해용 혼산(혼합산): 다음과 같이 조제한다: 염산 45 см를 브로민화수소산 45 см와 혼합하고 브롬 10 см를 가한다.

에틸 알코올(에탄올) — ГОСТ 5962–67*.
______________
* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ Р 51652−2000이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

요소 — ГОСТ 5691–77.

질산암모늄(암모늄 질산염) — ГОСТ 22867–77.

(수정된 판, 변경 N 1).

2.3. 분석 수행

2.3.1. 1.0−2.0 g의 배빗 시료를 취해 용량 250 см인 비커에 넣고 용해용 혼산 30 см를 가하여 중간 열로 완전히 증발시켜 건조시킨다. 그런 다음 건조 잔류물에 혼산 10 см를 추가하고 다시 건조시킨다. 주석 및 안티몬의 증류(제거) 과정을 한 번 더 반복하되, 비커 벽은 혼산으로 세척한다. 건조 잔류물에 1:1로 희석한 질산 20 см를 가하고 브롬이 제거될 때까지 끓인다. 이후에는 납 함량에 따라 분석을 2.3.2항 또는 2.3.3항에 따라 진행한다.

(수정된 판, 변경 N 1).

2.3.2. 납의 질량분율이 1%까지인 경우 용액에 질산암모늄 2 г을 가하고 증류수로 150–180 см³로 희석한 다음 80–90 °C로 가열한다. 용액에 백금 전극을 담그고 전해액을 물로 희석하여 전극 그물이 전체 길이의 2/3까지 용액에 잠기도록 한다.

전해는 전류 0.5–1.0 A로 10분간 행한 다음 교반하면서 전류 2–2.5 A, 전압 2–3 V로 50분간 실시한다. 용액이 무색이 된 후 요소 0.1 г을 가하고 비커의 유리, 벽면 및 돌출된 전극 부분을 물로 헹군 뒤 전해를 추가로 10분 더 진행한다. 새로 담근 음극 부분에 구리가 침적되지 않으면 전해를 종료한 것으로 본다. 전류를 끊지 않은 상태에서 전해액이 든 비커를 제거하고 전극을 빠르게 세척하되 두 개의 비커에 차례로 10초씩 담갔다가 헹군다. 그 다음 전극을 에틸 알코올로 헹군다.

음극은 105±5 °C에서 5분간 건조하고 건조기에서 냉각한 뒤 균형하여 전해 전후의 중량 차로 침적된 구리의 질량을 계산한다.

양극은 200±5 °C에서 5–7분간 건조하고 건조기에서 냉각한 뒤 균형하여 전해 전후의 중량 차로 생성된 이산화납의 질량을 계산하고 납의 질량분율을 결정한다.

(수정본, Изм. N 1, 2)

2.3.3. 납 함량이 1%를 초과하는 경우 용액에 1:1로 희석한 황산 4 см³를 가하고 용액을 15–18 °C로 냉각한다. 침전한 황산납을 조밀한 여과지로 여과하고 2:98로 희석한 황산으로 3–5회 세척한다. 부피를 증류수로 100 см³로 맞춘 다음 분석은 항 2.3.2에 따라 진행한다.

(수정본, Изм. N 1).

2.4. 결과 처리

2.4.1. 구리(Cu) 함량(%)은 다음 식에 따라 계산한다

,

여기서 приведённые величины는 다음과 같다: масса 백금 음극의 전해 전 중량 — масса платинового катода до электролиза, г; 백금 음극의 전해 후 중량 — масса платинового катода после электролиза, г; 시료 취시 중량 — масса навески, г.

2.4.2. 분석 결과의 절대 허용 편차는 표 1에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

표 1

구리 함량, %	허용 절대 편차, %
0.1–0.3	0.03
0.3초과–0.5	0.05
0.5–1	0.07
1–2	0.12
2–3	0.13
3–4	0.14
4–5	0.15
5–7	0.16

(수정본, Изм. N 2).

2.4.3. 납(Pb) 함량(%)은 다음 식에 따라 계산한다

,

여기서: 백금 양극의 전해 전 중량 — масса платинового анода до электролиза, г; 백금 양극의 전해 후 중량 — масса платинового анода после электролиза, г; 시료의 취시 중량 — масса навески пробы, г;

— 이산화납을 납으로 환산하는 계수. 2.4.4. 분석 결과의 절대 허용 오차는 표 2에 기재된 값을 초과해서는 안 된다. 표 2 납 함량, % 절대 허용 오차, % 0.1 — 0.3 0.02 0.3 초과 — 0.4 0.03 0.4 초과 — 0.5 0.04 (수정된 편집, 변경 N 2). 3. 납 베이비트에서 구리 함량을 측정하는 플루오로-요오도메트릭(플루오로요오드) 방법 3.1. 방법의 요지 시료를 염산과 브로믹수소산(HBr)의 혼합액에 브롬을 넣어 용해한다. 산화제의 잔여를 제거한 후 요오드화칼륨으로 구리를 단원자(+1) 상태로 환원시키면 요오드가 방출되며, 이 요오드를 불산 용액(플루오르산 용액) 중에서 티오설페이트 용액으로 적정한다. 3.2. 시약 및 용액 염산 — ГОСТ 3118–77. 브로민화수소산 — ГОСТ 2062–77. 아세트산 — ГОСТ 61–75, 1:1 희석액. 질산 — ГОСТ 4461–77. 브롬 — ГОСТ 4109–79. 용해용 혼합액: 염산 45 cm³와 브로민화수소산 45 cm³을 혼합한 후 브롬 10 cm³를 조심히 가한다. 염산-아세트산 혼합액: 다음과 같이 준비한다. 농염산 200 cm³에 1:1로 희석한 아세트산 150 cm³를 가하여 혼합한다. 혼합액은 밀봉된 병에 보관한다. 불화수소암모늄(암모늄 플루오르화물) — ГОСТ 4518–75, 다음과 같이 용액을 제조: 소금 600 g을 1 L의 물에 용해한다. 용액은 폴리에틸렌 용기에 보관한다. 요오드화칼륨 — ГОСТ 4232–74, 용액 200 g/dm³. 녹말(가용성) — ГОСТ 10163–76, 신선히 조제한 10 g/dm³ 용액. 아밀 알코올 또는 클로로포름. 표준 구리 용액: 다음과 같이 준비한다. 전해구리 0.500 g을 400–500 cm³ 용량의 비커에 넣고 농질산 10 cm³에 용해한 후 시계유리로 덮는다. 구리 시료가 완전히 용해되면 시계유리를 씻어 그 용액을 가하고 용액을 가열하여 질소 산화물(NOₓ)을 제거하고 부피를 2–3 cm³로 줄인다. 잔류액을 물로 희석하여 500 cm³ 용량의 정량플라스크로 옮기고 눈금까지 물로 채운 후 혼합한다. 1 cm³의 이 표준용액은 1 mg의 구리를 포함한다. 황산티오나트륨(나트륨 티오설페이트) — ГОСТ 244–76, 농도 0.25 mol/dm³ 용액; 증류수 1 L에 염 6.2 g을 용해하고 그 물에 탄산나트륨 0.1 g을 포함시켜 준비한다. 용액의 안정성을 높이기 위해 아밀 알코올 5 cm³ 또는 클로로포름 0.3 cm³를 첨가한다. (수정된 편집, 변경 N 1, 2).

3.3. 분석 수행

3.3.1. 질량 0,5−1,0 г의 배빗 시료를 용량 250−300  비커에 넣고 용해용 혼합액을 10 씩 소량씩 가하고, 격렬한 반응이 끝난 후 용해될 때까지 가열한다. 용액을 끓이지 않으면서 완전히 증발시켜 건조시킨다. 건조한 염을 진한 염산 10 로 적신 후 역시 완전히 증발시킨다. 다음으로 건조한 염을 진한 염산 5 로 적시고, 잔류물이 과열되지 않도록 주의하면서 과량의 산과 비커 내부 표면에 응축된 산을 제거한다.

건조 잔류물을 냉각시킨 뒤 뷰렛이나 피펫으로 정확히 취한 3,5 의 염산-초산 혼합액에 용해시키고 12,5 의 뜨거운 물을 가하여 교반한 후 냉각시킨다.

그런 다음 피펫으로 암모늄 플루오라이드(플루오르화 암모늄) 용액 5 를 취해 비커 내부를 씻어가며 넣고 교반한 다음 요오드화 칼륨 용액 10 를 가하고, 생성된 요오드를 티오황산나트륨 용액으로 적정하여 용액이 짚빛(황색)으로 될 때까지 적정한다. 그런 다음 전분 용액 3−5 를 넣고 청색 착색이 사라질 때까지 계속 적정한다.

(개정판, 변경 N 1).

3.3.2. 티오황산나트륨 용액의 질량농도 결정

질량농도는 표준 구리 용액으로 결정한다. 농도 결정을 위해 표준 용액에서 25,0 씩 취한 후 용량 300−400 비커에 넣고 조심스럽게 완전히 건조시킨다. 건조한 염을 두 차례 염산으로 처리하되, 매번 5 씩 가하고, 두 번째 처리 후에는 염이 과열되지 않고 청색을 띠도록 주의한다. 냉각 후 모든 시약을 가하고 분석을 위 조항 3.3.1.에 따라 계속한다.

티오황산나트륨 용액의 구리에 대한 질량농도( g/)는 다음 식으로 계산한다:

,

여기서 — 적정에 사용된 티오황산나트륨 용액의 부피, ;

— 질량농도 결정을 위해 취한 표준 구리 용액의 부피, ;

— 표준 구리 용액의 질량농도, g/.

(개정판, 변경 N 1, 2).

3.4. 결과 처리

3.4.1. 구리 함량( )을 백분율로 계산한다:

,

여기서 — 적정에 사용된 티오황산나트륨 용액의 부피, ;

— 티오황산나트륨 용액의 구리에 대한 질량농도, g/;

— 시료 취중량(시료의 질량), g.

(개정판, 변경 N 1, 2).

3.4.2. 분석 결과의 절대 허용 편차는 표 3에 기재된 값을 초과해서는 안된다.

표 3

구리 함량, %	허용 절대 편차, %
0.1에서 0.2까지	0.03
0.2초과에서 0.5까지	0.05
0.5초과에서 1까지	0.07
1초과에서 2까지	0.12
2초과에서 3까지	0.13
3초과에서 4까지	0.14
4초과에서 6까지	0.15
6초과에서 7까지	0.16

(개정판, 변경 N 2).

4. 원자흡광법에 의한 구리 함량 결정법

4.1. 방법의 원리

이 방법은 표준 광원에서 방출되는 빛을 구리 원자가 선택적으로 흡수하는 원리를 근거로 한다. 용액을 원자흡광 분광기의 아세틸렌-공기 불꽃에 분무하고 파장 324.7 nm에서 흡광도를 측정한다.

4.2. 기기, 시약 및 용액

원자흡광 분광기.

용량 50 의 불소수지(플루오로플라스틱) 비커.

질산 — ГОСТ 4461–77.

플루오르화수소산(불산) — ГОСТ 10484–78.

용해용 산 혼합물: 플루오르화수소산과 질산을 물과 각각 2:3:5의 비율로 혼합하여 제조한다. 혼합액은 폴리에틸렌 용기에 보관한다.

과산화수소 — ГОСТ 10929–76.

전해 정련 구리 — ГОСТ 859–78.*
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 859–2001이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

표준 구리 용액은 다음과 같이 준비한다: 구리 0.1000 g을 1:2로 희석한 질산 20 에 용해시키고 질소 산화물을 제거하기 위해 끓인다. 용액을 냉각한 후 용량 1000 의 정밀 플라스크로 옮기고 눈금까지 증류수로 채워 균질화한다.

이 표준 용액 1 에는 구리 0.1 mg가 들어 있다.

4.3. 분석 수행

4.3.1. 구리 함량에 따라 표 4에 기재된 질량의 주석계 배빗 시료를 용량 50 의 불소수지 비커에 넣고 용해용 혼합액을 10 씩 소량씩 가하며 반응이 격렬하지 않도록 주의한다. 납계 배빗의 분해는 다음과 같이 수행한다: 표 4에 기재된 질량의 납계 배빗 시료를 용량 50  비커에 넣고 용해용 혼합액 10 를 가하고 가열한 다음 물 10 와 과산화수소 2−3방울을 추가하고 완전히 용해될 때까지 가열한다. 그런 다음 비커 내용을 냉각시키고 표 4에 명시된 용량의 정밀 플라스크로 옮겨 용해용 혼합액을 50 의 용액마다 10 를 가하고 눈금까지 물로 채워 혼합한다. 구리 함량이 0.5%를 초과하면 용액의 일부를 취하여 표 4에 따라 정밀 플라스크로 옮긴 뒤 용해용 혼합액을 다시 가하여 눈금까지 희석하고 혼합한다.

표 4

구리 함량, %	시료 질량, g	정밀 플라스크 용량,	용액에서 취할 분취 부피,	희석용 정밀 플라스크 용량,
0.1에서 0.3까지 포함	0.3	250	-	-
0.3초과에서 0.5까지	0.2	250	-	-
0.5초과에서 1까지	0.2	100	10	50
1초과에서 2까지	0.2	100	10	100
2초과에서 4까지	0.2	100	5	100
4초과에서 5까지	0.2	250	5	50
5초과에서 7까지	0.2	250	5	100

얻어진 용액을 원자흡광 분광기의 아세틸렌-공기 불꽃에 분무하여 파장 324.7 nm에서 흡광도를 측정한다. 광원으로는 중공 음극 램프(hollow cathode lamp)를 사용한다.

각 시료에 대한 광도 측정은 세 번 수행한다. 계산에는 대조 실험용 용액을 측정한 결과를 고려하여 세 번의 측정값 산술평균을 사용한다.

구리 농도는 분석용 용액들과 동시에 알려진 구리 함량을 가진 표준 용액군을 측정하여 얻은 검량선을 사용하여 결정한다.

4.3.2. 검량선 작성용으로 용량 50 정밀 플라스크에 마이크로뷰렛으로 표준 구리 용액을 0; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5 씩 눈금하고 각각에 용해용 혼합액 10 를 가한 후 눈금까지 물로 채워 혼합한다. 광도 측정은 항목 4.3.1.에 따라 수행한다.

얻은 흡광도 평균값과 알려진 구리 농도로부터 검량선을 작성한다.

4.4. 결과 처리

4.4.1 구리 함량( )을 백분율로 계산한다:

,

여기서 — 검량선으로부터 구한 구리 농도, μg/;

— 광도 측정한 용액의 부피, ;

— 초기 희석 부피, ;

— 시료 질량, g;

— 분취한 용액의 부피, .

4.4.2 신뢰도 0.95에서 분석 결과의 절대 허용 편차는 표 5에 기재된 값을 초과해서는 안된다.

표 5

구리 함량, %	허용 절대 편차, %
0.1에서 0.3까지 포함	0.03
0.3초과에서 0.5까지	0.05
0.5초과에서 1까지 포함	0.07
1초과에서 2까지	0.1
2초과에서 4까지	0.15
4초과에서 7까지	0.2