ГОСТ 6689.12-92

ГОСТ 6689.12−92 니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금. 마그네슘 정량 방법

ГОСТ 6689.12−92

그룹 В59

소비에트 사회주의 공화국 연합 국가 표준

니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금

마그네슘 정량 방법

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of magnesium

ОКСТУ 1709

시행일 1993−01−01

정보

1. 제정·제출: 소비에트 금속공업부

작성자

V.Н. Федоров, Ю. М. Лейбов, Б. П. Краснов, А. Н. Боганова, Л. В. Морейская, И.А. Воробьева

2. 승인 및 시행: 소비에트 표준화·계량위원회 결의 1992.02.18 N 167에 의해

3. 대체: ГОСТ 6689.12−80

4. 참조된 규범·기술 문서

본 표준은 니켈 및 구리-니켈 합금의 마그네슘을 ГОСТ 492* 및 ГОСТ 19241에 따라 광도법(마그네슘 질량분율 0,005–0,2% 범위) 및 원자흡광법(마그네슘 질량분율 0,002–0,2% 범위)으로 정량하는 방법을 규정한다.
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* 러시아 연방 지역에서는 ГОСТ 492−2006가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086에 따르며, ГОСТ 6689.1의 절.1에 따른 보충 사항을 적용한다.

2. 마그네슘의 광도법(포토메트릭) 분석

2.1. 방법의 원리

방법의 원리는 알칼리성 조건에서 마그네슘이 티타늄 옐로우 시약과 반응하여 분홍색 착색을 형성하고, 착색된 용액의 광학적 밀도를 측정하는 데 있다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

분광광도계 또는 광전색도계.

질산(ГОСТ 4461), 1:1 희석액.

황산(ГОСТ 4204), 1:1 희석액.

염산(ГОСТ 3118) 및 1:1 희석액.

용해를 위한 산 혼합액: 질산과 염산의 부피비 1:3 혼합물.

암모니아수(ГОСТ 3760).

수산화나트륨(ГОСТ 4328), 10 및 200 g/dm 용액.

암모늄 과산염류(Аммоний надсернокислый) — (ГОСТ 20478).

염화암모늄(ГОСТ 3773), 20 및 200 g/dm 용액.

하이드록실아민 염산염(ГОСТ 5456), 100 g/dm 용액.

젤라틴 5 g/dm 용액.

과산화수소(ГОСТ 10929), 30% 용액.

디에틸디티오카바메이트 나트륨(ГОСТ 8864), 50 g/dm 용액.

티타늄 옐로우, 0.5 g/dm 용액.

스펙트럼 분석용 산화마그네슘.

표준 마그네슘 용액들.

용액 A: 산화마그네슘을 석영 도가니에서 무플(furnace)으로 900−1100 °C에서 1시간 동안 노륨하여 전처리한다. 전처리한 산화마그네슘 1.66 g을 10 cm³의 1:1 염산에 용해시킨다. 용액을 500 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 증류수로 눈금까지 채운다.

용액 A 1 cm³에는 0.002 g의 마그네슘이 들어 있다.

용액 B: 용액 A 5 cm³를 100 cm³ 눈금 플라스크에 취하고 증류수로 눈금까지 채운다.

용액 B 1 cm³에는 0.0001 g의 마그네슘이 들어 있다.

용액 C: 용액 B 10 cm³를 100 cm³ 눈금 플라스크에 취하고 증류수로 눈금까지 채운다.

용액 C 1 cm³에는 0.00001 g의 마그네슘이 들어 있다.

2.3. 분석 수행

2.3.1. 크롬을 포함한 합금의 경우

시료 약 0.5 g을 300 cm³ 비커에 넣고 산 혼합액 20 cm³를 가하여 시계유리·유리 또는 플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 냉각 후 덮개와 비커 벽을 물로 세척하고 황산 10 cm³를 넣어 용액을 끓여 황산의 흰 연기가 발생할 때까지 졸인다. 냉각 후 잔류물을 가열하여 20 cm³의 증류수로 녹이고 전체 용액을 150 cm³가 되도록 물로 희석한다. 수산화나트륨(200 g/dm 용액)을 가해 크롬의 수산화물이 먼저 침전되게 하고(약 pH 5에서 침전 시작), 계속 첨가하여 pH 14까지 하면 크롬 수산화물은 용해되고 니켈과 마그네슘의 수산화물이 침전한다. 3가 크롬을 6가로 산화시키기 위해 과산화수소를 넣고 충분히 가열하여 산화가 완전히 이루어지도록 한다.

니켈과 마그네슘의 수산화물 침전물을 조밀한 필터로 여과한다.

비커와 침전물을 수산화나트륨(10 g/dm) 용액으로 8−10회 세척한다. 세척된 침전물을 뜨거운 물로 비커로 씻어 모으고 40 cm³의 1:1 염산에 용해시킨다. 용액을 80 cm³가 되도록 물로 희석하고 수산화나트륨(200 g/dm) 용액으로 pH 4.0−4.5(범용 지시지로 확인)이 될 때까지 중화한다. 중화한 용액을 250 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 교반하면서 디에틸디티오카바메이트 나트륨 용액 80 cm³를 첨가한다.

용액과 침전물을 눈금까지 물로 채워 잘 혼합한 다음 4−5시간(또는 밤새) 방치하여 침전물을 가라앉힌다. 가라앉은 용액을 건조한 원추 플라스크와 건조한 조밀 필터로 여과한다. 첫 번째 여과액 15−20 cm³는 버린다. 그 다음 표 1에 따른 분취액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 취한다. 분취액이 100 cm³이면 비커에 옮겨 저온에서 농축하여 40−45 cm³가 되면 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮긴다. 분취액이 50 cm³보다 작으면 약 50 cm³로 희석한다. 염산성 하이드록실아민 용액 10 cm³, 젤라틴 용액 5 cm³, 티타늄 옐로우 용액 5 cm³, 수산화나트륨(200 g/dm) 용액 20 cm³를 첨가하고 물로 눈금까지 희석한 뒤 광밀도(광학적 밀도)를 측정한다. 측정은 5 cm 흡광층을 가진 큐벳을 사용하는 광전색도계에서 녹황색 필터로 하거나 분광광도계에서 545 nm, 흡광층 두께 1 cm 큐벳을 사용하여 한다.

표 1

비교용 용액으로 전체 분석 과정을 거친 대조실험 용액을 사용한다.

2.3.2. 알루미늄을 포함한 합금의 경우

시료 약 0.5 g을 300 cm³ 비커에 넣고 30 cm³의 1:1 질산을 가하여 시계유리·유리 또는 플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 덮개와 비커 벽을 20 cm³의 물로 씻어내고 용액을 산화질소 제거를 위해 끓여서 기체를 제거한다. 용액을 식히고 100 cm³의 물, 염화암모늄(200 g/dm) 용액 5 cm³를 넣고 암모니아 용액으로 알루미늄 수산화물을 침전시킨다. 침전물이 응집되도록 50−60 °C로 가열한다. 중간 밀도의 여과지로 여과하고 비커와 침전물을 염화암모늄(20 g/dm) 용액으로 8−10회 세척한다. 침전물은 버린다. 여과액을 약 80 cm³로 농축하고 냉각한 뒤 1:1 염산으로 pH 4.0−4.5까지 중화한다. 용액을 250 cm³ 눈금 플라스크로 옮긴 후 절.2.3에 따라 분석을 계속한다.

2.3.3. 망간이 0.5%를 초과하는 합금의 경우

시료 약 0.5 g을 200 cm³ 비커에 넣고 20 cm³의 1:1 질산을 가하여 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 덮개와 벽을 20 cm³ 물로 씻고 용액을 끓여 산화질소를 제거한다. 용액을 식히고 150 cm³ 물을 넣고 암모니아 용액을 가해 약간 산성(콩코르도 지시약 종이로 약한 자주색) 상태로 만든다. 그런 다음 과산암모늄 3 g을 넣고 가열하여 망간을 이산화망간 형태로 침전시킨다. 과산암모늄의 과다가 완전히 분해되어 산소 방울이 더 이상 발생하지 않을 때까지 가열한다. 식힌 후 이산화망간 침전물을 조밀한 여과지로 여과한다. 비커와 침전물을 6−10회 물로 세척한다. 침전물은 버리고 여과액을 약 80 cm³로 농축한다.

냉각 후 용액을 수산화나트륨(200 g/dm) 용액으로 pH 4.0−4.5까지 중화하고 250 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 절.2.3.1에 따라 분석을 계속한다.

2.3.4. 텅스텐을 포함한 합금 및 기타 합금의 경우

시료 약 0.5 g을 300 cm³ 비커에 넣고 20 cm³의 1:1 질산을 가하여 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 덮개와 벽을 20 cm³ 물로 씻고 용액을 끓여 산화질소를 제거한다. 용액을 약 30 cm³로 희석하고 수산화나트륨(200 g/dm) 용액으로 pH 4.0−4.5까지 중화한다. 텅스텐을 포함하는 합금의 경우 텅스텐산 침전의 발생은 무시한다.

중화한 용액을 250 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 절.2.3.1에 따라 분석을 계속한다.

2.3.5. 검량곡선 작성

표준 마그네슘 용액 B를 100 cm³ 눈금 플라스크에 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 및 10.0 cm³씩 넣고 물로 50 cm³까지 희석한다. 염산성 하이드록실아민 10 cm³를 넣고 절.2.3.1에 따라 분석을 진행한다.

2.4. 결과 처리

2.4.1. 마그네슘 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다

,

여기서 m — 검량곡선에서 구한 마그네슘 질량, g;

m_пр — 분취액에 해당하는 시료 질량, g.

2.4.2. 세 번의 병행측정 결과 간 편차(수렴도 지표) 및 두 번 분석 결과 간 편차(재현성 지표)는 표 2에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다.

표 2

2.4.3. 분석 결과의 정확성 관리는 ГОСТ 8.315에 따라 승인된 니켈·니켈 합금·구리-니켈 합금에 대한 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 첨가법 또는 원자흡광법 결과와의 비교법을 이용하여 ГОСТ 25086에 따른다.
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 8.315−97가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주.

3. 마그네슘의 원자흡광법(ААС) 분석

3.1. 방법의 원리

방법의 원리는 분석용액을 아세틸렌-공기 또는 아세틸렌-산화질소(아세틸렌-NO₂) 불꽃에 도입했을 때 생성되는 마그네슘 원자에 의한 빛의 흡광을 측정하는 데 있다.

3.2. 기기, 시약 및 용액

마그네슘 방출 광원(라이트 소스)을 갖춘 원자흡광분광계.

질산(ГОСТ 4461) 1:1 및 1:100 희석액.

염산(ГОСТ 3118) 및 1 및 2 mol/dm 용액.

산 혼합액: 질산 1부와 염산 3부를 혼합.

불화수소산(ГОСТ 10484).

황산(ГОСТ 4204) 1:1 희석액.

마그네슘(ГОСТ 804).*
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 804−93가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주.

표준 마그네슘 용액: 마그네슘 0.1 g을 10 cm³의 1:1 질산에 용해시키고 1 dm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

표준 용액 1 cm³에는 0.0001 g의 마그네슘이 들어 있다.

구리(ГОСТ 859).*
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 859−2001가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주.

표준 구리 용액: 구리 10 g을 가열하여 80 cm³의 1:1 질산에 용해시킨다. 용액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

표준 용액 1 cm³에는 0.1 g의 구리가 들어 있다.

니켈(ГОСТ 849).*
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 849−2008가 유효함. — 데이터베이스 제작자 주.

표준 니켈 용액: 니켈 10 g을 가열하여 80 cm³의 1:1 질산에 용해시키고 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

표준 용액 1 cm³에는 0.1 g의 니켈이 들어 있다.

3.3. 분석 수행

3.3.1. 주석, 규소, 크롬 및 텅스텐을 포함하지 않는 합금의 경우

시료 질량(표 3 참조)을 10 cm³의 1:1 질산에 가열하여 용해시킨다. 용액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

동시에 대조실험을 실시한다.

표 3

아세틸렌-공기 또는(알루미늄을 포함하는 합금의 경우) 아세틸렌-산화질소 불꽃에서 마그네슘의 원자 흡광을 파장 285.2 nm에서 검량용액과 병행하여 측정한다.

3.3.2. 주석 함량이 0.05%를 초과하는 합금의 경우

시료(표 3 참조)를 가열하여 10 cm³의 산 혼합액에 용해시킨다. 용액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 1 mol/dm 염산 용액으로 눈금까지 맞춘다. 동시에 대조실험을 실시한다. 마그네슘의 원자 흡광을 절.3.3.1과 같이 측정한다.

3.3.3. 규소와 크롬을 포함하는 합금의 경우

시료(표 3 참조)를 백금 도가니에 넣고 10 cm³의 1:1 질산과 2 cm³의 불화수소산을 가하여 가열하여 용해시킨다. 그런 다음 10 cm³의 1:1 황산을 넣고 황산의 흰 연기가 발생할 때까지 졸인다. 도가니를 식히고 잔류물을 가열하여 50 cm³의 물로 용해시킨다. 용액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운다. 동시에 대조실험을 실시한다.

마그네슘의 원자 흡광은 절.3.3.1과 같이 측정한다.

3.3.4. 텅스텐을 포함한 합금의 경우

시료(표 3 참조)를 10 cm³의 1:1 질산에 용해시킨 다음 30 cm³의 뜨거운 물을 넣는다. 생성된 텅스텐산 침전물을 조밀한 필터로 여과하고 뜨거운 1:100 희석 질산으로 세척한다. 여과액을 100 cm³ 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운다. 동시에 대조실험을 실시한다. 마그네슘의 원자 흡광은 절.3.3.1과 같이 측정한다.

3.5. 검량곡선 작성

100 cm³ 용량의 9개 중 8개의 눈금 플라스크에 표준 마그네슘 용액을 각각 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0; 1.3; 1.6 및 2.0 cm³씩 넣는다(이 값들은 각각 0.02; 0.04; 0.06; 0.08; 0.10; 0.13; 0.16 및 0.20 mg의 마그네슘에 해당). 모든 플라스크에 2 mol/dm 염산 용액 10 cm³를 넣는다. 마그네슘 질량분율이 0.02% 미만인 경우에는 표 3에 따른 분취량의 구리(합금이 구리 기반인 경우) 또는 니켈(합금이 니켈 기반인 경우) 용액을 가하고 물로 눈금까지 채운다. 절.3.3.1에 따라 마그네슘의 원자 흡광을 측정하고, 얻은 데이터로 검량곡선을 작성한다.

3.4. 결과 처리

3.4.1. 마그네슘 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다

,

여기서 C — 검량곡선에서 구한 분석용액 중 마그네슘 농도, g/cm³;

C_к — 검량곡선에서 구한 대조실험 용액의 마그네슘 농도, g/cm³;

V — 시료 용액의 부피, cm³;

m — 시료의 질량, g.

3.4.2. 세 번의 병행측정 결과 간 편차(수렴도 지표) 및 두 번 분석 결과 간 편차(재현성 지표)는 표 2에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다.

3.4.3. 분석 결과의 정확성 관리는 ГОСТ 8.315에 따라 승인된 니켈·니켈 합금·구리-니켈 합금용 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 첨가법 또는 광도법으로 얻은 결과와의 비교법을 이용하여 ГОСТ 25086에 따른다.