ГОСТ 11739.7-99

ГОСТ 11739.7−99 アルミニウム合金（鋳造用および圧延用）。ケイ素の測定方法

ГОСТ 11739.7−99

グループ В59

国家間規格

アルミニウム合金（鋳造用および圧延用）
ケイ素の測定方法

Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of silicon

МКС 77.120.10
ОКСТУ 1709

施行日 2000−03−01

序文

1 作成：OAO «全ロシア軽金属研究所»（OAO ВИЛС）、国家間技術標準化委員会 МТК 297「軽金属およびその半製品」

提出：ロシア国家標準局（Госстандарт России）

2 承認：国家間標準化・計量・認証理事会（議事録 N 15、1999年5月28日）

採択に賛成した国：

国名	各国の国家標準機関名
アゼルバイジャン共和国	Азгосстандарт
ベラルーシ共和国	Госстандарт Беларуси
ジョージア（グルジア）	Грузстандарт
キルギス共和国	Киргизстандарт
モルドバ共和国	Молдовастандарт
ロシア連邦	Госстандарт России
タジキスタン共和国	Таджикгосстандарт
トルクメニスタン	Главная государственная инспекция Туркменистана
ウズベキスタン共和国	Узгосстандарт
ウクライナ	Госстандарт Украины

3 ロシア連邦国家標準・計量委員会の1999年9月6日付決議 N 288-стにより、国家間規格 ГОСТ 11739.7−99 は2000年3月1日よりロシア連邦の国家規格として直接施行されることが決定された。

4 代替：ГОСТ 11739.7−82

5 再版：2003年7月

1 適用範囲

本規格は、フォトメトリック法（ケイ素質量分率 0,02～1,0%）、重量法（ケイ素質量分率 0,3～25,0%）、および原子吸光法（ケイ素質量分率 0,10～1,0% および 1,0～25,0%）によるケイ素の測定方法を定める。

2 規範引用

本規格では以下の規格が引用されている:

ГОСТ 83−79 炭酸ナトリウム（無水）。技術条件

ГОСТ 195−77 亜硫酸ナトリウム。技術条件

ГОСТ 2062−77 臭化水素酸。技術条件

ГОСТ 3118−77 塩酸。技術条件

ГОСТ 3760−79 液体アンモニア。技術条件

ГОСТ 3765−78 モリブデン酸アンモニウム。技術条件

ГОСТ 4109−79 臭素。技術条件

ГОСТ 4197−74 亜硝酸ナトリウム。技術条件

ГОСТ 4204−77 硫酸。技術条件

ГОСТ 4221−76 炭酸カリウム。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 5457−75 アセチレン（溶解および気体）工業用。技術条件

ГОСТ 5817−77 酒石酸。技術条件

ГОСТ 9428−73 酸化ケイ素（IV）。技術条件

ГОСТ 9656−75 ホウ酸。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 10931−74 モリブデン酸ナトリウム二水和物。技術条件

ГОСТ 11069−2001 一次アルミニウム。グレード

ГОСТ 11683−76 (ISO 3627−76) ピロ亜硫酸ナトリウム（工業用）。技術条件

ГОСТ 18300−87 変性エチルアルコール（工業用）。技術条件

ГОСТ 25086−87 有色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 分析方法に関する一般要求事項は ГОСТ 25086 に従うものとし、次の補足を加える：

3.1.1 分析結果は、2回の平行試験の算術平均をもって結果とする。

4 ケイ素のフォトメトリック法

4.1 方法の要旨

本法は、試料を水酸化ナトリウム溶液中で過酸化水素の存在下に溶解させ、溶液のpHを(1,0±0,1)に調整して黄色のシリコモリブデン酸（ケイ素-モリブデン酸）の形を生成させ、これをアスコルビン酸または1-アミノ-2-ナフトール-4-スルホン酸で還元して青色のシリコモリブデン酸を得て、波長810 nmにおける溶液の光学濃度を測定するというものである。

4.2 装置、試薬および溶液

分光光度計。

マッフル炉（灰化炉）。

恒温乾燥槽（温度調節付）。

pHメーター。

二重蒸留水（ビディスティル水）を用い、ポリエチレン容器で保管する。

水酸化ナトリウムは ГОСТ 4328 に従い、ポリエチレン包装で保管する。モル濃度8 mol/dm³の溶液はポリエチレン容器で調製・保管する：320 gの水酸化ナトリウムを1000 cm³容量の容器に入れ、冷却しながら少量ずつ慎重に800 cm³の水を加えて完全に溶解させ、冷却後水で1000 cm³まで希釈して撹拌する。

水酸化ナトリウム溶液のモル濃度は、10,0 cm³の当該溶液が (10,0±0,1) cm³ のモル濃度8 mol/dm³の硝酸溶液に相当するように調整する。

円錐フラスコ（容量250 cm³）に10,0 cm³の水酸化ナトリウム溶液を入れ、100 cm³の水を加え、メチルレッド指示薬を2滴加え、硝酸溶液で溶液の黄色が赤紫色に変わるまで滴定して調整する。

硝酸は ГОСТ 4461 に従い密度1,35−1,40 g/cm³のものを使用する。モル濃度8 mol/dm³の溶液の調製：540 cm³の硝酸を1000 cm³のメスフラスコに取り、目盛りまで水を加えて混合する。

硝酸溶液のモル濃度の設定は次のように行う：250 cm³の円錐フラスコに無水炭酸ナトリウム10,600 gを入れ、100 cm³の水を加えて完全に溶解させ、冷却後メチルレッド指示薬を2滴加え、硝酸溶液で溶液の黄色が赤紫色に変わるまで滴定する。指定した無水炭酸ナトリウムの理論的に必要な硝酸溶液量は25,0 cm³である。必要に応じて硝酸溶液の濃度は水または酸を加えて調整し、所望のモル濃度にする。

無水炭酸ナトリウムは ГОСТ 83 に従い（110±2）°Cで少なくとも1時間乾燥し、デシケーターまたはビーカーで保管する。

塩酸は ГОСТ 3118 に従い密度1,19 g/cm³のものを使用する。1:99 の希釈溶液およびモル濃度4,4 mol/dm³の溶液を調製する：352 cm³の塩酸を1000 cm³のメスフラスコに取り、目盛りまで水を加えて混合する。

塩酸溶液のモル濃度は、20,0 cm³の当該溶液が (11,0±0,1) cm³ の水酸化ナトリウム溶液に相当するように調整する。

容量250 cm³の円錐フラスコに塩酸溶液20.0 cm³を入れ，水を100 cm³まで注ぎ，メチルレッド指示薬を2滴加え，モル濃度8 mol/dm³の水酸化ナトリウム溶液で溶液の赤紫色が黄色に変わるまで滴定する。 硫酸（ГОСТ 4204，密度1.84 g/cm³），モル濃度4 mol/dm³の溶液の調製：硫酸225 cm³を，かき混ぜながら冷却しつつ細く慎重に容量1000 cm³のメスフラスコに入れた500 cm³の水に滴下し，冷却後，水で目盛りまで希釈して混合する。 硫酸溶液のモル濃度は，硫酸溶液10.0 cm³が（10.0±0.1） cm³の水酸化ナトリウム溶液に相当するように調整する。 容量250 cm³の円錐フラスコに硫酸溶液10.0 cm³を入れ，水を100 cm³まで注ぎ，メチルレッド指示薬を2滴加え，モル濃度8 mol/dm³の水酸化ナトリウム溶液で溶液の赤紫色が黄色に変わるまで滴定する。 アスコルビン酸（ビタミンC）溶液20 g/dm³（新しく調製すること）：アスコルビン酸2 gを水に溶かし，容量を100 cm³に定めて混合する。 酒石酸（ГОСТ 5817），溶液200 g/dm³。 亜硫酸（飽和溶液）：二酸化硫黄を水に通じて飽和させて調製する。 過酸化水素（ГОСТ 10929）。 亜硫酸ナトリウム（ГОСТ 195）。 ピロ亜硫酸ナトリウム（ГОСТ 11683），溶液112.5 g/dm³：ピロ亜硫酸ナトリウム90 gを800 cm³の水に溶かす。 亜硝酸ナトリウム（ГОСТ 4197），溶液20 g/dm³。 1-アミノ-2-ナフトール-4-スルホン酸試薬の調製：亜硫酸ナトリウム14 gを容量1000 cm³の円錐フラスコに入れ，100 cm³の水に溶かし，1-アミノ-2-ナフトール-4-スルホン酸1.5 gとピロ亜硫酸ナトリウム溶液800 cm³を加える。溶液を中密度フィルター（「白リボン」）でろ過して容量1000 cm³のメスフラスコに移し，水で目盛りまで希釈して混合する。調製した溶液は遮光瓶に入れて保管し，1か月以内に使用すること。 炭酸カリウム（Калий углекислый，ГОСТ 4221）。 背景溶液（基礎溶液） 校正曲線用の背景（基礎）溶液の調製：容量400 cm³のポリエチレン容器に水酸化ナトリウム溶液40.0 cm³を入れ，水200 cm³，硝酸溶液54.0 cm³，塩酸溶液40.0 cm³を加える。冷却後，容量1000 cm³のメスフラスコに移し，水で目盛りまで希釈して混合する。 モリブデン酸アンモニウム（Аммоний молибденовокислый，ГОСТ 3765），再結晶後，溶液106 g/dm³，pH 7.2：モリブデン酸アンモニウム53 gを容量500 cm³のビーカーに入れ，水250 cm³と水酸化ナトリウム溶液30 cm³を加え，かき混ぜながら室温まで冷却し，水で350 cm³に調整して混合する。pH（7.2±0.1）はpHメーターで測定し，かき混ぜながら水酸化ナトリウム溶液を滴下して調整する。得られた溶液を容量500 cm³のメスフラスコにろ過し，フィルターを2–3回水で洗浄してから水で目盛りまで希釈し，混合する。ポリエチレン容器で保管する。 再結晶の手順：モリブデン酸アンモニウム250 gを容量1 dm³のビーカーに入れ，水400 cm³を加え，(80±2)°Cに加熱して攪拌しながら溶解させ，アンモニアを匂いが出るまで加え，濃いフィルター（「青リボン」）で熱い溶液をろ過して，300 cm³のエチルアルコールを入れた別のビーカーに受ける。溶液を(10±2)°Cまで冷却し，1時間静置して晶析させる。析出した結晶はブッフナー漏斗で母液を中密度フィルター（「白リボン」）を通して吸引濾過する。結晶はエチルアルコール30 cm³ずつを3回に分けて洗浄し，ろ紙の上に均等に広げて別のろ紙で覆い，空気中で8–10時間乾燥させる。 精留工業用エチルアルコール（ГОСТ 18300）。 モリブデン酸ナトリウム二水和物（Натрий молибденовокислый 2-водный，ГОСТ 10931）。 、溶液 145 g/dm³: 145 gの試薬を700 cm³の温水に溶かし、室温まで冷却して中程度密度のろ紙（「白い帯」）でろ過し、冷水で洗浄して容量1000 cm³のメスフラスコに移す。目盛まで水を加えて混合し、ポリエチレン容器に移す。溶液のpHは8以下とし、pHメーターで調整する。 アンモニア水 — ГОСТ 3760 に準拠。 メチルレッド、0.2 g/dm³溶液: 0.02 gの試薬を容量100 cm³のコニカルフラスコに入れ、60 cm³のエタノールに溶かす。溶液を容量100 cm³のメスフラスコに移し、目盛まで水を加えて混合する。 吸着剤（マセラート処理したろ紙）：粉砕したろ紙（「赤い帯」）100 gを容量500 cm³のビーカーに入れ、300 cm³の温水を注ぎ、撹拌子で均質な糊状になるまで攪拌する。 二酸化ケイ素（SiO2） — ГОСТ 9428 に準拠。 標準溶液は以下のいずれかの方法で調製する。 溶液A: 二酸化ケイ素（IV）0.2140 g（あらかじめマッフル炉で（1000±10）°C、30分間焼成）をプラチナるつぼに入れ、炭酸ナトリウムと炭酸カリウムを等量混合したもの2 gとともにマッフル炉で（700±10）°Cで溶融し、透明な溶融物が得られるまで加熱する。 冷却後、溶融物を水で抽出し、得られた溶液を容量1000 cm³のメスフラスコに移し、目盛まで水を加えて混合する。溶液はポリエチレン容器で調製・保存する。 1 cm³の溶液は0.0001 gのケイ素を含む。 溶液B: 溶液Aの10 cm³を容量100 cm³のメスフラスコに移し、目盛まで水を加えて混合する。溶液Bは使用直前にポリエチレン容器で調製する。 1 cm³の溶液は0.00001 gのケイ素を含む。 九水和メタケイ酸ナトリウム [1]。 ________________ * 注[1]-[2]は文献一覧の該当項目を参照。— データベース作成者の注記。 溶液A: メタケイ酸ナトリウム（ケイ酸ナトリウム）1 gを容量400 cm³のビーカーに入れ、100 cm³の水に溶かし、水酸化ナトリウム溶液1 cm³を加え、密なひだ付きろ紙（「青い帯」）でろ過して容量1000 cm³のメスフラスコに移し、目盛まで水を加えて混合する。溶液はポリエチレン容器で調製・保存する。 1 cm³の溶液は0.0001 gのケイ素を含む。 ケイ素の質量濃度を求めるため、溶液の分取量50 cm³を容量200 cm³の磁器皿に入れ、塩酸10 cm³を加えて混合し、乾くまで蒸発する。塩酸を再度10 cm³加えて再び乾燥する。乾留残渣に塩酸10 cm³と100 cm³の温水を加え、混合して50–60°Cで40分保持して沈殿を凝集させる。沈殿を中程度密度のろ紙（「白い帯」）と、5.2項に従い調製した吸着剤を用いてろ過し、1:99の塩酸熱溶液で8回洗浄する。 ろ紙上の沈殿を乾燥させ、プラチナるつぼで焼成し、マッフル炉で1000–1100°Cで30分間灼焼する。るつぼを室温まで冷却して天秤で称量する。その後、ポリエチレン製ピペットでフッ化水素酸を10滴、硫酸を1滴加え、硫酸の白煙が発生しなくなるまで加熱する。残留物を再びマッフル炉で1000–1100°Cで10分間灼焼し、室温まで冷却して称量する。 ケイ素の質量濃度 c, g/cm³ は次式で求める（式 (1)）： （式は原文参照） ここで m1 — フッ化水素酸処理前の沈殿質量、g； m2 — フッ化水素酸処理後の沈殿質量、g； 0.4675 — 二酸化ケイ素をケイ素に換算する係数； V — ケイ素の定量に用いた標準溶液の体積、cm³。 溶液B: 溶液Aの10 cm³を容量100 cm³のメスフラスコに移し、目盛まで水を加えて混合する。溶液Bは使用直前にポリエチレン容器で調製し、溶液Aの質量濃度は式(1)で算出する。 1 cm³の溶液は0.00001 gのケイ素を含む。 フッ化水素酸 — ГОСТ 10484 に準拠。 4.3 分析の実施

4.3.1 試料0.25 gを秤量し、容量100 смのプラチナ皿またはガラスカーボン製ビーカーに入れ、10.0 смの水酸化ナトリウム溶液を加え、プラチナ製蓋をかぶせて沸騰させないように飛散を避けつつ完全に溶解するまで加熱する。1 смの過酸化水素を加え、蓋をずらして溶液がシロップ状になるまで注意深く蒸発させる。室温まで冷却した後、蓋および皿の壁面を30 смの温水で洗い、沸騰させない程度に加熱して固化物が皿の壁面から離れるようにする。次に75−80 смの温水を加え、溶液を沸騰させないようにして15−20分加熱し塩類を溶解する。

室温まで冷却した後、溶液を容量400 смのガラスビーカーに移す。このビーカーには17.0 смの濃硝酸溶液、10.0 смの塩酸溶液（4.4 mol/dm）および50 смの温水が入っており、ポリエチレン棒で撹拌しながら移す。アルカリ性溶液を移す際は、その溶液がガラスビーカーの壁面に触れないように注意する。もし試料がマンガンを0.5％以上含み、マンガン水酸化物がプラチナ皿またはガラスカーボン製ビーカーの壁面に析出して付着している場合は、ガラスビーカー中の酸性溶液を少量注ぎ、亜硫酸（溶液）または亜硝酸ナトリウム（溶液）を数滴（1−3滴）加え、回転させるように撹拌してマンガン水酸化物を溶解させる。

溶液をガラスビーカーに移し、プラチナ皿またはガラスカーボン製ビーカーは温水で2−3回洗浄する。ガラスビーカー中の酸性溶液の体積を180 смにし、ほぼ沸騰するまで加熱する。必要に応じて亜硫酸（溶液）または亜硝酸ナトリウム（溶液）を1−2滴追加してマンガン水酸化物を完全に溶解させ、弱火で10−15秒間沸騰させる。溶液を室温まで冷却し、容量250 смのメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈して混合する。

大量のチタンの存在に起因する濁りがある場合は、濃密ろ紙（「ブルーリボン」）を用いて溶液を乾いた円錐フラスコにろ過する。

4.3.2 試験溶液の分取（アリクオート）および、アリクオートを50 смの体積に調整した対照（ブランク）溶液は、表1に従って容量100 смのメスフラスコに入れ、15 смの水および5 смのモリブデン酸アンモニウムまたはモリブデン酸ナトリウム溶液を加えて撹拌する。

Таблица 1

ケイ素の質量分率、％	分取溶液の体積、 см	対照（ブランク）溶液の体積、см	分取溶液中の試料秤量、g
0.02〜0.1（含む）	50	-	0.05
0.1を超え0.2以下	25	25	0.025
0.2を超え0.4以下	10	40	0.01
0.4を超え1.0以下	5	45	0.005

溶液を10分間放置し、5 смの酒石酸溶液、15 смの硫酸溶液、5 смの1‑アミノ‑2‑ナフトール‑4‑スルホン酸の溶液または5 смのアスコルビン酸溶液を加え、目盛りまで水で希釈して混合する。

4.3.3 対照（ブランク）溶液は、4.3.1に従って分析で用いるすべての試薬を使用して少なくとも3回の平行試験で調製するが、濃硝酸の量は13.5 смに減らす。対照溶液の50 смのアリクオートを容量100 смのメスフラスコに移し、4.3.2に従って処理を続ける。

4.3.4 試験溶液および対照溶液の光学吸光度は、20−30°Cで、10分後（ただし40分以内）に測定する。波長は810 nm、セルの有効光路長はケイ素の質量分率が0.1％未満の場合20 mm、0.1％以上の場合10 mmとする。参照溶液は水とする。

注 — 分析に使用する試薬および二重蒸留水は、対照溶液の光学吸光度が試料溶液の光学吸光度の5分の1を超えない程度のケイ素汚染度でなければならない。

4.3.5 ケイ素の質量は、試料溶液の光学吸光度から対照溶液の光学吸光度を差し引いた値を校正曲線にあてはめて求める。

4.3.6 校正曲線の作成

容量100 смのメスフラスコを8本用意し、それぞれに25 смのベース溶液（基礎溶液）を入れる。うち7本に標準溶液BまたはBからそれぞれ0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 смを移し、これらはそれぞれ0.000005、0.00001、0.00002、0.00004、0.00006、0.00008、0.0001 gのケイ素に相当する。全てのフラスコにビュレットから水を加えて体積を65 смにし、5 смのモリブデン酸ナトリウムまたはモリブデン酸アンモニウム溶液を加え、10分間放置する。さらに5 смの酒石酸溶液を加え、その後は4.3.2および4.3.4に従って処理する。参照溶液はケイ素を添加していない溶液とする。

得られた溶液の光学吸光度とそれに対応するケイ素質量の値から校正曲線を作成する。

4.4 結果の処理

4.4.1 ケイ素の質量分率 X, % は次の式により算出する

, (2)

где — проб料溶液中のケイ素の質量（校正曲線から求めた値）、g；

— アリコート部の溶液における試料称量質量、g。

4.4.2 結果の相違は表2に示す値を超えてはならない。


表2

パーセントで表す

ケイ素の質量分率	許容される絶対相違値
	平行測定結果の相違	分析結果の相違
0.020〜0.050（含む）	0.005	0.010
＞0.05〜0.10	0.01	0.02
0.02	0.03
0.03	0.04
0.04	0.05

5 ケイ素の定量（重量分析法）

5.1 方法の原理

本法は、過酸化水素存在下での水酸化ナトリウムによる試料の分解、塩素酸または硫酸で蒸発して得られる不溶性ケイ素酸の生成、濾過した沈殿の1100 ℃での焼成、生成した二酸化ケイ素のフッ化水素酸による除去、残渣の秤量および質量差からケイ素の質量分率を算出することに基づく。

5.2 器具、試薬および溶液

マッフル炉。

温度調節器付き乾燥器。

水酸化ナトリウム（ГОСТ 4328）（ポリエチレン容器で保存）およびモル濃度1.25 mol/dmの溶液：50 gの水酸化ナトリウムを容量500 cm容量のポリエチレンカップに入れ、冷却しながらかくはんして慎重に300 cmの水を少しずつ加え、1000 cmの容量フラスコに移し、目盛りまで水を加えて混合する。ポリエチレン容器で保存する。

硝酸（ГОСТ 4461）、密度1.35−1.40 g/cm。

塩酸（ГОСТ 3118）、密度1.19 g/cm、モル濃度0.62 mol/dmの溶液：50 cmの塩酸を1000 cm容量のメスフラスコに入れ、目盛りまで水を加えて混合する。

フッ化水素酸（ГОСТ 10484）、希釈比1:4。

臭化水素酸（ГОСТ 2062）。

臭素（ГОСТ 4109）。

臭素水（飽和溶液）：50 gの臭素を1000 cm容量のメスフラスコ（擦り合わせ栓付）に入れ、500 cmの水を注ぎ、8−10回振とうし、目盛りまで水を加えて混和し、栓を数回少しずつ開けておく。

過塩素酸（注記[2]）、密度1.67 g/cm、モル濃度4 mol/dmの溶液：350 cmの過塩素酸を1000 cm容量のメスフラスコに入れ、目盛りまで水を加えて混合する。

硫酸（ГОСТ 4204）、密度1.84 g/cm、希釈比1:1。

過酸化水素（ГОСТ 10929）。

コンゴ赤指示薬：0.1 gの試薬を100 cmの水に弱く加熱しながら溶解し、混合後冷却する。

コンゴ試験紙：中密度のフィルター（「白い帯」）をコンゴ溶液に浸し、100−105℃の乾燥器で乾燥し、切断してビュクセンに保管する。試験紙は1か月以内に使用可能。

吸着剤（マセレート紙）：100 gの破砕したフィルター（「赤い帯」）を容量500 cmのビーカーに入れ、300 cmの熱水を加え、攪拌棒で均一なペースト状になるまで混合する。

5.3 分析の実施

5.3.1 表3に従った質量の試料をニッケル、銀またはガラス炭化物製の250 cm容量の皿に入れ、蓋をして次のいずれかの方法で溶解する：ケイ素質量分率が5%未満の場合は、皿に水酸化ナトリウム溶液を入れ、連続的に冷却しながら少量ずつ表3に従って水を慎重に注ぐ；ケイ素質量分率が5%を超え、合金中にマグネシウムやリチウムが多量に含まれる場合は、まず試料に慎重に水酸化ナトリウム溶液を注ぎ、反応が終わった後、表3に従って必要量の水酸化ナトリウムを加える。

表3

ケイ素質量分率, %	試料称量質量, g	水酸化ナトリウム溶液, см	水酸化ナトリウム質量, g	水量, см(5.3.1)	酸溶液の体積, см		水量, см(5.3.2)	臭化水素酸量, см	臭素水量, см
					硫酸溶液	過塩素酸溶液
0.3〜1.0（含む）	3	-	10	30	50	110	60	-	-
2	-	8	15	40	60	30	-	-
1	-	6	10	30	45	20	-	-
0.5	30	8.5	-	30	60	30	10	10
0.25	30	8.5	-	30	60	30	10	10
0.2	30	8.5	-	30	60	30	10	10
0.2	30	8.5	-	30	60	30	10	10

反応が終了したら、蓋と皿の側面を最小限の熱水で洗い、飛散を避けながら完全に溶解するまで加熱する。溶液を慎重に蒸発させ、シロップ状になったら冷却し、5−6 cmの過酸化水素を加え、再びシロップ状になるまで蒸発させる。必要に応じて過酸化水素処理を繰り返す。溶液に100 cmの熱水を加え、塩類が溶解するまで加熱する。

5.3.2 ケイ酸は、硫酸または塩素酸との蒸発により分離する。

5.3.2.1 塩素酸による蒸発

5.3.1に従って得られた冷却した溶液を、400 cm容量のビーカーに定量的に移し、表3に従って5 cm硝酸、塩素酸および水を加える。皿と蓋は温湯で洗い、10 cmの塩素酸溶液で洗い、洗浄水を主溶液に合せて加え、撹拌する。茶色のマンガン酸化物沈殿がある場合は、過酸化水素を加えて沈殿が溶解するまで処理する。ビーカーを時計皿で覆い、塩素酸の白い蒸気が出るまで蒸発し、さらに15−20分間蒸発を続ける。冷却後、200 cmの温湯を慎重に注ぎ、静かに撹拌して塩を溶解させる。マンガン酸化物の沈殿がある場合は数滴の過酸化水素を加える。溶液は弱加熱（沸騰させない）で30分間保持する。

5.3.2.2 合金にスズおよび（または）アンチモンが1%まで含まれる場合は、5.3.1に従って得た溶液を400 cm容量のビーカーに定量的に移し、表3に従って塩素酸と水を加える。皿と蓋を温湯で洗い、10 cmの塩素酸溶液で洗い、洗浄水を主溶液に合せて加え、撹拌する。茶色のマンガン酸化物沈殿がある場合は、滴下で過酸化水素を加え沈殿が溶解するまで処理する。溶液を3−5分間沸騰させ、ドラフト内で慎重に臭素水および臭素化水素酸を表3に従って滴加し、塩素酸の白い蒸気が出るまで蒸発し、さらに5分間蒸発を続ける。ビーカーを時計皿で覆い、さらに15−20分間蒸発を続ける。冷却後、200 cmの温湯を注ぎ、以降は5.3.2.1に従う。

5.3.2.3 硫酸による蒸発

5.3.1に従って得られた冷却した溶液を、400 cm容量のビーカーに移し、表3に従って5 cm硝酸および硫酸溶液を加える。皿と蓋を温湯で洗い、溶液を撹拌し、マンガン酸化物沈殿がある場合は滴下で過酸化水素を加えて沈殿が溶解するまで処理する。溶液を硫酸の白い蒸気が出るまで蒸発し、さらに15−20分間蒸発を続ける。

冷却した残渣に対して、連続撹拌しながら少量ずつ注意して200 cmの温湯を注ぎ、塩が溶解するまで加熱する。マンガン酸化物の沈殿がある場合は数滴の過酸化水素を加える。溶液は弱加熱（沸騰させない）で30分間保持する。

5.3.3 5.3.2.1–5.3.2.3に従って得られた溶液を、吸着剤入りの中密度フィルター（「白リボン」）を用いてろ過し（フィルターA）、ろ紙を5−6回温塩酸溶液と温湯で洗い（ろ紙の端に被せたコング紙が赤く染まるまで）、ろ液と洗浄水を同じビーカーに集める。

5.3.3.1 ケイ素の質量分率が5%以上の場合は、5.3.3に従って得られたろ液を再処理する。これには、ろ液と洗浄水を塩素酸または硫酸の蒸気が出るまで蒸発し、さらに15−20分間蒸発し、冷却した溶液に連続撹拌しながら慎重に200 cmの温湯を注ぎ、沸騰させないで30分間加熱し、吸着剤入りの中密度フィルター（「白リボン」タイプのフィルター）でろ過する（フィルターB）。

5.3.4 フィルターA、またはフィルターAおよびBを、1000−1100℃で30分間焼成した後冷却し、定常質量となった白金製のクルーシブルに入れる。乾燥させ、紙が燃えないよう注意して500−600℃で慎重に灰化し、その後ムッフル炉で1000−1100℃にて1時間焼成し、デシケーターで冷却して天秤で秤量する。クルーシブル中の残渣に0.5 cmの硫酸溶液と3−5 cmのフッ化水素酸を加え、乾燥まで蒸発し、同じ温度でムッフル炉にて5−10分間焼成して定常質量に達するまで処理し、デシケーターで冷却して秤量する。必要に応じてフッ化水素酸処理を繰り返す。

5.3.5 分析中に使用したすべての試薬について、5.3.1−5.3.4に従って対照実験を行う。

5.4 結果の処理

5.4.1 ケイ素の質量分率 W, % は次式で計算する。

（式（3））

ここで、m1 — ケイ素酸化物除去前のクルーシブルと残渣の質量（g）；

m2 — ケイ素酸化物除去後のクルーシブルと残渣の質量（g）；

m3 — 対照実験におけるケイ素酸化物除去前のクルーシブルと残渣の質量（g）；

m4 — 対照実験におけるケイ素酸化物除去後のクルーシブルと残渣の質量（g）；

0,4675 — 二酸化ケイ素をケイ素に換算する係数；

m — 試料秤量質量（g）。

5.4.2 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

（単位：パーセント）

ケイ素の質量分率	許容される絶対差
	平行試験の結果の差	分析結果の差
0,30〜0,50 包含	0,03	0,04
0,50〜1,00	0,04	0,05
1,00〜2,50	0,05	0,07
2,50〜5,00	0,07	0,10
5,0〜10,0	0,1	0,2
10,0〜15,0	0,2	0,3
15,0〜20,0	0,3	0,4
20,0〜25,0	0,4	0,5

6 原子吸光法によるケイ素の定量（ケイ素質量分率 0,10〜1,0% の場合）

6.1 方法の本質

本法は、塩酸溶液中（硝酸存在下）での試料の溶解、室温でのケイ素のフッ化物錯体の生成、およびアセチレン−亜酸化窒素炎中で波長251.6 nmにおけるケイ素の原子吸光測定に基づく。

6.2 装置、試薬および溶液

ケイ素用の光源を備えた原子吸光分光計。

アセチレン（ГОСТ 5457 に準拠）。

医療用亜酸化窒素。

塩酸（ГОСТ 3118） 密度1,19 g/cm、希釈溶液1:1。

硝酸（ГОСТ 4461） 密度1,35−1,40 g/cm。

ホウ酸（ГОСТ 9656）。

フッ化水素酸（ГОСТ 10484）。

ホウ酸フッ化水素酸溶液：フッ化水素酸280 cmを（10±2）℃に保ち、ホウ酸を130 gずつ数回に分けて加え攪拌する。溶液はポリエチレン容器で調製・保存する。

金属アルミニウム（ГОСТ 11069）等級 A999。

水酸化ナトリウム（ГОСТ 4328）、30 g/dm溶液。

メタナイン水和ナトリウムシリケート（9水和）[1]。

標準ケイ素溶液：10.112 gのナトリウムケイセート（ケイ酸ナトリウム）をフッ素樹脂製ビーカーで100 cmの水に温和に加えて溶解させ、容量フラスコ（1000 cm）に移し、2 cmの水酸化ナトリウム溶液を加え、水で目盛りまで希釈して撹拌する。溶液はポリエチレン容器で保存する。

1 cmの溶液は0,001 gのケイ素を含む。

ケイ素の質量濃度 c を定めるため、標準溶液の分取部分25 cmを取り、200 cm容量の磁器皿に入れ、4.2に従って以降の操作を行う。

6.3 分析の実施

6.3.1 0,5 gの試料秤量をフッ素樹脂製ビーカー（100 cm）に入れ、試料を約10 cmの水で湿らせ、塩酸溶液を25 cmずつ分注して加える。溶解は室温で行う。試料が溶解した後、2 cmの硝酸を加え、溶液を撹拌して沸騰させ、1−2分間沸騰させる。

室温まで冷却した後、溶液に10 cmのホウ酸フッ化水素酸を加え、100 cm容量のメスフラスコに移し、目盛りまで水を加えて撹拌する。その後、溶解を行った同じビーカーに溶液を戻す。

6.3.2 対照実験の溶液は、分析で用いるすべての試薬を含め、6.3.1に従って調製する。

6.3.3 校正曲線の作成

フッ素樹脂製ビーカー（100 cm）を7個用意し、それぞれに0,5 gの金属アルミニウムを入れ、約10 cmの水で湿らせ、5個には標準ケイ素溶液をそれぞれ0,5; 1,0; 2,5; 3,5; 5,0 cm量り取り、これらはそれぞれ0,0005; 0,001; 0,0025; 0,0035; 0,005 gのケイ素に相当し、以後6.3.1に従って処理する。

6.3.4 試料溶液、対照溶液および校正用溶液をアセチレン−亜酸化窒素の還元炎中に噴霧し、波長251,6 nmでケイ素の原子吸光度を測定する。

得られた原子吸光度と対応するケイ素の質量濃度に基づき、座標「原子吸光度値 − ケイ素質量濃度（g/cm）」で校正曲線を作成する。ケイ素を添加していない溶液は校正曲線作成時の対照溶液として用いる。

試料溶液および対照溶液中のケイ素の質量濃度は、校正曲線から読み取る。

6.4 結果の処理

6.4.1 ケイ素の質量分率 W, % は次式で計算する。

（式（4））

ここで c1 — 校正曲線から得た試料溶液中のケイ素の質量濃度（g/cm）；

c0 — 校正曲線から得た対照実験溶液中のケイ素の質量濃度（g/cm）；

V — 試料溶液の体積（cm）；

m — 試料秤量質量（g）。

6.4.2 結果のばらつきは表5に示す値を超えてはならない。

表5

（単位：パーセント）

ケイ素の質量分率	許容される絶対差
	平行試験の結果の差	分析結果の差
0,10〜0,25 包含	0,03	0,05
0,25〜0,50	0,05	0,07
0,50〜1,00	0,07	0,10

7 原子吸光法によるケイ素の定量（ケイ素質量分率 1,0〜25,0% の場合）

7.1 方法の本質

本法は、水酸化ナトリウム溶液中での試料の溶解およびアセチレン−亜酸化窒素炎中で波長251,6 nmにおけるケイ素の原子吸光測定に基づく。

7.2 装置、試薬および溶液

ケイ素用の光源を備えた原子吸光分光計。

アセチレン（ГОСТ 5457）。

医療用亜酸化窒素。

水酸化ナトリウム（ГОСТ 4328）、300 g/dm溶液。ポリエチレン容器で調製・保存する。

過酸化水素（ГОСТ 10929）。

メタナイン水和ナトリウムシリケート（9水和）[1]。

金属アルミニウム（ГОСТ 11069）等級 A999。

標準ケイ素溶液。

溶液A：10.112 gのナトリウムケイセートをフッ素樹脂製ビーカーで50 cmの水に溶解し、100 cmのメスフラスコに移し、2 cmの水酸化ナトリウム溶液を加え、水で目盛りまで希釈して撹拌する。溶液はポリエチレン容器で保存する。

1 cmの溶液は0,01 gのケイ素を含む。

ケイ素の質量濃度 c を定めるため、溶液の分取部位から2 cmを取り、200 cm容量の磁器皿に入れ、4.2に従って以降の操作を行う。

溶液B：溶液A（質量濃度は式1により算出）の50 cmを100 cmのメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈して撹拌する。溶液は使用直前に調製する。

1 cmの溶液は0,005 gのケイ素を含む。

7.3 分析の実施

7.3.1 表6に従った質量の試料秤量をフッ素樹脂製ビーカー（100 cm）に入れ、30 cmの水酸化ナトリウム溶液を注ぎ、室温で溶解する。飛散による損失を避けるため、ビーカーはフッ素樹脂製の蓋で覆う。溶液を加熱し15分間沸騰させる。

室温まで冷却した後、過酸化水素を滴下で2 cm加える。その後、蓋をしたままビーカー中の溶液を3−5分間沸騰させる。室温まで冷却し、蓋とビーカー壁を十分に流水で洗い、表6に従った容量のメスフラスコに移して目盛りまで水を加え、撹拌し、300 cm容量のポリエチレン容器に移す。

表6

ケイ素の質量分率, %	試料秤量質量, g	メスフラスコ容量, cm
1,0〜5,0 包含	0,5	200
5,0〜10,0	0,25	250
10,0〜15,0	0,2	250
15,0〜25,0	0,1	250

7.3.2 対照実験の溶液は、分析で用いるすべての試薬を含め、7.3.1に従って調製する。

7.3.3 校正曲線の作成

7.3.3.1 ケイ素質量分率が1,0〜5,0%の場合

フッ素樹脂製ビーカー（100 cm）を7個用意し、それぞれに0,5 gの金属アルミニウムを入れ、約10 cmの水で湿らせ、5個には標準溶液Aをそれぞれ0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 cm量り取り、これらはそれぞれ0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 gのケイ素に相当し、以後7.3.1に従って処理する。

7.3.3.2 ケイ素質量分率が5,0〜10,0%の場合

フッ素樹脂製ビーカー（100 cm）を6個用意し、それぞれに0,25 gの金属アルミニウムを入れ、約10 cmの水で湿らせ、4個には標準溶液Aをそれぞれ1,0; 1,5; 2,0; 2,5 cm量り取り、これらはそれぞれ0,01; 0,015; 0,02; 0,025 gのケイ素に相当し、以後7.3.1に従って処理する。

7.3.3.3 ケイ素質量分率が10,0〜15,0%の場合

フッ素樹脂製ビーカー（100 cm）を7個用意し、それぞれに0,2 gの金属アルミニウムを入れ、約10 cmの水で湿らせ、5個には標準溶液Bをそれぞれ4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 cm量り取り、これらはそれぞれ0,02; 0,0225; 0,025; 0,0275; 0,03 gのケイ素に相当し、以後7.3.1に従って処理する。

7.3.3.4 ケイ素質量分率が15,0〜25,0%の場合

フッ素樹脂製ビーカー（100 cm）を6個用意し、それぞれに0,1 gの金属アルミニウムを入れ、約10 cmの水で湿らせ、4個には標準溶液Bをそれぞれ2,8; 3,6; 4,4; 5,2 cm量り取り、これらはそれぞれ0,014; 0,018; 0,022; 0,026 gのケイ素に相当し、以後7.3.1に従って処理する。

7.3.3.5 試料溶液、対照溶液および校正用溶液をアセチレン−亜酸化窒素の還元炎中に噴霧し、波長251,6 nmでケイ素の原子吸光度を測定する。

得られた原子吸光度と対応するケイ素の質量濃度に基づき、座標「原子吸光度値 − ケイ素質量濃度（g/cm）」で校正曲線を作成する。ケイ素を添加していない溶液は校正曲線作成時の対照溶液として用いる。

試料溶液および対照溶液中のケイ素の質量濃度は、校正曲線から読み取る。

7.4 結果の処理

7.4.1 ケイ素の質量分率 W, % は次式で計算する。

（式（5））

ここで c1 — 校正曲線から得た試料溶液中のケイ素の質量濃度（g/cm）；

c0 — 校正曲線から得た対照実験溶液中のケイ素の質量濃度（g/cm）；

V — 試料溶液の体積（cm）；

m — 試料秤量質量（g）。

7.4.2 結果のばらつきは表7に示す値を超えてはならない。

表7

（単位：パーセント）

ケイ素の質量分率	許容される絶対差
	平行試験の結果の差	分析結果の差
1,00〜2,50 包含	0,10	0,15
2,50〜5,00	0,15	0,20
5,0〜10,0	0,2	0,3
10,0〜20,0	0,3	0,4
20,0〜25,0	0,4	0,5

付録A（参考） 文献

付録A（参考）

[1] ТУ 6−09−5337−87* ナトリウムケイ酸塩（メタ9水和）（АО «Алтайхимпром» — スラブゴロド市、アルタイ地方）
________________
* 本文中に記載されたTU（技術条件）はここには掲示していない。追加情報についてはリンクを参照のこと。— データベース作成者注。


[2] ТУ 6−09−2878−84 塩素酸（ウラル化学試薬工場 — ヴェルフナヤ・ピシュマ市、スヴェルドロフスク州）

UDC 669.715.001.4:006.354	ICS 77.120.10	В59	OKCTU 1709
キーワード：アルミニウム合金、ケイ素の定量法、装置、試薬、溶液、分析