ГОСТ 24018.3-80

ГОСТ 24018.3−80 내니켈계 내열 합금. 납의 정량 방법 (개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 24018.3−80

그룹 B39

국가간 표준

니켈계 내열 합금

납의 정량 방법

Nickel-based fireresistant alloys.
Methods for the determination of lead

МКС 77.120.40
ОКСТУ 0809

시행일 1981−07−01

정보 사항

1. 작성 및 제출: 소비에트 연방 금속공업부

2. 승인 및 공포: 소비에트 연방 표준위원회 결의 от 28.02.80 N 958

3. 최초 도입

4. 참조되는 규범·기술 문서

5. 유효기간 제한은 국가간 표준·측정·인증 위원회 의사록 N 7−95에 따라 해제됨 (ИУС 11−95)

6. 판(2004년 8월) — 1985년 12월, 1990년 12월에 승인된 개정 N 1, 2 포함 (ИУС 4−86, 3−91)


본 표준은 납의 광도법(질량분율 범위 0,0005%~0,010%)과 비불꽃 원자흡광법(질량분율 범위 0,0002%~0,010%)을 규정한다.

(개정된 판, 개정 N 1).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반적 요구사항 — ГОСТ 24018.0.

2. 납의 광도법(포토메트릭 방법)

2.1. 방법의 원리

이 방법은 약알칼리성(pH 11.5)에서 시안화칼륨 존재 하에 디티존(dithizone)과 납이 내부복합체를 형성하여 적색을 띠고 클로로포름으로 추출된다는 것에 기초한다. 용액의 최대 흡광은 520 nm에서 관찰된다.

납은 미량을 방해하는 원소들로부터 먼저 타르타르산을 착화제(복합제)로 사용하는 암모니아성 용액(pH 7.5)에서 티오아세트아마이드(티오아세트아미드)로 황화물로 침전시켜 분리한다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

분광광도계 또는 광전색도계.

pH계.

온도계.

염산 — ГОСТ 3118, ГОСТ 14261 및 1:1로 희석한 것.

질산 — ГОСТ 4461, ГОСТ 11125 및 1:1, 1:100으로 희석한 것.

염산과 질산 혼합액: 염산 150 см에 질산 50 см를 가하고 혼합; 또한 1:1로 희석한 용액은 사용직전에 조제한다.

타르타르산 — ГОСТ 5817, 질량농도 50 г/см, (г/дм).

암모니아 수용액 — ГОСТ 3760, ГОСТ 24147 및 1:1, 1:100, 1:200로 희석한 것.

완충용액(pH 11,5):

질량농도 10 г/см(г/дм)의 시안화칼륨 용액 10 см에 암모니아 용액 5 см를 가하고 물로 100 см까지 조정한다.

티오아세트아마이드(티오아세트아미드), 질량농도 2 г/см, (г/дм).

암모늄 과망간산염 — ГОСТ 20478, 질량농도 25 г/см, (г/дм).

클로로포름 — ГОСТ 20015.

디티존(dithizone) — ГОСТ 10165, 질량농도 0,04 г/см, (г/дм)의 클로로포름 용액:

디티존 0,04 g을 100 см 용량 비커에 넣고 50 см의 클로로포름에 용해시킨다. 클로로포름 중의 디티존 용액을 200 см 용량의 분액깔때기로 옮기고 암모니아(1:100) 용액 200 см(각각 50 см씩)으로 차례로 세 번 흔든다. 디티존은 수-암모니아층으로 이동하고 산화 생성물은 클로로포름층에 남으므로 클로로포름층은 버린다. 용액들을 합쳐 500 см 용량의 분액깔때기로 옮기고 범용 지시약으로 pH 4.5가 되도록 한방울씩 염산(1:1)을 가한 다음 클로로포름 100 см를 넣고 분액깔때기를 1분간 흔든다.

클로로포름층을 다른 500 см 분액깔때기로 따라내어 물로 3회 세척한다. 얻어진 클로로포름 중 디티존 용액을 건조한 솜을 통해 여과하고 암갈색 유리병에 담아 서늘한 곳에 보관한다.

디티존(세척·시약 정제용), 질량농도 0,01 г/см, (г/дм) — 세척용: 디티존 0,04 г/см 용액 25 см(디티존 질량농도 0,04 г/см, (г/дм))를 100 см 눈금 플라스크에 옮겨 눈금까지 클로로포름으로 채우고 혼합한다.

디티존, 질량농도 0,002 г/см, (г/дм)의 클로로포름 용액:

5 см³ 질량농도 0,04 г/см³의 디티존 용액(г/дм³)을 100 см³ 용량의 눈금플라스크에 옮기고 클로로포름으로 눈금까지 채운 다음 혼합한다.

히드록실아민 염산염(ГОСТ 5456), 질량농도 1 г/см³(г/дм³) 용액, 정제된 디티존:

300 см³의 염산성 히드록실아민 용액을 500 см³ 분액깔때기에 넣고 암모니아 용액을 한 방울씩 가해 보편적 지시약으로 pH 6–7이 되게 한 뒤, 클로로포름 내에서 질량농도 0,01 г/см³(г/дм³)인 디티존 용액을 몇 회에 걸쳐 각 10 см³씩 차례로 흔들어 추출한다. 마지막 클로로포름층이 무색이 될 때까지 반복한다.

시안화칼륨, 질량농도 10 г/см³(г/дм³) 용액.

구연산나트륨(시트르산나트륨), 질량농도 10 г/см³(г/дм³) 용액, 정제된 디티존:

300 см³의 구연산나트륨 용액을 500 см³ 분액깔때기에 넣고, 클로로포름 내에서 질량농도 0,01 г/см³(г/дм³)인 디티존 용액을 몇 회에 걸쳐 각 10 см³씩 차례로 흔들어 적용한다. 마지막 디티존 층이 진한 녹색을 보일 때까지 시행한다. 과량의 디티존은 마지막 클로로포름층이 무색이 될 때까지 클로로포름으로 제거한다.

티몰블루(Thymol blue), 질량농도 0,04 г/см³(г/дм³) 용액.

니켈(Ni) марка H0 — ГОСТ 849.

니켈 분말.

범용 지시용지, pH 1–10.

질산철(III) 9수화물(규정서에 따름), 질량농도 1 г/см³(г/дм³) 용액:

1 g 질산철을 100 см³ 용량의 비커에 넣고 50 см³의 물에 녹인 후 5 см³ 질산을 가하여 100 см³ 눈금플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 혼합한다.

구리(등급 M00bk) — ГОСТ 859.

질산구리, 질량농도 1 г/см³(г/дм³) 용액:

1 g 구리를 가열하여 질산(1:1) 15–20 см³에 녹인다. 용액을 식힌 후 100 см³ 용량의 눈금플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 혼합한다.

납(марки C0; C00; C000; C0000) — ГОСТ 3778.

납 표준용액들.

용액 A: 0.1 g 납을 가열하면서 30 см³ 질산에 용해시킨다. 용액을 식히고 1 дм³(=1000 см³) 용량 눈금플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채우고 혼합한다.

1 см³ 표준용액 A는 0,0001 g의 납을 포함한다.

용액 B: A 용액 10 см³를 100 см³ 용량의 눈금플라스크에 넣고 10 см³ 질산을 가한 다음 물로 눈금까지 채우고 혼합한다.

1 см³ 표준용액 B는 0,00001 g의 납을 포함한다.

용액 V: B 용액 10 см³를 100 см³ 용량의 눈금플라스크에 옮기고 10 см³ 질산을 가한 다음 물로 눈금까지 채우고 혼합하며 사용 직전에 제조한다.

1 см³ 표준용액 V는 0,000001 g의 납을 포함한다.

(수정된 판, Изм. N 1, 2).

2.3. 분석 수행

2.3.1. 합금 시료의 취량(표 1)을 250–300 см³ 용량의 비커(또는 플라스크)에 넣고 염산과 질산의 혼합용액 30 см³를 가하여 시계유리로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용액을 약 10 см³가 될 때까지 증발시킨다. 물 30 см³와 타르타르산 용액 20 см³를 가하고 10분간 가열한다. 용액에 질산구리 용액 1 см³를 가하고 암모니아 용액 20–30 см³를 가한 뒤 5–8분간 다시 가열한다. pH는 pH미터로 염산(1:1) 용액을 써서 7.5로 맞춘다. 용액을 약 150 см³까지 물로 희석하고 85–90 °C로 가열한 뒤 티오아세트아미드 용액 10 см³를 가하고 같은 온도에서 10분간 유지한다. 다시 티오아세트아미드 용액 10 см³를 가하고 침전물과 함께 40–50 °C에서 2시간 유지한 후 냉각한다. 황화물 침전물을 중간밀도 여과지(백색 띠) 두 장에 걸러 냉수로 7–8회 세척한다. 여과액은 버린다. 여과지상의 침전물을 염산-질산 혼합용액(1:1) 뜨거운 40–50 см³(10 см³씩 분할)로 용해하고 여과지를 뜨거운 물로 2–3회 세척하여 여과액과 세척수를 용해가 진행된 비커에 모은다. 용액을 완전히 증발시킨다. 3–5 см³ 질산을 가하고 염화물의 용해를 위해 가열한다. 용액에 물 70–100 см³와 과황산 암모늄 용액 20 см³를 가하고 10–15분간 끓인다. 그런 다음 질산철 용액 1 см³를 가하고 금속의 수산화물이 제거될 때까지 암모니아 용액을 더하여 불가역적 침전이 생기게 한 다음 암모니아 과량 0.5–1 см³를 더한다. 침전물을 중간밀도 여과지(백색 띠)에 여과하고 암모니아 용액(1:200) 뜨거운 용액으로 8–10회 세척한다. 여과지상의 침전물을 5 см³(1:1 질산, 가열)로 용해하고 여과지를 뜨거운 물로 7–8회 세척하여 여과액과 세척수를 시료를 침전시킨 비커(또는 플라스크)에 모은다.

표 1

납의 질량분율이 0.0005%–0.001%인 경우 용액을 완전히 증발시켜 염을 1 см³(질산 1:1)로 가열하여 용해한다. 용액을 식히고 10 см³의 물을 100 см³ 분액깔때기에 옮긴다.

납의 질량분율이 0.001% 초과–0.01%인 경우 용액을 50 см³ 눈금플라스크에 옮겨 식히고 물로 눈금까지 채운 다음 혼합한다. 표 1에 따른 알리콧 부분을 100 см³ 분액깔때기에 넣고 질산(1:100) 5 см³를 가한다.

분액깔때기 내용물에 구연산나트륨 용액 2 см³, 염산성 히드록실아민 용액 1 см³ 및 티몰블루 용액을 3방울 넣는다.

지시약 색이 분홍에서 파랑으로 변할 때까지 암모니아 용액으로 중화(pH 약 9.5)한다. 이어 pH 11.5의 완충용액 2 см³를 넣고 혼합한 다음, 질량농도 0.002 г/см³(г/дм³)인 디티존 용액 10 см³를 뷰렛으로 가하여 넣고 1분간 흔든다. 수층과 클로로포름층이 분리되도록 한 뒤 무수한 큐벳(층 두께 10 mm)에 클로로포름층을 옮긴다. 10분 후 스펙트로포토미터에서 520 nm에서 광학밀도를 측정하거나 480–540 nm 범위의 집광 필터가 있는 포토일렉트로컬러리미터로 측정한다. 비교용액으로는 클로로포름을 사용한다.

납의 질량은 교정곡선(그라듀이션 그래프)과 대조실험 보정을 고려하여 구한다.

2.3.2. 교정곡선 작성

250–300 см³ 용량의 여섯 개 비커(또는 플라스크)에 각각 0.5 g의 금속 니켈 또는 니켈 분말을 넣는다.

다섯 개의 비커에는 차례로 표준용액 V로부터 4, 6, 8, 10, 12 см³를 넣고, 여섯 번째 비커는 대조실험용으로 사용한다. 모든 비커에 염산·질산 혼합액 30 см³를 넣고 시계유리로 덮은 뒤 가열하여 시료를 완전히 용해시킨다.

그 후 2.3.1항에서 지시된 절차를 따라 처리하고, 분석용액의 광학밀도 값에서 대조실험의 광학밀도를 빼서 보정한다.

측정된 광학밀도 값과 해당 납 질량을 사용하여 교정곡선을 작성한다.

2.3.1, 2.3.2. (수정판, Изм. N 1, 2).

2.4. 결과 처리

2.4.1. 납의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다.

(식 그림)

여기서 m — 교정곡선으로부터 구한 납의 질량(g);

m0 — 알리콧에 해당하는 합금 취량(g).

2.4.2. 병행 분석 결과의 절대차는 신뢰도 0.95에서 표 4에 제시된 허용값을 초과해서는 안 된다.

(수정판, Изм. N 2).

3. 비(非)화염 원자흡광법에 의한 납의 정량

3.1. 방법의 본질

이 방법은 분석용액을 흑연 큐벳에 주입하여 생성되는 자유 원자 납이 λ = 283.3 nm에서 방사선을 흡수하는 정도를 측정하는 데 기반한다. 납은 타르타르산을 착화제(복합체 형성제)로, 구리 황화물을 집결제로 사용하고 암모니아성 용액(pH 7.5)에서 티오아세트아미드에 의해 황화물로 침전시켜 방해원을 제거한 뒤 측정한다.

(수정판, Изм. N 1).

3.2. 기기, 시약 및 용액

전기로 원자화기를 갖춘 원자흡광 분광광도계.

납 측정용 램프.

고순도 아르곤(ГОСТ 10157) 또는 아르곤-5% 수소 혼합가스.

pH미터.

온도계.

염산(ГОСТ 3118, ГОСТ 14261).

질산(ГОСТ 4461, ГОСТ 11125) 및 1:1로 희석한 질산.

염산과 질산의 혼합액: 염산 150 см³에 질산 50 см³를 더하여 혼합; 또한 1:1 희석용액.

혼합산은 사용 직전에 제조한다.

타르타르산(ГОСТ 5817), 질량농도 50 г/см³(г/дм³) 용액.

암모니아수(ГОСТ 3760).

티오아세트아미드, 질량농도 2 г/см³(г/дм³) 수용액(ГОСТ 24147).

구리(등급 M00bk) — ГОСТ 859.

질산구리, 질량농도 1 г/см³(г/дм³) 용액;

1 g의 금속구리를 가열하여 질산(1:1) 15–20 см³에 용해한다. 용액을 식힌 뒤 100 см³ 눈금플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다.

니켈 등급 H0 — ГОСТ 849.

납(등급 C0, C00, C000, C0000) — ГОСТ 3778.

납 표준용액들.

용액 A: 0.1 g 납을 30 см³ 질산에 용해하여 1 дм³ 눈금플라스크에 옮기고 물로 채운다. 1 см³ 표준용액 A는 0.0001 g 납을 포함한다.

용액 B: A 용액 10 см³를 100 см³ 눈금플라스크에 넣고 10 см³ 질산을 더한 뒤 물로 눈금까지 채운다.

1 см³ 표준용액 B는 0.00001 g 납을 포함한다.

용액 V: B 용액 10 см³를 100 см³ 눈금플라스크에 옮기고 10 см³ 질산을 더한 뒤 물로 눈금까지 채워 사용 직전에 제조한다.

1 см³ 표준용액 V는 0.000001 g 납을 포함한다.

범용 지시용지, pH 1–10.

(수정판, Изм. N 1, 2).

3.3. 분석 수행

3.3.1. 합금 시료의 취량(표 3)을 250–300 см³ 용량의 비커 또는 플라스크에 넣고 염산·질산 혼합용액 30 см³를 가하여 시계유리로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용액을 약 10 см³가 될 때까지 증발시키고 물 30 см³와 타르타르산 용액 20 см³를 가한 후 10분간 가열한다. 용액을 식히고 암모니아 용액 20–25 см³를 가하여 pH를 보편적 지시약으로 pH 8–10으로 맞춘 다음, 10분간 더 가열하여 텅스텐산 및 나이오븀산으로부터 생성된 침전물을 용해시킨다.

표 3*
___________________________
* 표 2는 삭제됨(Изм. N 2).

용액에 질산구리 1 см³를 넣고 pH를 pH미터로 염산(1:1)으로 7.5로 맞춘다. 용액을 약 150 см³까지 물로 희석하고 85–90 °C로 가열한 뒤 티오아세트아미드 용액 10 см³를 가하고 10분간 유지한다. 다시 티오아세트아미드 용액 10 см³를 추가하고 40–50 °C에서 2시간 방치한 후 냉각한다. 황화물 침전물을 중간밀도 여과지 두 장에 걸러 냉수로 7–8회 세척하고 여과액은 버린다. 여과지상의 침전물을 염산·질산 혼합액(1:1) 뜨거운 40–50 см³(10 см³씩 분할)로 용해하고 여과지를 뜨거운 물로 2–3회 세척하여 여과액과 세척수를 모은다. 여과지는 폐기하고, 용액을 완전히 증발시킨 뒤 질산 3 см³를 넣어 다시 완전히 증발시킨다. 염을 5 см³(1:1 질산, 가열)로 용해하고 식힌다. 용액을 표 3에 따른 눈금플라스크에 옮겨 혼합한 다음 마이크로피펫으로 알리콧 부분(표 3 참조)을 취해 전기로 원자화기에 도입하고 기록장치로 흡광도를 기록한다. 측정은 최소 세 개의 알리콧을 사용하여 수행한다. 납의 질량은 교정곡선과 대조실험 보정을 고려하여 구한다.

3.3.2. 장비 준비

기기의 전원 투입, 공명파장에서의 분광광도계 조정, 제어부 및 원자화부의 조정은 기기 사용설명서에 따라 수행한다.

납 측정 조건:

분석선(λ) — 283.3 nm.

램프 작동 전류 — 25 mA.

건조 시간(100 °C) — 10 s.

분해 시간(800 °C) — 10 s.

원자화 시간(2100 °C) — 10 s.

측정은 원자화 단계에서 최소 가스 흐름 상태로 수행한다.

3.3.3. 교정곡선 작성

250–300 см³ 용량의 여섯 개 비커(또는 플라스크)에 각각 0.5 g의 금속 니켈 또는 니켈 분말을 넣는다. 다섯 개의 비커에는 차례로 표준용액 V로부터 1, 2, 4, 6, 8 см³를 넣고 여섯 번째 비커는 대조실험용으로 둔다.

모든 비커에 염산·질산 혼합액 30 см³를 가하고 시계유리로 덮어 가열하여 시료를 용해시킨다. 용액을 약 10 см³가 될 때까지 증발시킨 뒤 물 5 см³(1:1 질산에 녹인 뒤)로 옮겨 25 см³ 눈금플라스크에 채운다(표준처리 절차를 따름). 그 후 마이크로피펫으로 20 μdm³의 알리콧을 취해 전기로 원자화기에 넣고 기록장치로 흡광도를 측정한다. 측정은 최소 세 번의 알리콧에서 실시한다. 분석용액의 광학밀도 값에서 대조실험의 값을 빼서 보정하고, 측정된 광학밀도와 그에 해당하는 납 질량으로 교정곡선을 작성한다.

3.3.1–3.3.3. (수정판, Изм. N 2).

3.4. 결과 처리

3.4.1. 납의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다.

(식 그림)

여기서 m — 교정곡선으로부터 구한 납의 질량(g);

m1 — 시료의 취량(g);

V0 — 교정곡선 작성에 사용된 표준납 용액의 부피, см³;

V — 시료 분석용액의 부피, см³;

v0 — 교정곡선 작성에 사용된 표준용액의 알리콧 부피, μdm³;

v — 분석용액에서 취한 알리콧 부피, μdm³.

3.4.2. 병행 분석 결과의 절대차는 신뢰도 0.95에서 표 4에 제시된 허용값을 초과해서는 안 된다.

표 4

(수정판, Изм. N 2).