ГОСТ 11739.23-99

ГОСТ 11739.23−99 アルミニウム合金（鋳造用および加工用）。ジルコニウムの測定方法

ГОСТ 11739.23−99

グループ B59

加盟国間規格

アルミニウム合金（鋳造用および加工用）

ジルコニウムの測定方法

アルミニウム鋳造および加工合金。ジルコニウムの定量法

ICS 77.120.10
OKSTU 1709

施行日 2000−09−01

前書き

1 開発：OAO「全ロシア軽合金研究所」（OAO ВИЛС）、加盟国間技術標準化委員会 MTK 297「軽合金材料および半製品」

提出：ロシア国立標準局（Gosstandart）

2 承認：加盟国間標準化・計量・認証評議会（議事録 No.16−99、1999年10月8日付）

採択に賛成した機関：

3 ロシア連邦国家標準・計量委員会の2000年2月18日付決定 N 41‑стにより、国際規格 ГОСТ 11739.23−99 は2000年9月1日からロシア連邦の国家標準として直接施行される。

4 代替：ГОСТ 11739.23−82

1 適用範囲

本規格は、アルミニウムの鋳造用および加工用合金中のジルコニウムの含有量を測定するための光度法（質量分率ジルコニウム 0.002%〜0.25% および 0.02%〜0.5% の範囲）および滴定法（質量分率ジルコニウム 0.5%〜3.0% の範囲）を規定する。

2 引用規格

本規格では、次の規格への参照を使用している：

ГОСТ 83−79 炭酸ナトリウム. 技術条件

ГОСТ 3118−77 塩酸. 技術条件

ГОСТ 3759−75 塩化アルミニウム 6水和物. 技術条件

ГОСТ 3760−79 アンモニア水. 技術条件

ГОСТ 3773−72 塩化アンモニウム. 技術条件

ГОСТ 4204−77 硫酸. 技術条件

ГОСТ 4461−77 硝酸. 技術条件

ГОСТ 5456−79 ヒドロキシルアミン塩酸塩. 技術条件

ГОСТ 10484−78 フッ化水素酸. 技術条件

ГОСТ 10652−73 試薬. エチレンジアミン-N,N,N',N'-四酢酸二ナトリウム 2水和物（トリロンB）. 技術条件

ГОСТ 22867−77 硝酸アンモニウム. 技術条件

ГОСТ 25086−87 非鉄金属およびその合金. 分析方法に関する一般要求事項

3 一般要求事項

3.1 分析方法の一般要求事項は ГОСТ 25086 に従う（以下の補足を含む）。

3.1.1 分析の結果は、2回の平行測定の算術平均を採用する。

4 アーセナゾIIIを用いるジルコニウムの光度法

4.1 方法の要旨

本法は試料を塩酸で溶解し、溶液中（塩酸 6 mol/dm3）でアーセナゾIIIとジルコニウムが青色の錯体を形成することに基づき、得られた錯体溶液の光学濃度を波長 665−670 nm で測定することでジルコニウムの定量を行う。

4.2 装置、試薬および溶液

温度制御付マッフル炉。

分光光度計。

pHメーター。

塩酸（ГОСТ 3118）、密度 1.19 g/cm3、希釈溶液 1:1 および 1:3。

硝酸（ГОСТ 4461）、密度 1.35−1.40 g/cm3。

フッ化水素酸（ГОСТ 10484）。

硫酸（ГОСТ 4204）、密度 1.84 g/cm3。

硝酸アンモニウム（ГОСТ 22867）、溶液 200 g/dm3。

塩化アンモニウム（ГОСТ 3773）。

アンモニア水（ГОСТ 3760）。

炭酸ナトリウム（ГОСТ 83）。

塩化アルミニウム 6水和物（ГОСТ 3759）。

アルミニウム溶液 25 g/dm3：塩化アルミニウム 45 g を塩酸 1:1 溶液 150 cm3 に溶かし、200 cm3 容量のメスフラスコに移し、塩酸 1:1 で目盛りまで希釈し混合する。

アーセナゾIII 溶液 2.5 g/dm3：試薬 0.25 g を、炭酸ナトリウム 0.3 g を含む約 90 cm3 の水に弱火で溶解し、pH を（4.0±0.1）に調整する（pHメーターと塩酸 1:3 を使用）。これを容量 100 cm3 のメスフラスコに移し、冷却して水で目盛りまで希釈し混合する。溶液は 6か月間使用可能である。

各バッチのアーセナゾIII の品質は次のように確認する：ジルコニウム 0.00002 g に相当する濃度の校正点について、吸光スペクトルの 630〜700 nm の区間を 5 nm 間隔で測定し、錯体の最適波長を求める。適合する試薬では錯体の最大吸収が 665−670 nm にあり、光学濃度が 0.5 単位以上であることが必要である。

ジルコニウムオキソクロリド 8水和物（ジルコニウム塩化酸化物 8水和物）。

標準ジルコニウム溶液。

溶液 A：ジルコニウムオキソクロリド 8水和物 1.767 g を 250 cm3 のビーカーに入れ、塩酸 1:3 溶液 150 cm3 を加え、5 分間沸騰させて冷却し、500 cm3 容量のメスフラスコに移し、塩酸 1:3 で目盛りまで希釈して混合する。

1 cm3 の溶液は 0.001 g のジルコニウムを含む。

標準ジルコニウム溶液の質量濃度 c (g/cm3) を定めるため、溶液の分取および定量手順を行う：アリクオート 23 cm3 を 300 cm3 のビーカーに入れ、70−80 cm3 の水を加え、塩化アンモニウム 1 g を加え、60−70 °C まで加熱し、かき混ぜながらアンモニアを滴下して、明瞭な臭気が現れるまで加える。

沈殿を含む溶液を沸騰させ、暖所で（40−50）°C にて 20 分間保持し、次に中等度の濾紙（「白帯」）で濾過する。濾紙上の沈殿は硝酸アンモニウム溶液で 5 回洗浄する。濾紙と沈殿を、温度（1000±10）°C で既に一定質量に達した白金るつぼに入れ、乾燥させ、慎重に灰化し、マッフル炉で（1000±10）°C にて 1 時間焼成し、デシケーターで冷却して秤量する。

標準ジルコニウム溶液の質量濃度 c (g/cm3) は以下の式により計算する。

, (1)

ここで m — 焼成後の沈殿の質量、g;

0,7403 — 二酸化ジルコニウムをジルコニウムに換算する係数；

 — 質量濃度の設定に用いる標準溶液の容量、 см.

溶液B：標準溶液のA質量濃度を式(1)で算出し、標準溶液から10 смをピペットで100 cmの容量フラスコに移し、塩酸1:3溶液で目盛りまで満たして攪拌する。

1 смの溶液は0,0001 gのジルコニウムを含む。

溶液В：標準溶液Bから4 смをピペットで100 cmの容量フラスコに移し、塩酸1:1溶液で目盛りまで満たして攪拌する。

1 смの溶液は0,000004 gのジルコニウムを含む。

溶液Вは使用直前に調製する。

4.3 分析の実施

4.3.1 表1に従った質量の試料を秤量し、250 cm容量の円錐フラスコに入れ、塩酸1:1溶液30 cmを少しずつ注ぎ、室温で溶解した後、穏やかに加熱して試料を溶かす。溶液を注意深く蒸発して湿った塩になったら冷却し、塩酸1:1溶液100 cmを加え、穏やかに加熱して塩を溶解する。


表1

4.3.1.1 シリコンの質量分率が4%未満の場合、溶液を200 cmの容量フラスコに移し、塩酸1:1溶液で目盛りまで満たし攪拌する。溶液が透明でない場合は、中濃度のろ紙（「白リボン」）を用いて乾いたフラスコにろ過する。

4.3.1.2 シリコンの質量分率が4%を超える場合、沈殿を含む溶液を中濃度のろ紙（「白リボン」）で200 cmの容量フラスコへろ過し、ろ紙を塩酸1:1溶液で2〜3回10 cmずつ洗い、ろ液を同じフラスコに集める（主溶液）。

沈殿を含むろ紙は白金るつぼに入れて乾燥し、燃焼を生じないように灰化し、500−600 ℃で2−3分間焙焼する。冷却後、るつぼに濃硫酸5滴、フッ化水素酸5 cmを加え、少量ずつ硝酸（およそ1 cm）を加えて透明溶液を得る。溶液を乾くまで蒸発させ、冷却後、るつぼの乾いた残渣に塩酸1:1溶液10 cmを加えて穏やかに加熱して溶解する。必要に応じて小さい密なろ紙（「青リボン」）で濾し、主溶液に加えて200 cmの容量フラスコに移し、塩酸1:1溶液で目盛りまで満たして攪拌する。

4.3.2 表1に従ってアリコート部を50 cm容量のメスフラスコに入れ、ピペットで塩酸1:1溶液を20 cmまで注ぎ、表1に従ったアルミニウム溶液、アーセナゾIII溶液1 cmを加え、塩酸1:1溶液で目盛りまで満たして攪拌する。

4.3.3 溶液の光学濃度は5分後に波長665 nmで、厚さ10 mmのキュベット（蓋をする）で測定する。厚さ20 mmのキュベットの使用も許容される。対照溶液には4.3.4の対照実験用溶液を用いる。

ジルコニウムの質量は校正曲線により求める。

4.3.4 校正曲線の作成

50 cm容量のメスフラスコ10本にそれぞれ塩酸1:1溶液を10 cm、アルミニウム溶液を2 cmずつ加える。9本には標準溶液Bから0.25；0.5；1.0；1.5；2.0；2.5；3.0；4.0；5.0 cmを分注する。これはそれぞれ0,000001；0,000002；0,000004；0,000006；0,000008；0,00001；0,000012；0,000016；0,00002 gのジルコニウムに相当する。その後4.3.2および4.3.3に従って処理する。

ジルコニウムを含まない溶液を校正曲線作成時の対照溶液とする。

得られた溶液の光学濃度とそれに対応するジルコニウム質量から校正曲線を作成する。

4.4 結果の処理

4.4.1 ジルコニウムの質量分率, % は次の式で求める。

, (2)

ここで は校正曲線から求めた試料溶液中のジルコニウム質量、g；

はアリコート溶液中の試料秤量質量、g。

4.4.2 結果の差は表2に示す値を超えてはならない。


表2

パーセント表示

5 キシレノールオレンジを用いるジルコニウムの光度法

5.1 方法の本質

本法は試料を塩酸で溶解し、塩酸1 mol/dm中でキシレノールオレンジとジルコニウムのオレンジ赤色の錯体を形成させ、波長536 nmで溶液の光学濃度を測定することに基づく。

5.2 装置、試薬および溶液

マッフル炉。

分光光度計または光電比色計。

塩酸（ГОСТ 3118）密度1,19 g/cm、希釈溶液1:1、1:3、1:99および2.5 mol/dm。

フッ化水素酸（ГОСТ 10484）。

硫酸（ГОСТ 4204）密度1,84 g/cm。

硝酸アンモニウム（ГОСТ 22867）200 g/dmの溶液。

塩化アンモニウム（ГОСТ 3773）。

水アンモニア（ГОСТ 3760）。

ヒドロキシルアミン塩酸塩（ГОСТ 5456）100 g/dmの溶液。

六水和塩化アルミニウム（ГОСТ 3759）。

アルミニウム溶液25 g/dm：塩化アルミニウム45 gを150 cmの水に溶解し、塩酸1:1溶液15 cmを加え、200 cm容量フラスコに移して水で目盛りまで希釈し攪拌する。

キシレノールオレンジ、2 g/dmの新鮮調製溶液。

エチレンジアミン-N,N,N',N'-テトラ酢酸二ナトリウム20水和物（トリロンB、ГОСТ 10652）、0,025 mol/dmの溶液。

ジルコニウム酸塩（八水和）。

標準溶液AおよびBは4.2に従う。

標準溶液B：標準溶液Bから5 cmをピペットで100 cmの容量フラスコに移し、2.5 mol/dmの塩酸溶液で目盛りまで満たして攪拌する。

1 смの溶液は0,000005 gのジルコニウムを含む。

溶液Вは使用直前に調製する。

5.3 分析の実施

5.3.1 表3に従った試料を秤量し、250 cm容量の円錐フラスコに入れ、塩酸1:1溶液30 cmを少量ずつ注いで溶解し、室温で始めてから穏やかに加熱する。溶液を注意深く蒸発して湿った塩になったら、塩酸1:1溶液70 cmを加えて加熱して塩を溶解する。


表3

5.3.1.1 シリコンの質量分率が4%未満の場合、溶液を200 cm容量フラスコに移し、塩酸1:1溶液10 cmを加え、水で目盛りまで満たして攪拌する。溶液が透明でない場合は、中濃度のろ紙（「白リボン」）を用いて乾いたフラスコにろ過する。

5.3.1.2 シリコンの質量分率が4%を超える場合、沈殿を含む溶液を中濃度のろ紙（「白リボン」）で200 cmのフラスコへろ過し、ろ紙を熱い塩酸1:99溶液で2〜3回10 cmずつ洗い、ろ液を同じフラスコに集める（主溶液）。

ろ紙と沈殿は白金るつぼに入れて乾燥、灰化（発火しないよう注意）し、500−600 ℃で2−3分間焙焼する。冷却後に濃硫酸5滴、フッ化水素酸5 cmを加え、少量ずつ硝酸（約1 cm）を加えて透明溶液を得る。溶液を蒸発して乾燥させ、冷却後、るつぼの乾いた残渣に塩酸1:1溶液10 cmを加えて溶解する。必要に応じて小さい密なろ紙（「青リボン」）でろ過し、200 cmの主溶液に加え、水で目盛りまで満たして攪拌する。

5.3.2 表3に従ってアリコート部を50 cm容量のメスフラスコに入れ、ヒドロキシルアミン塩酸塩溶液2 cmを加えて5分保持し、表3に従って塩酸2.5 mol/dm溶液、アルミニウム溶液、キシレノールオレンジ溶液2 cmを加え、水で目盛りまで満たして攪拌する。

5.3.3 溶液の光学濃度は15分後に波長536 nmで、厚さ30 mmのキュベットで測定する。

比較溶液として補償溶液を用いる — 試験溶液の対応するアリコートに全ての試薬を加えたものから、キシレノールオレンジを加える前にトリロンB溶液0,5 cmを入れたものを用いる。

ジルコニウムの質量は校正曲線により求める。

5.3.4 校正曲線の作成

50 cm容量のメスフラスコ9本に、ビュレットからそれぞれ20；19；18；17；16；15；14；13；12 cmの塩酸2.5 mol/dm溶液を注ぎ、アルミニウム溶液2 cmを加える。2番目のフラスコから順に標準溶液Bを1.0；2.0；3.0；4.0；5.0；6.0；7.0；8.0 cmずつ分注する。これはそれぞれ0,000005；0,00001；0,000015；0,00002；0,000025；0,00003；0,000035；0,00004 gのジルコニウムに相当する。各フラスコにキシレノールオレンジ2 cmを加え、水で目盛りまで満たして攪拌し、5.3.3に従って処理する。

ジルコニウムを含まない溶液を校正曲線作成時の対照溶液とする。

得られた溶液の光学濃度とそれに対応するジルコニウム質量から校正曲線を作成する。

5.4 結果の処理

5.4.1 ジルコニウムの質量分率, % は次の式で求める。

, (3)

ここで は校正曲線から求めた試料溶液中のジルコニウム質量、g；

はアリコート溶液中の試料秤量質量、g。

5.4.2 結果の差は表4に示す値を超えてはならない。


表4

パーセント表示

6 ジルコニウムの滴定法

6.1 方法の本質

本法は試料を塩酸で溶解し、塩酸1 mol/dm中でトリロンBを指示薬キシレノールオレンジとともに用いて滴定することに基づく。三価鉄による影響はヒドロキシルアミン塩酸塩の導入で除去する。

6.2 装置、試薬および溶液

マッフル炉。

塩酸（ГОСТ 3118）密度1,19 g/cm、希釈溶液1:1および1:3。

硝酸（ГОСТ 4461）密度1,35−1,40 g/cm。

硝酸アンモニウム（ГОСТ 22867）200 g/dmの溶液。

塩化アンモニウム（ГОСТ 3773）。

水アンモニア（ГОСТ 3760）。

ヒドロキシルアミン塩酸塩（ГОСТ 5456）100 g/dmの溶液。

キシレノールオレンジ、2 g/dmの新鮮調製溶液。

ジルコニウム酸塩（八水和）。

標準ジルコニウム溶液は4.2に従う。

エチレンジアミン-N,N,N',N'-テトラ酢酸二ナトリウム2水和物（トリロンB、ГОСТ 10652）0,0125 mol/dm溶液：4.653 gのトリロンBを200 cmの水に溶かし、中濃度ろ紙（「白リボン」）で濾過して1000 cm容量フラスコに移し、水で目盛りまで満たして攪拌する。

トリロンBのジルコニウムに対する質量濃度を定めるため、250 cmの円錐フラスコに標準ジルコニウム溶液Aを10 cm、塩酸1:1溶液20 cm、熱湯100 cmを入れて加熱し、ヒドロキシルアミン塩酸塩溶液25 cm、キシレノールオレンジ数滴を加え、トリロンB溶液でジルコニウムを滴定して溶液の紅色が黄色に変わる点を得る。

トリロンBのジルコニウムに対する質量濃度, g/cmは次式で計算する。

, (4)

ここで は標準ジルコニウム溶液の質量濃度、g/cm；

は標準ジルコニウム溶液の容量、см；

はトリロンB溶液の体積、см。

6.3 分析の実施

秤量した試料0,5 gを250 cm容量の円錐フラスコに入れ、塩酸1:1溶液40 cmを少しずつ注いで溶解し、室温で始めてから穏やかに加熱する。溶液に硝酸を8−10滴加し、溶液を注意深く蒸発して湿った塩になったら冷却し、塩酸1:1溶液25 cmを加えて塩を溶解し、熱湯100 cmを加えて沸騰させる。熱い溶液にヒドロキシルアミン塩酸塩溶液25 cm、キシレノールオレンジ4滴を加え、トリロンB溶液でジルコニウムを滴定して、溶液の紅色が黄色に変わる点まで滴定する。

等量点到達後に淡い紅色が現れる場合は、溶液を再沸騰させてから安定した黄色が出るまで滴定する。

6.4 結果の処理

6.4.1 ジルコニウムの質量分率, % は次式で求める。

, (5)

ここで は滴定に消費したトリロンB溶液の体積、см；

はトリロンB溶液のジルコニウムに対する既知の質量濃度、g/см；

は試料質量、g。

6.4.2 結果の差は表5に示す値を超えてはならない。


表5

パーセント表示