ГОСТ 25284.4-95

ГОСТ 25284.4−95 아연 합금. 납의 측정 방법

ГОСТ 25284.4−95

그룹 B59

국제국가표준

아연 합금

납의 측정 방법

Zinc alloys. Methods for determination of lead

МКС 71.040.40*
ОКСТУ 1709
____________________
* 「국가표준」 색인(2008)에서는 МКС 77.120.60. — 데이터베이스 제작자 주.

시행일 1998-01-01

서문

1 제정: 도네츠크 유색금속 국립연구소(ДонИЦМ); 국제기술위원회 МТК 107

제출: 우크라이나 국가표준·계측·인증위원회

2 채택: 국가간 표준화·계측·인증 이사회(МГС) (회의록 № 7, 1995년 4월 26일)

채택에 찬성한 기관:

3 러시아 연방 국가표준·계측·인증위원회의 1997년 1월 2일 결정 № 204에 따라, 국제표준 ГОСТ 25284.4−95 는 1998년 1월 1일부터 러시아 연방의 국가표준으로 직접 시행됨.

4 대체: ГОСТ 25284.4−82

1 적용 범위

본 표준은 아연 합금에 적용되며, 본 합금 시료 중 납의 측정에 대해 광도법(질량분율 납 0.002 ~ 0.05%) 및 원자흡수법(질량분율 납 0.0025 ~ 0.05%)을 규정한다.

2 규범적 참조문헌

본 표준에서는 다음 표준들을 참조하였다:

ГОСТ 3118−77 염산. 기술 조건

ГОСТ 3760−79 암모니아수. 기술 조건

ГОСТ 3778−77* 납. 기술 조건
________________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 3778–98가 적용된다. 이하 동일. — 데이터베이스 제작자 주.

ГОСТ 4165–78 구리(II) 황산염 5수화물. 기술 조건

ГОСТ 4328−77 수산화나트륨. 기술 조건

ГОСТ 4461−77 질산. 기술 조건

ГОСТ 5817−77 타르타르산. 기술 조건

ГОСТ 8864−71 나트륨 N,N-디에틸디티오카바메이트 3수화물. 기술 조건

ГОСТ 10929−76 과산화수소. 기술 조건

ГОСТ 20015−88 클로로포름. 기술 조건

ГОСТ 25284.0−95 아연 합금. 분석 방법에 대한 일반 요구사항

3 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 25284.0에 따름.

4 광도법(포토메트릭 방법)

4.1 방법의 원리

이 방법은 시료 용액에서 디에틸디티오카바메이트로 납을 클로로포름으로 추출하고, 납 이온을 구리 이온으로 치환한 다음, 파장 430 nm에서 클로로포름 용액 중 구리 디에틸디티오카바메이트의 광학 밀도를 측정하는 데 기초한다.

4.2 기기, 시약 및 용액

분광광도계 또는 광전색도계.

타르타르산: ГОСТ 5817에 따른 용액, 500 г/дм³.

염산: ГОСТ 3118에 따른, 1:99로 희석한 것.

질산: ГОСТ 4461에 따른, 1:1로 희석한 것.

산 혼합액: 질산과 염산을 1:1 비율로 혼합.

티오아세트아미드: 규격에 따라, 용액 20 г/дм³.

환원한 금속 철(철 분말): 규격에 따름.

질산철 용액: 금속 철 1 g을 질산 용액 20 см³에 용해시키고, 용액을 1 дм³ 용량의 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 희석.

암모니아수: ГОСТ 3760에 따른, 1:14로 희석한 것.

나트륨 디에틸디티오카바메이트: ГОСТ 8864에 따라, 용액 10 г/дм³.

무수 황산구리(II): ГОСТ 4165에 따른, 용액 50 г/дм³.

클로로포름: ГОСТ 20015.

수산화나트륨: ГОСТ 4328, 용액 500 г/дм³.

금속 납 — ГОСТ 3778에 따름.

납 표준용액

Раствор А: 0,1 г свинца растворяют в 20 смраствора азотной кислоты, удаляют оксиды азота при кипячении, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доводят водой до метки и перемешивают.

1 смраствора, А содержит 0,0001 г свинца.

Раствор Б: 10 смраствора, А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают водой до метки и перемешивают.

1 смраствора Б содержит 0,00001 г свинца.

Фенолфталеин по нормативной документации, раствор в этаноле, 1

0 г/дм.

4.3 Проведение анализа

4.3.1 Навеску сплава массой 1 г помещают в стакан вместимостью 250 сми растворяют в 25−30 смсоляной кислоты. По прекращении реакции растворения добавляют несколько капель азотной кислоты для полного растворения навески. Раствор выпаривают досуха, добавляют 50 смводы, 30 смраствора винной кислоты и по каплям аммиак до рН 2 (контроль рН проводят по универсальной индикаторной бумаге). К раствору приливают 1,5−2 смсоляной кислоты и воды до объема 150−200 см. Раствор нагревают до 90 °C и добавляют 10 смраствора тиоацетамида. Раствор с осадком выдерживают в теплом месте на плите в течение 10−15 мин. Затем добавляют еще 10 смраствора тиоацетамида и оставляют на 12 ч в теплом месте для полной коагуляции осадка.

Осадок сульфидов меди и свинца отфильтровывают, промывают 7−8 раз раствором соляной кислоты, осадок с фильтром помещают в фарфоровый тигель, озоляют и прокаливают в муфельной печи при температуре 600 °C. Прокаленный осадок охлаждают, растворяют в тигле в 5−6 смсмеси кислот, переводят раствор в стакан вместимостью 400 см. Доливают водой до 70 см, добавляют 30 смраствора нитрата железа, прибавляют воды до 150−200 см, нагревают до 80−90 °С и прибавляют аммиак до образования медно-аммиачного комплекса, помещают в теплое место на 15−20 мин до полной коагуляции осадка. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности («белая лента») и промывают сначала горячим раствором аммиака, затем 2−3 раза — горячей водой.

Воронку с осадком гидроксидов помещают в стакан, в котором проводили осаждение, и растворяют осадок на фильтре в 20 смгорячего раствора азотной кислоты, промывают фильтр 2−3 раза горячей водой. К раствору прибавляют воду до 150−200 см, нагревают до 80−90 °С и проводят процедуру переосаждения до полного удаления меди из раствора (проверка раствором диэтилдитиокарбамата натрия в хлороформе на полноту удаления меди в фильтрате). После удаления меди из раствора осадок растворяют в 10 смгорячего раствора азотной кислоты в стакане, в котором проводили осаждение. Раствор кипятят до удаления оксидов азота и

охлаждают.

4.3.2 При массовой доле свинца от 0,002 до 0,01% раствор переводят в делительную воронку вместимостью 500 см.

4.3.3 При массовой доле свинца свыше 0,01% раствор переводят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают водой до метки и перемешивают.

10 смраствора помещают в делительную воронку вместимостью 500 см.

4.3.4 В делительную воронку с раствором, полученным по 4.3.2 или 4.3.3, добавляют 100 смводы, 20 смраствора винной кислоты, 2−3 капли фенолфталеина и нейтрализуют раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски и добавляют еще 5 смраствора гидроксида натрия. Добавляют 5 смраствора диэтилдитиокарбамата натрия, 15 смхлороформа и встряхивают 5 мин.

После разделения фаз нижний хлороформный слой сливают в другую делительную воронку вместимостью 150 смтак, чтобы в воронку не попал водный раствор.

К оставшейся водной фазе прибавляют еще 5 смхлороформа, встряхивают 3 мин и после разделения фаз хлороформный слой присоединяют к первому экстракту. К объединенным экстрактам добавляют 20 смраствора нитрата меди и встряхивают 5 мин. После разделения фаз окрашенный хлороформный слой отделяют и фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью 25 см, фильтр промывают хлороформом, доводят до метки хлороформом и перемешива

ют.

4.3.5 Для построения градуировочного графика в пять из шести делительных воронок вместимостью 250 смкаждая помещают 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 и 10,0 смстандартного раствора Б. В каждую воронку добавляют воды до 100 см, 15 смраствора винной кислоты и далее поступают, как указано в 4.3.4.

4.3.6 Измеряют оптическую плотность раствора пробы и растворов для построения градуировочного графика при длине волны 430 нм. Раствором сравнения служит раствор, приготовленный по 4.3.5 и не содержащий свинца.

По полученным значениям оптической плотности и соответствующим им значениям массы свинца строят градуировочный график в координатах: значение оптической плотности — масса свинца, г.

4.4 Обработка результатов

4.4.1 Массовую долю свинца , %, вычисляют по формуле

, (1)

где  — масса свинца, найденная по градуировочному графику, г;

 — масса навески пробы или масса навески в аликвотной части раствора пробы, г.

4.4.2 Расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа не должно превышать допускаемых (при доверительной вероятности 0,95) значений, приведенных в таблице 1.


Таблица 1 В процентах

5 АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

5.1 Сущность метода

Метод основан на растворении пробы в растворе соляной кислоты и измерении атомной абсорбции свинца в пламени ацетилен-воздух при длине волны 283,3 или 217,0 нм.

5.2 Аппаратура, реактивы и растворы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, разбавленная 1:1.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1, и раствор 2 моль/дм.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Свинец металлический по ГОСТ 3778.

Стандартные растворы свинца

Раствор А: 0,5 г свинца растворяют в 20 смраствора азотной кислоты, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают водой до метки и перемешивают.

1 смраствора, А содержит 0,0005 г свинца.

Раствор Б: 20 смраствора, А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 10 смраствора (2 моль/дм) соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

1 смраствора Б содержит 0,0001 г свин

ца.

5.3 Проведение анализа

5.3.1 Навеску пробы массой 2 г помещают в стакан вместимостью 300 см, добавляют 20 смраствора соляной кислоты (1:1). После окончания реакции растворения добавляют 2 смпероксида водорода и кипятят 5 мин. Раствор охлаждают.

5.3.2 При массовой доле свинца до 0,02% раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.3 При массовой доле свинца свыше 0,02% 25 смраствора, приготовленного в соответствии с 5.3.2, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, доливают водой до метки и перемешивают.

5.3.4 Для построения градуировочного графика в шесть из семи мерных колб вместимостью 50 смкаждая помещают 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 смстандартного раствора Б. В каждую колбу добавляют по 10 смраствора (2 моль/дм) соляной кислоты, доливают водой до метки и перемешивают.

Раствор, в который не введен свинец, служит раствором контрольного опыта.

5.3.5 Растворы пробы, контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-воздух и измеряют атомную абсорбцию свинца при длине волны 283,3 нм или 217,0 нм.

По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им концентрациям свинца строят градуировочный график в координатах: значение атомной абсорбции — массовая концентрация свинца, г/см.

Массовую концентрацию свинца в растворе пробы и растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.

5.4 Обработка результатов

5.4.1 Массовую долю свинца , %, вычисляют по формуле

, (2)

где  — массовая концентрация свинца в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см;

 — массовая концентрация свинца в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см;

 — объем раствора пробы, см;

 — масса навески пробы или масса навески в аликвотной части раствора пробы, г

.

5.4.2 Расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа не должно превышать допускаемых (при доверительной вероятности 0,95) значений, приведенных в таблице 1.

용액 A: 납 0.1 g을 질산 용액 20 см에 용해시키고, 끓여 질소 산화물을 제거한 다음 용액을 식혀 1 дм용량의 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액 A의 1 см는 납 0,0001 g을 포함한다.

용액 B: 용액 A의 10 см를 취하여 100 см용량의 눈금 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액 B의 1 см는 납 0,00001 g을 포함한다.

페놀프탈레인(규격품), 에탄올 용액, 1,0 г/дм.

4.3 분석 수행

4.3.1 시료 약 1 g을 250 см용량의 비커에 넣고 25–30 см염산에 용해시킨다. 용해 반응이 끝나면 시료의 완전 용해를 위해 질산 몇 방울을 추가한다. 용액을 완전히 건조시킨 뒤 50 см의 물과 30 см타르타르산 용액을 넣고 암모니아를 한 방울씩 가하여 pH 2가 될 때까지 조절한다( pH는 범용 지시지로 확인). 용액에 1.5–2 см염산을 가하고 물로 최종 부피를 150–200 см로 한다. 용액을 90 °C까지 가열한 후 티오아세트아미드 용액 10 см를 넣는다. 침전이 있는 용액은 가열대 위의 따뜻한 곳에 10–15분 동안 둔다. 그런 다음 티오아세트아미드 용액을 추가로 10 см 더 넣고 침전의 완전 응집을 위해 12시간 동안 따뜻한 곳에 둔다.

구리 및 납 황화물 침전물을 여과하고 염산으로 7–8회 세척한다. 필터와 함께 침전물을 도자기 도가니에 넣어 회화(재)하고 무플로로 가열로에서 600 °C로 소성한다. 소성한 침전물을 냉각시키고 도가니에서 5–6 см의 혼합산으로 용해한 뒤 용액을 400 см용량의 비커로 옮긴다. 물로 70 см까지 보충하고 질산철(III) 용액 30 см를 첨가한 다음 물을 150–200 см까지 보충한다. 80–90 °C까지 가열한 후 암모니아를 넣어 구리-암모니아 착물을 형성시키고, 침전이 완전히 응집될 때까지 15–20분 동안 따뜻한 곳에 둔다. 침전물을 중밀도 필터(«백색 띠»)에 여과한 다음 먼저 뜨거운 암모니아 용액으로, 이어서 2–3회 뜨거운 물로 세척한다.

수산화물 침전물이 있는 깔때기를 시료를 침전시킨 비커에 놓고 필터 상의 침전물을 20 см의 뜨거운 질산 용액으로 용해시키고 필터를 2–3회 뜨거운 물로 씻는다. 용액을 150–200 см까지 보충하고 80–90 °C로 가열한 다음 구리가 완전히 제거될 때까지 재침전을 실시한다(여과액 내 구리 제거의 완전성은 클로로포름 속의 나트륨 디에틸디티오카바메이트 용액으로 검사한다). 구리가 제거된 후 침전물을 시료를 침전시킨 비커에서 10 см의 뜨거운 질산 용액에 용해시킨다. 용액을 끓여 질소 산화물을 제거한 다음 냉각한다.

4.3.2 납의 질량분율이 0.002–0.01%인 경우 용액을 500 см용량의 분액깔때기로 옮긴다.

4.3.3 납의 질량분율이 0.01%를 초과하는 경우 용액을 50 см용량의 눈금 플라스크로 옮겨 눈금까지 물로 채운 뒤 혼합한다.

10 см의 용액을 500 см용량의 분액깔때기에 넣는다.

4.3.4 4.3.2 또는 4.3.3에 따라 준비된 분액깔때기 용액에 물 100 см, 타르타르산 용액 20 см, 페놀프탈레인 2–3방울을 넣고 수산화나트륨 용액으로 분홍색이 될 때까지 중화한 뒤 수산화나트륨 용액을 추가로 5 см 더 넣는다. 나트륨 디에틸디티오카바메이트 용액 5 см와 클로로포름 15 см를 넣고 5분간 흔든다.

상하상 분리 후 하층의 클로로포름층을 다른 150 см용량 분액깔때기로 옮기되 수성층이 들어가지 않도록 한다.

남은 수성층에 클로로포름 5 см를 추가하고 3분간 흔든 다음 분리된 클로로포름층을 첫 번째 추출물에 합친다. 합친 추출물에 질산구리 용액 20 см를 추가하고 5분간 흔든다. 분리 후 착색된 클로로포름층을 분리하여 중밀도 필터(«백색 띠»)로 25 см눈금 플라스크로 여과한다. 필터는 클로로포름으로 세척하고 클로로포름으로 눈금까지 채워 섞는다.

4.3.5 교정곡선 작성을 위하여 250 см용량 분액깔때기 6개 중 5개에는 각각 표준용액 B를 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 см씩 넣는다. 각 깔때기에 물을 100 см까지 보충하고 타르타르산 용액 15 см를 넣은 뒤 4.3.4항에 따라 처리한다.

4.3.6 시료 용액과 교정용 용액들의 광학 밀도를 파장 430 nm에서 측정한다. 비교용액은 4.3.5에 따라 제조된 납을 포함하지 않는 용액을 사용한다.

광학 밀도 값과 그에 대응하는 납의 질량값으로 교정곡선을 작성한다(좌표: 광학 밀도 값 — 납 질량, g).

4.4 결과 처리

4.4.1 납의 질량분율 W, %는 다음 식으로 계산한다:

, (1)

여기서 m — 교정곡선으로부터 구한 납의 질량, g;
m0 — 시료의 시용량(또는 시료 용액의 분취부의 질량), g.

4.4.2 병행 측정 결과 및 분석 결과 간의 편차는 신뢰수준 0.95에서 표 1에 제시된 허용치를 초과해서는 안 된다.

표 1 (백분율)

5 원자흡광법

5.1 방법의 요지

본 방법은 시료를 염산 용액에 용해시키고 아세틸렌-공기 불꽃에서 파장 283.3 nm 또는 217.0 nm에서 납의 원자 흡광을 측정하는 데 기반한다.

5.2 장비, 시약 및 용액

원자흡광 분광광도계.

질산 — ГОСТ 4461에 따른 1:1 희석용액.

염산 — ГОСТ 3118에 따른 1:1 희석용액 및 2몰/дм 용액.

과산화수소 — ГОСТ 10929.

금속 납 — ГОСТ 3778.

표준 납 용액들

용액 A: 납 0.5 g을 질산 용액 20 см에 용해시키고 용액을 식힌 뒤 1 дм눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액 A의 1 см는 납 0,0005 g을 포함한다.

용액 B: 용액 A의 20 см를 취하여 100 см용량의 눈금 플라스크에 넣고 2 몰/дм 염산 용액 10 см를 더한 뒤 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액 B의 1 см는 납 0,0001 g을 포함한다.

5.3 분석 수행

5.3.1 시료 약 2 g을 300 см용량의 비커에 넣고 20 см의 1:1 염산 용액을 첨가한다. 용해 반응이 끝난 후 과산화수소 2 см를 넣고 5분간 가열(끓임)한 뒤 용액을 냉각한다.

5.3.2 납의 질량분율이 0.02% 이하인 경우 용액을 50 см용량의 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다.

5.3.3 납의 질량분율이 0.02%를 초과하는 경우 5.3.2에 따라 준비한 용액 25 см를 50 см용량의 눈금 플라스크에 넣어 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다.

5.3.4 교정곡선 작성을 위하여 50 см용량의 눈금 플라스크 7개 중 6개에 표준용액 B를 각각 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0 см씩 넣는다. 각 플라스크에 2 몰/дм 염산 용액 10 см를 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 납을 넣지 않은 용액은 대조용 용액으로 사용한다.

5.3.5 시료 용액, 대조용 용액 및 교정용 용액들을 아세틸렌-공기 불꽃에 분무하고 파장 283,3 nm 또는 217,0 nm에서 납의 원자 흡광을 측정한다.

얻은 흡광 값과 이에 대응하는 납 농도로 교정곡선을 작성한다(좌표: 흡광값 — 납의 질량농도, г/см). 시료 및 대조용 용액의 납 질량농도는 교정곡선으로부터 결정한다.

5.4 결과 처리

5.4.1 납의 질량분율 W, %는 다음 식으로 계산한다:

, (2)

여기서 c — 교정곡선으로부터 구한 시료 용액 중 납의 질량농도, г/см;
c0 — 교정곡선으로부터 구한 대조용 용액 중 납의 질량농도, г/см;
V — 시료 용액의 부피, см;
m — 시료의 질량 또는 시료 용액의 분취부의 질량, g.

5.4.2 병행 측정 결과 및 분석 결과 간의 편차는 신뢰수준 0.95에서 표 1에 제시된 허용치를 초과해서는 안 된다.