ГОСТ 21877.9-76

ГОСТ 21877.9−76 주석계 및 납계 배빗(Babbitt). 카드뮴의 정량법(수정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 21877.9−76

그룹 В59

소비에트 연방 국가표준

주석계 및 납계 배빗

카드뮴의 정량법

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

ОКСТУ 1709**
_______________
* 표준명. 수정판, 수정 N 2.
** 추가 도입, 수정 N 2.

유효기간 1978.01.01부터
~1973.01.01까지*
_______________________________
* 유효기간 제한은 국가간 표준·계량·인증위원회 의사록에 따라 해제됨
(ИУС N 2, 1993년). — 데이터베이스 제작자 주.

제정: 중앙 주석공업 과학연구소(ЦНИИОлово)

소장 V. A.. 아르신니코프

연구책임자 V. S. 메슈코바

집필자 G. V.. 이바노바

제출: 소비에트 사회주의 공화국 연방 비철금속부

차관 N. N. 체펠렌코

승인 준비: 전소련 표준화 연구소(ВНИИС)

소장 A. V.. 글리체프

승인 및 공포: 소비에트 각료평의회 국가표준위원회 1976년 5월 24일 결정 N 1264에 의해 공포

대체: ГОСТ 1380.7−70

수정사항: 수정 N 1은 1983.02.14자 소비에트 국가표준위원회 결정 N 805에 의해 승인·공포되어 1983.07.01부터 시행, 수정 N 2는 1987.06.25자 소비에트 국가표준위원회 결정 N 2463에 의해 승인·공포되어 1988.03.01부터 시행

수정 N 1, 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 6 1983년, ИУС N 10 1987년의 본문에 따라 반영함


본 표준은 주석계 및 납계 배빗에 적용되며 카드뮴 함량을 다음 방법으로 규정한다: 극성그래프법(카드뮴 함량 0.01~1.2%의 범위), 부피적 킬레이트적정법(컴플렉소노메트릭법, 카드뮴 함량 0.8~1.2%의 범위) 및 원자흡광분석법(카드뮴 함량 0.01~1.2%의 범위).

(수정판, 수정 N 1).

1. 일반 요구사항

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

2. 카드뮴 함량의 극성그래프법

2.1. 방법의 본질

시료를 염산, 브롬화수소산 및 브롬의 혼합물에 용해시키고 주석과 안티몬을 브롬화물 형태로 증류하여 제거한다. 납은 염화물 형태로 제거한다. 카드뮴은 염화물 배경에서 극성그래프법으로 측정하며 전극에 가해지는 전위는 포화 칼로멜 전극에 대한 상대값으로 −0.7V에서 −1.1V 범위이다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

수은 낙하형 음극을 갖춘 적합한 구조의 극성그래프 장비.

염산 — ГОСТ 3118–77 및 1:10 희석용액.

브롬화수소산 — ГОСТ 2062–77.

브롬 — ГОСТ 4109–79.

용해용 혼합물: 염산 45 cm³와 브롬화수소산 45 cm³를 혼합한 다음 조심스럽게 브롬 10 cm³를 가한다.

질산 — ГОСТ 4461–77 및 1:1 희석용액.

암모니아 — ГОСТ 3760–79.

염화암모늄 — ГОСТ 3773–72.

염화물-암모니아 배경용액: 염화암모늄 135 g을 소량의 물에 용해시키고 농축 암모니아 용액 385 cm³를 가한 후 전체 용량을 1 dm³가 되도록 물을 보충하고 혼합한다.

카드뮴 표준품 — ГОСТ 1467–77*.
________________
* 현재는 ГОСТ 1467–93가 적용됨(이하 본문에도 동일). — 데이터베이스 제작자 주.

표준 카드뮴 용액; 다음과 같이 제조한다: 카드뮴 1.0 g을 가열하면서 10 cm³의 질산(1:1로 희석)에 용해시킨다. 용액을 거의 건조해질 때까지 증발시키고, 농염산 7–10 cm³을 가하여 다시 건조시킨다. 염산 처리를 한 번 더 반복한 다음 농염산 60 cm³을 가하고 용액을 부피 1 dm³의 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 1 cm³의 용액에는 카드뮴 1 mg가 들어 있다. 아황산나트륨(황산나트륨; ГОСТ 195–77에 따름), 신선하게 조제한 용액 200 g/dm³. 젤라틴(ГОСТ 11293–78에 따름)*, 용액 10 g/dm³. __________________ * 현재는 ГОСТ 11293–89가 시행 중이며, 이하 본문에서도 동일하게 적용함. — 데이터베이스 제작자 주. 수은(ГОСТ 4658–73에 따름), 등급 Р1. (개정된 원고, 변경 N 1, 2). 2.3. 분석 수행 2.3.1. 배빗 시료 0.5 g을 질량으로 취해 용량 250 cm³ 비커에 넣고 산과 브롬 혼합물 10 cm³에 용해시킨다. 용액을 건조될 때까지 증발시킨다. 잔류물에 대한 처리를 같은 방법으로 두 번 더 반복하되, 매회 혼합물 5 cm³씩 가한다. 건조 잔류물을 염산(1:10로 희석) 20 cm³로 적신 다음 브롬이 제거될 때까지 끓이고 흐르는 물로 냉각한다. 생성된 염화납 침전물을 중간 여과도 필터로 여과하고, 흐르는 물로 냉각한 염산(1:10로 희석)으로 5–6회 세척한 후 폐기한다. 여과액과 세척수를 암모니아로 중화시키고 염화암모늄 용액 40 cm³을 가하여 혼합한다. 용액을 냉각시키고 1000 cm³ 용량의 눈금 플라스크로 옮긴 다음 아황산나트륨 용액 10 cm³을 가하고 20분 동안 그대로 둔 뒤 젤라틴 용액 4 cm³을 가하여 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 10–15분 후 용액의 일부를 전해셀로 옮겨 포화 칼로멜 전극에 대한 전위 −0.7 V에서 −1.1 V 사이에서 폴라로그래프를 실시한다. 카드뮴 함량(백분율)은 시험용 용액을 폴라로그래프 측정하여 얻은 카드뮴 파고 높이를 동일한 감도에서의 카드뮴 표준(교정) 용액 측정 시의 파고 높이와 비교하여 결정한다. (개정된 원고, 변경 N 1). 2.3.2. 교정(표준) 용액의 조제

정용 플라스크(용량 플라스크) 용량 100 см에는 표준 카드뮴 용액을 2.0; 6.0 및 10.0 см씩 넣는데, 이는 카드뮴 농도 20, 60 및 100 мг/л에 해당한다. 농축 염산 4 см를 첨가하고 암모니아로 중화한 다음, 분석을 항목 2.3.1.에 지시된 바와 같이 수행한다. 교정용(그래듀에이션) 용액은 시험시료 용액과 동일한 조건에서 폴라로그래프 측정을 한다.

(개정된 본문, 개정 N 1).

2.4. 결과 처리

2.4.1. 카드뮴 함량 ()을 백분율로 계산할 때에는 다음 식을 따른다

,

여기서 — 시험 용액의 폴라로그래프에서 얻은 피크 높이, мм;

— 시험 용액의 부피, см;

— 시료 채취량의 질량, г;

— 환산 계수로, 다음 식으로 계산한다

,

; ; ,

여기서 , , — 교정용 용액을 폴라로그래프 측정하여 얻은 피크 높이들, мм;

, , — 교정용 카드뮴 용액의 농도, мг/л.

(개정된 본문, 개정 N 1).

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

표 1

카드뮴 함량, %	절대 허용 편차, %
0.01–0.03	0.005
0.03–0.05	0.01
0.05–0.1	0.02
0.1–0.4	0.03
0.4–1.0	0.05
1.0–1.2	0.06

(개정된 본문, 개정 N 1, 2).

2.4.3. 카드뮴 함량을 측정하는 폴라로그래프법은 중재법(심판법)이다.

3. 카드뮴 함량의 콤플렉소노메트릭(복합적정)법

3.1. 방법의 요지

시료를 염산, 하이드로브로믹산(브로민화수소산) 및 브롬의 혼합물에 용해시킨다. 안티모니와 주석은 브로마이드 형태로 증류하여 제거한다. 카드뮴은 용액의 분취액을 트릴론 B로 적정하며, 구리는 티오우레아로 비활성화(결합)한다.

3.2. 시약 및 용액

염산 — ГОСТ 3118–77에 따름.

하이드로브로믹산(브로민화수소산) — ГОСТ 2062–77에 따름.

브롬 — ГОСТ 4109–79에 따름.

용해용 혼합액: 염산 45 см³와 브롬화수소산 45 см³를 혼합한 다음 브롬 10 см³를 조심히 가한다. 질산 — ГОСТ 4461–77에 따름. 과산화수소 — ГОСТ 10929–76에 따름. 티오우레아(티오모체비나) — ГОСТ 6344–73, 농도 100 g/dm³의 용액. 의약용 우로트로핀, 20% 용액. o-페난트롤린, 10 g/dm³ 용액; 조제 방법: o-페난트롤린 1 g을 따뜻한 물 100 см³에 질산 2–3방울과 함께 용해시킨다. 크실레놀 오렌지, 신선히 조제한 수용액 1 g/dm³. 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산의 이나트륨 이수화물(트릴론 B) — ГОСТ 10652–73, 농도 0.01 mol/dm³ 용액; 조제 방법: 트릴론 B 4.0 g을 물에 용해시킨다. 용액이 탁하면 여과한 뒤 물로 1 дм³가 되게 희석한다. 질산납, 농도 0.01 mol/dm³ 용액; 조제 방법: ГОСТ 3778–77에 따른 금속 납(CО 등급) 2.0721 g을 250 см³ 용량 비커에 넣고 질산 25 см³에 용해시킨다. 용액을 냉각시킨 후 1 дм³ 용량의 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금을 맞춘 뒤 혼합한다. _____________ * 현재는 ГОСТ 3778–98가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주. 표준 카드뮴 용액; 조제 방법: ГОСТ 1467–77에 따른 카드뮴 1.0 g을 250 см³ 용량 비커에 넣고 가열하면서 질산 25 см³에 용해시킨다. 냉각한 뒤 1 дм³ 용량의 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금을 맞춘 뒤 혼합한다. 1 см³의 용액에는 카드뮴 0.001 g이 포함되어 있다. (수정된 판, 변경 N 1, 2). 3.3. 분석 실시 3.3.1. 전해로로 구리와 납을 분리하지 않고 수행하는 콤플렉소노메트릭(복합체 적정) 방식의 카드뮴 정량 시료(배빗) 1.0 g을 250 см³ 용량 비커에 넣고 용해용 혼합액 15 см³를 가한다. 용액을 습한 염이 생성될 때까지 증발시킨 다음, 용해용 혼합물 5 cm³를 넣고 완전히 증발시킨다. 이 처리를 같은 방법으로 한 번 더 반복하되 매번 5 cm³의 혼합물을 가한다. 건류물에는 염산 5 cm³와 과산화수소 1–3 방울을 넣고 완전히 증발시킨다. 염산과 과산화수소로 침전을 처리하는 과정을 3회 반복한다. 침전물에 염산 5 cm³를 가하고 완전히 증발시킨다. 브롬이 완전히 제거된 후 건류물에 질산 2 cm³를 적신 다음 물 20–30 cm³를 더하여 가열해 염이 용해되게 하고 냉각한 다음 100 cm³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액 10 cm³를 취해 250 cm³ 용량의 콘 플라스크로 옮기고 물 50 cm³, 티오우레아(thiourea) 용액 10 cm³를 가한 뒤, 소량씩 우로트로핀(헥사메틸렌테트라민) 용액을 넣어 진한 자주색(색 선택 지시자)이 될 때까지(목표 pH 5.4–5.8) 조정한다. 그 다음 질산납(II) 용액 2–3 cm³를 가하고 마이크로뷰렛으로 트릴론 B 용액으로부터 황색이 될 때까지 적정한다(이 적정값은 계산에 포함하지 않음). 플라스크에 o-페난트롤린(o-phenanthroline) 용액 10 cm³를 넣고 마이크로뷰렛을 이용하여 질산납 용액으로부터 자주색이 될 때까지 적정한 뒤 약간 과잉으로 더한다. 과잉의 질산납 용액은 마이크로뷰렛으로 트릴론 B 용액으로 역적정하여 황록색으로 변할 때까지 적정한다. (수정판, 변경 N° 1, 2). 3.3.1.1. 전해법으로 구리와 납을 분리한 후의 킬레이트 적정에 의한 카드뮴 정량 B88 등급의 배빗 시료 약 1.0 g을 250 cm³ 용량의 비커에 넣고 용해를 위해 혼합물 15 cm³를 가한다. 용액을 습한 염이 될 때까지 증발시키고 혼합물 5 cm³를 넣어 완전히 증발시킨다. 이 처리는 동일하게 두 번 더 반복하되 매번 5 cm³의 혼합물을 넣는다. 건류물에는 희석된(1:1) 질산 20 cm³를 넣고 브롬이 제거될 때까지 끓인다. 잔류물을 물로 희석하여 총 부피를 150–180 cm³로 맞추고 ГОСТ 21877.3–76의 항목 2.3.2에 따라 전해법으로 구리와 납을 분리한다. 전해 후 용액을 250 cm³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 희석하고 혼합한다. 200 cm³ 용량의 플라스크에 용액 25 cm³를 취해 물 25 cm³, 티오우레아 2 cm³, 크실렌 오렌지 2–3 방울을 가하고 우로트로핀을 소량씩 넣어 pH를 5.5–5.8로 조정한다(용액은 진홍색으로 착색됨). 그 다음 트릴론 B 0.01 mol/dm³ 용액 2 cm³와 소량의 우로트로핀을 가하면 용액이 황색으로 변하고, 이를 질산납 용액(농도 0.01 mol/dm³)으로 황-핑크(연분홍)색으로 변할 때까지 적정한다. 용액에 o-페난트롤린 2 cm³를 추가로 넣고 혼합한 뒤, 다시 황색으로 착색된 용액을 질산납 용액(0.01 mol/dm³)으로 황-핑크 색으로 변할 때까지 적정한다. (추가 도입, 변경 N° 2). 3.3.2. 카드뮴에 따라 질산납 용액의 질량농도 설정 질산납 용액의 질량농도는 표준 카드뮴 용액으로 설정한다. 표준 카드뮴 용액 5 cm³를 피펫 또는 마이크로뷰렛으로 취하고 3.3.1항에 기재된 바와 같이 적정한다. 카드뮴에 따른 질산납 용액의 질량농도(단위: g/cm³)는 다음 식으로 계산한다. (식 생략) 여기서 - m — 적분취한 용액의 카드뮴 질량, g; - V1 — 두 번째 적정에 사용된 질산납 용액의 총 부피, cm³; - V2 — 과잉 질산납 용액의 적정에 사용된 트릴론 B 용액의 부피, cm³; - k — 질산납 용액과 트릴론 B 용액 사이의 보정 계수. 보정 계수를 설정하기 위해 마이크로뷰렛으로 질산납 용액 3 또는 5 cm³를 취해 플라스크에 넣고 물 40 cm³, 크실렌 오렌지 몇 방울, 우로트로핀을 넣어 진홍색(목표 pH 5.4–5.8)이 될 때까지 조정한 후 마이크로뷰렛으로 트릴론 B 용액으로 황색이 될 때까지 적정한다. 보정 계수는 다음 식으로 계산한다. (식 생략) 여기서 - V — 적정에 사용한 질산납 용액의 부피, cm³; - Vt — 적정에 소비된 트릴론 B 용액의 부피, cm³. (수정판, 변경 N° 1, 2). 3.4. 결과 처리 3.4.1. 카드뮴 함량(%)은 다음 식으로 계산한다. (식 생략) 여기서 - V1 — 두 번째 적정에 소비된 질산납 용액의 총 부피, cm³; - V2 — 과잉 질산납 용액의 적정에 소비된 트릴론 B 용액의 부피, cm³; - k — 보정 계수(3.3.2항 참조); - V0 — 알리콧 부분의 부피, cm³; - Vs — 시험용액의 부피, cm³; - c — 카드뮴에 대한 질산납 용액의 질량농도, g/cm³; - m — 시험시료의 질량, g. (수정판, 변경 N° 1, 2). 3.4.2. 분석 결과의 절대 허용 편차는 0.10%를 초과해서는 안 된다. (수정판, 변경 N° 2). 4. 원자흡광법에 의한 카드뮴 함량 결정 4.1. 방법의 본질 이 방법은 카드뮴 원자에 의한 표준광원 빛의 선택적 흡광을 기반으로 한다. 용액을 원자흡광분광기의 아세틸렌-공기 불꽃에 분무하여 파장 228.8 nm에서 흡광을 측정한다. 4.2. 기기, 시약 및 용액 - 원자흡광분광기. - 용량 50 cm³의 불소수지(테플론) 비커. - 불산(ГОСТ 10484–78). - 용해용 산 혼합물: 불산, 질산 및 물을 2:3:5의 비율로 혼합하여 폴리에틸렌 용기에 보관. - 카드뮴(ГОСТ 1467–77). - 표준 카드뮴 용액 준비법: 0.1000 g의 카드뮴을 가열하면서 희석된(1:1) 질산 20 cm³에 용해시키고 질소산화물이 제거될 때까지 끓인다. 용액을 냉각한 후 1 dm³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 이때 1 cm³의 용액에는 0.1 mg의 카드뮴이 포함된다. 4.3. 분석 수행 4.3.1. 카드뮴 함량에 따라 표 2에 기재된 무게의 배빗 시료를 용량 50 cm³의 불소수지 비커에 넣고 용해를 위해 소량씩 용해용 혼합물 10 cm³를 가한다. 이후 분석은 ГОСТ 21877.3–76에 따른다. 표 2 - 카드뮴 함량, % / 시료 질량, g / 눈금플라스크 용량, cm³ - 최대 0.02 포함: 1 g, 50 cm³ - >0.02–0.04 포함: 0.5 g, 50 cm³ - 0.04–0.08: 0.5 g, 100 cm³ - 0.08–0.2: 0.2 g, 100 cm³ - 0.2–0.5: 0.2 g, 250 cm³ - 0.5–1.0: 0.1 g, 250 cm³ - >1.0: 0.1 g, 500 cm³ 흡광측정은 파장 228.8 nm에서 ГОСТ 21877.3–76에 기재된 조건으로 수행한다. 카드뮴 농도는 분석용 용액과 동시에 농도가 알려진 표준 용액군을 광측정하여 작성한 검량곡선으로부터 판정한다. 4.3.2. 검량곡선 작성: 각각 50 cm³ 용량의 눈금플라스크에 마이크로뷰렛으로 표준 카드뮴 용액을 다음 부피로 취한다: 0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 cm³. 각 플라스크에 용해용 혼합물 10 cm³를 넣고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 이 용액들을 분석시료와 동일한 방법으로 흡광측정한다. 측정한 흡광도 평균값과 알려진 카드뮴 함량을 이용해 검량곡선을 작성한다. 4.4. 결과 처리 4.4.1. 카드뮴 함량(%)은 다음 식으로 계산한다. (식 생략) 여기서 - C — 흡광측정 대상 용액의 농도, μg/cm³; - V — 흡광측정용 용액의 부피, cm³; - m — 배빗의 시료 질량, g; - k — μg를 g으로 환산하는 계수(환산 계수). 4.4.2. 신뢰확률 0.95에서 분석결과의 절대 허용 편차는 표 3에 기재된 값을 초과해서는 안 된다. 표 3 - 카드뮴 함량, % / 절대 허용 편차, % - 0.01–0.03 포함: 0.005 - >0.03–0.05: 0.01 - 0.05–0.1: 0.02 - 0.1–0.4: 0.03 - 0.4–0.7: 0.05 - 0.7–1.0: 0.08 - 1.0–1.2: 0.1