ГОСТ 6689.5-92

ГОСТ 6689.5−92 니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금. 철의 측정 방법

ГОСТ 6689.5−92

그룹 В59

소련 국가 표준

니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금

철의 측정 방법

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

ОКСТУ 1709

시행일 1993−01−01

정보 자료

1. 개발 및 제출: 소비에트 연방 금속공업성

개발자

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

2. 소련 표준화 및 계량 위원회 결의 1992.02.18 №167에 의해 승인 및 시행

3. 대체: ГОСТ 6689.5−80

4. 참조 규범·기술 문서

참조된 표준의 표기	해당 절, 항 번호
ГОСТ 8.315−91	2.4.3; 3.4.3; 4.4.3
ГОСТ 61–75	2.2
ГОСТ 199–78	2.2
ГОСТ 492–73	서문
ГОСТ 849–70	4.2
ГОСТ 859–78	4.2
ГОСТ 3118–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 3373–73	3.2
ГОСТ 3760–79	2.2; 3.2
ГОСТ 3773–72	2.2
ГОСТ 4204–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 4220–75	3.2
ГОСТ 4238–77	2.2
ГОСТ 4461–77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 5456–79	2.2
ГОСТ 5825–70	3.2
ГОСТ 6552–80	3.2
ГОСТ 6689.1−92	제1절
ГОСТ 10484–78	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 10929–76	2.2; 3.2
ГОСТ 19241–80	서문
ГОСТ 25086–87	제1절; 2.4.3; 3.4.3; 4.4.3

본 표준은 광도법(철의 질량분율 0,001~0,1% 범위), 적정법(질량분율 0,4~6,5% 범위) 및 원자흡광법(질량분율 0,004~6,5% 범위)에 의한 니켈 및 구리-니켈 합금의 철 측정 방법을 ГОСТ 492* 및 ГОСТ 19241에 따라 규정한다.
______________
* 러시아 연방 지역에서는 ГОСТ 492–2006가 적용된다. — 데이터베이스 제작자의 주석.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086을 따르며, 추가 사항은 ГОСТ 6689.1 제1절에 따른다.

2. 1,10-페난트롤린 또는 α,α'-디피리딜을 이용한 철의 광도법

2. 1,10-페난트롤린 또는 -디피리딜을 이용한 철의 광도법

2.1. 방법의 본질

이 방법은 알루미늄 수산화물과의 공침으로 먼저 철을 분리한 다음, 염산성 하이드록실아민(히드록실아민 염산염) 존재하에서 1,10-페난트롤린 또는 α,α'-디피리딜과의 철(II) 착물 용액의 광학 밀도를 측정하는 것에 기초한다.

2.2. 장비, 시약 및 용액

광전색도계 또는 분광광도계.

질산 — ГОСТ 4461에 따른 것, 1:1로 희석한 용액 및 2% 용액.

염산 — ГОСТ 3118에 따른 것, 1:1 및 1:2로 희석한 용액.

황산 — ГОСТ 4204에 따른 것, 1:1로 희석한 용액.

초산 — ГОСТ 61에 따른 것.

불산 — ГОСТ 10484에 따른 것.

암모니아수 — ГОСТ 3760에 따른 것, 1:100으로 희석한 용액.

염화암모늄 — ГОСТ 3773.

초산나트륨 — ГОСТ 199.

과산화수소 — ГОСТ 10929, 5% 용액.

황산-암모늄 알루미늄(암모늄 알루미늄 규석, alum) — ГОСТ 4238, 10 g/dm³ 용액: 10 g의 규석을 용량 플라스크(1 дм³)에 넣고 150–200 см³의 물에 녹인 다음 20 см³의 황산(1:1)을 첨가하고 물로 눈금까지 채운다.

염산성 하이드록실아민 — ГОСТ 5456, 10 g/dm³ 용액, 신선히 조제한 것.

1,10-페난트롤린 염산염, 1.5 g/dm³ 용액: 1.5 g의 시약을 200 см³ 용량의 비커에 넣고 몇 방울의 진한 염산을 첨가한 뒤 가열하여 50 см³의 물에 녹이고, 이를 1 дм³ 용량 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 용액은 암갈색 병에 보관한다.

α,α'-디피리딜(디피리딜), 용액: 1.5 g의 시약을 몇 방울의 진한 염산을 첨가한 채 가열하여 50 см³의 물에 녹이고, 이를 1 дм³ 용량 플라스크에 옮겨 물로 눈금까지 희석한다. 용액은 암갈색 병에 보관한다.

완충용액: 아세트산나트륨 272 g을 500 см³의 물에 용해시키고 아세트산 240 см³를 첨가한 다음 여과하여 물로 1 дм³까지 채운다.

신선히 조제한 시약 혼합액: 염산성 하이드록실아민 용액 1부와 1,10-페난트롤린 염산염 용액 1부 또는 α,α'-디피리딜 용액 1부를 완충용액 3부와 혼합한다.

금속 철(표준물질).

표준 철 용액

용액 A: 1.0 g의 철을 질산(1:1) 20 см³에 용해시키고 질소산화물 제거를 위해 끓인 후 냉각하여 1000 см³ 용량 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.

용액 A의 1 см³에는 0.001 g의 철이 포함되어 있다.

용액 B: 용액 A 10 см³를 1000 см³ 용량 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운다.

용액 B의 1 см³에는 0.00001 g의 철이 포함되어 있다.

2.3. 분석의 수행

2.3.1. 규소와 크롬이 각각 0.1% 이상 함유되어 있고 텅스텐을 포함하지 않는 합금의 경우

약 15 g의 합금을 용량 300 см³ 비커에 넣고 염산(1:1) 200 см³를 가한 후 실온에서 약 3분간 가끔 저어가며 둔다. 그런 다음 염산을 버리고, 절삭물을 여러 번 물로 세척한 뒤 건조기(오븐)에서 (110±10) °C로 건조한다. 이렇게 정제한 절삭물에서 정량시료(표 1 참조)를 취하여 용량 250 см³ 비커에 넣고 질산(1:1)(표 1 참조)을 첨가한 뒤 시계유리 또는 유리·플라스틱 판으로 덮고 가열하여 용해시킨다. 시계유리(또는 판)와 비커 벽을 물로 헹구고 물을 더하여 150 см³까지 맞춘다. 암모늄 알루미늄 황산염 용액 5 см³, 염화암모늄 5 g 및 암모니아(농·희석에 관계없이)를 첨가하여 니켈과 구리의 용해성 암모니아 착이온을 형성시킨다. 용액을 60 °C에서 유지하여 철 및 알루미늄 수산화물 침전을 응집시킨다. 침전물을 중간 여과지로 여과하고 비커와 침전물을 암모니아 용액(1:100)으로 3–5회 뜨겁게 세척한다. 침전물은 10 см³ 염산(1:1)에 용해시키고 여과지는 3–5회 뜨거운 물로 세척하여 세척수를 침전이 일어난 비커에 모은다. 망간을 함유한 합금의 분석에서는 침전물을 용해할 때 과산화수소 용액을 몇 방울 첨가한다. 침전·여과·세척·용해 과정을 반복한다. 두 번째로는 여과지 위에서 침전물을 5 см³ 과산화수소 용액의 존재하에 용해한다. 표 1 (표 구성) - 철의 질량 분율 (범위) - 시료 질량, g - 질산(1:1) 양, см³ - 용액의 분취 부분, см³ 값: - 0.001% 이상 — 0.002% 이하: 시료 5.0 g, 질산 50 см³, 전 용액 사용 - 0.002% 초과 — 0.02% 이하: 시료 5.0 g, 질산 50 см³, 분취 10 см³ - 0.02% 초과 — 0.5% 이하: 시료 0.5 g, 질산 20 см³, 분취 10 см³ - 0.5% 초과 — (표에 따름): 시료 0.5 g, 질산 20 см³, 분취 5 cm³ (원문 표의 배열 참고) 합금 중 철의 질량 분율이 0.002% 미만인 경우, 용액을 용량 100 см³ 부피 플라스크에 옮기고 물을 50 см³까지 채운다. 반응 혼합물 25 см³를 첨가한 후 물로 눈금까지 희석하고 혼합한다. 30분 후, 두께 5 cm인 흡광층 큐벳을 사용하여 분광광도계에서 510 nm에서 용액의 광학 밀도(흡광도)를 측정하거나 녹색 필터를 장착한 광전 컬러리미터로 측정한다. 비교 용액은 대조실험 용액이다. 합금 중 철의 질량 분율이 0.002%를 초과하는 경우, 용액을 용량 100 см³ 부피 플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채운 뒤 혼합하고(표 1 참조) 다른 100 см³ 부피 플라스크에 분취 부분(표 1 참조)을 취하여 물로 50 см³까지 희석한 다음 앞서 설명한 방법대로 진행한다. 2.3.2. 크롬 또는 규소가 0.1%를 초과하는 합금의 경우 시료(표 1 참조)를 백금 도가니에 넣고 불산 1 см³와 질산(1:1) 10 см³를 첨가하여 가열 용해한다. 냉각 후 도가니 벽을 물로 헹구고 황산(1:1) 10 см³를 첨가하여 용액을 증발시켜 황산의 흰 연기가 발생할 때까지 농축한다. 잔류물을 냉각한 뒤 30–40 см³의 물을 첨가하고, 용액을 용량 250 см³ 비커로 옮겨 물로 150 см³까지 희석한 뒤 항 2.3.1의 방법에 따라 진행한다. 2.3.3. 텅스텐을 함유한 합금의 경우 시료(표 1 참조)를 용량 300 см³ 비커에 넣고 질산(1:1)(표 1 참조)을 가한 뒤 시계유리 등으로 덮고 가열하여 용해한다. 시계유리와 비커 벽을 물로 헹군 후 용액을 시럽 상태까지 증발시키고 물로 60 см³까지 희석한 다음 따뜻한 곳에서 침전물의 침강 및 용액의 맑아짐을 위해 방치한다. 발생한 텅스텐산 침전물을 두 겹의 조밀한 여과지로 여과하고 뜨거운 20% 질산 용액으로 세척한다. 침전물은 폐기하고 여과액을 물로 200 см³까지 희석한 뒤 암모늄 알루미늄 황산염 5 см³를 첨가하고 이후 항 2.3.1의 절차에 따라 진행한다. 2.3.4. 검량선 작성 100 см³까지의 부피 플라스크에 표준 철용액 B를 0.5; 1.0; 3.0; 5.0; 7.0; 10.0; 20.0; 30.0 см³씩 넣고 물로 50 см³까지 희석한 뒤 항 2.3.1과 같이 분석을 진행한다. 2.4. 결과 처리 2.4.1. 철의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (원문에 제시된 식 참조) 여기서 m — 검량선에 의해 구한 철의 질량, g; m0 — 분취 용액에 대응하는 시료 질량, g. 2.4.2. 세 번의 병행 측정 결과의 편차(일치성 지표) 및 두 번의 분석 결과의 편차(재현성 지표)는 표 2에 제시된 허용 편차 값을 초과해서는 안 된다. 표 2 (표 구성: 철의 질량 분율 범위별 허용 편차(%) — 병행 3회 및 2회 결과에 대한 허용치) 예: 0.001% 이상 0.003% 이하: 병행(3회) 허용편차 0.0008%, 재현성(2회) 0.001% 등(원문 표 참조) 2.4.3. 분석 결과의 정확성 관리는 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 기업표준물질(SOP) 니켈·니켈계 및 구리-니켈 합금 표준물질(ГОСТ 8.315에 따라 승인된 것)을 사용하여 행하거나, 첨가법 또는 ГОСТ 25086에 따른 원자흡광법으로 얻은 결과와 비교하여 수행한다. (참고: 러시아 연방에서는 ГОСТ 8.315–97이 적용됨 — 원문 데이터베이스 제작자 주) 3. 적정법에 의한 철의 정량 3.1. 방법의 요지 이 방법은 3가 철(Fe(III))을 염화주석(II)으로 환원하여 2가 철(Fe(II))으로 만든 다음, 이 Fe(II)를 중크롬산칼륨 용액으로 적정하는 데 기반하며 종말점 지시는 디페닐아민을 지시약으로 하여 전위차법 또는 눈금법(육안)으로 한다. 3.2. 기기, 시약 및 용액 - 염화은 기준전극을 갖춘 전위차계 및 백금 지시전극. - 염산: ГОСТ 3118 및 1:1 희석액. - 질산: ГОСТ 4461. - 황산: ГОСТ 4204 및 1:1 희석액. - 인산(orthophosphoric): ГОСТ 6552. - 산 혼합물: 황산(1:1) 300 см³ 및 인산 300 см³를 물로 1 dм³까지 희석. - 암모니아수: ГОСТ 3760 및 1:100 희석액. - 염화주석(II): 신제조 용액 100 g/dm³(염산(1:1) 중). - 염화수은(II) 용액 40 g/dm³. - 디페닐아민: ГОСТ 5825, 농 황산 중 10 g/dm³ 용액. - 중크롬산칼륨(K2Cr2O7): ГОСТ 4220, 0.017 mol/dm³ 용액 — 시약 2.4519 g(160±5 °C에서 2시간 건조한 것)를 물에 녹여 1000 см³ 부피 플라스크에 담아 물로 눈금까지 희석. 1 см³ 용액은 0.002792 g의 철에 해당. - 불산: ГОСТ 10484. - 염화암모늄: ГОСТ 3373. - 과산화수소: ГОСТ 10929, 30% 용액. - 디페닐아민술폰산 나트륨염: 2 g/dm³ 용액. 3.3. 분석 수행 3.3.1. 시료 2 g(철 질량 분율 0.4–3.0%일 때) 또는 1 g(철 질량 분율 >3%일 때)을 20 см³ 염산(1:1) 및 10 см³ 질산에 용해하기 위해 가열한다(용량 600 см³ 비커 사용). 용해 후 용액을 물로 150 см³까지 희석한다. 규소 질량 분율이 0.05%를 초과하는 합금의 경우 시료를 백금 도가니에서 20 또는 10 см³ 질산(1:1) 및 1 см³ 불산을 사용해 가열 용해한 후 10 см³ 황산(1:1)을 가하여 황산의 흰 연기가 나올 때까지 농축한다. 잔류물을 20–30 см³ 물에 용해하여 600 см³ 비커로 옮기고 질산(1:1) 5 см³를 첨가한 후 물로 150 см³까지 희석한다. 엑세스: 염화암모늄 5 g과 암모니아를 첨가하여 니켈과 구리의 용해성 암모니아 착이온을 형성시킨다. 용액을 60 °C에서 유지하여 철 수산화물의 응집을 유도한다. 침전물을 중간여과지로 여과하고 비커와 침전물을 암모니아 용액(1:100)으로 3–5회 뜨겁게 세척한다. 침전물을 10 см³ 염산(1:1)과 과산화수소 몇 방울을 첨가한 비커에서 용해하고 여과지를 뜨거운 물로 세척한다. 침전·여과·세척·용해 과정을 반복한다. 용액을 끓인 후 염화주석(II) 용액을 몇 방울 첨가하여 삼가철(Fe(III))을 이가철(Fe(II))로 환원시킨다. 그런 다음 용액을 냉각하고 염화수은(II) 용액 5 см³, 산 혼합물 15 см³를 추가하고 물로 200 см³까지 희석한 뒤 중크롬산칼륨 용액으로 전위차법으로 적정하여 전위의 급격한 변화를 확인하거나 디페닐아민 용액 또는 디페닐아미노술폰산 나트륨염 용액을 몇 방울 넣어 보라색으로 변할 때까지 적정한다. 3.4. 결과 처리 3.4.1. 철의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (원문에 제시된 식 참조) 여기서 V — 중크롬산칼륨 용액의 소비부피, см³; 0.002792 — 0.017 mol/dm³ 중크롬산칼륨 용액의 철에 대한 질량( g ); m — 시료 질량( g ). 3.4.2. 세 번의 병행 측정의 편차(일치성) 및 두 번의 분석 결과의 편차(재현성)는 표 2에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다(위 표 참조). 3.4.3. 분석 결과의 정확성 관리는 표준물질(GSO, OSO, SOP) 또는 ГОСТ 25086에 따른 원자흡광법으로 얻은 결과와의 비교로 수행한다. 4. 원자흡광법에 의한 철의 정량 4.1. 방법의 요지 이 방법은 시료 용액을 아세틸렌-공기 불꽃에 도입했을 때 생성되는 철 원자에 의한 흡광을 측정하는 데 기반한다. 4.2. 기기, 시약 및 용액 - 철용 광원 장착 원자흡광분석기(AAS). - 질산: ГОСТ 4461 및 1:1, 1:100 희석액. - 염산: ГОСТ 3118 및 1 및 2 mol/dm³ 용액. - 산 혼합물: 질산 1부에 염산 3부를 혼합. - 불산: ГОСТ 10484. - 황산: ГОСТ 4204, 1:1 희석. - 금속철(카보닐 철) 또는 국가표준물질 N 666–81 P 유형1. - 표준 철용액: 0.1 g 철을 10 см³ 질산(1:1)로 용해하여 1 dм³ 부피 플라스크에 옮겨 눈금까지 물로 희석. 1 см³ 용액은 0.0001 g의 철을 포함. - 구리 표준(ГОСТ 859*), 표준 구리용액: 10 g 구리를 80 см³ 질산(1:1)로 용해하여 100 см³ 부피 플라스크로 옮겨 눈금까지 물로 희석. 1 см³는 0.1 g 구리에 해당. - 니켈 표준(ГОСТ 849*), 표준 니켈용액: 10 g 니켈을 80 см³ 질산(1:1)로 용해하여 100 см³ 부피 플라스크로 옮겨 물로 희석. 1 см³는 0.1 g 니켈에 해당. (각주: ГОСТ 관련 최신 번호는 원문 참조) 4.3. 분석 수행 4.3.1. Sn, Si, Cr, W, Ti를 포함하지 않는 합금의 경우 표 3에 제시된 시료 질량을 취하여 10–20 см³ 질산(1:1)로 가열 용해한다. 용액을 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운다. 철 질량 분율이 1.0%를 초과하면 시료용액 10 см³를 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 2 mol/dm³ 염산 10 см³를 더하여 물로 눈금까지 채운다. 대조실험을 동시에 수행한다. 아세틸렌-공기 불꽃에서 파장 248.3 nm에서 시료의 원자 흡광을 검량액과 병행 측정한다. 표 3 (표 구성) - 철의 질량 분율 범위 - 시료 질량, g - 표준 구리 또는 니켈 용액 부피, см³ 값 예: - 0.004% 이상 — 0.05% 이하: 시료 2 g, 표준 금속 용액 20 см³ - 0.05% 초과 — 0.1% 이하: 시료 1 g, 표준 용액 10 см³ - 0.1% 초과 — 6.5% 이하: 시료 0.1 g, 표준 용액 없음(원문 표 참조) 4.3.2. 주석이 0.05%를 초과하는 합금의 경우 시료(표 3 참조)를 산 혼합물 10 см³로 가열 용해한 뒤 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 1 mol/dm³ 염산으로 눈금까지 채운다. 철 질량 분율이 1.0%를 초과하면 시료용액 10 см³를 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 1 mol/dm³ 염산으로 눈금까지 채운다. 대조실험을 동시에 수행하고 4.3.1항과 같이 원자흡광을 측정한다. 4.3.3. 규소, 티타늄, 크롬을 포함하는 합금의 경우 시료(표 3 참조)를 백금 도가니에 넣고 10–20 см³ 질산(1:1) 및 2 см³ 불산으로 가열 용해한다. 그런 다음 10 см³ 황산(1:1)을 추가하고 황산의 흰 연기가 발생할 때까지 농축한다. 도가니를 냉각한 뒤 잔류물을 50 см³ 물에 가열 용해하고 100 см³ 부피 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 철 질량 분율이 1.0%를 초과하면 시료용액 10 см³를 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 2 mol/dm³ 염산 10 см³를 추가하여 물로 눈금까지 채운다. 대조실험을 동시에 수행하고 항 4.3.1과 같이 원자흡광을 측정한다. 4.3.4. 텅스텐을 포함하는 합금의 경우 시료(표 3 참조)를 10–20 см³ 질산(1:1)로 가열 용해한 뒤 30 см³의 뜨거운 물을 추가하여 생성된 텅스텐산 침전물을 조밀 여과지로 여과하고 뜨거운 희석 질산(1:100)으로 세척한다. 여과액을 100 см³ 부피 플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운다. 철 질량 분율이 1.0%를 초과하면 시료용액 10 см³를 100 см³ 부피 플라스크로 옮기고 2 mol/dm³ 염산 10 см³를 추가한 뒤 물로 눈금까지 채운다. 대조실험을 동시에 수행하고 항 4.3.1과 같이 원자흡광을 측정한다. 4.3.5. 검량선 작성 100 см³ 부피 플라스크 6개에 표준 철용액을 각각 0.8; 2.0; 4.0; 6.0; 8.0; 10.0 см³씩 넣어 0.08; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 mg 철에 해당하도록 준비한다. 모든 플라스크에 2 mol/dm³ 염산 10 см³를 첨가한다. 철의 질량 분율이 0.1% 미만인 경우 표 3의 분취량에 따라(합금의 기지금속이 구리이면 구리 표준, 니켈이면 니켈 표준을 사용) 표준 용액을 분취하여 물로 눈금까지 채운다. 항 4.3.1과 같이 원자흡광을 측정하고 검량선을 작성한다. 4.4. 결과 처리 4.4.1. 철의 질량 분율(%)은 다음 식으로 계산한다: (원문에 제시된 식 참조) 여기서 c — 검량선으로부터 얻은 분석 용액 중 철의 농도, g/cm³; c0 — 대조실험 용액의 철 농도(검량선으로부터), g/cm³; V — 용액 부피, см³; m — 시료 질량, g. 4.4.2. 세 번의 병행 측정 결과의 편차(일치성) 및 두 번의 분석 결과의 편차(재현성)는 표 2에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다. 4.4.3. 분석 결과의 정확성 관리는 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 기업표준물질(SOP)을 사용하거나 광학법(분광·적정법)으로 얻은 결과와 비교(ГОСТ 25086 준수)하여 수행한다. (참고: 본 번역은 원문에 제시된 수치·절차·표·식 등을 충실히 한국어로 옮긴 것으로, 실험 전 원문 표 및 식을 반드시 확인하시기 바랍니다.)