ГОСТ 6689.17-92

ГОСТ 6689.17−92 니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금. 비스무트 측정 방법

ГОСТ 6689.17−92

그룹 B59

소비에트 사회주의 공화국 연합(СССР) 국가 표준

니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금

비스무트 측정 방법

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

ОКСТУ 1709

시행일 1993-01-01

정보 사항

1. 소련 금속공업부에서 개발 및 제출

개발자

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

2. 1992년 2월 18일 소련 표준화·계측 위원회 결의 № 167로 승인되어 시행됨

3. 대체: ГОСТ 6689.17−80

4. 참조 규범·기술 문서

참조된 규격·기술 문서 표기	조항·절 번호
ГОСТ 8.315−92	2.4.3; 4.4.3
ГОСТ 492–73	서문
ГОСТ 1277–75	2.2
ГОСТ 2062–77	3.2
ГОСТ 3118–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 3760–79	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 4109–79	3.2
ГОСТ 4147–74	2.2
ГОСТ 4204–77	2.2; 4.2
ГОСТ 4461–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 4463–76	2.2; 3.2
ГОСТ 6203–77	3.2; 4.2
ГОСТ 6689.1−92	제1부
ГОСТ 10484–78	2.2
ГОСТ 10928–90	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 10929–76	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 19241–80	서문
ГОСТ 20478–75	2.2
ГОСТ 20490–75	3.2; 4.2
ГОСТ 25086–87	제1부, 2.4.3; 4.4.3

본 표준은 니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금에서 비스무트를 측정하기 위한 광광도법(질량분율 비스무트 0.0005~0.003% 및 0.001~0.02%)과 원자흡광법(질량분율 0.001~0.02%)을 ГОСТ 492* 및 ГОСТ 19241에 따라 규정한다.
________________
* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 492–2006이 유효함. — 데이터베이스 제작자의 주석.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086 및 ГОСТ 6689.1 제1부의 보충에 따름.

2. 비스무트의 광광도법(질량분율 비스무트 0.0005~0.003%의 경우)

(질량분율 비스무트 0.0005~0.003%의 경우)

2.1. 방법의 원리

이 방법은 비스무트를 철(III) 수산화물과의 공동침전으로 분리하고, 비스무트가 크실레놀 오렌지와 착물(착색)을 형성하는 것을 이용하여 그 광학밀도를 측정하는데 기초한다.

2.2. 기기, 시약 및 용액

광전색도계 또는 분광광도계.

질산(ГОСТ 4461), 희석 1:1, 0.1 및 1 моль/дм³ 용액.

황산(ГОСТ 4204), 희석 1:4.

염산(ГОСТ 3118), 희석 1:1 및 1:2.

불산(ГОСТ 10484).

아스코르브산(규범·기술 문서에 따름), 100 г/дм³ 용액, 신선 조제.

수산화암모늄(ГОСТ 3760) 및 1:50로 희석한 용액.

과황산암모늄(Аммоний надсернокислый, ГОСТ 20478), 250 г/дм³ 용액.

플루오르화나트륨(ГОСТ 4463), 5 г/дм³ 용액.

질산은(ГОСТ 1277), 10 г/дм³ 용액.

염화철(ГОСТ 4147), 1 г/дм³ 용액: 염화철 1 g을 염산(1:1) 250 см³에 용해시키고 물로 1 дм³까지 채운다.

크실레놀 오렌지, 0.1 моль/дм³ 질산에 1 g/дм³ 용액.

과산화수소(ГОСТ 10929).

비스무트(ГОСТ 10928), 등급 Ви00.

비스무트 표준용액

용액 A: 0.1 g의 비스무트를 10 см³의 질산(1:1)에 용해시키고, 질소 산화물을 끓여 제거한 뒤 용액을 1,000 см³ 정량 플라스크로 옮긴다. 질산(1:1) 100 см³를 더하고 눈금까지 물로 채운다.

용액 A 1 см³에는 0.0001 g의 비스무트가 들어 있다.

용액 B: 용액 A 10 см³을 100 см³ 정량 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 희석한다.

용액 B 1 см³에는 0.00001 g의 비스무트가 들어 있다.

2.3. 분석 수행

2.3.1. 규소의 질량분율이 0.1% 이하이고 크롬 및 텅스텐을 포함하지 않는 합금에 대하여

비스무트 질량분율이 0.0005~0.001%인 경우에는 3 g, 0.001~0.003%인 경우에는 2 g의 시료를 취하여 300 см³ 용량의 비커에 넣고 질산(1:1) 30–40 см³를 가한다. 시료를 시계접시나 유리 또는 플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 덮개와 비커 벽을 물로 씻어 용액으로 옮기고, 질소 산화물이 제거될 때까지 용액을 끓인다. 용액을 물로 150 см³로 희석하고 염화철 용액 10 см³를 가하여 50–60°C로 가열한 다음, 니켈과 구리가 모두 용해성 암모니아 착화합물로 완전히 전환되도록 암모니아를 첨가하고 그 상태에서 추가로 암모니아 5 см³를 더 넣는다. 침전이 포함된 용액을 60°C에서 45–50분 동안 유지하여 수산화철 침전의 응집을 유도한다. 침전물을 중간 밀도의 여과지에 여과한다. 여과지 위의 침전물과 비커는 뜨거운 암모니아 용액(1:50)으로 6–8회 세척한다.

침전물은 필터에서 뜨거운 물로 씻어내어 20 cm³의 뜨거운 황산(1:4)에 용해시킨다(합금에 망간이 존재하는 경우 침전물을 용해할 때 과산화수소 몇 방울을 첨가). 수산화물 침전이 이루어진 비커에서 필터를 5–7회 뜨거운 물로 세척한다. 침전·여과·침전물 세척 및 용해 과정을 반복한다. 재용해한 용액은 건조될 때까지 증발시킨다. 건조 잔류물에 5 cm³의 1 mol·dm⁻³ 질산 용액을 첨가하고, 비커 벽을 3–5 cm³의 물로 씻어 합친 뒤 침전이 용해될 때까지 가열한다. 아스코르브산 용액 4 cm³를 첨가하고 냉각한 후 불화나트륨 용액 1 cm³, 크실레놀 오렌지 용액 1 cm³를 첨가한다. 혼합물을 50 cm³ 용량의 메스플라스크로 옮기고 눈금까지 물로 채운다. 15분 후 광전색도계(녹색 여과기)를 사용하여 흡광층 두께 5 cm 큐벳에서 용액의 광학적 밀도를 측정하거나 분광광도계로 540 nm에서 흡광층 두께 1 cm 큐벳으로 측정한다. 비교용 용액은 분석의 모든 단계를 거친 대조실험 용액이다. 2.3.2. 크롬과 실리콘(>0.1%)을 함유한 합금의 경우 p.2.3.1에 기재된 분시량을 백금 도가니에 넣고 30 cm³의 질산(1:1)과 2–3 cm³의 불산을 첨가하여 가열하여 용해한다. 냉각된 용액에 10 cm³의 황산을 첨가하고 황산에서 흰 연기가 나기 시작할 때까지 감축 농축한다. 잔류물을 냉각한 후 도가니 벽을 물로 씻어 다시 황산 연기가 나기 시작할 때까지 감축 농축한다. 냉각 후 잔류물에 30–40 cm³의 물을 첨가하고 가열하여 용해시킨다. 용액을 300 cm³ 용량의 비커로 옮기고 물로 100 cm³가 되게 희석한다. 이어서 질산은화은 용액 5 cm³, 암모늄 nadsernokisly용액(원문: надсернокислого аммония) 40 cm³를 첨가하고 혼합물을 가열하여 암모늄 nadsernokisly가 완전히 분해될 때까지(기포 발생이 완전히 멈출 때까지) 끓인다. 용액을 60–70°C로 냉각한 다음 염화철 용액 10 cm³를 첨가하고, 이후 분석은 p.2.3.1에 기재된 바와 같다. 2.3.3. 텅스텐을 함유한 합금의 경우 p.2.3.1의 분시량을 백금 도가니에 넣고 30 cm³의 질산(1:1)과 2–3 cm³의 불산을 첨가하여 가열해 용해한다. 냉각된 용액에 10 cm³의 황산을 첨가하고 황산에서 흰 연기가 나기 시작할 때까지 감축 농축한다. 잔류물을 냉각하여 도가니 벽을 물로 씻고 다시 황산에서 흰 연기가 나기 시작할 때까지 농축한다. 냉각 후 잔류물에 30–40 cm³의 물을 첨가하고 가열하여 용해한다. 용액을 300 cm³ 비커로 옮긴다. 도가니에는 텅스텐산이 부착되어 있을 수 있으므로 농축 암모니아 용액 3–4 cm³를 첨가하여 이를 용해시키고 얻은 용액을 비커의 주 용액에 합친다. 용액에 염화철 용액 10 cm³를 첨가한 다음 분석은 p.2.3.1과 같이 진행한다. 2.3.4. 교정곡선 작성 250 cm³ 용량의 비커들에 표준 비스무트 용액 B를 각각 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 cm³씩 넣고 질산(1:1) 30 cm³, 염화철 용액 10 cm³를 첨가한 뒤 물로 총부피를 150 cm³로 희석하고 50–60°C까지 가열한다. 이후 p.2.3.1에 기재된 방법대로 진행한다. 2.4. 결과 처리 2.4.1. 비스무트의 질량분율 W(%)는 다음 식으로 계산한다. W = (m / m0) · 100% 여기서 m — 교정곡선으로부터 얻은 비스무트의 질량(г); m0 — 시험분의 질량(г). 2.4.2. 세 번의 병행측정 결과 간의 편차(수렴성 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 편차(재현성 지표)는 표 1에 제시된 허용편차를 초과해서는 안 된다. 표 1 (표 내용 생략: 원문에 있는 비스무트 질량분율 구간별 허용 편차 표를 그대로 적용) 2.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 국가표준물질(GSO) 또는 업계표준물질(OSO) 또는 기업표준물질(SOP) — 니켈, 니켈합금 및 동니켈합금용 — (ГОСТ 8.315*에 따라 승인된 것)을 사용하거나 첨가법 또는 원자흡광법으로 얻은 결과와 비교(ГОСТ 25086에 따름)하여 수행한다. ________________ * 러시아 연방에서는 ГОСТ 8.315–97이 적용된다(데이터베이스 제작자 주). 2.4.4. 광도법은 니켈, 니켈합금 및 동니켈합금의 품질 평가에 이견이 있을 때 적용한다. 3. 비스무트의 광도법(비스무트 질량분율 0,001–0,02% 범위) 3.1. 방법의 요지 이 방법은 질산 1.5 mol·dm⁻³ 용액에서 망간(IV) 산화물과의 공동침전에 의해 비스무트를 분리한 후 크실레놀 오렌지와 착색된 비스무트 복합체를 형성시키고 그 흡광도를 측정하는 데 기초한다. 철의 간섭은 아스코르빈산으로 제거하고 주석의 미량 간섭은 불화나트륨으로 제거한다. 3.2. 기구, 시약 및 용액 - 광전색도계 또는 분광광도계. - 질산(ГОСТ 4461) 및 희석용액 1:1, 1:8, 그리고 1.5; 1; 0.1 mol·dm⁻³ 용액. - 염소산(хлорная кислота). - 브로민화수소산(ГОСТ 2062). - 아스코르브산(규격 문서에 따름), 용액 100 g·dm⁻³. - 암모니아수(ГОСТ 3760). - 질산망간(Mn(NO3)2) (ГОСТ 6203), 용액 50 g·dm⁻³. - 브롬(ГОСТ 4109). - 용해용 혼합액(신선조제): 브롬화수소산 9부에 브롬 1부 혼합. - 염산(ГОСТ 3118), 희석 1:1 및 1:8. - 불화나트륨(ГОСТ 4463), 용액 5 g·dm⁻³. - 과망간산칼륨(ГОСТ 20490), 용액 6 g·dm⁻³. - 과산화수소(ГОСТ 10929). - 크실레놀 오렌지, 용액 1 g·dm⁻³을 0.1 mol·dm⁻³ 질산 용액에 용해. - 비스무트 함량이 0.0005% 미만인 구리. - 질산구리 용액: Cu 2 g을 20 cm³ 질산(1:1)에 용해, 질소산화물 끓여 제거 후 냉각하여 물로 100 cm³로 정용. 비스무트 표준용액 - 용액 A: 비스무트 0.1 g을 농질산 20 cm³에 용해, 질소산화물 끓여 제거, 1000 cm³ 용량 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 정용. 용액 A 1 cm³는 비스무트 0.0001 g 포함. - 용액 B: 용액 A 25 cm³를 250 cm³ 용량 메스플라스크에 넣고 농질산 20 cm³ 첨가, 물로 눈금까지 정용. 용액 B 1 cm³는 비스무트 0.00001 g 포함. 3.3. 분석 수행 3.3.1. 주석 함량이 0.05%까지인 합금의 경우 분시량 1 g을 250 cm³ 비커에 넣고 질산(1:1) 10 cm³로 가열하여 용해한다. 질소산화물을 끓여 제거하고 물로 50 cm³로 희석한다. 질산망간 용액 5 cm³를 첨가하고 암모니아로 중화하여 구리 수산화물의 침전이 생기게 한다. 질산(1:1) 18 cm³과 물을 더하여 총부피 90 cm³로 한다. 용액을 거의 끓는 상태로 가열하고 과망간산칼륨 용액 10 cm³를 넣고 2분간 끓인다. 30분 후 침전물을 치밀한 필터로 여과하고 비커와 침전물을 8–10회 뜨거운 1.5 mol·dm⁻³ 질산으로 세척하여 생성된 질산구리의 푸른색이 사라질 때까지 세척한다. 펼쳐진 필터 위의 침전물을 비커로 물로 씻어 모은 다음 필터를 10 cm³의 뜨거운 질산(1:1)(과산화수소 약간 첨가)으로, 그 다음 물로 세척한다. 세척된 필터는 폐기하고 용액은 약 5 cm³가 될 때까지 증발시키고 이어서 수욕에서 완전히 건조시킨다. 냉각된 잔류물에 표 2에 따른 1 mol·dm⁻³ 질산 용액을 첨가하고 비커 벽을 2–3 cm³ 물로 씻은 뒤 조심스럽게 가열한다. 아스코르빈산 용액(표 2 참조)을 첨가하고 가열하여 침전물이 용해되면 냉각한다. 합금의 비스무트 질량분율이 0.008% 이하인 경우 용액을 25 cm³ 메스플라스크로 옮기고, 0.008% 초과인 경우에도 25 cm³ 메스플라스크로 옮겨 눈금까지 물로 채운 후 표 2의 지시대로 필요한 분액을 취하여 25 cm³ 메스플라스크로 옮긴다. 표 2 (표: 비스무트 질량분율 구간별로 1 mol·dm⁻³ 질산 용액 부피, 아스코르빈산 용액 부피, 채취할 분액 부피 등 기재) 그 다음 불화나트륨 용액 1 cm³와 크실레놀 오렌지 용액 1 cm³를 첨가하고 눈금까지 물로 채워 혼합한다. 10분 뒤 분광광도계(λ=540 nm, 흡광층 두께 1 cm) 또는 광전색도계(녹색 여과기, 흡광층 두께 5 cm)로 용액의 흡광도를 측정한다. 비교용은 대조실험 용액이다. 비스무트의 질량분율은 교정곡선으로부터 계산한다. 3.3.2. 주석 함량이 0.05% 초과인 합금의 경우 분시량 1 g을 250 cm³ 넓은 비커에 넣고 먼저 냉(常温)에서, 그다음 가열하여 용해용 혼합액 15 cm³로 용해한다. 용해가 불완전하면 브롬 몇 방울을 추가한다. 그 다음 염소산 10 cm³를 넣고 습성 잔류물이 될 때까지 증발시킨다. 잔류물을 냉각하고 비커 벽을 물로 씻어 총부피 50 cm³가 되게 한 다음 질산망간 용액 5 cm³를 넣고 이후 분석은 p.3.3.1과 같다. 3.3.3. 교정곡선 작성 250 cm³ 용량의 6개 플라스크 중 5개에 모두 구리 용액 10 cm³씩을 넣고 표준 비스무트 용액 B를 1.0; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0 cm³씩 도입한다. 용액을 물로 50 cm³로 희석하고 질산망간 용액 5 cm³를 첨가한 뒤 p.3.3.1에 따라 분석을 진행한다. 잔류물에는 3 cm³의 1 mol·dm⁻³ 질산을 첨가하고 비커 벽을 2–3 cm³의 물로 씻은 후 조심스럽게 가열한다. 아스코르빈산 용액 4 cm³를 첨가하여 가열해 침전물이 용해되면 냉각하고 용액을 25 cm³ 메스플라스크로 옮겨 p.3.3.1과 같이 진행한다. 비교용액은 비스무트를 포함하지 않는 용액이다. 얻은 데이터를 바탕으로 교정곡선을 작성한다. 3.4. 결과 처리 3.4.1. 비스무트의 질량분율 W(%)는 다음 식으로 계산한다. W = (m / m0) · 100% 여기서 m — 교정곡선에서 얻은 비스무트 질량(г); m0 — 분취된 용액에 해당하는 분시량의 질량(г). 3.4.2. 세 번의 병행측정 결과 간의 편차(수렴성 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 편차(재현성 지표)는 표 1의 허용편차를 초과해서는 안 된다. 3.4.3. 분석 정확도 관리는 p.2.4.3에 기재된 바와 같이 수행한다. 4. 비스무트의 원자흡광법 4.1. 방법의 요지 이 방법은 분석용액을 아세틸렌-공기 불꽃에 도입한 후 생성되는 비스무트 원자의 빛 흡광을 측정하는 데 기초하며, 전처리로 망간(IV) 산화물에 비스무트를 흡착·분리한다. 4.2. 기구, 시약 및 용액 - 비스무트용 광원 장착 원자흡광분광계. - 질산(ГОСТ 4461) 희석 1:1, 2 및 1.5 mol·dm⁻³ 용액. - 황산(ГОСТ 4204) 희석 1:4. - 염산(ГОСТ 3118–77) 1 mol·dm⁻³ 용액. - 암모니아수(ГОСТ 3760). - 질산망간(ГОСТ 6203) 용액 20 g·dm⁻³. - 과망간산칼륨(ГОСТ 20490) 용액 6 g·dm⁻³. - 과산화수소(ГОСТ 10929). - 비스무트(ГОСТ 10928) — 비스무트 함량 ≥ 99.9%. - 비스무트 표준용액: - 용액 A: 비스무트 0.25 g을 질산(1:1) 20 cm³에서 가열 용해, 냉각하여 500 cm³ 메스플라스크로 옮겨 물로 정용. 용액 A 1 cm³는 비스무트 0.0005 g 포함. - 용액 B: 용액 A 10 cm³를 100 cm³ 메스플라스크에 넣고 2 mol·dm⁻³ 질산 10 cm³를 첨가한 뒤 물로 정용. 용액 B 1 cm³는 비스무트 0.00005 g 포함. - 용액 V: 용액 B 20 cm³를 100 cm³ 메스플라스크에 넣고 2 mol·dm⁻³ 질산 10 cm³를 첨가하여 물로 정용. 용액 V 1 cm³는 비스무트 0.00001 g 포함. 4.3. 분석 수행 4.3.1. 분시량 2 g을 250 cm³ 비커에 넣고 질산(1:1) 20 cm³로 가열하여 용해한다. 질소산화물을 끓여 제거한 뒤 물로 총부피를 50 cm³로 조정한다. 질산망간 용액 5 cm³를 첨가하고 암모니아로 중화하여 구리 수산화물 침전이 생기게 한다. 질산(1:1) 18 cm³와 물을 더하여 총부피 90 cm³로 만든다. 용액을 끓는 상태로 가열하고 과망간산칼륨 용액 10 cm³를 첨가하여 2분간 끓인다. 30분 후 침전물을 치밀한 필터로 여과하고 비커와 침전물을 4–5회 뜨거운 1.5 mol·dm⁻³ 질산 용액으로 세척한다. 펼친 필터의 침전물을 비커로 씻어 합치고 필터를 10 cm³의 뜨거운 황산(1:4) 용액(과산화수소 몇 방울 첨가)으로 세척한 뒤 물로 씻는다. 세척된 필터는 폐기하고 용액은 습성염 상태가 될 때까지 증발시킨다. 냉각 후 8 cm³의 1 mol·dm⁻³ 염산을 첨가하고 100 cm³ 메스플라스크로 옮겨 1 mol·dm⁻³ 염산 용액으로 눈금까지 채운다. 아세틸렌-공기 불꽃에서 파장 223.1 nm에서 비스무트의 원자흡광도를 교정표준용액들과 병행하여 측정한다. 4.3.2. 교정곡선 작성 250 cm³ 비커 9개 중 8개에 다음과 같이 표준용액을 넣는다: 용액 V의 1.0; 2.5; 5.0; 10.0 cm³ 및 용액 B의 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 cm³. 모든 비커를 물로 50 cm³로 희석하고 질산망간 용액 5 cm³를 첨가한 후 p.4.3.1에 따라 분석을 진행한다. 얻은 데이터로 교정곡선을 작성한다. 4.4. 결과 처리 4.4.1. 비스무트의 질량분율 W(%)는 다음 식으로 계산한다. W = (C · V / m0) · 100% 여기서 C — 교정곡선으로부터 얻은 비스무트 농도 (g·cm⁻³); V — 최종 용액의 부피 (cm³); m0 — 합금 분시량의 질량 (g). 4.4.2. 세 번의 병행측정 간의 편차(수렴성) 및 두 번의 분석 간의 편차(재현성)는 표 1의 허용편차를 초과해서는 안 된다. 4.4.3. 분석 결과의 정확도 검증은 p.2.4.3에 기재된 바와 같이 수행한다.