ГОСТ 13047.7-2014

ГОСТ 13047.7−2014 ニッケル．コバルト．硫黄の定量方法 ГОСТ 13047.7−2014 国家間規格 ニッケル．コバルト 硫黄の定量方法 Nickel. Cobalt. Methods for determination of sulphur 国際分類（МКС） 77.120.40 施行日 2016−01−01 序文 国家間標準化に関する作業の目的、基本原則および基本的な手順は、ГОСТ 1.0−92「国家間標準化体系．基本規定」並びに ГОСТ 1.2−2009「国家間標準化体系．国家間標準、国家間標準化の規則及び勧告．作成、採択、適用、更新及び廃止の規則」によって定められている。 標準に関する情報 1 作成：国家間技術標準化委員会 MTK 501「ニッケル」および MTK 502「コバルト」 2 提出：連邦技術規制・計量庁（ロススタンダルト／Росстандарт） 3 採択：国家間標準化・計量・認証審議会（2014年10月20日議事録 №71-П） 採択に賛成した国（投票参加）： - アゼルバイジャン（AZ） — Azstandart（Азстандарт） - アルメニア（AM） — アルメニア共和国経済省（Минэкономики Республики Армения） - ベラルーシ（BY） — ベラルーシ共和国国家標準局（Госстандарт Республики Беларусь） - ジョージア（GE） — Грузстандарт - カザフスタン（KZ） — カザフスタン共和国国家標準局（Госстандарт Республики Казахстан） - キルギス（KG） — Кыргызстандарт - ロシア（RU） — 連邦技術規制・計量庁（Росстандарт） - タジキスタン（TJ） — Таджикстандарт - ウズベキスタン（UZ） — Узстандарт 4 連邦技術規制・計量庁の命令（2015年6月24日 №816-ст）により、本国家間標準 ГОСТ 13047.7−2014 はロシア連邦の国家標準として 2016年1月1日 から施行された。 5 置換：ГОСТ 13047.7−2002 の代替 （注）本標準の改正情報は年次情報目録「国家標準」に掲載され、改正・訂正の本文は月刊情報目録「国家標準」に掲載される。見直し（置換）または廃止があった場合は、対応する通知が月刊情報目録「国家標準」に公示される。関連情報は連邦技術規制・計量庁の公式ウェブサイトにも掲載される。 1 適用範囲 本標準は、一次ニッケル（ГОСТ 849）、ニッケル粉（ГОСТ 9722）およびコバルト（ГОСТ 123）中の硫黄の定量について、分光光度法（硫黄質量分率 0.0003% から 0.0050%）および赤外分光法（硫黄質量分率 0.0001% から 0.050%）を規定する。仲裁法（決定法）としては赤外分光法を用いる。 2 規範参照文献 本標準では、次の規格への参照を用いる： - ГОСТ 8.315−97 国家計量系．物質・材料の組成及び性質の標準試料．基本規定 - ГОСТ 123−2008 コバルト．技術条件 - ГОСТ 200−76 試薬．リン酸水素ナトリウム一水和物（ハイポフォスファイトナトリウム）．技術条件 - ГОСТ 849−2008 一次ニッケル．技術条件 - ГОСТ 3118−77 試薬．塩酸．技術条件 - ГОСТ 3652−69 試薬．クエン酸 一水和物及び無水物．技術条件 - ГОСТ 3760−79 試薬．水アンモニア（アンモニア水）．技術条件 - ГОСТ 4166−76 試薬．硫酸ナトリウム（無水）．技術条件 - ГОСТ 4200−77 試薬．ヨード化水素酸（ヒドロヨード酸）．技術条件 - ГОСТ 4233−77 試薬．塩化ナトリウム．技術条件 - ГОСТ 4236−77 試薬．硝酸鉛(II)（Pb(NO3)2）．技術条件 - ГОСТ 4461−77 試薬．硝酸．技術条件 - ГОСТ 5583−78（ISO 2046−73） 酸素（技術用・医療用）．技術条件 - ГОСТ 9147−80 実験用陶磁器器具．技術条件 - ГОСТ 9293−74（ISO 2435−73） 窒素（気体・液体）．技術条件 - ГОСТ 9722−97 ニッケル粉．技術条件 - ГОСТ 10157−79 アルゴン（気体・液体）．技術条件 - ГОСТ 10929−76 試薬．過酸化水素．技術条件 - ГОСТ 11125−84 高純度硝酸．技術条件 - ГОСТ 13047.1−2014 ニッケル．コバルト．分析法の一般要求 - ГОСТ 13498−79 白金及び白金合金．グレード - ГОСТ 14261−77 高純度塩酸．技術条件 - ГОСТ 24147−80 高純度アンモニア水．技術条件 注 — 本標準を使用する際には、参照規格が有効かどうかを連邦技術規制・計量庁の公式ウェブサイトまたは年次情報目録「国家標準」で確認することが望ましい。参照規格が置換（改訂）されている場合は、置換後の規格に従う。参照規格が置換なしに廃止されている場合は、当該参照に影響を与えない範囲で当該箇所を適用する。 3 一般要求事項および安全要件 分析法の一般要求事項、使用する蒸留水の品質、実験用器具および作業時の安全要件は ГОСТ 13047.1 に従う。 4 分光光度法 4.1 分析法の原理 本法は、亜硫酸水素（硫化水素）をナトリウムヒポフォスファイトとヨード化水素酸の還元混合物で還元し、析出した硫化鉛のコロイド溶液を波長400 nm付近で吸光度を測定することに基づく。 4.2 測定器具、補助装置、材料、試薬および溶液 - 分光光度計またはフォトエレクトロ比色計（波長範囲 390〜410 nm をカバー）。 - 硫化水素蒸留装置（反応フラスコ、窒素供給用ガラス管、受器2個、摺合せ継手の連結管、出口管、ボール加熱器等で構成）。 - 窒素（气体） ГОСТ 9293 またはアルゴン（气体） ГОСТ 10157。 - 硝酸 ГОСТ 4461（必要に応じて蒸留して精製）または ГОСТ 11125 を 1:1 に希釈したもの。 - 塩酸 ГОСТ 3118（必要に応じて蒸留して精製）または ГОСТ 14261 を 1:1、1:9、1:10 に希釈したもの。 - ヒドロヨード酸（ヨード化水素酸） ГОСТ 4200。 - クエン酸一水和物 ГОСТ 3652、質量濃度 0.02 g/cm^3 の溶液。 - アンモニア水 ГОСТ 3760、必要なら ГОСТ 24147、1:2 に希釈したもの。 - 過酸化水素 ГОСТ 10929。 - 硫酸ナトリウム（Na2SO4） ГОСТ 4166、95〜105 ℃で 3〜4 時間乾燥。 - 塩化ナトリウム（食塩） ГОСТ 4233。 - リン酸水素ナトリウム一水和物（亜リン酸ナトリウム／ハイポフォスファイトナトリウム） ГОСТ 200。 - 硝酸鉛(II)（Pb(NO3)2） ГОСТ 4236、質量濃度 0.05 g/cm^3 の溶液（クエン酸溶媒中）。 - 還元混合物の調製：ヒポフォスファイトナトリウム 120 g を三口フラスコ（容量 1000 cm^3）に取る。逆流冷却器を装着し、塩酸（1:1希釈）200 cm^3、ヒドロヨード酸 400 cm^3 を加え、窒素またはアルゴンを 60〜80 泡／分の流速で通しつつ 5〜6 時間加熱する。調製した混合物は遮光瓶に入れ、擦り合わせ栓で保管する。 - 白金 ГОСТ 13498。 - 白金標準溶液（質量濃度 0.001 g/cm^3）の調製：白金 0.100 g を 100 または 150 cm^3 のビーカーに入れ、硝酸 5 cm^3、塩酸 15 cm^3 を加え加熱溶解する。乾留→残渣に塩酸 5 cm^3 と塩化ナトリウム 0.1 g を加え乾留を繰り返す。最終的に 1:1 塩酸 20 cm^3 に溶かし、容量フラスコ 100 cm^3 に移し蒸留水で定容。 - 白金標準溶液（質量濃度 0.00004 g/cm^3）の調製：100 cm^3 容量フラスコに 4 cm^3 の 0.001 g/cm^3 白金溶液を移し、1:9 塩酸で定容。 - 硫黄既知濃度の溶液： - 溶液 A（硫黄質量濃度 0.001 g/cm^3）の調製：硫酸ナトリウム（純度に応じた質量）4.4304 g を 250 cm^3 ビーカーに取り、約 50〜60 cm^3 蒸留水を加え加熱溶解、冷却後 1000 cm^3 容量フラスコに移し蒸留水で定容。 - 溶液 B（硫黄質量濃度 0.0001 g/cm^3）：100 cm^3 容量フラスコに溶液 A 10 cm^3 を移し蒸留水で定容。 - 溶液 C（溶液 V と表記されている場合、硫黄質量濃度 0.00001 g/cm^3）：100 cm^3 容量フラスコに溶液 B 10 cm^3 を移し蒸留水で定容。 4.3 分析の準備 4.3.1 蒸留装置の洗浄：反応フラスコに塩酸（1:1希釈）7〜8 cm^3、還元混合物 30 cm^3 を入れ、受器にはあらかじめ第1受器に塩酸（1:10希釈）7〜10 cm^3、第2受器にアンモニア水（1:2希釈）15 cm^3 を入れておく。第2受器は砕いた氷を入れた容器に置く。窒素またはアルゴンの流れを 60〜80 泡／分に設定し、反応液を沸騰させ 30〜35 分間加熱する。受器中の溶液は破棄する。 4.3.2 校正曲線作成用：反応フラスコに順に溶液 C（V）を 0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 cm^3 添加し、塩酸（1:1希釈）6〜8 cm^3、還元混合物 30 cm^3 を加え、4.4 に従って蒸留を行う。校正曲線作成時、還元混合物を添加せずに最大4回まで続けて蒸留を行うことが許される。その場合は反応フラスコに塩酸（1:1希釈）20 cm^3、還元混合物 80 cm^3 を入れてから溶液 C を加え蒸留する。校正溶液中の硫黄質量はそれぞれ 0.000005、0.000010、0.000020、0.000030、0.000040、0.000050 g である。校正溶液の吸光度と対応する硫黄質量から、硫黄を含まない試料を用いて調製した基準溶液の吸光度も考慮して校正曲線を作成する。 4.4 分析の実施 試料秤量は、硫黄質量分率が 0.002% 以下の場合は 2.000 g、0.002% を超える場合は 1.000 g を取る。試料を 250 cm^3 ビーカーに入れ、塩酸（1:1希釈）25 cm^3、白金溶液（0.00004 g/cm^3）1 cm^3 を加えて加熱溶解する。過酸化水素を 0.5〜1.0 cm^3 を 7〜10 回に分けて加え、激しい沸騰を避けつつ溶液を 5〜10 cm^3 まで蒸発させる。冷却後、反応フラスコへ移し、溶解に用いたビーカーを洗浄してフラスコへ移す。還元混合物 15 cm^3、蒸留水 15 cm^3、さらに還元混合物 15 cm^3 を加える。 反応フラスコを 2 個の受器に接続し、あらかじめ第1受器に塩酸（1:9希釈）7〜10 cm^3、第2受器にアンモニア水（1:2希釈）15 cm^3 を入れておく。第2受器は砕いた氷を入れた容器に置き、窒素またはアルゴンの流れを 60〜80 泡／分に設定する。反応液を沸騰させ 30〜35 分間加熱する。 第2受器の溶液を 50 cm^3 容量フラスコに移し、硝酸鉛(II) 溶液 2 cm^3 を加え、アンモニア水（1:2希釈）で定容し混合する。溶液の吸光度を 5〜10 分後に波長 400 nm（またはフォトエレクトロ比色計で 390〜420 nm の範囲）で測定する。試料溶液の吸光度から校正曲線で硫黄の質量を求める。 4.5 分析結果の処理 試料中の硫黄の質量分率 X（%）は次式で求める： X(%) = ((M_sample − M_control) × K / m) × 100 （式 1） ここで： - M_sample — 試料溶液中の硫黄質量（g） - M_control — 対照実験（ブランク）溶液中の硫黄質量（g） - K — 試料溶液の希釈係数 - m — 試料秤量の質量（g） 4.6 分析精度の管理 分析結果の精度管理は ГОСТ 13047.1 に従う。再現性および反復性の許容限界並びに拡大不確かさ（精度管理指標）は表1に示す（信頼度 P = 0.95）。 表1 — 再現性・反復性の許容限界および精度管理指標（拡大不確かさ U, k = 2） （単位：%） 質量分率 S | 反復性限界 r（2回の並列測定） | 反復性限界 r（3回の並列測定） | 再現性限界 R（2回の分析） | 拡大不確かさ U（k=2） 0.0003 | 0.0001 | 0.0001 | 0.0002 | 0.0001 0.0005 | 0.0002 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0002 0.0010 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0004 | 0.0003 0.0030 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0008 | 0.0006 0.0040 | 0.0006 | 0.0008 | 0.0012 | 0.0008 0.0050 | 0.0008 | 0.0010 | 0.0014 | 0.0010 5 赤外分光法（赤外分光による分析） 5.1 分析法の原理 試料を溶融剤（フラックス）とともに酸素雰囲気下で誘導結合高周波炉にて燃焼させ、生成する二酸化硫黄（SO2）の赤外吸収を測定して硫黄含有量を決定する。 5.2 測定器具、補助装置、材料、試薬および溶液 - 誘導結合高周波炉を備えた赤外分光法に基づく硫黄分析装置および試料秤量用天びん。 - 耐火性セラミックるつぼ（1100〜1200 ℃で 3〜4 時間焼成済み）。 - フラックス：分析装置の製造者が供給するフラックス、タングステン（参照文献 [1]）、炭化鉄または炭酸鉄ではなく「鉄カルボニル」など（参照 [2]）および他の燃焼促進物質。これらフラックスは校正および対照実験の結果が 5.3 に適合すること。 注：参照文献は付録「文献」を参照。 - 酸素（技術用、気体） ГОСТ 5583。 - 標準試料：ГОСТ 8.315 に基づくニッケル組成の標準試料（例：参照文献 [3]）、コバルト（例：参照 [4]）またはニッケル、コバルト、鉄を基にした合金で、硫黄の質量分率が認証された標準試料を用いる。 5.3 分析の準備 分析装置の準備と校正は装置の取り扱い説明書に従って行う。校正曲線の作成には、ニッケル、コバルトまたはニッケル・コバルト・鉄基合金の標準試料を使用する。フラックスの秤量は、分析時に用いる秤量と同じ質量にし、対照実験としてるつぼに入れて 5.4 に従って分析を行う。フラックス導入にはディスペンサーを用いてもよい。対照実験の結果が満足であるとは、分析装置の表示する硫黄質量分率が 5.6 に示す当該濃度域の精度管理指標（拡大不確かさ）を超えない場合をいう。 5.4 分析の実施 試料秤量（0.200〜1.000 g）をるつぼに入れ、フラックス（対照試験、校正、分析で同一質量）を加え、装置の取扱説明書に従って分析を行う。 5.5 分析結果の処理 対照実験の値を考慮した硫黄の質量分率（%）が分析装置のディスプレイまたはプリンタに出力される。 5.6 分析精度の管理 分析結果の精度管理は ГОСТ 13047.1 に従う。再現性・反復性の許容限界並びに拡大不確かさ（k=2）は表2に示す（信頼度 P = 0.95）。 表2 — 再現性・反復性の許容限界および精度管理指標（拡大不確かさ U, k = 2） （単位：%） 硫黄質量分率の範囲 | 反復性限界 r（2回の並列測定） | 反復性限界 r（3回の並列測定） | 再現性限界 R（2回の分析） | 拡大不確かさ U（k=2） 0.00010 〜 0.00030（含む） | 0.00008 | 0.00009 | 0.00010 | 0.00009 >0.00030 〜 0.00050 | 0.00025 | 0.00026 | 0.00030 | 0.00026 0.00050 〜 0.00100 | 0.00038 | 0.00044 | 0.00050 | 0.00044 0.0010 〜 0.0030 | 0.0008 | 0.0009 | 0.0010 | 0.0009 0.0030 〜 0.0050 | 0.0011 | 0.0013 | 0.0015 | 0.0011 0.0050 〜 0.0100 | 0.0013 | 0.0016 | 0.0018 | 0.0014 0.0100 〜 0.030 | 0.0028 | 0.0035 | 0.0040 | 0.0027 0.030 〜 0.050 | 0.0050 | 0.0060 | 0.0070 | 0.0050 文献（参考文献） [1] ТУ 48−19−30−91* — タングステン溶接棒 （注：本文で言及された ТУ 等はここには掲示されていない。詳細は参照リンクを参照。） [2] ТУ 6−09−05808009−262−92** — 鉄カルボニル品（ОCЧ 13−2、ОCЧ 6−2） （注：この ТУ はロシア連邦の領域で有効。） [3] ГСО 8346−2003 — ニッケル組成の標準試料（セット VSNT1） [4] ГСО 8691−2005 — （コバルト等の標準試料） 付録情報 UDC 669.24/.25:543.06:006.354 МКС 77.120.40 キーワード：ニッケル、コバルト、硫黄、化学分析、質量分率、測定器具、溶液、試薬、試料、校正曲線、分析結果、精度管理規範