GOST 24018.5-80

ГОСТ 24018.5−80 내열 합금(니켈계). 납 및 비스무트의 결정 방법(개정 N 1, 2) ГОСТ 24018.5−80 그룹 В39 국가간 표준 니켈계 내열 합금 납 및 비스무트 결정 방법 Nickel-based fireresistant alloys. Method for the determination of lead and bismuth МКС 77.120.40 ОКСТУ 0809 시행일 1981-07-01 정보 자료 1. 제정 및 제출: USSR 금속공업부 2. 승인 및 시행: USSR 국가 표준위원회 결의 1980-02-28 N 958 3. 최초 도입 4. 인용 규범·기술 문서 (참조된 НТД와 항목 번호는 원문 참조) 5. 유효기간 제한은 국가간 표준화·계량·인증 위원회 회의록 No.7−95에 따라 해제됨 (ИУС 11−95) 6. 판(2004년 8월) — 개정 N 1, 2(1985년 12월, 1990년 12월 승인) 포함 (ИУС 4−86, 3−91) 본 표준은 납과 비스무트 함량(질량분율 0.0001%에서 0.005% 범위)을 결정하기 위한 역전류-전류전압법(인버전-볼탐퍼로메트리) 방법을 규정한다. 방법의 원리는 정지 수은 방울 전극 또는 수은-흑연 전극에서 납과 비스무트를 전위 −0.85 V(대응 전극: 염화은 전극)에 의해 1 mol/dm³ 구연산과 1 mol/dm³ 염화암모늄 용액에서 미리 농축한 다음, 납과 비스무트의 용출(산화) 전류를 각각 −0.55 V 및 −0.18 V에서 기록하는 것에 기반한다(변형 1). 구리의 질량분율이 0.03%를 초과하는 경우에는 비스무트를 암모니아에 의해 철(III) 수산화물에 동침시켜 주요 성분으로부터 분리한 후 측정한다(변형 2). (개정 문장, 개정 N 1, 2). 1. 일반 요구사항 1.1 분석 방법의 일반 요구사항 — ГОСТ 24018.0. 2. 장비, 시약 및 용액 - 교류 또는 오실로그래픽 폴라로그래프 - 외부 양극이 있는 전해셀(염화칼륨 포화 용액의 수은 사용), 염화은 비교전극, 정지 수은 방울 전극(어떤 구조이든 규정된 분석 신호의 재현성을 보장하는 것) 또는 규정된 재현성을 보장하는 흑연 함유 재료(직경 4 mm)의 고체 전극 - 수은(P0 등급) — ГОСТ 4658, 무수 - 질소(기체) — ГОСТ 9293 또는 아르곤 — ГОСТ 10157 - 염산 — ГОСТ 14261(원액 및 1:1 희석) - 질산 — ГОСТ 11125(원액 및 1:15 희석) - 불산 — ГОСТ 10484 - 구연산(시트르산) — ГОСТ 3652 - 염화암모늄 — ГОСТ 3773 - 폴라로그래피용 배경 전해질: 1 mol/dm³ 구연산 및 1 mol/dm³ 염화암모늄을 포함. 필요 시 배경 전해질은 수은 음극에서 전기화학적으로 4–5시간(전위 −1.2 V 유지, 포텐시오스탯 사용) 동안 유색금속 불순물로부터 추가 정제한다. - (전해셀 도면 참조) 설비 구성(도면 설명) 1 — 작동 수은 전극; 2 — 백금 접점; 3 — 교반기(자석); 4 — 보조전극(스펙트럼 탄소); 5 — 염화은 비교전극; 6 — 폴리에틸렌 용기; 7 — 뚜껑; 8 — 질소 도입용 유리관; 9 — 전해질 송환 사이펀 - 식품용 아스코르브산(비타민 C) - 염화칼륨 — ГОСТ 4234(포화 용액) - 염소산(질량농도 57 g/dm³) — 원문 표기 참조 - 질산철 용액: 탄소일 철 1 g을 20 cm³의 1:1 질산에서 가열 용해, 식힌 후 물로 100 cm³까지 희석 및 혼합 - 포텐시오스탯(지정 전위 유지 가능) - 질산수은(II) 산화물 — ГОСТ 4520, 1 g/dm³ 용액: 0.1 g 질산수은(II)을 80 cm³의 1:15 질산에 용해, 100 cm³ 용량 플라스크에 취하고 물로 정용 - 암모니아수 — ГОСТ 24147 - 비스무트(등급 Ви0, Ви00, Ви000, Ви0000) — ГОСТ 10928 표준 비스무트 용액: - 용액 A: 비스무트 0.1 g을 30 cm³ 질산에 용해, 질소로 끓여 산화질소 제거, 식힌 후 1 dm³ 정용 플라스크에 취하고 물로 정용. 1 cm³ 용액 A에는 비스무트 0.0001 g 포함. - 용액 B: 용액 A 10 cm³를 100 cm³ 정용 플라스크에 취하고 2 cm³ 염산을 넣어 물로 정용. 1 cm³ 용액 B에는 비스무트 0.00001 g 포함. - 용액 C: 용액 B 5 cm³를 50 cm³ 정용 플라스크에 취해 물로 정용. 1 cm³ 용액 C에는 비스무트 0.000001 g 포함. 용액 B와 C는 사용 직전에 조제. - 납(C0, C00, C000, C0000 등급) — ГОСТ 3778 표준 납 용액: - 용액 A: 납 0.1 g을 30 cm³ 질산에 용해, 1 dm³ 정용 후 물로 정용. 1 cm³ 용액 A에는 납 0.0001 g 포함. - 용액 B: 용액 A 10 cm³를 100 cm³ 정용 플라스크에, 2 cm³ 염산을 추가 후 물로 정용. 1 cm³ 용액 B에는 납 0.00001 g 포함. - 용액 C: 용액 B 5 cm³를 50 cm³ 정용 플라스크에 취해 물로 정용. 1 cm³ 용액 C에는 납 0.000001 g 포함. 용액 B와 C는 사용 직전에 조제. (개정 문장, 개정 N 1, 2). 3. 분석 수행 3.1 변형 1 시료 약 0.5 g을 250–300 cm³ 용량의 비커(또는 플라스크)에 넣고 15 cm³ 염산과 5 cm³ 질산을 더해 가열하여 용해시킨다. 용액을 젖은 염(수분을 함유한 염)까지 증발시키고 5 cm³ 염산을 가하여 다시 젖은 염까지 증발시키는 작업을 두 번 반복한다. 염을 5 cm³ 염산에 용해하여 정량적으로 백금 컵, 유리탄소 컵 또는 불소수지(플루오로플라스틱) 용기에 옮기고 3 cm³ 불산을 첨가하여 텅스텐·몰리브데넘의 산화물과 티타늄·니오븀의 가수분해 생성물을 완전히 용해시킬 때까지 가열한다. 용액을 식히고 50 cm³ 정용 플라스크에 옮겨 물로 정용 후 잘 섞고 즉시 뚜껑 있는 폴리에틸렌 또는 불소수지 용기에 넣는다. 납과 비스무트 분석을 위해, 폴라로그래픽 셀에 질소 또는 아르곤으로 5분 동안 가스 퍼징한 배경 전해질 20 cm³를 넣고, 표 1에 따라 시료 용액의 일정 분획(알리쿼트)을 첨가하며 아스코르브산 0.01–0.02 g을 넣어 혼합한다. 표 1 - 질량분율 납 또는 비스무트, % - 알리쿼트 용액 부피, cm³ - 알리쿼트에 해당하는 시료 질량, g 1) 0.0001 – 0.0005: 5 cm³ → 0.05 g 2) >0.0005 – 0.001: 2 cm³ → 0.02 g 3) >0.001 – 0.0025: 1 cm³ → 0.01 g 4) >0.0025 – 0.005: 1 cm³ → 0.01 g 폴라로그래프에서 전위를 −0.85 V로 설정하고, 교반 중인 용액에서 정지 수은 방울 전극에 납과 비스무트를 2–3분 동안 농축한다. 축적 시간이 끝나면 교반을 중단하고 용액을 15초간 안정시킨 후 전극 전위를 선형적으로 −0.85 V에서 −0.05 V까지 변화시키며 산화(용출) 전류 곡선을 기록한다. 납과 비스무트의 용출 피크는 각각 −0.55 V 및 −0.18 V에서 관찰된다. 용액 내 구리 함량이 비스무트에 대해 60배를 초과하는 경우, 스윕 전압을 −0.25 V에서 일시 정지하고 그 동안 용액을 15초간 교반한 후 15초간 안정시키고 스윕을 재개하여 비스무트 용출 피크를 기록한다. 폴라그램 감도는 피크 높이가 최소 10 mm가 되도록 선택한다. 각 측정에서 새로운 수은 방울을 얻는다. 고체 전극(수은-흑연 모드)으로 작업할 경우, 폴라로그래픽 셀에 질소로 5분간 퍼징한 배경 전해질 20–25 cm³를 넣고 질산수은(II) 용액(10 µg/cm³, 3–4 방울)을 첨가하여 배경 전해질 내의 납을 전기적으로 농축한다(전위 −0.85 V, 교반 상태에서 2분). 교반 중단 후 15초간 안정화시키고 산화 전류 곡선을 기록하여 납의 최대 이온화 전류(전위 −0.54 V)를 기록한다. 곡선 기록은 3회 실시하며 첫 번째 측정값은 계산에서 제외한다. 각 기록 후 전극은 +0.2 V에서 30초간 전기화학적으로 세정한다. 폴라로그래픽 셀에 표 1a에 따라 알리쿼트를 첨가하고 아스코르브산 0.01–0.02 g을 넣어 혼합한 다음 위와 같이 납과 비스무트를 농축·측정한다. 표 1a - 질량분율 납 또는 비스무트, % - 알리쿼트 용액 부피, cm³ - 알리쿼트에 해당하는 시료 질량, g 1) 0.0001 – 0.0005 포함: 2 cm³ → 0.02 g 2) >0.0005 – 0.002: 1 cm³ → 0.01 g 3) >0.002 – 0.003: 0.5 cm³ → 0.005 g 4) >0.003 – 0.005: 0.2 cm³ → 0.002 g 그 후 산화 전류 곡선을 기록하여 납(약 −0.54 V) 및 비스무트(−0.18 V)의 최대 전류를 기록한다. 구리가 비스무트에 대해 60배를 초과하면 전압 스윕을 −0.25 V에서 일시 정지하여 15초 교반, 15초 안정화 후 스윕을 재개하고 비스무트 용출 최대 전류를 기록한다. 감도는 피크 높이가 최소 10 mm가 되도록 설정한다. 3.2 변형 2 시료 0.5 g을 250–300 cm³ 비커(또는 플라스크)에 넣고 15 cm³ 염산, 5 cm³ 질산, 8 cm³ 염소산을 가하고 가열하여 용해한다. 용액을 증발시켜 염소산 증기가 발생하도록 하여 크롬을 산화시킨다. 염을 50 cm³ 물에 가열하여 용해한 다음 질산철(III) 용액 1 cm³를 넣고 암모니아 용액을 첨가하여 철(III) 수산화물 침전이 생성되게 한다(과량 암모니아 1–2 cm³). 침전물이 생성된 용액을 1–2분 끓인 후 중밀도 필터(백색 띠)로 여과한다. 침전물을 뜨거운 물로 5–6회 세척하고 여과지상의 침전물을 10 cm³ 뜨거운 1:1 염산에 용해하여 회수한다. 침전의 침전·용해 과정을 반복한다. 용액을 50 cm³ 정용 플라스크로 옮기고 물로 정용한다. 합금에 티타늄 및 니오븀이 포함된 경우 용액을 백금 컵 또는 유리탄소 컵이나 불소수지 용기로 옮겨 3 cm³ 불산을 추가하고 티타늄과 니오븀 침전물을 완전히 용해시킨다. 용액을 식히고 약 25 cm³까지 희석한 후 50 cm³ 정용 플라스크로 옮겨 정용하고 즉시 폴리에틸렌 또는 불소수지 뚜껑 용기에 넣는다. 표 1 또는 표 1a에 따른 알리쿼트를 사용하여 비스무트 함량은 3.1항에 따라 결정한다. (개정 문장, 개정 N 1, 2). 3.3 납과 비스무트 함량은 표준첨가법으로 계산한다. 표준 용액 B(3.1항 참조)의 알리쿼트 일부를 폴라로그래피 용액에 추가하고 1분간 혼합한 뒤 원 시료의 측정과 동일한 절차로 분석한다. 표준첨가량은 첨가 후 납 및 비스무트 피크 높이가 1.5–2배 되도록 선택한다. 4. 결과 처리 4.1 납 및 비스무트의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다: X = ((h1 − h0) / (h2 − h0)) × (V × C / m) × 100% 여기서 - h1 — 시험 용액의 납 또는 비스무트 피크 높이(mm) - h0 — 공시(블랭크) 용액의 피크 높이(mm) - h2 — 표준첨가 후 피크 높이(mm) - V — 표준첨가 부피(cm³) - C — 표준용액의 농도(g/cm³) - m — 알리쿼트에 해당하는 시료 시료량(g) 4.2 평행측정 결과의 절대편차(신뢰도 0.95)는 표 2에 주어진 허용값을 초과해서는 안 된다. 표 2 - 질량분율 납 또는 비스무트, % - 허용 절대편차, % 1) 0.0001 – 0.0002 포함: 0.0001 2) >0.0002 – 0.0005: 0.0002 3) >0.0005 – 0.001: 0.0005 4) >0.001 – 0.002: 0.001 5) >0.002 – 0.005: 0.002 (개정 문장, 개정 N 2).