ГОСТ 6689.3-92

ГОСТ 6689.3−92 니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금. 니켈과 코발트 합의 정량법

ГОСТ 6689.3−92

그룹 B59

소비에트 연방 국가 표준

니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금

니켈과 코발트 합의 정량법

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Method for the determination of nickel and cobalt sum

ОКСТУ 1709

시행일 1993−01−01

참고 정보

1. 본 표준은 소비에트 연방 금속공업부에서 개발·제출함

개발자

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

2. 소비에트 표준화·계량 위원회 결의 от 18.02.92 N 167에 의해 승인·시행

3. 대체 대상: ГОСТ 6689.3−80

4. 인용된 규범·기술 문서

본 표준은 니켈계 및 구리-니켈계 합금에서 니켈과 코발트의 합(질량분율이 0.5% 초과일 때)을 전기중량법으로 결정하는 방법을 규정하며, 크로멜 합금(ГОСТ 492* 및 ГОСТ 19241에 따름)은 제외한다.
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 492−2006가 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

이 방법은 암모니아성 매질에서 황산암모늄 존재 하에 니켈과 코발트를 전해적으로 침적시켜 측정하는 데 기초한다.

니켈과 코발트의 합을, 니켈을 ГОСТ 6689.2에 따라, 코발트를 ГОСТ 6689.9에 따라 각각 따로 측정한 결과를 합산하여 결정하는 것도 허용된다.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 25086에 따르며, ГОСТ 6689.1의 절 1에 따른 보충 규정이 적용된다.

2. 장비, 시약, 용액

직류 전해장치.

백금 전극 — ГОСТ 6563에 준함.

질산 — ГОСТ 4461, 희석 1:1.

황산 — ГОСТ 4204, 희석 1:1 및 1:4.

불산 — ГОСТ 10484.

염산 — ГОСТ 3118 및 2 몰/дм³ 용액.

신선하게 조제한 혼합산: 농염산 3부에 농질산 1부를 혼합하여 준비함.

암모니아수 — ГОСТ 3760, 희석 1:1 및 1:50.

과황산암모늄(аммоний надсернокислый) — ГОСТ 20478, 200 g/дм³ 용액.

황산암모늄 — ГОСТ 3769.

황산히드라진(히드라진 황산염) — ГОСТ 5841, 10 g/дм³ 용액.

디메틸글리옥심 — ГОСТ 5828, 에탄올 용매에 10 g/дм³ 용액.

정제 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300.

염화나트륨 — ГОСТ 4233, 포화 용액.

수산화나트륨 — ГОСТ 4328, 50, 100 g/дм³ 및 2 몰/дм³ 용액.

로단화칼륨(칼륨 티오시아네이트) — ГОСТ 4139, 10 g/дм³ 용액.

질산은(은 질산염) — ГОСТ 1277, 5 g/дм³ 용액.

음이온 교환수지(아니오나이트) — AB-17, АН-31 또는 ЭДЭ-10

참고.

2.1. 크로마토그래픽(이온교환) 컬럼 준비

50 g의 음이온수지를 500 см³ 용량의 비커에 넣고 포화 염화나트륨 용액 400 см³로 적셔 실온에서 24시간 방치한다. 용액을 버리고 음이온수지를 2 몰/дм³ 염산 용액을 사용해 디칸테이션으로 씻어 철 이온이 제거될 때까지(로단화칼륨 반응으로 확인) 세척한다.

음이온수지를 먼저 50 g/дм³ 수산화나트륨 용액으로 세척한 다음 100 g/дм³ 용액으로 씻어 염화이온이 완전히 제거될 때까지(질산은 반응으로 확인) 세척한다. 음이온수지를 물로 헹궈 약한 알칼리성 반응이 될 때까지 세척한 후 2 몰/дм³ 염산을 세 번 처리한다.

이온교환 컬럼의 하부에는 유리솜을 3−5 mm 층으로 깔고, 컬럼을 음이온수지로 높이 30−32 cm까지 채운 뒤 2 몰/дм³ 염산으로 적시되게 한다. 이때 수지 입자 사이에 공기 방울이 남지 않도록 주의한다. 수지를 통해 용액을 통과시키기 전에 수지 위의 염산층 높이는 1−2 cm이어야 한다.

크로마토그래픽 분리가 끝나면 음이온수지를 재생한다: 컬럼을 물로 흘려보내며 세척수의 반응이 약한 알칼리성이 될 때까지 헹구고, 그 다음 100 см³ 2 몰/дм³ 염산을 통과시킨다.

3. 분석 실시

3.1. 구리가 0.05% 미만인 합금의 경우

3.1.1. 규소 함량이 0.1% 미만인 합금의 경우

시료 1 g을 300 см³ 용량 비커에 넣고 질산(1:1) 15 см³를 첨가한 후 시계유리나 유리·플라스틱 덮개를 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 덮개와 비커 벽을 물로 헹구고 황산(1:1) 10 см³를 첨가하여 황산 증기가 풍부하게 발생할 때까지 졸여 제거한다.

잔류물을 식힌 뒤 가열하여 100 см³의 물에 용해시킨다.

만약 망간이 1%를 초과하는 합금인 경우, 용액에 과황산암모늄 용액 20 см³를 넣고 용액을 끓여 과황산암모늄 과잉이 완전히 분해될 때까지(산소 방울 방출이 멈출 때까지) 15−20분 약한 끓임을 유지한다.

냉각된 용액에 암모니아를 넣어 니켈이 전부 용해성 암모니아 착물로 전환되게 한다. 만약 알루미늄, 철, 망간의 수산화물이 침전되면 그 용액과 침전물을 60−70°C로 가열하여 약 30분 유지한다. 침전물을 중간 밀도의 필터로 여과하고 침전물이 든 비커와 필터를 뜨거운 암모니아(1:50)로 3−4회 세척한다. 여과액은 보존한다. 침전물은 뜨거운 황산(1:4) 10 см³에 용해시킨다. 필터를 뜨거운 물로 철저히 씻어 용액과 세척수를 전해가 수행된 비커에 모아 다시 암모니아로 알루미늄·철·망간 수산화를 재침전시킨다. 침전물을 중간 밀도 필터로 여과하고 암모니아(1:50) 용액으로 니켈에 대한 반응이 음성(디메틸글리옥심 반응, 아래 참조)일 때까지 철저히 세척한다. 두 여과액을 합해 120 см³까지 졸여 농축한다.

암모니아 용액 또는 여과액을 60−70°C로 가열하고 암모니아(1:1) 25 см³와 황산암모늄 3 g을 첨가한다.

전극을 용액에 침지시키고 2−3 A의 전류로 교반하면서 전해를 수행한다. 전해용액이 든 비커는 시계유리 두 조각이나 전극과 교반기용 구멍이 있는 유리·플라스틱 판으로 덮는다. 전해 중에는 황산히드라진 용액을 0.5−1.5 см³씩 소량씩 전해액에 추가하는 것이 권장된다.

용액이 탈색된 후 전해를 10분 더 계속하고 니켈의 완전 침적 여부를 확인한다. 이를 위해 도자기 컵에 전해액 몇 방울을 취해 디메틸글리옥심 용액 몇 방울을 더하고 잉여 암모니아를 제거할 때까지 가열한다. 이때 붉은 침전이 형성되거나 용액이 분홍색으로 착색되지 않으면 전해가 완료된 것으로 본다. 전류를 끄지 않은 상태에서 전극을 물로 헹구고 음극을 차례로 세 개의 비커에 담긴 물로 씻은 다음 전류를 끈 뒤 음극을 에틸 알코올 200 см³가 든 비커에서 세척한다. 한 번의 술세척액은 20개의 전극까지 세척에 사용할 수 있다. 음극을 105 °C에서 상수질량이 될 때까지 건조시키고 무게를 측정한다.

3.1.2. 규소 함량이 0.1%를 초과하는 합금의 경우

시료 1 g을 백금 컵에 넣고 농질산 10 см³, 불산 2−3 см³를 첨가한 뒤 백금 또는 플루오로플라스틱(플루오로플라스틱) 뚜껑으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 뚜껑과 컵 벽을 물로 헹구고 황산(1:1) 10 см³를 첨가하여 희고 농한 황산증기가 풍부하게 발생할 때까지 졸인다. 식힌 잔류물을 가열하면서 100 см³의 물에 용해한 후, 비커(300 см³)에 옮기고 이후는 3.1.1항에 따라 처리한다.

3.2. 구리가 0.05%를 초과하는 합금의 경우

3.2.1. 규소 함량이 0.1% 미만인 합금의 경우

합금 시료 무게는 니켈+코발트 합이 10% 미만이면 2 g, 10% 초과이면 1 g을 취해 300 см³ 비커에 넣고 질산(1:1) 30 또는 15 см³를 넣어 시계유리나 유리·플라스틱 덮개로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 덮개와 비커 벽을 물로 헹구고 용액을 산화질소 제거를 위해 끓여 제거한다. 용액을 물로 150 см³로 희석하고 황산(1:4) 7 см³를 첨가한 뒤 구리를 ГОСТ 6689.1에 따라 전해로 분리·침적시킨다.

구리를 분리한 후 전해액에 황산(1:1) 10 см³를 넣고 희고 농한 황산 증기가 풍부하게 발생할 때까지 졸인 다음 3.1.1항과 같이 계속 진행한다.

3.2.2. 규소 함량이 0.1%를 초과하는 합금의 경우

시료 1 g을 백금 컵에 넣고 농질산 10 см³, 불산 2−3 см³를 첨가하여 플래티넘 또는 플루오로플라스틱 뚜껑으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 용해 후 뚜껑과 컵 벽을 물로 헹구고 황산(1:1) 10 см³를 첨가하여 희고 농한 황산 증기가 풍부하게 발생할 때까지 졸인다. 잔류물을 식혀 가열수로 용해한 뒤 300 см³ 비커에 옮기고 물로 150 см³로 희석한다. 끓여 처리한 질산(1:1) 15 см³를 첨가하고 ГОСТ 6689.1에 따라 구리를 전해로 침적·제거한다.

구리를 분리한 전해액은 황산 증기 발생 시작 직전까지 졸인 후 3.1.1항에 따라 계속 처리한다.

3.3. 니제르(нейзильбер) 합금의 경우

시료 1 g을 300 см³ 비커에 넣고 혼합산 20 см³를 첨가한 뒤 시계유리나 유리·플라스틱 덮개로 덮고 가열하여 용해시킨다.

용액을 건조할 때까지 증발시킨다. 잔류물에 농염산 10 см³를 넣고 다시 건조시킨다. 이 동작을 질산이 완전히 제거될 때까지 총 4회 반복한다.

식힌 건조 잔류물을 가열하여 50 см³ 2 몰/дм³ 염산에 용해한다.

용액을 식혀 신선히 준비된 크로마토그래픽 컬럼을 통해 5 cm/분의 속도로 통과시켜 니켈과 코발트를 분리한다. 컬럼과 비커를 2 몰/дм³ 염산으로 엘루엇(용출액)이 니켈에 대해 음성(디메틸글리옥심 검사)일 때까지 씻는다. 엘루엇에 황산(1:1) 10 см³를 넣고 용액을 희고 농한 황산 증기가 풍부하게 발생할 때까지 졸인다. 잔류물을 식혀 가열수로 용해하여 물로 150 см³로 희석한 다음 질산(1:1) 15 см³를 첨가하고 3.2.2항에 따라 계속 처리한다.

4. 결과 처리

4.1. 니켈과 코발트 합의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다

(식은 원문에 표기된 공식을 그대로 적용)

여기서 m1 — 니켈·코발트 침적물이 있는 음극의 질량;

m0 — 음극 자체의 질량, g;

m — 시료의 질량, g.

4.2. 세 번의 평행 측정치 간의 편차(일치 지표)와 두 번의 분석 결과 간의 편차(재현성 지표)는 표에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다.

4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 국가 표준물질(GSO), 산업 표준물질(OSO) 또는 기업 표준물질(SOP)인 니켈, 니켈계 및 구리-니켈 합금의 표준물질을 ГОСТ 8.315*에 따라 사용하고, ГОСТ 25086에 따라 수행한다.
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* 러시아 연방에서는 ГОСТ 8.315−97가 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.