ГОСТ 21877.8-76

ГОСТ 21877.8−76 주석계 및 납계 배빗. 아연 함량 측정 방법(개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 21877.8−76

그룹 В59

소비에트 연방 국가 표준 (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР)

주석계 및 납계 배빗

아연 함량 측정 방법

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

ОКСТУ 1709**
_______________
* 표준 명칭. 개정판, 개정 N 2.
** 추가 도입, 개정 N 2.

유효 기간: 01.01.78 부터 01.01.83*까지
______________________________
* 유효기간 제한은 표준화·계량·인증에 관한 국가간위원회 의사록에 따라 해제됨(ИУС N 2, 1993년). - 데이터베이스 제작자 주석.

개발: 중앙 주석 산업 과학연구소 (ЦНИИОлово)

소장 В. А..Аршинников

연구책임자 В.С.Мешкова

집필자 Г. В..Иванова

제출: 소련 비철금속부

차관 Н.Н.Чепеленко

승인 준비: 전연방 표준화 과학연구소 (ВНИИС)

소장 А. В..Гличев

승인 및 시행: 소련 각료위원회 국가표준위원회 결의 1976년 5월 24일 N 1264에 의해 승인·시행

대체: ГОСТ 1380.10−70

다음 개정이 포함됨: 개정 N 1 — 1983년 2월 14일 국가표준위원회 결의 N 805로 승인·시행(시행일 01.07.83), 개정 N 2 — 1987년 6월 25일 국가표준위원회 결의 N 2463로 승인·시행(시행일 01.03.88)

개정 N 1, 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 6 1983, ИУС N 10 1987의 본문에 따라 반영함.


본 표준은 주석계 및 납계 배빗에 적용되며, 아연 함량(아연 함량이 0,001~0,15%인 경우)의 측정을 위한 광색측정법(포토컬러리메트릭) 및 분광법과 원자 흡광법을 규정한다.

(개정판, 개정 N 1).

1. 일반 요구사항

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

2. 아연 함량 측정을 위한 광색법(포토컬러리메트릭)

2.1. 방법의 원리

시료를 염산과 브롬의 혼합물로 분해한다. 주석과 안티몬은 염화물 형태로 증발·제거하고, 아연은 염산성 용액에서 이소아밀 알코올로 추출한 다음 수상(수성) 상으로 옮겨 사염화탄소에 용해된 디티존(ditizon)과의 착색 복합체를 파장 540 nm에서 광색측정으로 정량한다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

포토일렉트로컬러리미터 또는 분광광도계 및 모든 부속기구.

분액 깔때기(분리깔때기) 용량 100, 150 및 700 см³.

염산(ГОСТ 3118–77) 및 1:10 희석액.

황산(ГОСТ 4204–77), 1:1 희석액.

브롬(ГОСТ 4109–79).

암모니아(ГОСТ 3760–79).

암모늄 티오시아네이트(роданистый аммоний), 400 g/dm³ 용액. 이 용액은 이소아밀 알코올로 추출하여 불순물을 제거한다: 500 см³ 용액을 25 см³ 이소아밀 알코올과 2분간 흔들어 추출한다.

세척액: 다음과 같이 준비한다 — 300 см³ 물에 100 см³의 40%로 정제된 암모늄 티오시아네이트 용액과 2.5 см³의 1:1로 희석한 황산 용액을 가한다.

염화암모늄(ГОСТ 3773–72).

용액 200 g/dm³. 용액은 디티존으로 정제한다. 이를 위해 100 cm³의 용액을 디티존 0.05 g/dm³ 용액과 2–3 cm³씩 나누어 흔들어 주어 디티존의 색이 더 이상 변하지 않을 때까지 처리한다. 그런 다음 남은 디티존을 사염화탄소로 추출하여 새로 넣은 분획이 무색이 될 때까지 반복한다. 암모니아성 염화암모늄 용액: 200 cm³의 물에 20 cm³의 20% 정제된 염화암모늄 용액과 25 cm³의 암모니아 용액을 가한다. 아이소아밀 알코올 — ГОСТ 5830–79에 따름. 알리자린 레드 C(알리자린설포네이트 나트륨), 용액 1 g/dm³, 지시약. 아세트산(초산) — ГОСТ 61–75에 따름, 농도 4 mol/dm³ 용액; 제조 방법: 240 cm³의 아세트산을 용량 1 dm³의 눈금플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 초산나트륨 — ГОСТ 199–78에 따름, 농도 1 mol/dm³ 용액; 제조 방법: 60.05 g의 초산나트륨을 물에 용해하여 용량 1 dm³의 눈금플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 아세테이트 완충용액: 농도 4 mol/dm³ 아세트산 용액과 농도 1 mol/dm³ 초산나트륨 용액을 같은 비율로 혼합하여 제조한다 (pH 4). 나트륨 티오황산염(티오설페이트 나트륨) — ГОСТ 244–76에 따름, 용액 500 g/dm³, 디티존으로 염화암모늄과 같은 방법으로 정제한다. 사염화탄소 — ГОСТ 20288–74에 따름. 디티존(디페닐티오카바존) — ГОСТ 10165–79에 따름. 디티존 용액 0.5 g/dm³: 시약 50 mg을 사염화탄소 50 cm³에 용해하여 제조한다. 용액을 분액깔때기로 옮겨 20 g/dm³ 농도의 암모니아 용액 100 cm³와 두 번 흔든 후 유기층을 버린다. 수층을 농축 염산으로 약간 산성화하고 사염화탄소 50 cm³를 넣어 흔든다. 사염화탄소가 분리된 후 새 사염화탄소로 추출을 반복한다. 두 추출액을 합하고 물로 세척한다. 디티존 용액은 갈색 병(연마된 마개)을 사용하여 보관한다. 디티존 용액 0.05 g/dm³: 0.5 g/dm³ 사염화탄소 용액을 10배 희석하여 제조한다. 아연: ГОСТ 3640–79* 규격, 등급 ЦВ 또는 Ц1. ________________ * 현행 규격은 ГОСТ 3640–94이며, 이하 본문에서도 동일함. — 데이터베이스 제작자 주. 아연 표준용액 용액 A: 다음과 같이 제조한다. 금속 아연 0.5 g을 1:1로 희석한 염산 10 cm³에 용해시키고 500 cm³ 정용 플라스크로 옮긴 뒤 물로 정용하고 혼합한다. 용액 A의 1 cm³에는 아연 1.0 mg이 포함되어 있다. 용액 B: 사용 당일 용액 A를 물로 100배 희석하여 제조한다. 용액 B의 1 cm³에는 아연 0.01 mg이 포함되어 있다. (수정본, 개정 N 1, 2). 2.3. 분석 수행 2.3.1. 무게 0.5 g의 밥빗 시료를 용량 100 cm³ 비커에 넣고 농축 염산 7 cm³와 브롬 1–1.5 cm³를 가한 다음 시계유리로 덮어 가열하지 않고 시료가 녹을 때까지 둔다. 이후 시계유리를 제거하고 염산 2–3 cm³로 씻어 중간 정도의 가열로 용액을 거의 건조할 때까지 증발시킨다. 건조 잔류물에 다시 농축 염산 5 cm³를 처리하고 다시 건조시킨다. 건조 잔류물에 1:10으로 희석한 염산 20 cm³를 가하고 끓인다. 용액을 냉각한 뒤 50 cm³ 정용 플라스크로 옮기고 1:10으로 희석한 염산으로 정용한 다음 혼합한다. 탁질이 가라앉은 후 투명한 상등액에서 정량 취할 부분을 피펫으로 취하여 용량 150 cm³ 분액깔때기로 옮긴다. 시료 내 아연 함량에 따른 정량 취할 부분의 부피는 표 1에 표시되어 있다. 표 1

아연 함량, %	분취액의 부피, см
От 0,001 до 0,03	10,0
Св. 0,03 «0,06	5,0
» 0,06 «0,15	2,0

다음으로 분액깔때기에 20 см의 40% 암모늄 로다나이드 용액, 1 см의 1:1로 희석한 황산, 및 10 см의 아조아밀 알코올을 넣는다. 깔때기를 마개로 닫고 2분간 세게 흔든다. 액이 층분리되면 수층을 버린다. 알코올성 용액에 세척액 20 см를 가하고 깔때기를 1분간 흔든다. 수층을 다시 버리고, 이 세척 작업을 3회 더 반복한다. 그 다음 유기상에 염화암모늄의 암모니아 용액 15 см를 가하고 15초간 흔든 뒤 액이 층분리되면 아연 암모니아 착물을 용량 100 см인 다른 분액깔때기로 따라낸다. 15 см의 염화암모늄 암모니아 용액으로 재추출을 한 번 더 반복한다.

암모니아 용액을 합치고 깔때기에 알리자린 레드 지시약 2방울을 넣고 아세테이트 완충용액으로 pH을 5−6으로 맞춘다(용액은 노란빛을 띤 연분홍색이 된다) 그리고 나트륨 티오설페이트 용액 1 см를 더한다.

용액은 사염화탄소 중의 0.005% 디티존 용액으로 2−3 см씩 나누어 추출한다. 아연이 수용액에서 추출됨에 따라 추출물의 색은 적색에서 보라색을 거쳐 녹색으로 변한다. 새로운 디티존 포션이 색을 변화시키지 않을 때까지 추출을 계속한다. 추출물을 유리 마개가 밀착된 50 см 용량의 눈금 플라스크에 모아 눈금선까지 사염화탄소로 채우고 혼합한 다음 건조한 무재회 필터를 통해 건조한 플라스크로 여과하되 초기 여과 일부는 버린다.

용액의 광학적 밀도는 광전식 컬러리미터(фотоэлектроколориметр)를 사용하여 파장 540 нм에서, 층 두께 1 см인 큐벳에서 측정한다. 비교용 용액으로는 사염화탄소를 사용한다.

(수정된 판, 수정 N

1).

2.3.2. 검량선 작성

용량 100 см인 분액깔때기에 표준용액 B를 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см씩 넣고, 각 깔때기에 염화암모늄의 암모니아 용액 30 см를 가하며 지시약을 2방울 넣고 아세테이트 완충용액으로 pH을 5−6으로 맞춘다. 이후 분석은 항목 2.3.1에 따라 진행한다.

용액들의 광학적 밀도를 측정하고 표준용액의 광학적 밀도 값을 측정값에서 빼어 얻은 대조실험 용액의 광학적 밀도 값으로 검량선을 작성한다.

(수정된 판, 수정 N 1).

2.4. 결과 처리

2.4.1. 아연 함량 ()을 백분율로는 다음 식으로 계산한다

,

где — градуировочному графику에 의해 얻은 아연의 양, g;

— 원래 용액의 부피, cm;

— 알리쿼트 부분의 부피, cm;

— 시료 채취량(시료 중량), g.

(수정 판, 변경 N 1).

2.4.2. 분석 결과의 절대 허용 편차는 표 2에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

표 2

아연 함량, %	절대 허용 편차, %
0,001 이상 0,002 이하	0,0006
0,002 초과 — 0,005 이하	0,001
0,005 초과 — 0,01 이하	0,002
0,01 초과 — 0,03 이하	0,005
0,03 초과 — 0,05 이하	0,008
0,05 초과 — 0,10 이하	0,01
0,10 초과 — 0,15 이하	0,02

(수정 판, 변경 N 2).

3. 아연 함량 결정의 분광화학적(스펙트로케미컬) 방법

3.1. 방법의 본질

본 방법은 분석 대상 금속 시료를 산화물로 전환하는 것에 기초한다. 산화된 샘플을 탄소(흑연) 분말과 혼합하여 하부 탄소 전극의 분화구에 넣는다. 스펙트럼을 여기시키기 위해 직류 아크를 사용한다. 아크 스펙트럼을 분광기로 촬영한다. 분석선과 내부 표준선의 암화도를 측정한다. 분석 원소의 농도는 교정곡선에 따라 결정한다.

3.2. 장비, 재료 및 시약

자외선 영역을 기록할 수 있는 3-렌즈 조명계가 있는 분광기 또는 자외선 영역에서 작동하며 사진 또는 광전 검출로 스펙트럼을 기록할 수 있는 임의의 형식의 분광기.

아크를 구동할 수 있는 직류 전원.

온도조절기가 있는 뮤펠 전기로.

건조기.

석영 증발 접시.

석영 비커.

토션 저울 또는 분석용 저울.

미크로포토미터.

아가트(석영) 혹은 유기유리(아크릴) 막자사발.

분광용 사진판 타입 1 또는 ЭС.

스펙트럼용 고순도 탄소 전극.

전기 가열욕 또는 전기 판.

현상액 및 정착액: ГОСТ 10691.0−73* — ГОСТ 10691.4−73*. 다른 조성의 현상액 및 정착액 사용을 허용한다.
_________________
* 현재 적용되는 규격: ГОСТ 10691.0−84;
** 현재 적용되는 규격: ГОСТ 10691.4−84. — 데이터베이스 제작자 주.

산화구리, 분석용(ч.д.а.).

에틸 알코올: ГОСТ 5962–67에 따름.
______________
* 현재 적용되는 규격: ГОСТ R 51652−2000. — 데이터베이스 제작자 주.
산화납: ГОСТ 9199–77, 분석용(ч.д.а.).

질산: ГОСТ 4461–77, 화학적 순도(х.ч.), 재증류한 것.

산화안티몬( Sb2O3 ), 분석용(ч.д.а.).

산화아연: ГОСТ 10262–73, 분석용(ч.д.а.).

산화주석: ГОСТ 22516–77, 분석용(ч.д.а.).

(수정 판, 변경 N 1, 2).

3.3. 교정 표준의 조제

교정 표준은 분석 대상 시료와 주성분 조성이 동일하도록 만든다. 교정 표준의 기초는 해당 산화물의 혼합물이다: 주석 산화물, 안티몬 산화물, 구리 산화물(브레인(바빗) 합금 B88, B83 및 B83C의 경우), 주석·안티몬·납 산화물(합금 B16, BN 및 BS6의 경우).

아연이 금속 기준으로 1% 함유된 주 표준에는 산화아연을 첨가한다. 표준을 알코올로 혼합한 후 건조, 소성(가열)하고 다시 잘 혼합한다.

작업 표준은 각 이전 표준을 기본으로 연속 희석하여 제조한다. 아연 함량이 0,003%에서 0,2% 범위인 일련의 표준을 준비한다.

3.4. 대표 시료로부터 3–5 g의 시료를 취하여 석영 비커 또는 접시에 넣고, 질산 50–70 cm를 1:1로 희석한 질산을 가한다. 용액을 온화하게 가열하여 용해시킨다. 용액을 완전히 증발시켜 건조시킨 다음, 뮤펠로 500–550 °C에서 20분간 소성한다.

용해 및 소성으로 얻은 금속 산화물 침전물을 잘 혼합하여, 가로·세로 3×3 mm 크기의 탄소 전극 분화구에 채운다(측면 구멍 1 mm). 분광 측정 전에 탄소 전극은 교류 아크 10–12 A로 15초 동안 소성해야 한다. 분광 측정 시 하부 전극(시료를 담은 쪽)을 양극(애노드)으로, 위쪽 전극은 편평한 면 직경 1.5–2.0 mm를 가진 절단 원추형으로 해서 음극(캐소드)으로 배치한다.

노출 시간, 중간 조리개, 슬릿 폭은 정상적 암화도 범위의 스펙트럼 강도를 얻도록 최적으로 선택한다. 스펙트럼은 교류 아크 10 A로 여기한다. 사진판 현상 시간은 3분, 현상액 온도는 18–20 °C이다.

스펙트럼 기록은 타입 1 또는 ЭС 사진판에 한다.

아연 함량 결정은 한 시료에서 세 번의 병행 측정으로 수행한다.

(수정 판, 변경 N 2).

3.5. 결과 처리

3.5.1. 얻은 스펙트로그램에서 아연 선과 내부 표준선의 암화도를 광도계로 측정한다.

사용되는 분석선과 내부 표준선은 표 3에 적시되어 있다.

표 3

분석 대상 원소	분석선,	내부 표준선,
아연	3302,94 3345,02	납 3220,5 또는 배경(фон)

교정 표준의 스펙트럼 광도 측정 결과로 교정곡선을 좌표계에 그린다.

시료 스펙트럼의 광도 측정치로부터 교정곡선을 사용해 아연 함량을 구한다. 결과에 환산계수 1,2를 곱한다.

3.5.2. 병행 측정 결과의 절대 허용 편차는 표 4에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

표 4

아연 함량, %	절대 허용 편차, %
0,005 이하	0,002
0,005 초과 — 0,01 이하	0,004
0,01 초과 — 0,02 이하	0,006
0,02 초과 — 0,04 이하	0,01
0,04 초과 — 0,10 이하	0,02
0,10 초과 — 0,15 이하	0,04

(수정 판, 변경 N 2).

4. 아연 함량 결정의 원자흡광법

4.1. 방법의 본질

본 방법은 표준 광원으로부터의 빛이 아연 원자에 의해 선택적으로 흡수되는 현상에 기초한다. 용액을 원자흡광 분광기의 아세틸렌-공기 화염에 분무하여 파장 213,8 nm에서 흡광을 측정한다.

4.2. 장비, 시약 및 용액

원자흡광 분광광도계.

용량 50 및 300 cm의 플루오로플라스틱(불소수지) 비커.

질산, 정밀분석용(ос.ч.): ГОСТ 11125–78*.
______________
* 현재 적용 규격: ГОСТ 11125–84. — 데이터베이스 제작자 주.

불산(플루오르화 수소산).

증류수: ГОСТ 6709–72에 따라 이중 증류한 물.

용해용 혼합액: ГОСТ 21877.3−76에 따라 제조.

크롬 혼합액: 농축 황산에서 100 g/dm 농도의 중크롬산칼륨 용액;

아연 금속: ГОСТ 3640–79.

아연 표준용액들.

용액 A: 다음과 같이 제조한다: 아연 0,1000 g을 1:1로 희석한 질산 20 cm에 용해시키고, 1 dm 용량의 계량 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 용액 1 cm에는 0,1 mg의 아연이 들어 있다.

용액 B: 사용 직전에 준비한다: 용액 A 10 cm를 100 cm 용량의 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 용액 B 1 cm에는 0,01 mg의 아연이 들어 있다.

(수정 판, 변경 N 2

).

4.3. 분석 수행

4.3.1. 분석에 필요한 용기는 크롬 혼합액, 염산, 물의 순서로 세척한 다음 증류수로 최소 두 번 헹군다.

4.3.2. 아연 함량에 따라 표 5에 지정된 질량의 바빗 시료를 취하여 용량 50 cm 플루오로플라스틱 비커에 넣고 소량씩 용해용 혼합액 10 cm를 가한다. 이후 분석은 ГОСТ 21877.3−76에 따라 진행한다.

표 5

아연 함량, %	시료 질량, g	계량 플라스크 용량, cm
0,001 이상 0,01 이하	1	50
0,01 초과 — 0,04 이하	0,5	100
0,04 초과 — 0,1 이하	0,2	100
0,1 초과 — 0,15 이하	0,1	100

광도 측정은 파장 213,8 nm에서 ГОСТ 21877.3−76에 기재된 조건으로 수행한다.

아연 농도는 교정곡선으로 결정하며, 분석용 용액과 동시에 알려진 아연 함량의 표준 용액 군을 광도계로 측정한다.

4.3.3. 교정곡선을 작성하기 위해 각 50 cm용량 계량 플라스크에 마이크로 뷰렛으로 표준 용액 B의 0; 1,0; 2,0; 4,0; 10,0; 15,0; 20,0 cm를 취하고, 각 플라스크에 용해용 혼합액 10 cm를 가한 후 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

분석용 용액과 동일하게 광도 측정한다. 얻은 흡광 평균값과 알려진 아연 농도로부터 교정곡선을 작성한다.

4.4. 결과 처리

4.4.1. 아연 함량( )를 백분율로 계산한다. 식은 다음과 같다:

,

여기서 — 광도 측정한 용액의 농도, μg/ml;

— 광도 측정용 용액의 부피, ml;

— 바빗 시료의 질량, g;

— 마이크로그램을 그램으로 환산하는 계수.

4.4.2. 신뢰수준 0,95에서 분석 결과의 절대 허용 편차는 표 6에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

표 6

아연 함량, %	절대 허용 편차, %
0,001 이상 0,002 이하	0,0006
0,002 초과 — 0,005 이하	0,001
0,005 초과 — 0,01 이하	0,002
0,01 초과 — 0,03 이하	0,005
0,03 초과 — 0,05 이하	0,008
0,05 초과 — 0,10 이하	0,01
0,10 초과 — 0,15 이하	0,02