ГОСТ 6689.2-92

ГОСТ 6689.2−92 니켈, 니켈 합금 및 동-니켈 합금. 니켈의 분석 방법

ГОСТ 6689.2−92

그룹 B59

소비에트 사회주의 공화국 연합 국가표준

니켈, 니켈 합금 및 동-니켈 합금

니켈의 분석 방법

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

ОКСТУ 1 709

시행일 1993-01-01

정보

1. 소련 금속공업부가 제정·제출

제정자

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

2. 소련 표준·계량 위원회 의결(1992.02.18) N 167로 승인·시행

3. 대체: ГОСТ 6689.2−80

4. 참조 규범·기술문서

본 규격은 니켈 및 동-니켈 합금에서 니켈을 정량하기 위한 중량법, 적정법(니켈의 질량분율이 0.5% 초과인 경우) 및 원자흡광법(니켈의 질량분율이 0.5%에서 7% 범위인 경우)을 규정한다(ГОСТ 492 및 ГОСТ 19241에 따라).
________________
* 러시아 연방 지역에서는 ГОСТ 492−2006이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086에 따르며 ГОСТ 6689.1 제1절의 추가 규정을 적용한다.

2. 중량법에 의한 니켈 정량

2.1. 방법의 본질

이 방법은 암모니아성 용액에서 디메틸글리옥심으로 니켈을 리모디내복합체(내부복합체) 형태로 침전시키는 데 기초하며, 이때 구연산이나 타르타르산이 존재한다.

2.2. 시약 및 용액

염산(ГОСТ 3118) 및 그 희석액 3:1 및 1:10.

질산(ГОСТ 4461) 및 그 희석액 1:1.

불산(ГОСТ 10484).

황산(ГОСТ 4204), 희석액 1:1, 1:4 및 1:100.

용해용 산 혼합물: 농질산 1부와 농염산 3부를 혼합한다.

구연산(ГОСТ 3652), 400 g/dm³ 용액.

타르타르산(ГОСТ 5817), 400 g/dm³ 용액.

수용성 암모니아(ГОСТ 3760) 및 그 희석액 1:100.

암모늄 퍼설페이트(ГОСТ 20478), 250 g/dm³ 용액.

정제 에틸 알코올(기술용, ГОСТ 18300) 및 그 희석액 1:3.

디메틸글리옥심(ГОСТ 5828), 에탄올 용액 10 g/dm³.

아질산나트륨(ГОСТ 4197), 20 g/dm³ 용액.

질산은(ГОСТ 1277), 5 g/dm³ 용액.

초산나트륨(ГОСТ 199), 500 g/dm³ 용액.

.

2.3. 분석 수행

2.3.1. 구리 함량이 0.5% 미만인 합금(크로멜 합금 제외)의 경우

질량 1 g의 시료를 300 cm³ 용량의 비커에 넣고 질산(1:1) 15 cm³를 가한 후 시계유리나 유리·플라스틱 판으로 덮어 가열하여 용해시킨다. 합금이 용해된 후 시계유리(또는 판)와 비커 벽을 물로 씻어 그 용액을 500 cm³ 정량 플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채운다. 합금에 텅스텐이 포함된 경우 용액을 완전히 증발시킨다. 건조 잔류물에 농염산 10 cm³를 가하고 다시 완전히 증발시킨다. 건조 잔류물을 농염산 10 cm³에 가열하여 용해한 후 뜨거운 물 100 cm³로 희석한다. 생성된 텅스텐산 침전물을 중간 세기의 여과지 두 장으로 걸러내고 염산(1:10) 뜨거운 용액으로 세척하여 여과수가 니켈 이온을 포함하지 않을 때까지(디메틸글리옥심 시험, ГОСТ 6689.3, 항 3.1.1 참고) 세척한다. 여과지 위의 텅스텐산 침전물은 ГОСТ 6689.11에 따라 텅스텐 함량을 정량하는 데 사용할 수 있다.

합금의 질량분율로 실리콘이 0.1%를 초과하는 경우 용액에 황산(1:1) 10 cm³를 넣고 농하게 끓여 하얀 황산 연기가 다량 발생할 때까지 농축한다. 냉각된 잔류물에 소량(약 10 cm³)의 차가운 물을 조심스럽게 가한 다음 뜨거운 물 100 cm³를 넣고 가열하여 용해한다.

규산 침전물은 중간 세기의 여과지로 여과한 뒤 뜨거운 물로 세척하고 폐기한다.

텅스텐이나 규소를 분리한 후의 여과액은 500 cm³ 정량 플라스크에 넣고 눈금까지 물로 채운다.

용량 600 см³의 비커에 시료용액의 분취 부분(알리콧) 10 см³를 넣고 물로 300 см³까지 희석한다. 용액을 65–70 °C로 가열하고 구연산 또는 주석산 용액 20 см³를 가한 뒤 암모니아로 약산성 반응(pH 4–5, 보편 지시약지로 확인)이 될 때까지 중화하고 잘 교반하면서 디메틸글리옥심 용액 25 см³와 농축 암모니아 용액 2–3 см³를 가하여 약염기성 상태로 만든다. 침전이 형성된 용액은 따뜻한 곳에서 40–50분 방치한 다음 중간 여과지에 여과하고 뜨거운 물로 4–5회 세척한다. 필터 위의 침전물을 염산(3:1) 30 см³에 용해시켜 그 용액을 처음 침전이 일어난 비커에 모은다. 필터를 뜨거운 물로 세척한 뒤 비커의 용액을 뜨거운 물로 300 см³까지 희석한다. 니켈의 침전을 반복하되 구연산 또는 주석산 용액 5 см³, 디메틸글리옥심 용액 25 см³를 가하고 암모니아로 약염기성 상태가 될 때까지 조정한다. 침전이 형성된 용액은 따뜻한 곳에 40–60분 방치(또는 12시간 방치 가능)한 뒤 침전물을 중간 밀도 필터로 여과하고 흡인 펌프로 건조기를 이용해 여과한다. 침전물을 뜨거운 물로 5–7회, 에틸 알코올(1:3)로 2회 세척한다. 여과 도가니와 침전물을 105–110 °C 건조기에서 일정 질량이 될 때까지 건조한 다음 칭량한다.

2.3.2. 크로멜 합금의 경우

0.5 g의 시료를 용량 300 см³ 비커에 넣고 용해용 산 혼합물 20 см³를 가하여 시계 유리나 유리·플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 시계 유리 또는 판과 비커 벽을 물로 씻어내고 황산 10 см³(1:1)을 가한 뒤 황산의 백연(white fumes)이 나오기 시작할 때까지 졸인다. 식힌 침전물을 가열하면서 100 см³의 물에 용해시킨다.

생성된 실리카성 침전물은 중간 밀도 여과지에 여과하고 5–7회 뜨거운 희석 황산(1:100)으로 세척한다. 침전물은 폐기하거나 ГОСТ 6689.7에 따라 규정된 실리콘 정량에 사용한다.

여과액을 물로 250 см³까지 희석하고 65–70 °C로 가열한다. 가열한 용액에 아질산은회(질산은) 용액 10 см³와 과황산암모늄 용액 10 см³를 첨가하고 과황산암모늄의 잔여가 완전히 분해될 때까지 15–20분 끓인다(산소 기포의 발생이 멈추면 완료). 시료에 망간이 존재하면 아질산나트륨 용액을 한 방울씩 첨가하여 환원시킨다. 용액을 냉각하고 용적 플라스크(500 см³)에 옮겨 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 용량 600 см³의 비커에 20 см³의 분취액을 취하여 이후 분석은 2항에 기재된 바와 같이 진행한다.

3.1.

2.3.3. 구리 함량이 0.5%를 초과하는 합금(단, 합금 МНЖКТ 5–1-0,2–0,2, 니쯜베르 및 망가닌은 제외)

시료량(표 1)을 용량 300 см³ 비커에 넣고 질산(1:1) 20 см³를 가하여 시계 유리나 플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다.

표 1

합금을 용해한 후 시계 유리 또는 판과 비커 벽을 물로 씻어내고 황산 7 см³(1:4)을 가하여 물로 150 см³까지 희석한 다음 ГОСТ 6689.1에 따라 전해법으로 구리를 분리한다.

니켈 질량 분율이 1% 미만인 경우 전해액 전체를 사용하고, 니켈 함량이 큰 경우 전해액을 500 см³ 부피 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 용량 600 см³ 비커에 표 1에 따른 분취액을 취하고 이후 분석은 2.3.1항에 기재된 바와 같이 진행한다.

2.3.4. 합금 МНЖКТ 5–1-0,2–0,2의 경우

1 g의 시료를 백금 컵에 넣고 질산(1:1) 15 см³와 불산 1 см³를 가한 뒤 백금 또는 불소수지(플루오로플라스틱) 뚜껑으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 식힌 다음 황산 10 см³(1:1)을 가하고 황산의 백연이 발생할 때까지 졸인다. 잔류물을 냉각한 뒤 30–50 см³의 물을 가하고 가열하여 용해시킨다. 용액을 용량 300 см³ 비커로 옮기고 150 см³까지 희석한다. 10 см³의 끓여낸 질산(1:1)을 가하고 ГОСТ 6689.1에 따라 전해로 구리를 분리한다.

구리가 분리된 전해액에는 니켈이 암모니아성 착이온으로 완전히 전이되도록 암모니아를 가하고 철·티타늄의 수산화물 젤 응집을 위해 따뜻한 곳에 방치한다. 형성된 침전물을 중간 밀도 여과지에 여과하고 암모니아(1:100) 용액으로 침전물과 비커를 세척한다. 침전물은 폐기한다. 여과액을 염산으로 약산성(pH 4–5)으로 조정하고 500 см³ 용적 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 용량 600 см³ 비커에 표 1에 따른 분취액을 넣고 이후 분석은 2.3항에 명시된 바와 같이 진행한다.

2.3.5. 니쯜베르(нейзильбер) 및 망가닌 합금의 경우

시료량(표 1)을 용량 300 см³ 비커에 넣고 질산(1:1) 30 см³를 가하여 시계 유리나 플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다.

용해 후 시계 유리·판과 비커 벽을 물로 씻어내고 황산 7 см³(1:4)을 가하여 물로 150 см³까지 희석한 뒤 ГОСТ 6689.1에 따라 전해로 구리를 분리한다.

납이 함유된 니쯜베르를 분석할 경우 황산은 전해 시작 후 30분이 지난 다음에만 첨가한다.

구리 분리 후 전해액을 용량 600 см³의 비커 또는 500 см³ 용적 플라스크에 옮기고 표 1을 참조하여 분취액을 취한 다음 물로 300 см³까지 희석한다. 용액을 65–70 °C로 가열하고 디메틸글리옥심 용액 25 см³를 교반하면서 가하고 아세트산나트륨 용액을 가하여 침전이 나타날 때까지 조정한 다음 과량으로 4 см³를 추가한다. 아세트산나트륨 용액은 용액의 중앙부에 넣고 비커 벽에만 가하지 않는다. 용액을 따뜻한 곳에서 40–60분 방치한 다음 이후 분석은 2.3.1항에 기재된 바와 같이 진행한다.

3.4. 결과 처리

2.4.1. 니켈의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다

…(수식 이미지)…,

여기서 m — 디메틸글리옥심 니켈 침전물의 질량, g;

0.2032 — 디메틸글리옥심 니켈을 니켈로 환산하는 계수;

m0 — 분취액에 해당하는 합금의 질량, g.

2.4.2. 세 번 평행으로 실시한 측정치 간의 차이(수렴성 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 차이(재현성 지표)는 표 2에 제시된 허용편차를 넘지 않아야 한다.

표 2

2.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의해 승인된 니켈 및 구리-니켈 합금의 국가표준물질(GSO) 또는 산업표준물질(OSO), 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 ГОСТ 25086에 따른 적정법 결과와의 비교로 실시한다.
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* 러시아 연방의 관할 지역에서는 ГОСТ 8.315–97가 유효하며, 본문에서는 이후에도 동일하게 표기함. — 데이터베이스 제작자 주.

3. 적정법에 의한 니켈 정량

3.1. 방법의 본질

본 방법은 구연산 또는 주석산이 존재하는 암모니아성 용액에서 디메틸글리옥심으로 니켈을 난용성 내부배위화합물 형태로 침전시킨 뒤, 지시약으로 에리오크롬 블랙 T를 사용하여 킬레이트 적정(EDTA 적정)으로 니켈을 정량하는 데 기반을 둔다.

3.2. 시약 및 용액

질산 — ГОСТ 4461, 1:1로 희석한 것.

황산 — ГОСТ 4204, 1:1로 희석한 것.

염산 — ГОСТ 3118, 1:1 및 1:3로 희석한 것.

구연산 — ГОСТ 3652, 400 g/dm³ 용액.

주석산(타르타르산) — ГОСТ 5817, 400 g/dm³ 용액.

암모니아수 — ГОСТ 3760.

디메틸글리옥심 — ГОСТ 5828, 알코올 용매에 10 g/dm³ 용액.

염화암모늄 — ГОСТ 3773.

과황산암모늄 — ГОСТ 20478, 250 g/dm³ 용액.

수산화나트륨(NaOH) — ГОСТ 4328, 200 g/dm³ 용액.

아질산나트륨 — ГОСТ 4197, 20 g/dm³ 용액.

아세트산나트륨 — ГОСТ 199, 500 g/dm³ 용액.

과산화수소 — ГОСТ 10929.

질산은(AgNO3) — ГОСТ 1277, 5 g/dm³ 용액.

메틸레드 지시약 — 0.1% 알코올 용액.

에리오크롬 블랙 T — 포화 수용액.

pH 10 완충 용액: 암모니아 570 см³에 염화암모늄 70 g을 가하고 1 dm³까지 물로 희석.

황산마그네슘(MgSO4) — ГОСТ 4523, 0.05 mol/dm³ 용액: MgSO4 12.33 g을 500 cm³ 물에 녹이고 1 dm³ 용적 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채움.

에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산 이나트륨(트릴론 B) — ГОСТ 10652; 0.05 mol/dm³ 용액: 트릴론 B 18.612 g을 500 cm³에 녹이고 1 dm³ 플라스크에 넣어 물로 눈금까지 채움.

니켈 표준품(등급 H0) — ГОСТ 849*.
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* 러시아 연방 관할 구역에서는 ГОСТ 849–2008이 적용됨 — 데이터베이스 제작자 주.

니켈 표준용액: 니켈 1 g을 250 см³ 비커에 넣고 염산(1:1) 20 см³과 과산화수소 10 см³를 소량씩 첨가하여 용해시킨다. 용해 후 과산화수소 과량을 분해하기 위해 1분 끓인 뒤 냉각하여 1000 см³ 용적 플라스크에 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

1 см³의 표준용액에는 0.001 g 니켈이 포함되어 있다.

3.2.1. 트릴론 B 용액의 질량 농도 설정

용량 600 см³ 비커 또는 플라스크에 표준 니켈 용액 10 см³를 넣고 물로 300 см³까지 희석한 다음 3.3.1항에 기재된 절차를 따른다.

트릴론 B 용액의 질량 농도(г/см³로 표현)는 다음 식으로 계산한다

…(수식 이미지)…,

여기서 m — 적정에 취한 분취부의 니켈 질량, g;

V1 — 트릴론 B 용액의 부피(농도 결정 대상), cm³;

V2 — 트릴론 B 적정 시 사용된 황산마그네슘 용액의 부피, cm³;

K — 트릴론 B 농도에 대한 보정 계수.

3.2.2. 트릴론 B 용액 질량 농도에 대한 보정 계수 설정(K)

용량 600 см³ 비커 또는 플라스크에 뷰렛에서 트릴론 B 용액 10 см³를 취하고 수산화나트륨 용액 1방울, 완충용액 7 см³를 가하여 물로 300 см³까지 희석한 뒤 에리오크롬 블랙 T 용액 4–5방울을 넣고 황산마그네슘 용액으로 적정하여 청녹색에서 자주색으로 변하는 종말을 취한다.

보정 계수 K는 다음 식으로 계산한다

…(수식 이미지)…,

여기서 V1 — 적정에 취한 트릴론 B 용액의 부피, cm³;

V2 — 트릴론 B 적정에 사용된 황산마그네슘 용액의 부피, cm³.

3.3. 분석의 수행

3.3.1. 구리 질량 분율이 0.5% 미만인 합금(크로멜 제외)

분석 준비는 2.3.1항에 따라 수행한다. 용량 600 см³ 비커 또는 플라스크에 분취액 10 см³를 넣고 물로 300 см³까지 희석한다. 구연산 또는 주석산 용액 20 см³를 첨가하고 암모니아로 pH 4–5까지 중화한 다음 용액을 세게 교반하면서 디메틸글리옥심 용액 25 см³와 트릴론 B 용액 2–3 см³의 농축 암모니아(사실상 pH 10이 되게) 및 과량으로 2–3방울을 가한다. 침전이 형성된 용액은 따뜻한 곳에서 40–50분 방치하고 중간 밀도 여과지에 여과한 뒤 4–5회 뜨거운 물로 세척한다. 세척된 침전은 뜨거운 물의 흐름으로 여과지에서 비커로 씻어내고 필터는 먼저 30 см³의 염산 용액으로, 그 다음 뜨거운 물로 씻는다.

용액을 끓여 약하게 끓는 상태에서 교반하면서 침전이 완전히 용해될 때까지 가열한다. 용액을 실온으로 식힌 다음 물로 300 см³까지 희석하고 트릴론 B 용액 25 см³를 첨가한다. 메틸레드 지시약(2–3방울)으로 NaOH 용액으로 중화하여 분홍색에서 노란색으로 변할 때까지 조정한다. 뷰렛으로 완충용액 7 см³, 에리오크롬 블랙 T 용액 5방울을 가한 뒤 황산마그네슘 용액으로 청녹색에서 자주색으로 종말 적정한다.

3.3.2. 크로멜 합금의 경우

준비는 2.3.2항에 따르며, 용량 600 см³ 비커에 20 см³의 분취액을 취한 다음 3.3.1항과 동일하게 진행한다.

3.3.3. 구리 질량 분율이 0.5%를 초과하는 합금(단, МНЖКТ 5–1-0,2–0,2, 니쯜베르 및 망가닌 제외)

준비는 2.3.3항에 따르며, 용량 600 см³ 비커에 표 1에 따른 분취액을 취하고 3.3.1항에 기재된 바와 같이 분석을 진행한다.

3.3.4. 합금 МНЖКТ 5–1-0,2–0,2의 경우

준비는 2.3.4항에 따르며, 용량 600 см³ 비커에 표 1에 따른 분취액을 취하고 3.3.1항과 같이 진행한다.

3.3.5. 니쯜베르 및 망가닌 합금의 경우

준비는 2.3.5항에 따르며, 용량 600 см³ 비커에 표 1에 따른 분취액을 취하고 3.3.1항에 기재된 대로 분석을 진행한다.

3.4. 결과 처리

3.4.1. 니켈의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다

…(수식 이미지)…,

여기서 V — 적정에 소비된 트릴론 B 용액의 부피, cm³;

V' — 트릴론 B 적정에 사용된 황산마그네슘 용액의 부피, cm³;

K — 보정 계수(3.2.2항);

c — 트릴론 B 용액의 질량 농도(3.2.1항), g/cm³;

m0 — 분취액에 해당하는 시료의 질량, g.

3.4.2. 세 번 평행으로 실시한 측정치 간의 차이(수렴성 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 차이(재현성 지표)는 표 2에 기재된 허용편차를 초과해서는 안 된다.

3.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의해 승인된 니켈 및 구리-니켈 합금의 국가표준물질(GSO) 또는 산업표준물질(OSO), 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 ГОСТ 25086에 따른 적정법과의 비교로 실시한다.

4. 원자흡광법에 의한 니켈 정량

4.1. 방법의 본질

본 방법은 시료 용액을 아세틸렌-공기 화염에 도입하였을 때 형성되는 니켈 원자에 의해 빛이 흡수되는 정도를 측정하여 니켈을 정량하는 데 기반을 둔다.

4.2. 기기, 시약 및 용액

니켈용 방사원(source)을 갖춘 원자흡광분광계.

질산 — ГОСТ 4461, 1:1로 희석한 것.

불산 — ГОСТ 10484.

황산 — ГОСТ 4204, 1:1로 희석한 것.

니켈 표준품 — ГОСТ 849.

니켈 표준용액: 니켈 1 g을 질산(1:1) 15 см³에 가열하여 용해한 뒤 1 dm³ 용적 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

1 см³의 용액에는 0.001 g 니켈이 포함되어 있다.

4.3. 분석의 수행

4.3.1. 규소 및 티타늄을 포함하지 않는 합금의 경우

시료 0.1 g을 질산(1:1) 10 см³에 가열하여 용해한다. 용액을 100 см³ 용적 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운다.

아세틸렌-공기 화염에서 파장 341.5 nm에서 니켈의 원자흡광도를 측정하되, 동시에 검량용 표준용액들로 측정한다.

4.3.2. 규소 및 티타늄을 포함하는 합금의 경우

시료 0.1 g을 백금 컵에 넣고 질산(1:1) 10 см³와 불산 2 см³로 가열하여 용해시킨다. 이어 황산 10 см³(1:1)을 가하고 황산의 백연이 발생할 때까지 졸인다. 컵을 냉각한 뒤 잔류물을 50 см³의 물에 가열하여 용해한다. 용액을 100 см³ 용적 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 니켈의 원자흡광도 측정은 4.3.1항에 따름.

4.3.3. 검량곡선 작성

100 см³ 용적 플라스크 8개에 표준 니켈 용액을 각각 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 7.0 см³씩 취하여 이는 각각 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0; 7.0 mg 니켈에 해당한다. 모든 플라스크에 질산(1:1) 10 см³를 가하고 물로 눈금까지 희석한다. 4.3.1항에 따라 니켈의 원자흡광도를 측정하여 검량곡선을 작성한다.

4.4. 결과 처리

4.4.1. 니켈의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다

…(수식 이미지)…,

여기서 c — 검량곡선에서 얻은 니켈 농도, g/cm³;

V — 시료 용액의 부피, cm³;

m — 시료의 질량, g.

4.4.2. 세 번 평행으로 실시한 측정치 간의 차이(수렴성 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 차이(재현성 지표)는 표 3에 제시된 허용편차를 초과해서는 안 된다.

표 3

4.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의해 승인된 니켈 및 구리-니켈 합금의 국가표준물질(GSO) 또는 산업표준물질(OSO), 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 добавок법(spike 방법)에 따라 ГОСТ 25086에 준하여 실시한다.