ГОСТ 27973.2-88

ГОСТ 27973.2−88 금(Gold). 유도 플라즈마 원자 방출 분석법

ГОСТ 27973.2−88

그룹 В59

국가 간 표준(МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ)

금

유도 플라즈마를 이용한 원자 방출 분석법

Gold. Method of atomic-emission analysis with inductive plasma

ОКСТУ 1709

시행일 1990−07−01

정보

1. 소련 각료위원회 산하 귀금속 및 다이아몬드 총국(Главным Управлением драгоценных металлов и алмазов при Совете Министров СССР)에서 작성 및 제출

작성자

Ю.А.Карпов, 화학박사(주제 책임자); О. И. Ширяева, 화학박사(후보); Л. Н. Рязанова; В. И. Балуда; И. Н. Владимирская; С.В.Соколов

2. 1988.12.21 제4375호 소련 국가 표준위원회 결의에 의해 승인 및 시행

3. 최초 제정

4. 참조 규격·기술문서

참조된 НТД 표기	해당 항
ГОСТ 849–97	2
ГОСТ 859–78	2
ГОСТ 860–75	2
ГОСТ 1089–82	2
ГОСТ 1770–74	2
ГОСТ 3640–94	2
ГОСТ 5905–79	2
ГОСТ 6008–90	2
ГОСТ 6836–80	2
ГОСТ 10157–79	2
ГОСТ 10928–90	2
ГОСТ 11125–84	2
ГОСТ 12342–81	2
ГОСТ 13610–79	2
ГОСТ 14261–77	2
ГОСТ 14262–78	2
ГОСТ 14836&ndash–82	2
ГОСТ 14837–79	2
ГОСТ 22861–93	2
ГОСТ 25336–82	2

5. 유효기간 제한은 국가 간 표준화·계량·인증 위원회(Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации) 의사록 №7−95에 따라 해제됨 (ИУС 11−95)

6. 재간행. 1999년 6월


본 표준은 금의 질량분율이 99.9% 이상인 금에 대해 다음 불순물의 함량을 유도 고주파 플라즈마 원자방출법으로 결정하는 방법을 규정한다: 은, 구리, 철, 백금, 팔라듐, 로듐, 비스무트, 납, 안티모니, 아연, 망간, 니켈, 크롬 및 주석.

이 방법은 시료의 원자를 유도 고주파 플라즈마에서 여기시키고, 분석 시료 용액을 플라즈마에 분무할 때 측정되는 해당 원소의 분석 스펙트럼선의 세기를 측정하는 것에 기초한다. 선의 세기와 용액 내 원소 농도와의 관계는 보정 곡선을 이용해 설정한다.

이 방법으로 표 1에 제시된 범위 내에서 불순물의 질량분율을 결정할 수 있다.

표 1

분석 원소	질량분율, %
은 (Серебро)	0.0001~0.04
구리 (Медь)		0.0003~0.01
철 (Железо)		0.0002~0.02
백금 (Платина)		0.0002~0.02
팔라듐 (Палладий)		0.0001~0.02
로듐 (Родий)		0.0002~0.01
비스무트 (Висмут)		0.0002~0.01
납 (Свинец)		0.0001~0.01
안티모니 (Сурьма)		0.0002~0.01
아연 (Цинк)		0.0001~0.01
망간 (Марганец)		0.0001~0.01
니켈 (Никель)		0.0001~0.01
크롬 (Хром)		0.0002~0.01
주석 (Олово)		0.0002~0.01

신뢰도 0.95 이상(доверительная вероятность  )에서의 분석 결과 오차 허용치는 표 2에 제시되어 있다.

표 2

불순물 질량분율, %	오차 허용치, %
0.00010	±0.00006
0.00030	±0.00015
0.0005	±0.0002
0.0010	±0.0003
0.0030	±0.0005
0.0050	±0.0007
0.008	±0.001
0.020	±0.002
0.040	±0.005

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 27973.0에 따름.

2. 장비, 시약 및 재료

스펙트럼 분석 장비 일체로서, 정격출력 0.8−1.5 kW의 고주파 발생기, 분무 시스템을 갖춘 플라즈마 토치, 퀀텀미터(다성분 분광기) 또는 역선형 분산도가 0.5 nm/mm 이상인 단색계, 방사 강도 광전 검출 및 기록 장치, 제어용 컴퓨터, 디스플레이 및 출력 장치로 구성된 장비군.

기체 아르곤(ГОСТ 10157) 기준.

2급 분석저울.

온도조절기가 있는 뮤펠로(가열로).

밀폐형 코일 전기레인지.

분석용 오토클레이브.

아게이트 절구와 막자.

내열 비커(용량 100 및 250 cm) — ГОСТ 25336에 따름.

코런덤(산화알루미늄) 도가니.

눈금이 있는 1, 2, 5 및 10 cm 용량의 피펫 — НТД에 따른 눈금 사양.

용량 50 cm³ 및 100 cm³ 용량 플라스크 — ГОСТ 1770에 따름. 무회분(ashless) 종이여과지: "블루 리본", "화이트 리본". 특수 순도 염산 — ГОСТ 14261에 따름; 희석비 1:1, 1:5 및 1:9. 특수 순도 질산 — ГОСТ 11125에 따름; 희석비 1:1. 특수 순도 황산 — ГОСТ 14262에 따름; 희석비 1:9. 과산화바륨(바륨 퍼옥사이드) — 관련 규격·기술 문서에 따름. 고순도 금(금 함량 질량분율 ≥ 99.999%). 은 — ГОСТ 6836*. _______________ * 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 6836–2002가 시행 중입니다. — 데이터베이스 제작자 주. 라디오(전기)기술용 카보닐 철 — ГОСТ 13610. 구리 — ГОСТ 859*. _______________ * 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 859–2001이 시행 중입니다. — 데이터베이스 제작자 주. 비스무트 — ГОСТ 10928. 고순도 납 — ГОСТ 22861. 아연 — ГОСТ 3640. 안티몬(안티모니) — ГОСТ 1089. 금속 망간 — ГОСТ 6008. 니켈 — ГОСТ 849. 주석 — ГОСТ 860. 금속 크롬 — ГОСТ 5905*. _______________ * 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 5905–2004가 시행 중입니다. — 데이터베이스 제작자 주. 분말 형태의 팔라듐 — ГОСТ 14836*. _______________ * 러시아 연방 영토에서는 2008-01-01부터 ГОСТ 31291–2005가 시행 중입니다. — 데이터베이스 제작자 주. 분말 형태의 백금(플래티넘) — ГОСТ 14837*. _______________ * 러시아 연방 영토에서는 2008-01-01부터 ГОСТ 31290–2005가 시행 중입니다. — 데이터베이스 제작자 주. 분말 로듐 — ГОСТ 12342 또는 삼염화 로듐 사수화물. 금 조성의 표준시료. 2.1. 기본 표준용액의 제조 비스무트, 구리, 니켈, 납 및 철이 각각 1 mg/cm³ 함유된 표준용액: 각각의 금속 시료 100 mg을 질산(1:1) 용액 10 cm³에 가열하여 용해시킨다. 용액을 질소산화물(산화 질소)이 제거될 때까지 끓인 후 100 cm³ 용량 플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 은이 1 mg/cm³ 함유된 표준용액: 은 금속 시료 100 mg을 질산(1:1) 용액 10 cm³에 가열하여 용해시킨다. 그다음 염산 50 cm³을 첨가하고 염화은 침전물이 완전히 용해될 때까지 끓인다. 용액을 냉각시킨 후 100 cm³ 용량 플라스크로 옮기고 염산(1:1) 용액으로 눈금까지 희석한 뒤 혼합한다. 아연, 크롬 및 망간이 각각 1 mg/cm³ 함유된 표준용액: 각 금속 시료 100 mg을 염산(1:1) 용액 10 cm³에 가열하여 용해시킨다. 용액을 100 cm³ 용량 플라스크로 옮기고 염산(1:9) 용액으로 눈금까지 희석한 뒤 혼합한다. 표준 용액(1 mg/cm³)을 준비하는 방법: 금속 안티몬(안티모니) 표준 용액(1 mg/cm³): 금속성 안티몬 시료 약 100 mg을 염산과 질산의 혼합액(3:1) 20 cm³에 가해 가열하여 용해시킨다. 용액을 증발시켜 부피를 2−3 cm³로 줄이고, 염산 용액(1:5) 20 cm³를 첨가한 다음 100 cm³ 용량의 정밀플라스크로 옮겨 동일한 염산 용액으로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 주석 표준 용액(1 mg/cm³): 금속 주석 시료 약 100 mg을 염산과 질산의 혼합액(3:1) 10 cm³에 가해 가열하여 용해시키고, 용액을 100 cm³ 정밀플라스크로 옮긴다. 염산 용액(1:9)으로 눈금까지 채우고 혼합한다. 백금 표준 용액(1 mg/cm³): 백금 시료 약 100 mg을 염산과 질산의 혼합액(3:1) 20 cm³에 가해 가열하여 용해시키고, 용액을 증발시켜 부피를 3−5 cm³로 줄인다. 염산 용액(1:5) 20 cm³를 가하고 100 cm³ 정밀플라스크로 옮겨 동일한 염산 용액으로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 팔라듐 표준 용액(1 mg/cm³): 팔라듐 시료 약 100 mg을 가열하여 질산 10 cm³에 용해시키고, 용액을 증발시켜 부피를 3−5 cm³로 줄인다. 염산 용액(1:5) 20 cm³를 첨가하고 100 cm³ 정밀플라스크로 옮겨 동일한 염산 용액으로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 로듐 표준 용액(1 mg/cm³)은 아래 두 방법 중 하나로 제조한다. 방법 1: 로듐 분말 시료 약 100 mg을 과산화바륨 5배량과 잘 혼합하여 아가트 절구에서 분쇄한 후 코런덤 도가니에 옮겨 800−900 °C에서 2−3시간 소결한다(도가니는 냉 상태의 무펠로트에 넣는다). 소결물을 냉각한 뒤 200 cm³ 용량의 비커에 옮겨 물로 적신 뒤 염산(1:1) 용액에서 완전히 용해시킨다. 만약 소결물을 염산에서 용해시킨 뒤에도 잔류물이 남으면 소결과 용해 과정을 반복한다. 얻은 용액을 물로 50 cm³까지 희석한 뒤 황산(1:9) 용액을 조금씩 가하여 바륨황산염을 침전시킨다. 용액을 60−70 °C까지 가열한다. 2−3시간 후 바륨황산염의 완전 침전 여부를 확인하고, ‘블루 리본’ 필터 또는 이중 ‘화이트 리본’ 필터로 여과하여 100 cm³ 정밀플라스크로 옮긴다. 필터상의 침전물은 뜨거운 염산 용액(1:5)으로 4−5회, 그 다음 뜨거운 물로 5−6회 세척한다. 용액을 염산 용액(1:5)으로 눈금까지 채우고 혼합한다. 방법 2: 삼염화로듐(трёххлористого родия) 273.4 mg을 염산(1:1) 용액 20 cm³에 약한 가열로 용해시키고, 용액을 냉각한 다음 100 cm³ 정밀플라스크로 옮긴다. 염산 용액(1:5)으로 눈금까지 채우고 혼합한다. 2.2. 측정 대상 원소의 총합을 포함하는 표준 용액 준비 용액 A: 100 cm³ 정밀플라스크에 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 철, 구리, 비스무트, 크롬, 망간, 니켈, 주석, 안티모니, 납 및 아연의 기본 표준용액을 각각 1 cm³씩 넣고 염산 20 cm³를 첨가한 뒤 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 1 cm³의 용액에는 각 측정 원소가 10 μg 포함되어 있다. 이 용액은 한 달 동안 안정하다. 용액 B: 100 cm³ 정밀플라스크에 용액 A 10 cm³를 넣고 염산 용액(1:5)으로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 1 cm³의 용액에는 각 측정 원소가 1 μg 포함되어 있다. 용액 B는 사용 당일에 준비한다. 3. 분석 준비 3.1. 개방계에서의 시료 용해 분석을 위해 각각 0.5−1.0 g의 금 시료 두 개를 취한다. 각 시료는 50−100 cm³ 용량의 비커에 넣고, 표면을 ГОСТ 27973.0에 따라 정화한 다음, 염산과 질산의 신선한 혼합액(3:1) 10−20 cm³를 첨가하고 약한 가열 하에 시계유리로 덮어 금속을 용해시킨다. 시료가 용해된 후 용액을 증발시켜 부피를 4−5 cm³로 줄이고, 염산 용액(1:1) 20 cm³를 첨가하여 50 cm³ 정밀플라스크로 옮긴다. 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 동시에 반응 시약의 청정도를 확인하기 위해 대조실험을 모든 단계에서 수행한다. 3.2. 밀폐계에서의 시료 용해 각각 0.5−1.0 g의 금 시료 두 개를 취하여 각 시료를 오토클레이브 내부의 테플론(플루오로플라스틱) 컵에 넣는다. 금 표면을 ГОСТ 27973.0에 따라 정화한 뒤 염산과 질산의 혼합액(3:1) 2−3 cm³를 가하고 오토클레이브를 밀봉하여 건조기(건열 오븐)에 넣는다. 용해는 160 °C를 넘지 않는 온도에서 2시간 동안 수행한다. 오토클레이브를 꺼내어 냉각시킨 후 컵의 내용을 염산 용액(1:1) 20 cm³을 가하면서 50 cm³ 정밀플라스크로 옮긴다. 플라스크의 부피를 물로 눈금까지 채우고 혼합한다. 3.3. 비교용액(대조용액) 준비 금 내 불순물을 결정하기 위해 모든 측정 원소와 금을 포함하는 비교용액을 사용한다. 50 mg/cm³ 금을 함유하는 용액은 고순도 금 시료 5.0 g을 p.4.1에 따라 용해하여 제조한다. 금 용액을 100 cm³ 정밀플라스크로 옮기고 염산 용액(1:5)으로 눈금까지 채운 뒤 혼합한다. 각 불순물의 질량농도가 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 2.0 μg/cm³이고 금은 10 mg/cm³인 비교용액은 다음과 같이 준비한다: 50 cm³ 정밀플라스크에 금 50 mg/cm³ 용액을 각각 10 cm³씩 넣고, 표 A 또는 B의 분액을 알리콧으로 취하여 염산 용액(1:9)으로 눈금까지 희석하여 혼합한다. 표 3 (표의 구조) - 비교용액 - 첨가한 A 또는 B 용액의 부피, cm³ - 원소의 질량농도, μg/cm³ (다음은 비교용액별 예) 용액 B 사용: РС-1: 1.0 cm³ → 0.02 μg/cm³ РС-2: 2.0 cm³ → 0.04 μg/cm³ РС-3: 3.0 cm³ → 0.06 μg/cm³ РС-4: 4.0 cm³ → 0.08 μg/cm³ РС-5: 5.0 cm³ → 0.10 μg/cm³ 용액 A 사용: РС-6: 1.5 cm³ → 0.3 μg/cm³ РС-7: 3.0 cm³ → 0.6 μg/cm³ РС-8: 5.0 cm³ → 1.0 μg/cm³ РС-9: 10 cm³ → 2.0 μg/cm³ PC-10: 25 cm³ → 5.0 μg/cm³ 4. 분석 수행 스펙트럼 분석 장비를 작동 준비하고 장비의 운전작업지침서(작업 지침서, РИ)에 따라 기기를 켠다. 분석 스펙트럼선의 파장은 표 4에 제시되어 있다. 표 4 - 측정 원소 — 파장(nm) - 은(Ag) — 328.07 - 구리(Cu) — 324.75 - 철(Fe) — 238.20 - 백금(Pt) — 265.95 - 팔라듐(Pd) — 340.40 - 로듐(Rh) — 343.49 - 비스무트(Bi) — 223.06 - 납(Pb) — 220.35 - 안티몬(Sb) — 206.83 - 아연(Zn) — 213.86 - 망간(Mn) — 257.61 - 니켈(Ni) — 231.60 - 크롬(Cr) — 205.55 - 주석(Sn) — 235.48 비교용액을 플라즈마에 순차적으로 주입하고, 특수 프로그램을 사용하여 최소제곱법으로 교정곡선을 근사하는 다항식 계수를 산출한다. 이 계수들은 컴퓨터의 장기 메모리에 입력한다. 교정곡선은 (I–C) 좌표계에서 구한다. 여기서 I는 측정 대상 원소의 분석선 강도에서 해당 파장에서의 대조실험 용액 스펙트럼 강도를 뺀 값(즉 순수 분석선 강도)을 의미하고, C는 비교용액에서의 측정 원소 농도(μg/cm³)이다. 분석 시료 용액을 순차적으로 플라즈마에 주입하여 각 원소의 분석선 강도를 측정한다. 프로그램에 따라 각 용액에 대해 강도 측정을 3회 수행하고 평균값을 계산하며, 이 평균값을 교정곡선에 대입하여 용액 중 원소의 농도(μg/cm³)를 구한다. 5. 결과 처리 측정 원소의 질량분률(w, %)은 다음 식으로 계산한다: w = (C · V · 10^-3) / m · 100% (식의 형식은 원문에 삽입된 수식 참조) 여기서 - C — 분석된 용액에서의 측정 원소의 질량농도, μg/cm³; - V — 샘플 용액의 부피, cm³; - m — 시료의 질량(시료 취한 중량), g. 분석 결과는 서로 다른 두 병행시료에서 얻은 두 결과의 산술평균으로 한다. 각 병행결과는 별도의 시료 취체에서 수행된다. 6. 분석 결과의 정확도 관리 6.1. 수렴성과 재현성의 관리: 병행결과 및 두 번의 분석 결과 간의 차(큰 값과 작은 값의 차)는 신뢰수준 P = 0.95에서 표 5에 제시된 허용차를 초과해서는 안 된다. 표 5 - 원소의 질량분률(%) — 절대 허용오차(%) 0.00010 — 0.00008 0.0003 — 0.0002 0.0005 — 0.0003 0.0010 — 0.0005 0.0030 — 0.0005 0.0050 — 0.0006 0.0080 — 0.0006 0.0200 — 0.0007 0.0400 — 0.0008 중간값의 경우 허용차는 선형 보간법으로 계산한다. 6.2. 분석 결과의 정확도 평가는 ГОСТ 27973.0에 따른다.