ГОСТ 23862.12-79

ГОСТ 23862.12−79 세륨 및 그 이산화물. 철, 코발트, 망간, 구리 및 니켈의 화학-스펙트럼법(수정 N 1 포함)

ГОСТ 23862.12−79

그룹 B59

국가간 표준

세륨 및 그 이산화물

철, 코발트, 망간, 구리 및 니켈의 화학-스펙트럼법에 의한 정량

Cerium and its dioxide. Chemical-spectral method of determination of iron, cobalt, manganese, copper and nickel

МКC 77.120.99
ОКСТУ 1709

시행일 1981−01−01

소련 국가표준위원회 결의 1979년 10월 19일 N 3988에 의거하여 시행일이 1981.01.01로 정해짐

유효기간 제한은 Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации의 의사록 N 7−95에 따라 해제됨 (ИУС 11−95)

수정 N 1이 승인된 판, 1985년 4월 (ИУС 7−85).


본 표준은 세륨 및 그 이산화물 중의 철, 코발트, 망간, 구리, 니켈의 화학-스펙트럼법에 의한 정량 방법을 규정한다.

본 방법은 주요 성분인 세륨(IV)을 브롬으로 처리한 트리뷰틸포스페이트로 추출하여 불순물을 농축한 후, 얻어진 농축액을 스펙트럼 분석하는 데 기초한다.

측정 가능한 불순물의 질량분율 범위:

(수정된 판, 수정 N 1).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법의 일반 요구사항 — ГОСТ 23862.0−79에 따름.

2. 기기, 시약 및 용액

회절 분광기 ДФС-13(격자 1200 줄/mm), 1차 반사 차수에서 작동하는 것 및 3렌즈 조명 시스템.

아크 발생기 ДГ-2(추가 레오스타트 포함) 또는 이와 동등한 장치로, 고주파 방전에 의해 직류 아크를 점화할 수 있도록 준비된 것.

교류-직류 정류기 250−300 В, 30−50 А; 비기록형 마이크로포토미터 МФ-2 또는 이와 동등한 것.

스펙트로프로젝터형 ПС-18 또는 이와 동등한 것.

유기 유리(아크릴) 박스.

유기 유리로 된 절구와 공이.

온도조절기가 장착되어 최대 900 °C까지 제공하는 무펠 가마.

전극 연마기.

기계식 스톱워치.

적외선 램프 З-С-1.

전기 히터(전기 레인지).

분액 깔때기 용량 50, 100, 1000 см.

백금 도가니 용량 50, 200 см.

뚜껑이 있는 석영 도가니 용량 30 см.

용량 1, 2, 5, 10 см³ 피펫.

스펙트럼용 카본봉 ОС-7−3.

ГОСТ 23463−79에 따른 특수 고순도 분말 흑연.

스펙트럼용 카본봉 ОСЧ-7−3(직경 6 mm)에서 가공한 ‘잔 모양’ 전극: 크레이터 직경 4 mm, 크레이터 깊이 5 mm, 외벽 높이 6 mm, 벽 두께 1 mm, ‘다리’ 높이 2 mm, 다리 직경 2 mm — 전극 1.

스펙트럼용 카본봉 ОСЧ-7−3(직경 6 mm)에서 가공한 전극: 크레이터 직경 2 mm, 크레이터 깊이 5 mm, 연마된 부분 높이 8 mm, 연마된 부분 직경 4 mm — 전극 2.

타입 II의 사진 판(photographic plates) 또는 이와 동등한 것으로, 스펙트럼에서 분석선과 인접 배경의 정상적인 감광을 보장하는 것.

ГОСТ 18300−87에 따른 정제 에틸 알코올(재정제주정), 석영 장치에서 두 번 증류한 것.

ГОСТ 11125−84에 따른 특수 고순도 질산(농축), 1:1 희석액, 1% 용액, 3 моль/дм³ 및 1 моль/дм³ 용액.

ГОСТ 4109−79에 따른 브롬, 화학순도(h.ч.).

3 моль/дм³ 질산 용액, 브롬 포화액: 1000 см³ 용량의 분액 깔때기에 질산 3 моль/дм³ 용액 800 см³를 넣고 브롬 30 см³를 첨가한 후 주의해서 1분 동안 교반하고(양상 모두) 밀폐 마개가 있는 유리병에 옮긴다.

ГОСТ 4204−77에 따른 황산, 화학순도, 1:1로 희석한 것 및 1% 용액.

ГОСТ 10929−76에 따른 과산화수소, 화학순도, 농축액 및 1:7로 희석한 것.

플루오르화수소산, 초고순도(ос.ч.) 21−5.

ГОСТ 20288−74에 따른 사염화탄소(CCl4).

인산 트리뷰틸 에터(ТБФ), 기술용 또는 분석용(순수) 등급.

ГОСТ 3760−79에 따른 암모니아수, 화학순도.

ГОСТ 83−79에 따른 탄산나트륨, 화학순도, 농도 100 g/дм³ 용액.

이온 제거수(탈이온수), 비저항 20−24 MΩ·cm.

ГОСТ 6008−90에 따른 금속 망간.

ГОСТ 9722−97에 따른 니켈 금속, 등급 ПН-1.

ГОСТ 9721−79에 따른 코발트 금속, 등급 КП-1.

ГОСТ 4960−75에 따른 구리 금속, 등급 ПМС-К.

ГОСТ 9849−86에 따른 철 금속.

염화나트륨, 초고순도(ос.ч.) 6−4.

염화은(AgCl).

주성분 함량이 99.99% 이상인 세륨 이산화물(CeO2), 분석 대상 불순물에 대해 분광학적으로 순수한 것. 질산세륨 용액, 농도 50 g/dm³(산화물 환산): 질량 10 g의 세륨 이산화물 시료를 용량 200 cm³의 백금 도가니에 넣고 물로 적신 다음, 농질산 70 cm³와 불산(HF) 1.5–2 cm³를 가하여 30 cm³의 농질산에 용해시킨 후 물로 총부피를 200 cm³로 맞추어 혼합한다. 질산망간 용액(망간 1 mg/cm³ 함유): 금속 망간 0.1 g을 1:1로 희석한 질산 10 cm³에 용해하고, 용액을 용량 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 질산니켈 용액(니켈 1 mg/cm³ 함유): 금속 니켈 0.1 g을 1:1로 희석한 질산 10 cm³에 용해하고, 용액을 용량 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 질산코발트 용액(코발트 1 mg/cm³ 함유): 금속 코발트 0.1 g을 1:1로 희석한 질산 10 cm³에 용해하고, 용액을 용량 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 질산구리 용액(구리 1 mg/cm³ 함유): 금속 구리 0.1 g을 1:1로 희석한 질산 10 cm³에 용해하고, 용액을 용량 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 질산철 용액(철 1 mg/cm³ 함유): 금속 철 0.1 g을 1:1로 희석한 질산 10 cm³에 녹이고, 용액을 부피 100 cm³ 용량의 메스 플라스크로 옮겨 물로 정용한다. 혼합 질산 용액 1(망간, 니켈, 구리, 코발트 각각 0.1 mg/cm³ 함유): 부피 100 cm³ 메스 플라스크에 망간, 니켈, 코발트, 구리 용액(각각 1 mg/cm³ 함유)을 각각 10 cm³씩 넣고, 1% 질산 용액으로 눈금까지 정용한다; 사용 당일 제조한다. 혼합 질산 용액 2(망간, 니켈, 구리, 코발트 각각 0.01 mg/cm³ 함유): 부피 100 cm³ 메스 플라스크에 혼합 질산 용액 1(망간, 니켈, 코발트, 구리 각각 0.1 mg/cm³ 함유)을 최대 10 cm³까지 넣고, 1% 질산 용액으로 눈금까지 정용한다; 사용 당일 제조한다. 질산철 용액 3(철 0.1 mg/cm³ 함유): 부피 100 cm³ 메스 플라스크에 철 1 mg/cm³ 함유 질산철 용액 10 cm³를 넣고, 1% 질산 용액으로 눈금까지 정용한다; 사용 당일 제조한다. 분광용 버퍼: 염화나트륨 10 g을 분말 흑연 90 g과 유기유리(플렉시글라스) 절구에 넣어 혼합한다. 균일한 혼합물을 얻기 위해 혼합 시 알코올을 사용한다. 3. 분석 준비 3.1 트리뷰틸포스페이트(TBP) 정제 용량 1000 cm³ 분액깔때기에 TBP 200 cm³와 탄산나트륨 용액 600 cm³를 넣고 2분간 흔들어 혼합한다. 상 분리가 이루어지면 수상층(하층)을 버린다. 유기층을 탄산나트륨 용액으로 부분적으로(각 600 cm³씩) 두 번 세척하고(매회 수상층은 버린다), 이어서 1 mol·dm⁻³ 질산 용액으로 4회(각 600 cm³씩), 한 번 3 mol·dm⁻³ 브롬 포화 질산 용액으로 400 cm³ 세척한 다음 질산세륨(IV) 용액 200 cm³로 한 번 세척하고, 그 후 과산화수소(1:7로 희석)로 세륨이 완전히 제거될 때까지 처리한다. 세륨의 완전 제거는 다음과 같이 확인한다: 수상 200 cm³를 300 cm³ 비커로 옮겨 끓인 후 암모니아 용액을 냄새가 날 때까지 첨가한다. 침전물이 생기지 않으면 세륨이 완전히 제거된 것으로 본다. 그 다음 유기층을 3 mol·dm⁻³ 브롬 포화 질산 용액 400 cm³로 2분간 교반하며 한 번 더 세척한다. 수상층을 버리면 유기층(TBP)은 사용할 준비가 된다. (이어서) 3.2 (삭제, 변경 N 1). 4. 분석 수행 4.1 불순물 농축 시료(또는 해당하는 금속)의 무게가 1 g인 세륨 이산화물 시료를 백금 도가니(용량 50 cm³)에 넣고 몇 방울의 물로 적신 뒤 농축 질산 7 cm³와 플루오르화수소산 4–5 방울을 넣어 가열하여 용해시킨다. 용액에 농축 질산 3 cm³와 물 10 cm³를 더하고, 눈금이 20 cm³ 간격으로 표시된 용량 100 cm³ 분액깔때기로 옮긴다. 깔때기 내 용액을 물로 20 cm³까지 희석한 다음, 정제된(3.1항) 또는 재생된(4.3항 참조) TBP 25 cm³를 첨가하고 1분간 강하게 교반한다. 층 분리 후 수상층은 다른 50 cm³ 분액깔때기로 옮기고 유기층은 추출제 재생용으로 별도 수거한다(4.3항 참조). 수상층에 사염화탄소 5 cm³를 넣고 1분간 강하게 교반한 다음 유기층을 버리고 수상층을 석영(쿼츠) 도가니로 옮긴다. 과산화수소 5–8 방울을 넣고 완전히 증발시킨다. 잔류물에 농축 질산 10–15 방울과 과산화수소 5–6 방울을 더하고 다시 증발시킨 뒤 뚜껑을 덮어 900 °C에서 20분 동안 도가니열처리(소성)한다. 오염을 피하기 위해 용해 및 증발 작업은 정화된 공기 박스 내에서 수행한다. 각 시료 분석은 3회 병행 시료로 수행한다. 분석 계열마다 시약만을 대상으로 하는 2개의 대조실험을 두어 모든 분석 단계를 거치게 한다. 이때 사염화탄소 추출 후 수상층에 세륨 이산화물 50 mg을 첨가하고 위와 같이 처리한다. 소성 후 도가니의 잔류물을 실온으로 식힌 다음 분광학적 분석을 진행한다. (수정된 판, 변경 N 1). 4.2 농축물의 분광 분석 흑연 전극의 크레이터 바닥에 차례로 염화은 2 mg을 놓고, 섞지 않은 상태에서 각 시료의 농축물 또는 비교 시료 50 mg을 넣는다. 시료를 담은 전극(또는 비교 시료 전극)은 양극으로 사용하며 분광기의 하부 홀더에 장착한다. 상부 전극은 버퍼 혼합물을 채운 전극 No.2 이다. 두 전극 사이에 직류 아크(20–21 A)를 점화한다. 전극 간 거리는 3 mm이다. 스펙트럼은 DFS-13 분광기로 II형 감광판을 사용하여 촬영한다. 분광기 슬릿 폭은 23 μm, 노출 시간은 30 s이다. 삼렌즈 콘덴서의 중간 조리개는 분석선 근처의 배경 감광이 정상 범위에 있도록 조정한다. 동일 조건에서 분석 시료의 농축물 스펙트럼은 각기 3회, 각 비교 시료 및 기저(세륨 이산화물)는 각기 3회, 대조실험에서 얻은 농축물 스펙트럼은 각기 2회 촬영한다. 촬영된 감광판은 현상, 수세, 정착, 흐르는 물에서 15분간 세척 후 건조한다. 4.3 사용한 추출제의 재생 용량 1000 cm³ 분액깔때기에 사용한 TBP 200 cm³와 1:7로 희석한 과산화수소 600 cm³를 넣고 2분간 조심스럽게 교반한다. 상 분리 후 수상층을 버린다. 과산화수소(1:7) 처리를 세륨이 완전히 제거될 때까지 반복한다(3.1항 참조). 세륨이 완전히 제거된 후 유기층에 3 mol·dm⁻³ 브롬 포화 질산 용액 400 cm³를 넣고 2분간 강하게 교반한다. 상 분리 후 수상층을 버리고 TBP는 사용 준비가 된다. 5. 결과 처리 5.1 각 스펙트로그램에서 측정 대상 원소의 분석선 암화도와 인접 배경의 암화도를 측정하고 그 차이를 계산한다(표 2 참조). 비교 시료의 3회 병행 값에 대해 산술평균을 구하여 보정 곡선을 작성한다(좌표: 암화도, 농도). 표 2 - 분석 원소 / 분석선 파장, nm - 망간 — 279.487 - 니켈 — 305.062 - 코발트 — 345.35 - 구리 — 327.396 - 철 — 302.064; 275.014 교정곡선과 분석 시료 농축물 및 대조실험 농축물의 암화도 값을 통해 분석 시료에서 검출된 불순물의 평균 질량분율(%)과 대조실험의 평균 질량분율(%)을 구한다. 5.2 검출 원소의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다: W = (m_c / m_s) × (P_s - P_k) 여기서 - m_c — 불순물 농축물의 질량, mg; - m_s — 분석 시료 채취량의 질량, mg; - P_s — 분석 시료 농축물에서 검출 원소의 평균 질량분율, %; - P_k — 대조실험 농축물에서 검출 원소의 평균 질량분율, %. 5.3 세 번의 병행 측정값의 편차(최대값/최소값 비) 및 두 번의 분석값의 편차(큰 값/작은 값 비)는 표 3에 기재된 허용 편차를 초과해서는 안 된다. 표 3 (표의 항목별 요약) - 철: 질량분율에 따른 허용 편차 예: 5·10⁻? 등 (원문 표의 수치에 따름) - 코발트, 망간, 구리, 니켈 등: 각 농도 범위별 허용 편차(원문 표 참조). (수정된 판, 변경 N 1).