ГОСТ 8775.3-87

ГОСТ 8775.3−87 리튬. 마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨의 측정법

ГОСТ 8775.3−87

그룹 B59

소련 국가 표준(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР)

리튬

마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨의 측정법

Lithium.
마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨의 측정법

ОКСТУ 1709

유효기간: 01.07.88부터
~ 01.07.93*
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* 유효기간 제한은 국가간 표준화·계측 및 인증에 관한 국제이사회 회의록에 따라 철폐됨(ИУС N 2, 1993년). -
데이터베이스 작성자 주석.

정보 자료

1. 1987년 9월 28일 소련 국가 표준 위원회 결의 N 3764로 승인 및 발효

2. 최초 검토 기한 1991년

검토 주기 5년

3. 대체 대상: ГОСТ 8775–75 (제4절)

4. 인용된 규범·기술 문서

본 표준은 리튬 중 불순물인 마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨을 분광법으로 정량하는 방법을 규정하며, 해당 원소들의 질량분율 범위는 마그네슘 0,002~0,05%, 망간 0,0003~0,01%, 철 0,002~0,04%, 알루미늄 0,001~0,04%, 규소 0,003~0,04%, 바륨 0,003~0,04%이다.

본 방법은 마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨의 발광 스펙트럼을 여기시키고 이를 사진법 또는 광전법으로 기록하는 데 기초한다.

1. 일반 요구사항

1.1. 분석법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 8775.0−87에 따름.

2. 장비, 시약 및 재료

스펙트로그래프 유형: ДФС-8, ДФС-13, ИСП-28, ИСП-30 또는 퀀토미터 유형 ДФС-36.

아크 생성기 유형 УГЭ-4 또는 이와 동일하거나 더 나은 계측학적 특성을 가진 다른 여기원.

마이크로포토미터 유형 МФ-2 또는 마이크로덴시토미터 유형 МД-100.

실험실 저울(ГОСТ 24104–80*에 따름), 2급 정확도, 최대 계량 한계 200 g.
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* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 24104–2001이 유효함. — 데이터베이스 작성자 주석.

내식성 강철(ГОСТ 5632–72에 따름) 또는 유기 유리(아크릴, ГОСТ 17622–72에 따름)로 된 어떠한 구조의 계량기(메르닉)로서 시료 무게 (10±2) mg을 수용할 수 있는 것.

지르코늄 또는 유기 유리(아크릴)로 된 컵.

유기 유리제 막자(피스틱).

플래티넘 컵(ГОСТ 6563–75에 따름), 용량 100 см³.

유리탄소(글라스카본) 용기의 사용을 허용함.

시료 및 교정 표본의 분쇄용 진동기(진동기 ИВ-104 기반의 임의 구조), 회전 속도 최소 1400 min^-1 이상을 보장하는 것.

유기 유리 보호 박스(ГОСТ 17622–72에 따름).

스테인리스 강 칼(ГОСТ 5632–72에 따름).

전기 가열판(ГОСТ 14919–83에 따름).

성형 전극(전극형) I형 및 IV형, 등급 ОСЧ-7−4.

도면 1, 2에 제시된 전극과 같이 ОСЧ-7−3 등급의 탄소(흑연)로 제작된 전극 및 분석 대상 원소에 대해 요구되는 순도를 보장하는 다른 등급의 전극 사용을 허용함.

도면 1. 스펙트럼의 사진 기록

스펙트럼의 사진 기록

도.1

도.2. 광전식 스펙트럼 기록

광전식 스펙트럼 기록

도.2

시료를 하부 전극의 분화구에 다지는 도구(도.1, 2 참조).

I형 사진판(다이아포지티브 등) 또는 분석선의 적절한 암화를 보장하는 기타 사진판.

SVD-500형 램프.

암모니아수 — ГОСТ 3760–79에 따름.

탄산암모늄 — ГОСТ 3770–75에 따름, 포화용액 또는 폴리에틸렌 용기에서 25% 수용성 암모니아를 이산화탄소로 포화시켜 조제한 탄산암모늄 용액.

탄산리튬, 고순도(특급) 또는 부록에 따라 제조한 것.

산화마그네슘 — ГОСТ 4526–75에 따름.

산화망간 — ГОСТ 4470–79에 따름.

산화철.

산화알루미늄, 분석급.

이산화규소(실리카) — ГОСТ 9428–73에 따름.

탄산바륨 — ГОСТ 4158–80에 따름.

사염화탄소 — ГОСТ 20288–74에 따름.

다음 조성의 메톨-하이드로퀴논 현상액:

증류수 — ГОСТ 6709–72에 따름, 석영 장치에서 2회 증류한 것.

정제 에틸 알코올(정제 에탄올) — ГОСТ 18300–87 또는 ГОСТ 5962–67에 따름*.
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* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ R 51652−2000이 적용됨. — 데이터베이스 제작자 주.

3. 분석 준비

3.1. 교정용 시료 준비

리튬과 분석 대상 원소들의 합에 대한 질량분율이 각각 1%인 교정용 시료를 제조하기 위한 원혼합물은 다음과 같이 조제한다: 백금 도가니에 탄산리튬(기지) 9,9371 g, 산화마그네슘 0,0331 g, 산화망간 0,0316 g, 산화철 0,0286 g, 산화알루미늄 0,0378 g, 이산화규소 0,0428 g, 탄산바륨 0,0287 g을 각각 측정오차 0,0005 g 이내로 달여 넣고, 공이를 사용하여 수동으로 최소 3 시간 이상 갈아준다.

원혼합물의 조성에는 마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소, 바륨의 질량분율을 변경하지 않는 범위에서 다른 원소들을(각각 1% 이하) 도입하는 것이 허용된다.

조제한 원혼합물은 밀폐 가능한 폴리에틸렌 용기에 보관한다.

교정용 시료(ГО)는 리튬과 불순물의 합에 대한 분석 원소의 질량분율이 0,0003%에서 0,3%까지인 시료를 말하며, 원혼합물 또는 해당 교정용 시료를 탄산리튬(기초물질)로 연속 희석하여 표 1에 따라 제조한다.

표 1

교정용 시료에서 마그네슘, 망간, 철, 알루미늄, 규소 및 바륨의 질량분율은 시료에 첨가된 해당 원소의 질량분율과 기초물질에 포함된 질량분율을 합산하여 보정한다. 기초물질의 조제 및 기초물질 내 불순물의 결정에 관한 내용은 부록에 실려 있다.

교정용 시료는 지르코늄 또는 유기유리 컵에서 수작업으로 최소 3시간 또는 진동기에서 60분 동안 갈아준다. 분쇄할 때 약 5 см의 에틸 알코올을 첨가한다.

조제한 교정용 시료는 밀폐되는 폴리에틸렌 병에 보관한다.

3.2. 분석을 위한 시료 준비

ГОСТ 8774–75에 따라 보관한 금속 리튬 조각은 병에서 핀셋으로 꺼내 사염화탄소로 탈지하고, 칼로 산화물을 제거한 다음 유기유리 판 위에서 각 조각에서 필요한 양을 잘라 전체 질량이 약 1 g가 되도록 한다.

질량 1,0 g의 리튬 시료를 백금 컵에 부은 30−40 см의 물에 용해시키되, 각 리튬 조각은 이전 조각이 용해된 후에 넣는다. 이어서 30−40 см의 포화 탄산암모늄 용액을 첨가한다. 용액은 전기히터 또는 SVD-500 램프 아래에서 완전히 졸여 증발시킨다. 얻어진 탄산리튬은 같은 컵에서 막자사발과 막자로 5−10 분간 갈아 석영 시험관(마개 있음)이나 칼크지 봉투에 담는다.

분석 대상 원소의 질량분율이 0.3%를 초과하는 경우, 분석 전에 시료를 10배로 희석한다: 백금 또는 유리탄소 컵에 탄산리튬 형태의 시료 0,100 g과 기초물질 0,900 g을 넣고 막자사발로 20 분간 또는 진동기에서 10 분간 분쇄한다.

4. 분석 수행

4.1. p. 4.2에 따라 준비한 분석 시료 및 p. 4.1에 따라 조제한 각 교정용 시료를 약 10 mg씩 계량하여 하부 전극의 분화구에 넣고 압축한다.

상부 전극은 원뿔형으로 연마된 흑연 전극을 사용한다.

시료용 전극 3개와 각 교정용 표준(ГО)별로 전극 3개씩 준비한다.

필요한 경우 전극을 분석 전에 직류 아크에서 전류 12 A로 15 초 동안 소성시킨다.

4.2. 사진 기록에 의한 스펙트럼 분석

4.2.1. 시료 및 교정용 표준의 스펙트럼은 다음 조건에서 직류 아크로 여기한다: 전류 12 A, 노출시간 90 s, 전극간 간격 2 mm. 분석선의 파장은 표 2에 기재되어 있다.

표 2

주: 지정된 분석의 재현성을 보장하는 다른 분석선 및 배경을 사용하는 것이 허용된다.

4.2.2. 사진판을 현상·정착·세척·건조한다.

각 스펙트로그램에서 분석선의 암도와 해당 선의 단파(짧은 파장)측 배경의 암도를 광도계로 측정하고, 분석선과 배경의 암도 차( )를 구한다. 세 개의 스펙트로그램에서 얻은 , , 값을, 시료 및 각 교정 표준에 대해 얻은 세 스펙트로그램의 값으로부터 의 산술평균을 계산한다.

광도측정 결과에 따라 표준시료(ГО)를 이용해 보정 곡선(교정 그래프)을 작성한다. 가로축에는 교정시료에 있는 검정(정) 원소의 질량분율(%)의 로그값(표 1)을, 세로축에는 교정시료의 산술평균값(X̄)을 취한다. 4.2.3. 결정값(검정 원소의 질량분율, %)은 교정곡선으로부터 구하며 시료의 산술평균값(X̄)을 사용한다. 4.3. 스펙트럼의 광전(포토일렉트릭) 기록에 의한 분석 수행 4.3.1. 시료의 증발 및 스펙트럼의 여기(유도)는 직류 아크에서 수행하며, 노출시간 60 s, 전류 16 A, 전극간격 3 mm, 입구 슬릿 너비 15–25 μm, 출구 슬릿 너비 및 분석선의 파장은 표 3에 표시되어 있다. 표 3 - 결정 원소 — 분석선 파장(nm) — 퀀텀미터 출구 슬릿 너비(μm) - 마그네슘 — 279.55 nm — 150 μm - 망간 — 257.61 nm — 150 μm - 철 — 302.06 nm — 100 μm - 알루미늄 — 396.10 nm — 150 μm - 규소 — 288.20 nm — 150 μm - 바륨 — 493.41 nm — 150 μm - 배경 — 333.40 nm — 150 μm 4.3.2. 퀀텀미터의 디지털 볼트미터에서 시료 및 각 교정표준(ГО)에 대해 분석선과 배경 강도 비의 로그에 비례하는 판독값을 취득한다. 세 번의 판독값으로부터 시료와 각 ГО에 대한 산술평균값(X̄)을 계산한다. 퀀텀미터의 디지털 볼트미터 판독값에 따라 ГО에 대해 보정(교정)곡선을 작성하는데, 가로축에는 교정시료에서 검정 원소의 질량분율(%)의 로그값(표 1)을, 세로축에는 교정시료에 대한 세 번의 측정치의 산술평균값(X̄)을 취한다. 4.3.3. 검정 원소의 질량분율(%)은 교정곡선으로부터 구하며 시료의 산술평균값(X̄)을 사용한다. 5. 결과 처리 5.1. 결정 결과로는 사진기록법(photographic registration)에 의한 경우 p.4.2.3에서 얻은 질량분율, 광전 기록(photoelectric registration)에 의한 경우 p.4.3.3에서 얻은 질량분율을 취한다. 5.2. 분석 결과로는 2.5, 2.6 및 2.10항의 조건을 충족할 때 두 회의 평행결정(단독결정)의 산술평균을 취한다 (ГОСТ 8775.0–87 참조). 5.3. 정밀도 지표 5.3.1. 평행결정 결과의 수렴성에 대한 상대 평균제곱근편차(재현성의 한 측면)는 0.20을 초과하지 않는다. 5.3.2. 결정 결과의 재현성에 대한 상대 평균제곱근편차는 0.20을 초과하지 않는다. 5.3.3. 배제되지 않은 체계적 오차는 우연적 오차에 비해 무시할 수 있다. 5.3.4. 분석 결과의 오차값은 ГОСТ 8775.0–87에 따라 결정한다. 5.4. 규소의 질량분율을 이산화규소(SiO2)로 환산할 때에는 구한 규소의 질량분율에 2.14를 곱한다. 5.5. 분석 정밀도 관리 정밀도 관리는 첨가법에 따라 ГОСТ 8775.0–87에 의거하여 수행하며, 첨가물로는 결정 원소의 ГО 또는 해당 원소의 염화물(또는 산화물) 시료를 사용한다. 첨가물(스파이크)은 시료가 용해되기 전에 시료 무게에 첨가한다. 부록(의무). 스펙트럼용 고순도 탄산리튬의 조제 부록 — 의무 1. 기기, 시약 및 용액 - 부흐너 깔때기(Büchner) — ГОСТ 9147–80. - 실험실 여과지 — ГОСТ 12026–76. - 종이 필터(블루 스트립). - 전기 가열기(전기플레이트) — ГОСТ 14919–83. - 건조용 오븐. - 이중증류수(비드이스트일론수). - 수산화리튬(리튬의 수산화물). - 암모니아수 — ГОСТ 3760–79. - 옥살산암모늄(아모늄 옥살레이트) — ГОСТ 5712–78, 포화용액. - 탄산암모늄(아모늄 카보네이트) — ГОСТ 3770–75, 포화용액. - 염산 — ГОСТ 3118–77(증류한 것) 또는 ГОСТ 14261–77. - 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산(EDTA) 디암모늄염(1수화물) — 또는 농도 500 g/dm³의 용액, 또는 다음과 같이 조제: 트릴론 B(에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산의 이나트륨염(디나트륨염)) 250 g을 뜨거운 물 500 cm³에 용해시키고 부흐너 깔때기와 여과지를 통해 여과한다. 여과액에 교반하면서 염산을 가하여 침전 생성이 멎을 때까지 처리한다. 생성된 EDTA 침전물을 냉각한 후 부흐너 깔때기로 여과한다. - 침전물을 뜨거운 물에 용해하고 산으로 침전·여과 작업을 반복한다. 여과된 EDTA를 비커로 옮기고 암모니아 용액을 냄새가 날 때까지 가한다. 얻은 용액을 유리필터로 여과하고 여과액의 부피를 물로 500 cm³로 맞춘다. - 질산은(AgNO3) — ГОСТ 1277–75, 0.1% 용액. - 아세톤 — ГОСТ 2603–79. - 정제 에틸 알코올(공업용 정제주정) — ГОСТ 18300–72, 최고등급. - 과산화수소 — ГОСТ 1092–76. 2. 수산화리튬으로부터 정제된 탄산리튬의 제조 수산화리튬 시료 0.1–1 kg을 비커에 취해 물로 적신 후 과산화수소 5 cm³와 염산을 가하여 약산성 반응이 될 때까지 처리한다. 뜨거운 용액을 암모니아수로 중화시키고 포화 탄산암모늄 용액 5–10 cm³를 가해 혼합한 뒤 하룻밤 방치한다. 침전 후 용액을 부흐너 깔때기로 여과한다. 여과액을 끓인 후 옥살산암모늄 용액 40–50 cm³를 가하고 혼합하여 하룻밤 둔다. 용액을 부흐너로 여과한다. 여과액에 에틸렌디아민-테트라아세트산의 디암모늄염 용액 80–100 cm³를 가하고 끓인 다음, 탄산리튬의 침전이 더 이상 일어나지 않을 때까지 포화 탄산암모늄 용액을 가한다. 혼합한 뒤 침전물을 가라앉힌다. 침전물이 가라앉은 후 상등액을 따라내고 침전물에 끓는 물을 부어 교반한 뒤 15–20분 방치하고 물을 버린다. 침전물을 적어도 세 번 이상 물로 세척한 뒤 침전물 부피 1당 에틸 알코올 2부를 가하여 혼합, 30–40분 방치한 뒤 에탄올을 따라내고 침전물에 아세톤을 침전물 부피 1:1 비율로 가해 혼합하여 하루 동안 둔다. 침전물이 가라앉은 후 부흐너 깔때기로 여과하여 아세톤 세척액에 염화이온이 없을 때까지(질산은 용액으로 시험) 아세톤으로 세척한다. 그 다음 침전물을 파피루스(유지지) 위에 펼쳐 약실(배기) 내에서 실온으로 약 하루간 건조시키고, 이어 건조기에서 100–110 °C로 유지하여 일정질량에 도달할 때까지 건조한다. 건조된 탄산리튬은 폴리에틸렌 용기에 넣고 뚜껑을 단단히 닫아 보관한다. 3. 탄산리튬 기초(베이스)의 품질 검사 얻은 탄산리튬 기초는 분광법으로 품질을 검사한다. 이를 위해 본 규격서의 p.4.1에 따라 혼합물 세트를 준비한다. 준비된 혼합물과 기초를 5절에 따라 분석한다. 준비된 혼합물을 교정용 표준으로 사용하여 교정곡선을 작성한다. 기초에서 검정 원소의 질량분율은 선형 외삽법 또는 반복 근사법으로 결정한다. 기초는 다음 조건을 만족할 때 적합하다고 본다: 망간의 질량분율이 3.0·10^-3 %를 초과하지 않을 것, 마그네슘·철·알루미늄·규소·바륨 각 원소의 질량분율이 각각 1.0·10^-3 %를 초과하지 않을 것.