국가 표준 ГОСТ 22536.7-88

ГОСТ 22536.7−88 탄소강 및 비합금 주철. 크롬 측정 방법

ГОСТ 22536.7−88

그룹 В09

소련 연방 국가 표준

탄소강 및 비합금 주철

크롬 측정 방법

Carbon steel and unalloyed cast iron.
Methods for determination of chromium

ОКСТУ 0809

유효기간 с 01.01.90
до 01.07.95*
______________________________
* 유효기간 제한은 Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации의 의사록 N 4−93에 따라 해제되었음.
(ИУС N 4, 1994년). — 주석 «КОДЕКС».

정보 사항

1. 개발 및 제출: 소련 흑색금속부

참여자(Исполнители)

Д. К. Нестеров, канд. техн. наук; С. И. Рудюк, канд. техн. наук; С. В. Спирина, канд. хим. наук (주제 책임자); В. Ф. Коваленко, канд. техн. наук; Н. Н. Гриценко, канд. хим. наук; Л. И. Березовая; О. М. Киржнер

2. 승인 및 시행: 소련 국가표준위원회 결의 от 25.08.88 N 3018

3. 대체: ГОСТ 22536.7−77

4. 참조 규범·기술 문서

참조된 НТД 기호	항목, 하위항 번호
ГОСТ 61–75	2.2, 3.2
ГОСТ 83–79	2.2
ГОСТ 435–77	3.2
ГОСТ 1277–75	2.2, 3.2
ГОСТ 3118–77	4.2
ГОСТ 3773–72	4.2
ГОСТ 4197–74	3.2
ГОСТ 4204–77	2,2, 3.2
ГОСТ 4208–72	3.2
ГОСТ 4220–75	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 4233–77	3.2
ГОСТ 4461–77	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 5457–75	4.2
ГОСТ 5839–77	3.2
ГОСТ 5859–78	2.2
ГОСТ 5905–79	4.2
ГОСТ 5962–67	2.2
ГОСТ 6552–80	3.2
ГОСТ 6691–77	3.2
ГОСТ 11125–84	2.2, 3.2, 4.2
ГОСТ 13610–79	2.2, 4.2
ГОСТ 14261–77	4.2
ГОСТ 18300–87	2.2
ГОСТ 20478–75	2.2, 3.2
ГОСТ 20490–75	2.2
ГОСТ 22536.0−87	1.1

본 표준은 크롬의 측정에 대해 광도법(크롬 질량분율 0,01~0,50%에서), 적정법(크롬 질량분율 0,10~0,50%에서) 및 원자흡광법(크롬 질량분율 0,01~0,50%에서)의 방법을 규정한다.

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 22536.0−87에 따름.

1.2. 분석 결과의 오차(신뢰도 0.95)는 표에 기재된 한계 , 다음 조건을 만족할 경우 초과하지 않는다:

두(또는 세) 병행 측정 결과 간의 차이는 (신뢰도 =0,95) 표에 제시된 값 (), 표에 기재된 값을 초과해서는 안된다;

표준 시료에서 재현된 크롬 질량분율의 값은 인증된 값과 (신뢰도 =0,85) 표에 제시된 허용치 보다 더 많이 달라져서는 안 된다, 이 값들은 표에 기재되어 있다.

위의 조건 중 하나라도 만족되지 않으면 크롬 질량분율의 재측정을 수행한다. 재측정에서도 결과의 정확성 요구조건이 만족되지 않으면 분석 결과는 부정확한 것으로 간주하며, 정상적인 분석 진행을 방해한 원인을 규명·해소할 때까지 측정을 중지한다.

서로 다른 조건(예: 실내(랩) 재현성 관리)에서 수행된 두 평균 분석 결과의 차이는 (신뢰도 0,95에서) 표에 제시된 값 를 초과해서는 안 된다.

	허용 편차, %
크롬 질량분율, %					, %				, %
부터	0.01	까지	0.02	포함	0.0028	0.0036	0.0030	0.0036	0.0018
초과	0.02	까지	0.05	포함	0.004	0.006	0.005	0.006	0.003
초과	0.05	까지	0.10	포함	0.007	0.008	0.007	0.008	0.004
초과	0.10	까지	0.2	포함	0.011	0.014	0.011	0.014	0.007
초과	0.2	까지	0.5	포함	0.017	0.022	0.018	0.022	0.011

2. 크롬의 포토메트릭(광도) 측정법

2.1. 본 방법은 황산성 매질에서 크롬(VI)이 디페닐카바지드(дифенилкарбазид)를 산화시켜 적자색(붉은 보라색) 착물(염료)을 형성하는 반응을 이용하며, 형성된 용액의 광학 밀도(흡광도)를 파장 546 nm에서 측정하는 데에 기초한다.

Fe(III)의 영향은 인산을 첨가하여 제거한다. 강 및 주철에서 망간의 질량분율이 1%를 초과하거나 크롬이 0.1% 미만인 경우에는 철, 망간 및 분석을 방해하는 다른 원소들을 탄산나트륨 침전으로 분리한다.

2.2. 기기 및 시약

광전색도계 또는 분광광도계.

ГОСТ 4204–77에 따른 황산, 1:4로 희석한 것.

산 혼합액: 150 см3 황산을 조심스럽게 700 см3 물에 붓고 냉각한 후 150 см3 인산을 가한다.

ГОСТ 61–75에 따른 아세트산(초산).

ГОСТ 4461–77 또는 ГОСТ 11125–84에 따른 질산.

ГОСТ 1277–75에 따른 질산은(아질산은), 질량농도 2 g/дм3 용액; 짙은 유리 용기에 보관.

ГОСТ 5962–67 또는 ГОСТ 18300–87에 따른 정제 에틸 알코올(에탄올).

ГОСТ 20478–75에 따른 과황산암모늄, 질량농도 200 g/дм3 용액.

ГОСТ 5859–78에 따른 1,5-디페닐카바지드, 질량농도 1 g/дм3 용액: 0.1 g을 10 см3 아세트산에 용해하고 50 см3 에틸 알코올을 가한 다음 물로 100 см3가 되도록 희석한다.

ГОСТ 13610–79에 따른 카보닐 철(무선공학용).

ГОСТ 83–79에 따른 탄산나트륨, 질량농도 300 g/дм3 용액.

ГОСТ 20490–75에 따른 과망간산칼륨, 질량농도 10 g/дм3 용액.

ГОСТ 4220–75에 따른 중크롬산칼륨(칼륨 이중크롬산염).

표준 크롬 용액들.

용액 A: 140 °C에서 일정 질량이 될 때까지 건조한 중크롬산칼륨 0.2829 g을 250 см3 물에 용해하여 용량 1 дм3의 정용량 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 후 잘 혼합한다.

1 cm³ 용액 A 1 cm³에는 크롬 0,0001 g이 함유되어 있다. 용액의 보관 기한은 3개월이다.

용액 B: 용액 A 50 cm³를 용량 100 cm³의 메스 플라스크에 넣고 눈금까지 물로 채운 후 혼합한다.

용액 B 1 cm³에는 크롬 0,00005 g이 함유되어 있다; (사용 직전에 제조한다).

용액 C: 용액 B 10 cm³를 용량 100 cm³의 메스 플라스크에 넣고 눈금까지 물을 채운 후 혼합한다.

용액 C 1 cm³에는 크롬 0,00005 g이 함유되어 있다.

2.3. 분석 수행

2.3.1. 탄산나트륨으로 분리하지 않고(크롬의 질량분율이 0.1에서 0.5%일 때).

2.3.1.1. 강철 또는 주철 시료 약 0.1 g을 용량 100 cm³의 원뿔 플라스크에 넣고 혼산 20 cm³를 가한 다음 시계유리로 덮어 중간 가열로 용해시킨다. 그 후 플라스크 위의 유리를 소량의 물로 씻어내고, 용액의 거품이 멈출 때까지 질산을 한 방울씩 가한 다음 질소산화물을 제거하기 위해 끓인 후 냉각한다.

침전물(흑연, 규산)이 있으면 '백색 띠' 여과지로 여과하고 뜨거운 물로 5–6회 세척하면서 여과액과 세척액을 모은다. 침전물을 담은 여과지는 버리고 여과액을 50–60 cm³까지 증발시킨다. 냉각된 용액에 질산은 용액 5 cm³와 과황산암모늄 용액 10 cm³를 넣고 서서히 가열하여 분홍색이 나타날 때까지 가열한 후 과황산암모늄이 완전히 분해될 때까지 끓인다. 그런 다음 용액을 냉각시키고 100 cm³ 용량의 메스 플라스크로 옮겨 눈금까지 물을 채워 혼합한다.

정밀 메스 플라스크(용량 100 см³)에 시료 용액의 알리쿼트 10 см³를 넣고, 인산(1:2) 2 см³, 물 15 см³ 및 디페닐카바지드 용액 5 см³를 가한 후 물로 눈금까지 채우고 섞어 색이 생긴 용액의 광학 밀도를 파장 546 nm에서 분광광도계로 즉시 측정하거나 530–550 nm 범위에서 투과 최대를 갖는 필터가 장착된 광전식 컬러리미터로 측정한다. 시료에 바나듐이 함유된 경우에는 광학 밀도를 10–15분 후에 측정한다. 착색 복합체의 불안정성 때문에 동시에 4–5개의 시료를 준비한다. 비교용 용액을 준비할 때에는 정밀 메스 플라스크(용량 100 см³)에 물 20 см³, 산 혼합물 2 см³, 디페닐카바지드 용액 5 см³를 넣고 눈금까지 물로 채운 뒤 섞는다. 분석한 용액의 광학 밀도 값에서 대조 실험 용액의 광학 밀도 값을 뺀다. 분석 결과는 검량선에 따라 계산하거나, 조성이 분석 시료와 유사하며 동일한 전처리 및 처리 과정을 거친 표준시료와 비교하여 계산한다. 2.3.1.2. 검량선 작성 용량 100 см³의 원뿔 플라스크 6개에 각각 카보닐철 0.1 g을 취한다. 그중 5개에는 표준용액 B를 차례로 1, 2, 5, 10, 12 см³ 가하는데, 이는 각각 크롬 0.00005; 0.00010; 0.00025; 0.00050; 0.00060 g에 해당한다. 6번째 시료는 대조 실험용으로 사용한다. 모든 플라스크에 산 혼합물 20 см³를 가하고, 이후에는 항 2.3.1.1의 방법에 따라 진행한다. 측정된 광학 밀도 값과 이에 대응하는 크롬 질량 값을 이용하여 검량선을 작성한다. 검량선은 좌표축을 광학 밀도와 크롬의 질량분율로 하여 작성하는 것을 허용한다. 2.3.1.3. 결과 처리 크롬의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다. (식) 여기서 m — 검량선으로부터 구한 크롬의 질량(г), m0 — 시료 채취 질량(г). 2.3.2. 탄산나트륨으로 분리하는 경우(크롬 질량분율 0.01–0.50%)

2.3.2.1. 질량 0.2 g의 강 또는 주철 시료(크롬 질량분율 0.01−0.10%인 경우) 또는 0.1 g(크롬 질량분율 0.10% 초과인 경우)을 200 cm³ 용량의 비커에 넣고 황산 20 cm³(1:4)을 가하고 온화하게 가열하여 용해시킨다. 그 다음 거품이 멈출 때까지 질산을 한 방울씩 가하고 과잉은 1−2 cm³ 남긴다. 용액을 질소산화물(산화질소)이 제거될 때까지 끓이고 황산 증기가 날 때까지 졸인다. 용액을 식힌 후 물 25−30 cm³을 가하고 염이 녹을 때까지 가열한다. 뜨거운 용액에 과망간산칼륨 용액 2 cm³를 가하고 이산화망간이 완전히 침전될 때까지 끓인 후 물 15 cm³를 더한다. 그런 다음 교반하면서 소량씩 나누어 탄산나트륨 용액 30 cm³를 조심스럽게 가하고 따뜻한 판에서 20−30분 동안 방치한다.

침전물을 포함한 용액을 냉각시키고 100 cm³ 용량의 정용 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액의 일부는 건조한 여과지(“백색 리본”)로 건조한 플라스크에 여과하고 초기에 나오는 여과액은 버린다.

분취한 용액 부분(크롬 질량분율 0.01−0.03%일 때 50 cm³, 0.03−0.10%일 때 20 cm³, 0.10% 초과일 때 10 cm³)을 100 cm³ 용량의 정용 플라스크에 넣고 황산 3 cm³(1:4)을 가한 뒤 용액을 식힌다. 디페닐카바지드 용액 5 cm³를 가하고 혼합한 다음 물로 눈금까지 채워 다시 혼합한다.

5분 후 분광광도계에서 파장 546 nm 또는 투과 최대가 530−550 nm 범위인 광필터를 가진 광전색도계에서 용액의 광학 밀도(흡광도)를 측정한다. 시료에 바나듐이 포함된 경우에는 10−15분 후에 3−4개의 시료를 동시에 측정한다. 비교용 용액으로는 물을 사용한다.

분석용 용액들의 광학 밀도 값에서 대조실험 용액의 광학 밀도 값을 뺀다.

분석 결과는 교정곡선에 따라 계산하거나, 분석 시료와 조성이 유사하고 모든 분석 단계를 거친 표준물질과 비교하는 방법으로 계산한다.

2.3.2.2. 교정곡선 작성

7개의 용량 100 cm³ 메스플라스크에 표준용액 B를 차례로 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 cm³씩 넣는다(이는 각각 크롬 0.000005; 0.000010; 0.000020; 0.000030; 0.000040; 0.000050; 0.000060 g에 해당). 각 플라스크에 황산(1:4) 3 cm³와 디페닐카바지드 용액 5 cm³을 넣고 흔든 다음, 눈금까지 증류수로 채우고 다시 섞는다. 5분 후, 파장 546 nm에서 스펙트로포토미터로 용액의 흡광도(광학 밀도)를 측정하거나, 530–550 nm 범위에서 최대 투과를 갖는 필터를 장착한 포토일렉트로 컬러리미터로 측정한다. 비교용(대조) 용액을 준비하기 위해 100 cm³ 메스플라스크에 증류수 25–30 cm³, 황산(1:4) 3 cm³ 및 디페닐카바지드 5 cm³을 첨가하되, 각 시약을 넣을 때마다 혼합한다. 그 다음 증류수로 눈금까지 채우고 혼합한다. 측정된 흡광도 값과 여기에 대응하는 크롬 질량 값을 이용해 교정곡선을 작성한다. 교정곡선은 좌표(흡광도 — 크롬 질량 분율)로 작성해도 된다. a. 2.4. 결과 처리 2.4.1. 크롬의 질량 분율(ω)[%]은 다음 식으로 계산한다: ω(%) = (m / m1) · 100 여기서 m — 교정곡선으로부터 구한 크롬의 질량, g; m1 — 분취액에 해당하는 시료의 질량, g. 2.4.2. 크롬 질량 분율 측정의 정밀도 기준 및 관리 규정은 표에 제시되어 있다. 3. 적정법 3.1. 본 방법은 암모늄 초황산염으로 크롬(III)을 황산성 조건에서 질산은의 존재하에 크롬(VI)로 산화시키는 것에 기초한다. 생성된 크롬산은 철(II) 염 용액으로 환원시킨 후, 적정의 종말점을 전위측정법 또는 육안으로 판정한다. 후자의 경우 과량의 Fe(II)는 과망간산칼륨 용액으로 적정하여 소거한다. 3.2. 장비 및 시약 - 전위적정 장치: 지시전극(백금전극) 1개와 비교전극(칼로멜, 염화은 또는 텅스텐 전극 중 하나); 교반용으로 자석교반기 또는 기계식 교반기; 전위의 급격한 변화를 명확히 기록할 수 있는 직류 밀리볼트미터 또는 pH미터. 필요시 측정기 범위를 확장하기 위해 가변저항을 순차적으로 연결할 수 있다. - 황산: GOST 4204–77에 따름(희석비 5:95 및 1:1 사용). - 인산(정인산): GOST 6552–80에 따름. - 산 혼합액: 황산 160 cm³를 물 760 cm³에 조심스럽게 부어 냉각한 후 인산 80 cm³를 가한다. - 질산: GOST 4461–77 또는 GOST 11125–84에 따름. - 질산은: GOST 1277–75에 따른 시약, 질량농도 2 g/dm³의 용액; 암색 유리용기에 보관. Аммоний надсернокислый по ГОСТ 20478–75, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм, свежеприготовленный.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233–77, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм.

Натрий щавелевокислый безводный по ГОСТ 5839–77.

Марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435–77, раствор с массовой концентрацией 5 г/дм.

Мочевина по ГОСТ 6691–77; свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 100 г/дм.

Натрий азотнокислый по ГОСТ 4197–74, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220–75.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208–72, раствор с массовой концентрацией эквивалента 0,02 моль/дм: 7,84 г соли Мора растворяют в 1 дмсерной кислоты (5:95).

Массовую концентрацию раствора соли Мора () устанавливают по стандартному раствору хрома (VI) или по навеске безводного двухромовокислого калия, высушенного при 150 °C до постоянной массы. Навеску двухромовокислого калия массой 0,1000 г растворяют в 150 дмводы в мерной колбе вместимостью 250 сми доливают до метки водой. Аликвотную часть 20 смпомещают в стакан вместимостью 400 см, приливают 20 смсерной кислоты 1:1,5 смфосфорной кислоты и перемешивают. В стакан с раствором погружают электроды, включают мешалку и быстро приливают раствор соли Мора до получения слабо-желтой окраски. Затем раствор соли Мора прибавляют медленно по каплям, записывая объем раствора в бюретке и показания прибора после прибавления каждой капли раствора. Объем раствора в бюретке, соответствующий максимальному изменению показаний прибора, принимают за объем, израсходованный на титрование.

Массовую концентрацию раствора соли Мора (), выраженную в граммах хрома на 1 см, вычисляют по формуле

,

где  — масса навески двухромовокислого калия, соответствующая аликвотной части, г;

0.3535 — коэффициент пересчета двухромовокислого калия на хром;

-объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490–75 , 표준용액(당량농도 0.02 mol/dm³): 과망간산칼륨 0.63 g을 1 dm³의 물에 용해하여 암갈색 유리병에 옮기고, 연마 유리마개로 닫아 잘 혼합한 뒤 7–10일 동안 둔다. 용액은 가열하여 소성한 석면이나 다공성 판이 있는 깔때기로 여과하거나 사이펀으로 조심스럽게 암갈색 유리용기에 옮긴다. 용액은 사이펀 관이 부착된 이 용기에 보관하며 사이펀 관을 뷰렛에 직접 연결한다. 용액의 질량농도(ρ)는 무수 옥살산나트륨으로 표정한다. 무수 옥살산나트륨 시료 0.1 g을 50 cm³의 물에 녹이고 15 cm³의 황산(1:1)을 첨가한 뒤 70–80°C로 가열하여 과망간산칼륨 용액으로 안정한 분홍색이 나타날 때까지 적정한다. 과망간산칼륨 용액의 질량농도(그램 크롬/1 cm³ 용액)는 다음 식으로 계산한다. 여기서 0.259는 옥살산나트륨을 크롬으로 환산하는 환산계수이며, m — 옥살산나트륨 시료 질량, g; V — 적정에 사용된 과망간산칼륨 용액의 부피, cm³. 모어염 용액과 과망간산칼륨 용액의 부피 비(отношение)를 정한다. 용량 500 cm³의 원추플라스크에 뷰렛에서 모어염 용액 25 cm³을 채우고, 물 250 cm³와 산 혼합물 60 cm³을 넣은 다음 과망간산칼륨 용액으로 약한 분홍색이 2–3분간 안정되게 나타날 때까지 적정한다. 비율은 다음 식으로 계산한다. 여기서 V1 — 모어염 용액 적정에 소요된 과망간산칼륨 용액의 부피, cm³; V2 — 적정을 위해 취한 모어염 용액의 부피, cm³. 이 비율은 3회 측정하여 평균값을 취한다. 3.3. 분석 실시

3.3.1. 크롬의 질량분율이 0,1∼0,3%일 때는 2 г, 0,3∼0,5%일 때는 1 г의 강 또는 주철 시료를 원뿔 플라스크 또는 용량 500−600 см에 넣고 60 см의 산혼합물에 용해시킨다. 완전히 용해된 후 발포가 멈출 때까지 한 방울씩 질산을 가하고, 탄화물의 완전 분해와 질소산화물의 제거가 될 때까지 끓인다. 주철 분석 시에는 흑연과 부분적으로 침전된 규산을 여과하고 여과지에 남은 침전물을 5−6회 뜨거운 물로 세척하여 여과액 및 세척수를 용량 500−600 см짜리 플라스크나 비이커에 모은다.

강 또는 주철의 망간 질량분율이 0,1% 미만인 경우에는 용액에 1 см의 황산망간 용액을 가한다.

용액을 뜨거운 물로 200−250 см까지 희석하고, 질산은 용액 10 см와 과황산암모늄 용액 20 см를 가하고 끓인다. 생성되는 과망간산의 진한 라즈베리색은 크롬이 육가(6가)로 완전히 산화되었음을 나타낸다. 용액을 과황산암모늄이 분해될 때까지 끓이고, 염화나트륨 용액 5 см를 넣은 뒤 진한 라즈베리색이 사라지고 노란색이 나타날 때까지 계속 끓인다. 만약 침전물을 포함한 용액이 갈색을 띠면 염화나트륨 용액 1−2 см를 추가하고 맑은 노란색이 될 때까지 끓이기를 계속한다. 용액을 흐르는 물로 실온까지 냉각한 다음 혼합하여 적정한다(참조 3.3.2 및 3.3.3항).

3.3.2. 육안 적정

용액에 교반을 계속하면서 뷰렛으로부터 모어 염(암모늄철(II)황산염) 용액을 가하여 색이 노란색에서 녹색으로 변할 때까지 적가하고, 여기에 7−10 см를 초과하였다면, 모어 염 과량은 즉시 과망간산칼륨 용액으로 2−3분 동안 안정한 분홍색이 나타날 때까지 되적정한다.

3.3.3. 전위차 적정

시험용 용액이 담긴 비이커에 전극을 넣고 교반기를 작동시킨 다음 모어 염 용액을 처음에는 빠르게 넣어 옅은 노란색을 얻고, 그다음 한 방울씩 천천히 넣어 전위의 급변을 얻는다.

바나듐이 존재하는 경우에는 먼저 크롬과 바나듐의 합을 적정하고, 그다음 질량농도 20 g/dm인 과망간산칼륨 용액을 한 방울씩 가하여 2분 동안 안정한 분홍색이 나타날 때까지 적정한다. 과량의 과망간산칼륨은 아질산나트륨 용액 1−2방울로 분홍색이 사라질 때까지 환원시키고, 요소 용액 20 см와 황산(1:1) 25 см를 가한다(이때 밀리볼트미터의 바늘이 원래 위치로 돌아온다) 그리고 앞서와 같이 한 방울씩 모어 염 용액으로 적정한다. 첫 번째와 두 번째 적정 사이 뷰렛의 용액 부피 차이를 크롬 적정에 소비된 부피로 본다.

3.4. 결과 처리

3.4.1. 육안 적정에서 크롬의 질량분율 ()을 퍼센트로는 다음 식으로 계산한다.

,

여기서 — 칼륨 과망간산염의 질량농도(크롬 g 기준), 용액 1 cm³당;

— 몰라르(모어) 용액을 적정에 취한 부피, cm³;

— 몰라르 용액과 과망간산칼륨 용액 사이의 당량비;

— 적정에 소요된 과망간산칼륨 용액의 부피, cm³;

— 시료 취량(질량), g.

g.

3.4.2. 전위차 적정법에서 크롬의 질량 분율()을 백분율로 계산한다:

,

여기서 — 몰라르 용액의 질량농도, 크롬 g 기준, 용액 1 cm³당;

— 적정에 소요된 몰라르 용액의 부피, cm³;

— 시료 취량(질량), g.

바나듐을 포함한 강 및 주철에서의 크롬 질량 분율()은 다음 식으로 계산한다:

,

여기서 V — 크롬과 바나듐의 적정에 소요된 몰라르 용액의 전체 부피, cm³;

Vv — 바나듐 적정에 소요된 몰라르 용액의 부피, cm³;

C — 몰라르 용액의 질량농도(크롬 g 기준);

m — 시료 취량(질량), g.

3.4.3. 크롬 질량 분율 측정의 정확도 기준 및 정확도 관리 규정은 표에 제시되어 있다.

이 방법은 탄소강 및 비합금 주철의 품질 평가에 의견 불일치가 있을 때 적용한다.

4. 원자 흡광법에 의한 크롬 정량

4.1. 방법의 본질

이 방법은 분석용 용액을 공기-아세틸렌 또는 아산화질소(일산화이질소)–아세틸렌 화염으로 분무하여 생성된 자유 원자 크롬이 공명선의 복사를 흡수하는 정도를 측정하는 데 기초한다.

4.2. 기기 및 시약

원자흡광(플레임) 분광광도계.

크롬 측정용 중공 음극 램프.

아세틸렌 — ГОСТ 5457–75 준수.

아산화질소(일산화이질소).

압축공기를 공급하는 콤프레서 또는 압축공기 실린더.

염산 — ГОСТ 3118–77 또는 ГОСТ 14261–77에 따른 것, 1:1로 희석한 용액 및 질량농도 50 g/dm³ 용액.

질산 — ГОСТ 4461–77 또는 ГОСТ 11125–84에 따른 것.

과이황산칼륨(이중크롬산칼륨) — ГОСТ 4220–75.

금속 크롬(상표 Х99А, Х99Б, Х98,5 등) — ГОСТ 5905–79.

표준 크롬 용액.

용액 A: 2.8290 g(140 °C에서 정량까지 건조한) 과이황산칼륨을 취해 염산(농도 50 g/dm³) 250 cm³에 용해하여 1 dm³ 정량플라스크에 옮기고 염산으로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 용액 A는 금속 크롬으로부터도 제조할 수 있다. 금속 크롬 1 g을 20 cm³ 염산에 가열하여 녹인 다음 1–2 cm³ 질산을 한두 방울씩 가하며 질소산화물의 제거가 끝날 때까지 끓인다. 용액을 식힌 뒤 1 dm³ 정량플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 혼합한다. 용액 A 1 cm³에는 크롬 0.001 g이 들어 있다.

용액 B: 용액 A 50 cm³를 1 dm³ 정량플라스크에 넣고 물로 눈금까지 희석하여 혼합한다. 용액 B 1 cm³에는 크롬 0.00005 g이 들어 있다.

염화암모늄 — ГОСТ 3773–72, 질량농도 50 g/dm³ 용액.

탄탈로니(탄탈?)가 아니라 '카보닐 철'(radiotechnical iron carbonyl) — ГОСТ 13610–79 및 질량농도 50 g/dm³ 용액: 탄탈로니가 아닌 카보닐 철 50 g을 염산(1:1) 400 cm³에 용해하고 질산을 한 방울씩 가하여 거품이 멎을 때까지 처리한 다음 젖은 염으로 될 때까지 증발시킨다. 그런 다음 40–50 cm³ 염산을 더하여 다시 젖은 염으로 될 때까지 증발시킨다. 이 과정을 한 번 더 반복한다. 생성된 염을 염산(1:1) 100 cm³에 용해하고 식힌 후 1 dm³ 정량플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 혼합하고 중간 밀도의 여과지로 여과한다.

4.3. 기기 준비

기기 준비는 기기와 함께 제공된 설명서에 따라 수행한다. 분광광도계를 공명선 357.9 nm로 조정한다. 가스 공급을 켜고 버너를 점화한 후 물을 화염에 분무하여 장치의 영점(제로)을 맞춘다.

4.4. 분석 수행

4.4.1. 크롬 질량분율에 따라 다음의 시료 취량을 취한다: 0.01–0.10% 범위일 때 스틸 또는 주철 시료 1 g, 0.1–0.2% 범위일 때 0.5 g, 0.2–0.5% 범위일 때 0.2 g. 이를 100 cm³ 용량의 비커에 넣고 가열하면서 염산 15 cm³ 및 질산 5 cm³로 용해한다. 용액을 건조될 때까지 증발시키고 식힌 다음 염산 5 cm³ 및 물 30 cm³를 가하고 염이 녹을 때까지 가열한다. 식힌 용액을 100 cm³ 정량플라스크로 옮기고 염화암모늄 용액 10 cm³를 가한 다음 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 용액을 건조한 ‘화이트 리본’형 여과지를 사용하여 여과하되 처음 두 부분의 여과액은 버린다.

대조 실험용 용액을 준비하려면 100 cm³ 정량플라스크에 분석에 사용된 모든 시약을 취해 넣는다. 대조 용액을 화염에 분무한 뒤, 분석용 용액들을 크롬 질량분율이 증가하는 순서로 분무하여 각 용액에서 안정된 값이 얻어질 때까지 측정한다.

각 분석용 용액을 화염에 넣기 전에 시스템을 세척하고 영점을 확인하기 위해 물을 분무한다.

각 측정값은 해당 분석용 용액의 흡광 평균값에서 대조 실험의 흡광 평균값을 뺀 값을 사용한다.

크롬의 질량은 검량곡선으로부터 구한다.

4.4.2. 검량곡선 작성

100 cm³ 정량플라스크 7개에 카보닐 철 용액을 각 20, 또는 10, 또는 4 cm³씩(시료 취량에 따라) 넣고, 그중 6개에는 차례대로 표준용액 B를 1.0; 3.0; 5.0; 10.0; 15.0; 25.0 cm³씩 가한다. 이는 각각 크롬 0.00005; 0.00015; 0.00025; 0.00050; 0.00075; 0.00125 g에 해당한다. 각 플라스크에 염화암모늄 용액 10 cm³를 가하고 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 나머지 분석 과정은 4.4.1항에 기술된 방법과 같다. 일곱 번째 플라스크는 대조 실험용이다.

각 용액의 흡광값과 이에 해당하는 크롬 질량값으로 검량곡선을 작성한다.

4.5. 결과 처리

4.5.1. 크롬 질량 분율()을 백분율로 계산한다:

,

여기서 m — 검량곡선으로부터 구한 크롬 질량, g;

m0 — 시료 취량(질량), g.

4.5.2. 크롬 질량 분율 측정의 정확도 기준 및 정확도 관리 규정은 표에 제시되어 있다.