ГОСТ 11739.6-99

ГОСТ 11739.6−99 アルミニウム合金（鋳造用および加工用） — 鉄の測定方法

ГОСТ 11739.6−99

グループ В59

国家間標準

アルミニウム合金（鋳造用および加工用）

鉄の測定方法

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of iron

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

施行日 2000−09−01

前書き

1 作成：OAO「全ロシア軽合金研究所」（OAO ВИЛС）、国家間技術委員会 MTК 297「軽金属および軽合金半製品」

提出：ロシア国家標準（Gosstandart）

2 採択：国家間標準化・計量・認証評議会（議事録 N 16、1999年10月8日）

採択に賛成した機関：

3 ロシア連邦国家標準・計量委員会（2000年2月18日決議 N 41-ст）により、国家間標準 ГОСТ 11739.6−99 は2000年9月1日付でロシア連邦の国家標準として直接施行されるものとする。

4 置換：ГОСТ 11739.6−82

5 再版：2005年7月

1 適用範囲

本規格は、アルミニウムの鋳造用および加工（変形）用合金中の鉄の定量について、比色法（鉄の質量分率が0.01%〜2.0%の場合）および原子吸光法（鉄の質量分率が0.005%〜2.0%の場合）の方法を規定する。

2 引用規格

本規格では次の規格を引用している：

ГОСТ 61−75 酢酸. 技術条件

ГОСТ 199−78 酢酸ナトリウム三水和物. 技術条件

ГОСТ 3118−77 塩酸. 技術条件

ГОСТ 3760−79 水アンモニア（アンモニア水）. 技術条件

ГОСТ 3778−98 鉛. 技術条件

ГОСТ 4038−79 塩化ニッケル(II) 六水和物. 技術条件

ГОСТ 4204−77 硫酸. 技術条件

ГОСТ 4328−77 水酸化ナトリウム. 技術条件

ГОСТ 4461−77 硝酸. 技術条件

ГОСТ 5456−79 塩酸ヒドロキシルアミン（ヒドロキシルアミン塩酸塩）. 技術条件

ГОСТ 5457−75 アセチレン（溶解・気体）. 技術条件

ГОСТ 10484−78 フッ化水素酸. 技術条件

ГОСТ 10929−76 過酸化水素. 技術条件

ГОСТ 11069−2001 一次アルミニウム. 品種

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

3 一般要求

3.1 分析方法に関する一般要求は ГОСТ 25086 に従うものとする。

3.1.1 分析結果は、2回の平行測定の算術平均をもって結果とする。

4 鉄の比色法

4.1 方法の原理

本法は、試料を塩酸溶液または水酸化ナトリウム溶液で溶解し、塩酸ヒドロキシルアミン（ヒドロキシルアミン塩酸塩）により三価鉄を二価鉄に還元し、二価鉄と1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ジピリジルにより錯体を形成させ（pH 4.5）、波長510 nmで溶液の光学濃度を測定することに基づく。

1,10-フェナントロリンおよび2,2'-ジピリジルと無色の錯体を形成する銅、亜鉛、ニッケルの妨害は、試薬を過剰に添加することで除去する。さらに、試料の溶解条件では銅の半分が鉄から分離される。試料中の銅と鉄の質量比が100:1以上の場合、アリコート部分中に残存する銅は鉛帯の付着によって除去する。

4.2 器具、試薬および溶液

分光光度計または光電色彩計。

恒温乾燥器（温度調節付）。

塩酸（ГОСТ 3118）密度1.19 g/cm3、希釈溶液1:1、1:99および濃度10 mol/dm3溶液：塩酸（密度1.19 g/cm3）820 cm3を取り、蒸留水で1000 cm3に希釈し、冷却して混合する。

水酸化ナトリウム（ГОСТ 4328）、溶液200 g/dm3（200 g/L）。溶液はポリエチレン容器で調製・保存する。

アンモニア水（ГОСТ 3760）、溶液1:1。

1,10-フェナントロリン（モノハイドレートまたは塩酸塩モノハイドレート）：0.25 g（モノハイドレート）または0.30 g（塩酸塩モノハイドレート）を弱火で80 cm3の水に溶かし、冷却して水で100 cm3に定容する。

2,2'-ジピリジル：0.25 gを100 cm3の水に溶かす。

ヒドロキシルアミン塩酸塩（ГОСТ 5456）、溶液100 g/dm3。

酢酸ナトリウム（ГОСТ 199）。

酢酸（ГОСТ 61）密度1.05 g/cm3。

pH 4.5の緩衝液：酢酸ナトリウム272 gを500 cm3の水に溶かし、ろ過して容量フラスコ（1000 cm3）に移し、酢酸240 cm3を加え、目盛りまで水を加えて混合する。

試薬混合液：ヒドロキシルアミン塩酸塩溶液100 cm3、1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ジピリジル溶液100 cm3、緩衝液300 cm3を混合する。試薬混合液は遮光ガラス容器に入れ、1か月以内に使用する。

コンゴレッド指示薬：0.1 gを弱火で100 cm3の水に溶かす。

コンゴレッド試験紙：フィルター（「ホワイトリボン」）をコンゴ溶液で浸し、(110±5)°Cの乾燥器で乾燥し、切断して試薬盒に保管する。試験紙は1か月間使用可能。

鉛（ГОСТ 3778）、鉄の質量分率が0.001%以下のもの（帯または線）。

過酸化水素（ГОСТ 10929）。

反応性鉄（還元された鉄）。

標準鉄溶液。

溶液A：0.1 gの鉄を250 cm3のビーカーに入れ、塩酸1:1を50 cm3加え、時計皿で覆って適度に加熱して溶解させ、過酸化水素を2〜3滴加えて3〜5分間沸騰させる。溶液を室温まで冷却し、時計皿を溶解に用いたビーカーの上で洗い、溶液を容量フラスコ（1000 cm3）に移し、目盛りまで水で満たして混合する。

1 cm3の溶液には0.0001 gの鉄が含まれる。

溶液B：10 mLの溶液、Aを100 mLのメスフラスコに取り、1:1の塩酸溶液2 mLを加え、目盛りまで水を注ぎ混合する。溶液は使用直前に調製する。 1 mLの溶液は0.00001 gの鉄を含む。 4.3 分析の準備 分析を行う前に、試料の切粉を消磁する。 4.4 分析の実施 4.4.1 試料の秤量0.5 gはケイ素の質量分率に応じて次のいずれかの方法で溶解する。 4.4.1.1 ケイ素の質量分率が1.5%未満の場合 秤量した試料を容量100 mLの三角フラスコに入れ、1:1塩酸溶液15 mLを加え、時計皿またはろうとで覆ってから中程度の加熱で溶解する。フラスコの壁面を水10 mLで洗い、5分間沸騰させる。室温まで冷却した後、溶液を50 mLの容量まで水で希釈し、中等度密度のろ紙（「白帯」）で濾して表1に従った容量のメスフラスコに採取する。ろ紙は1:99塩酸溶液で5–10 mLずつ2–3回洗浄し、溶液を目盛りまで水で満たして混合する。 表1 - 鉄の質量分率, % - メスフラスコの容量, mL - 溶液の分取量（アリコート）, mL - アリコート中の試料秤量, g 行: 0.01–0.05 包含 → 100 mL フラスコ、アリコート 50 mL、試料質量 0.25 g >0.05–0.2 → 250 mL、25 mL、0.05 g >0.2–0.8 → 250 mL、20 mL、0.04 g >0.8–1.5 → 250 mL、10 mL、0.02 g >1.5–2.0 → 250 mL、5 mL、0.01 g 4.4.1.2 ケイ素の質量分率が1.5%を超える場合 秤量した試料を容量100 mLのフッ素樹脂（テフロン）またはガラス炭化物容器に入れ、少量ずつ20 mLの水酸化ナトリウム溶液を加えてまず室温で溶解し、その後中程度の加熱で濃厚なシロップ状になるまで蒸発する。容器の壁面を水20–25 mLで洗い、連続的に攪拌しながら注意深く少量ずつ10 mol/dm³（モル濃度10 mol/L）の塩酸溶液20 mLを加え、3–5分間加熱して透明な溶液とする。さらに水20–25 mLを加え、2–3分間加熱を続ける。 銅の沈殿がある場合は、冷却後に中等密度ろ紙（「白帯」）で濾し、ろ紙を1:99塩酸溶液で10 mLずつ3–4回洗い、表1に従った容量のメスフラスコに濾液および洗浄液を集める。溶液を室温まで冷却し、目盛りまで水を加えて混合する。 4.4.2 4.4.1.1または4.4.1.2により得られた溶液のアリコートを表1に従って容量100 mLのメスフラスコに移す。アリコートが50 mLである場合は、コンゴ紙（試験紙）を溶液に浸し、コンゴ紙が青紫色を呈するまで少滴ずつアンモニアを加える。次に試薬混合液25 mLを加え、目盛りまで水で満たして混合する。 4.4.3 試料中のCu>0.5%、Zn>4.0%、Ni>2.0%またはそれらの和が5.0%を超える場合は、4.4.2で調製した溶液に1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ビピリジルの溶液を過剰に10 mL加える。 4.4.4 試料中のCuとFeの質量比が100:1より大きい場合、銅を金属鉛で追加除去する。 そのため、4.4.1.1または4.4.1.2で調製したアリコートを容量100 mLのビーカーに移し、水で30 mLに希釈する。溶液に面積3–4 cm²の鉛条を入れ、弱火で5–8分間沸騰させる。鉛条上に沈着した銅を溶液から取り出し、同じビーカーで水洗する。溶液を冷却して容量100 mLのメスフラスコに移す。フラスコ内の溶液量は50–60 mLでなければならない。以降の分析は4.4.2および4.4.3に従う。 4.4.5 溶液の光学濃度は、波長510 nm、セル厚20 mmで30分後に測定する。比較溶液は、4.4.1.1または4.4.1.2、4.4.2–4.4.4に従って、分析中に使用したすべての試薬を加えて調製した対照実験用の溶液とする。 鉄の質量は校正曲線により求める。 4.4.6 校正曲線の作成 100 mLメスフラスコを10本用意し、そのうち9本に溶液Bをそれぞれ2.5、5.0 mLおよび溶液Aを1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL加える。これらはそれぞれ0.000025、0.00005、0.0001、0.00015、0.0002、0.00025、0.0003、0.00035、0.0004 gの鉄に相当する。各溶液を50 mLまで水で希釈し、試薬混合液25 mLを加え、必要に応じて4.4.3用の校正線を作る場合は1,10-フェナントロリンまたは2,2'-ビピリジル溶液を過剰に10 mL加える。その後目盛りまで水を加え混合する。比較溶液は鉄を含まない溶液とする。 得られた溶液の光学濃度と対応する鉄質量に基づき校正曲線を作成する。 4.5 結果の処理 4.5.1 鉄の質量分率 X, % は次の式で計算する（式は原文参照）: （1） ここで m — 校正曲線から求めた試料溶液中の鉄質量（g）、 m0 — アリコート中の試料秤量（g）。 4.5.2 結果のばらつきは表2に示す値を超えてはならない。 表2（百分率） 鉄の質量分率 / 並列試験の許容絶対差 / 分析結果の許容絶対差 0.010–0.030 包含 → 0.004 / 0.006 >0.030–0.100 → 0.006 / 0.010 >0.10–0.30 → 0.01 / 0.02 >0.30–0.50 → 0.02 / 0.03 >0.50–1.00 → 0.04 / 0.06 >1.00–2.00 → 0.08 / 0.10 5 原子吸光法による鉄の定量 5.1 方法の要旨 この方法は、過酸化水素の存在下で塩酸溶液中に試料を溶解し、アセチレン-空気炎中で波長248.3 nmにおける鉄の原子吸光を測定することに基づく。 5.2 装置、試薬および溶液 - 鉄用原子吸光分光光度計（鉄用放射源付） - マッフル炉 - アセチレン（ГОСТ 5457） - 塩酸（ГОСТ 3118） 密度1.19 g/cm³、1:1および1:99溶液 - 塩化ニッケル（II）（ГОСТ 4038）、1 g/dm³溶液 - 硫酸（ГОСТ 4204） 密度1.84 g/cm³ - 硝酸（ГОСТ 4461） 密度1.35–1.40 g/cm³ - フッ化水素酸（ГОСТ 10484） - 過酸化水素（ГОСТ 10929） - アルミニウム（ГОСТ 11069） 品位A999 アルミニウム溶液50 g/dm³の調製：アルミニウム25 gを500 mLの三角フラスコに入れ、塩化ニッケル（II）溶液1–2 mLを加え、1:1塩酸溶液275 mLを少量ずつ加えながら中程度の加熱で溶解する。溶液に過酸化水素1 mLを加え、5分間沸騰させる。冷却後500 mLメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈し混合する。溶液はポリエチレン容器で保存する。 - 還元された鉄（試薬用） - 標準鉄溶液A — 4.2に準ずる。 1 mLの溶液は0.0001 gの鉄を含む。 5.3 分析の準備 分析前に試料の切粉を消磁する。 5.4 分析の実施 5.4.1 表3の規定に従った秤量を250 mLの三角フラスコに入れ、水30 mLを加え、少量ずつ1:1塩酸溶液30 mLを注意深く加える。フラスコを加熱して秤量を溶解させ、過酸化水素を3–5滴加えて3–5分間沸騰させる。 表3 - 鉄の質量分率, % - 試料秤量, g - アリコート量, mL - 1:1塩酸量, mL - アリコート中の試料秤量, g 行: 0.005–0.10 包含 → 1 g、全量、—、1 g >0.10–1.0 → 0.5 g、20 mL、1 mL、0.1 g >1.0–2.0 → 0.5 g、10 mL、3 mL、0.05 g 5.4.1.1 溶液が透明であれば、100 mLメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈して混合する。 5.4.1.2 ケイ素の存在を示す沈殿が残る場合は、100 mLメスフラスコに中等密度のろ紙（「白帯」）で濾し、ろ紙を1:99塩酸溶液で5–10 mLずつ2–3回熱い洗浄液で洗い、濾液を同じメスフラスコ（主溶液）に集める。 ろ紙と沈殿はプラチナるつぼに入れ、乾燥させ、燃焼を起こさないように灰化し、500–600°Cで2–3分間焼成する。冷却後、るつぼに硫酸を5滴、フッ化水素酸5 mL、透明になるまで少滴ずつ硝酸（約1 mL）を加える。溶液を乾留してから冷却し、るつぼの残さに1:1塩酸10 mLを加えて中程度の加熱で溶かす。溶液を冷却し、必要があれば小さな高密度のろ紙（「青帯」）で濾し、100 mLメスフラスコの主溶液に加え、目盛りまで水で希釈して混合する。 5.4.2 表3に従ってアリコートを100 mLメスフラスコに移し、表3に示す1:1塩酸量を加え、目盛りまで水で希釈して混合する。 5.4.3 対照実験用溶液は5.4.1.1および5.4.1.2に従って調製するが、試料の代わりにアルミニウムを秤量して用いる。 5.4.4 校正曲線の作成 5.4.4.1 鉄質量分率が0.005–0.10%の場合 100 mLメスフラスコを8本用意し、それぞれにアルミニウム溶液20 mLを加える。うち7本に標準溶液Aを0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mLずつ加える。これらはそれぞれ0.00005、0.0001、0.0002、0.0004、0.0006、0.0008、0.001 gの鉄に相当する。 5.4.4.2 鉄質量分率が0.10–1.0%の場合 100 mLメスフラスコを7本用意し、それぞれにアルミニウム溶液2 mLおよび1:1塩酸溶液5 mLを加える。うち6本に標準溶液Aを1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mLずつ加える。これらはそれぞれ0.0001、0.0002、0.0004、0.0006、0.0008、0.001 gの鉄に相当する。 5.4.4.3 鉄質量分率が1.0–2.0%の場合 100 mLメスフラスコを7本用意し、それぞれにアルミニウム溶液1 mLおよび1:1塩酸溶液5 mLを加える。うち6本に標準溶液Aを5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 mLずつ加える。これらはそれぞれ0.0005、0.0006、0.0007、0.0008、0.0009、0.001 gの鉄に相当する。 5.4.4.4 5.4.4.1–5.4.4.3で得られた溶液を目盛りまで水で希釈し混合する。 5.4.5 試料溶液、対照実験溶液および校正曲線作成用溶液をアセチレン-空気の酸化炎に噴霧し、波長248.3 nmで鉄の原子吸光を測定する。得られた原子吸光度とそれに対応する鉄の質量濃度に基づき、「原子吸光度 — 鉄の質量濃度（g/cm³）」の座標で校正曲線を作成する。鉄を添加していない溶液が校正時の対照溶液となる。 校正曲線により試料および対照実験溶液中の鉄の質量濃度を求める。 5.5 結果の処理 5.5.1 鉄の質量分率 X, % は次の式で計算する（式は原文参照）: （2） ここで c — 校正曲線から求めた試料溶液中の鉄の質量濃度（g/cm³）、 c0 — 校正曲線から求めた対照実験溶液中の鉄の質量濃度（g/cm³）、 V — 試料溶液の体積（mL）、 m — 試料の秤量、またはアリコート中の試料秤量（g）。 5.5.2 結果のばらつきは表4に示す値を超えてはならない。 表4（百分率） 鉄の質量分率 / 並列試験の許容絶対差 / 分析結果の許容絶対差 0.005–0.010 包含 → 0.002 / 0.003 >0.010–0.030 → 0.004 / 0.005 >0.030–0.100 → 0.006 / 0.010 >0.10–0.30 → 0.01 / 0.02 >0.30–0.50 → 0.02 / 0.03 >0.50–1.00 → 0.04 / 0.06 >1.00–2.00 → 0.08 / 0.10 （付録） UDC 669.715.001.4:006.354　　MKS 77.120.10　　B59 OKCTU 1709 キーワード：アルミニウム合金、鉄の定量法、試薬、溶液、分析