ГОСТ 16273.1-85
ГОСТ 16273.1−85 セレン(工業用)。スペクトル分析法
ГОСТ 16273.1−85
グループ B59
ソビエト連邦国家標準
セレン(工業用)
スペクトル分析法
Technical selenium. Method of spectral analysis
ОКСТУ 1709
有効期間: 01.07.86 から 01.07.91*
_______________________________
* 有効期間の制限は、ロシア国家標準局の1991年06月04日付決定 № 782 により解除された(ИУС № 9、1991年)。 — 注「КОДЕКС」。
作成: ソビエト連邦非鉄金属冶金省
作成者(実施者)
Б.М.Рогов,
提出: ソビエト連邦非鉄金属冶金省
評議会メンバー
承認・施行: ソビエト連邦国家標準委員会の1985年1月30日付決定 № 208 により承認され、施行された。
これに代わる:
本規格は、質量分率セレン97.5%以上の工業用セレン中に含まれる銅、鉄、鉛、水銀、マグネシウム、テルル、ヒ素、アンチモン、アルミニウムの、発光(エミッション)スペクトル法による定量を規定する。質量分率の範囲(%)は以下の通り:
| 銅 |
2·10 |
||
| 鉄 |
1·10 | ||
| 鉛 |
1·10 | ||
| テルル |
1·10 | ||
| ヒ素 |
1·10 | ||
| 水銀 |
5·10 | ||
| アルミニウム |
2·10 | ||
| アンチモン |
2·10 | ||
| マグネシウム | 5·10 |
セレン中の不純物の質量分率の測定は、試料の蒸発および交流アークを用いたスペクトルの励起に基づく。
1. 一般要求事項
分析法の一般要求事項は ГОСТ 16273.0−85 に従う。
2. 装置、材料、試薬、溶液
三レンズ式(または単レンズ式)スリット照明システムを備えた任意の型の分光器。
(スペクトルの光電記録を行う分光装置の使用も許容される)。
任意の型のマイクロフォトメーター。
任意の型の交流アーク発生器。
最大秤量200 gの実験室用天秤。
陶製乳鉢(ГОСТ 9147–80 に準拠)または瑪瑙(アゲート)製の乳鉢と乳棒。
陶製皿(ГОСТ 9147–80)。
ガラス製容器(ГОСТ 25336–82)。
乾燥器(実験室用)。
赤外線ランプ(ГОСТ 13874–76)。
グラファイト電極用の研磨機(任意の型)。
ГОСТ 6613–73 による網目 0071 の篩。
________________
* 現行は ГОСТ 6613–86。 — 注「КОДЕКС」。
タイプ I(感度 3−5 単位)の分光写真用感光板、タイプ II、ЭС または УФШ(感度 10〜20 単位)等、またはその他のコントラストの高い写真材料。
5.2.5. スペクトログラムの光度測定および結果の処理
アンチモン線231.15 nmおよびビスマス線240.09 nmの黒化濃度を測定し、測定対象の線が通常域にあるステップ(段)を選んで光度測定を行う。
アンチモン線とビスマス線の黒化差を算出する。各分析試料および標準試料について3つのスペクトルの算術平均
を求める。
検量線の作成、アンチモンの質量分率の決定および結果の処理は、項目4.1.4に従う。
付属書1(必須) 校正用標準試料の調製
付属書1
必須
1. 各事業所で本法に従って調製した校正用標準試料は、所定の手続きで証明(アテスト)されなければならない。
2. 校正用標準試料は、金属の酸化物および塩溶液から調製することが許される。
3. セレン分析に用いる校正用標準試料の調製は、主成分の質量分率が97.5〜99%の酸化物から行うものとする。
3.1. 試薬
高純度セレン —
高純度テルル —
一酸化銅(Cu2O) —
二酸化鉛(PbO) —
酸化鉄 —
黄色水銀酸化物 —
三酸化二ヒ素(ヒ素酸化物)。
活性酸化アルミニウム —
________________
* 現行は
酸化マグネシウム —
工業用精留エチルアルコール —
3.2. 試料の調製
あらかじめ粉砕し、ふるい0071Kで篩った秤量品を以下の質量で用いる: 酸化銅 0.138 g、酸化鉛 0.118 g、酸化鉄 1.587 g、酸化水銀 0.398 g、三酸化二ヒ素 0.488 g、酸化アルミニウム 0.703 g、酸化マグネシウム 0.182 g、テルル 1.850 g を乳鉢に入れて混合する。より均一な混合物を得るために、エチルアルコールを混合物1 g当たり1−1.5 cm3の割合で用いる。混合物が乾燥するまで乳鉢で擦り潰す。
СМБ型の機械ミキサーの使用を許容する。
得られた混合物から1.0 gを取り、乳鉢ですり合わせて2.35 gのセレン基材(セレン主成分)と混合する。
得られた主標準試料の組成は、鉄6%、鉛・銅・マグネシウム各0.6%、テルル10%、アルミニウム・ヒ素・水銀各2%の質量分率である。
校正用作業標準は、主標準試料をまず10倍に希釈し、その後各々をセレン基材でさらに2−2.5倍に順次希釈して調製する。
校正用標準試料の組成は表1に示す。
表1
| 標準試料番号 | 不純物の質量分率, % | |||
| マグネシウム、銅、鉛 |
鉄 |
水銀、ヒ素、アルミニウム |
テルル | |
| 1−1 |
0.06 |
0.6 |
0.2 |
1.0 |
| 2−1 |
0.03 |
0.3 |
0.1 |
0.5 |
| 3−1 |
0.012 |
0.12 |
0.04 |
0.2 |
| 4−1 |
0.0048 |
0.048 |
0.016 |
0.08 |
| 5−1 |
0.0024 |
0.024 |
0.008 |
0.04 |
| 6−1 |
0.0012 |
0.012 |
0.004 |
0.02 |
分析対象試料の組成に応じて、不純物の質量分率を変更したり、個別の不純物を除外したりすることが許される(その場合は組成を再計算すること)。
4. 金属溶液からの標準試料の調製
4.1. 試薬および溶液
塩酸 —
硝酸 —
酒石酸 —
銅 —
______________
* ロシア連邦では現行
鉛 —
______________
* ロシア連邦では現行
還元鉄(還元した鉄)。
水銀 —
テルル —
アルミニウム —
マグネシウム —
________________
* ロシア連邦では現行
セレン —
一酸化銅 —
酸化鉛 —
酸化鉄 —
黄色水銀酸化物 —
活性酸化アルミニウム —
酸化マグネシウム —
三酸化アンチモン。
三酸化ヒ素(酸化ヒ素)。
硝酸銅。
硝酸鉛(II)(
硝酸鉄(III) 9水和物(
硝酸水銀 モノハイドレート(1水和物)(
硝酸アルミニウム 9水和物(
硝酸マグネシウム(
塩基性炭酸銅(II)(
炭酸鉛(
塩基性炭酸マグネシウム(含水)(
溶液:
硝酸銅溶液 — 1 смあたり銅 2 mg、
硝酸鉛溶液 — 1 смあたり鉛 2 mg、
硝酸鉄溶液 — 1 смあたり鉄 20 mg、
硝酸水銀溶液 — 1 смあたり水銀 2 mg、
硝酸テルル溶液 — 1 смあたりテルル 10 mg、
硝酸アルミニウム溶液 — 1 смあたりアルミニウム 10 mg、
硝酸マグネシウム溶液 — 1 смあたりマグネシウム 2 mg。
上記の溶液は、所要量の金属、その酸化物、硝酸塩または炭酸塩を硝酸中で溶解し、湿塩になるまで濃縮して調製する。湿残渣を水に溶かし、溶液をメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈して混合する。
ヒ素溶液:水溶性形態の三酸化ヒ素を0.264 g水に溶解し、容量100 смのメスフラスコに移し、目盛りまで水を加えて混合する。溶液は1 cm
あたりヒ素 2 mg を含む。
4.2. 容量100 cmのメスフラスコに、硝酸鉄、硝酸マグネシウム、硝酸銅、硝酸鉛の各溶液をそれぞれ15 cm
ずつ、硝酸アルミニウム溶液を10 cm
加え、目盛りまで水を注いで混合する。
混合物1:グラファイト粉末 6.40 g を秤量して磁器皿に入れ、調製した溶液 20 cmを加えて乾燥させる。得られた粉末に、硝酸水銀、硝酸テルルの各溶液を順次10 cm
ずつ、さらにヒ素溶液を10 cm
加え、各溶液添加後に窒素酸化物の臭気が消えるまで乾燥する(硝酸水銀溶液添加後は50 °C以下で乾燥すること)。
混合物2:混合物1をセレン基材と質量比2:1で混合する。得られた混合物が標準試料 1−1 を構成する(表1)。
校正用の一連の標準試料は、混合物1およびその後の各校正用試料をグラファイト粉末で2〜2.5倍に希釈して調製する。調製した各校正用試料はセレン基材と質量比2:1で混合する。得られた試料中の不純物含有量は、セレン基材と混合した後に計算する。標準試料は計算により表1に示す不純物量を含む。
5. セレンの主成分含有率が99%以上の試料を分析する際の、金属酸化物からの校正用標準試料の調製
5.1. 校正用標準試料基材の準備
校正用標準試料の基材として高純度セレンを使用する。基材中の測定対象不純物含有量を確認するため、粉砕したセレンを網目0071Kのふるいでふるい、3.8–4 mmの直径、深さ4–5 mmのクレーターを有するグラファイト電極3本に充填する。これらの電極は対電極とともに交流アークで18 A、20秒間焼鈍しておく。
セレンのスペクトルは、三レンズ式または単レンズ式の照明系を備えた分光器で、スリット幅0.012 mm、II型またはE型の感光板に撮影する。試料の蒸発およびスペクトルの励起は交流アーク(18 A)で行う。露光時間は30秒。現像および定着後、得られたスペクトログラムに測定対象元素の解析線が現れているかを確認する。
これらの線が確認された場合は、標準試料を調製した後、添加法により母材中の不純物の質量分率を決定すること(必須付録3)。
特性曲線は、三段式減衰器を介して撮影した標準試料のスペクトルから作成してもよい(参考付録4)。
5.2 試薬 — 3.1節参照。
5.3 標準試料の調製
あらかじめ粉砕しふるい0071で篩った下記の秤量を、磁器乳鉢に入れて混合する:酸化鉄 0.715 g、酸化銅 0.125 g、酸化鉛 0.540 g、酸化水銀 0.540 g、三酸化ヒ素(酸化ヒ素)0.657 g、酸化マグネシウム 0.833 g、酸化アルミニウム 0.188 g、テルル 2.00 g、セレン母材 4.40 g。より均一な混合物を得るため、エチルアルコールを混合物1 g当たり1.0–1.5 cm³の割合で用い、乾燥するまですりつぶす。
調製した混合物から0.5 gを取り、磁器乳鉢で4.5 gのセレン母材とすり合わせる。得られた母標準試料は、アルミニウムおよび銅が各0.1%、鉄、鉛、水銀、ヒ素、マグネシウムが各0.5%、テルルが2%を含む。
校正用の作業標準試料は、母標準試料をまず10倍に希釈し、以後各段をセレン母材で2–2.5倍ずつ順次希釈して作製する。
校正用標準試料の組成は表2に示す。
(表2)
標準試料番号 | 不純物の質量分率, %
- アルミニウム、銅 | 鉄、マグネシウム、ヒ素、水銀、鉛 | テルル
1–2 : 0.01 | 0.05 | 0.2
2–2 : 0.004 | 0.02 | 0.08
3–2 : 0.002 | 0.01 | 0.04
4–2 : 0.001 | 0.005 | 0.02
5–2 : 0.0005 | 0.0025 | 0.01
6–2 : 0.0002 | 0.001 | 0.004
7–2 : — | 0.0005 | 0.004
分析対象試料の組成に応じて、不純物の質量分率を変更したり、特定の不純物を除外することが認められる。その場合は組成を相応に再計算すること。
6. 金属溶液からの標準試料の調製
6.1 試薬および溶液
試薬および溶液 — 4.1節参照。
硝酸鉄溶液:鉄2 mgを1 cm³に相当する濃度。
6.2 試料の調製
容量100 cm³のメスフラスコに、銅およびアルミニウムの硝酸溶液を各5 cm³、マグネシウム、鉄、鉛の硝酸溶液を各25 cm³入れ、目盛りまで水で希釈して混合する。
混合物1:黒鉛粉末6.60 gを秤量し磁器皿に入れ、調製した溶液10 cm³を加えて乾燥させる。得られた粉末に順次、ヒ素および水銀の溶液を各2.5 cm³ずつ、さらにテルルの硝酸溶液2.0 cm³を加え、各溶液添加後に混合物を乾燥させる(特に水銀添加後の乾燥温度は50 °Cを超えないこと)。
混合物2:混合物1をセレン母材と重量比2:1で混合する。得られた混合物が標準試料1–2である。
校正用の一連の試料は、混合物1および以後の各校正用試料を黒鉛粉末で2–2.5倍に希釈して作る。作製した各校正試料はセレン母材と重量比2:1で混合する。得られた試料中の不純物含有量は、セレン母材との混合後に計算する。計算上の不純物含有量は表2に示す通りである。
7. 校正用標準試料の調製(アンチモンの質量分率を決定する場合)
7.1 試薬
セレン — ГОСТ 6738–71に準拠。
三酸化アンチモン(アンチモン三酸化物)。
7.2 試料の調製
秤量した、あらかじめ粉砕し番号0071のふるいを通したセレン基材4.40 gと三酸化アンチモン0.60 gを磁器乳鉢で混合する。得られた混合物中のアンチモン含有量は10%である。この混合物をセレン基材で逐次希釈(1回の操作につき最大10倍以下)して、校正用標準試料(アンチモン含有量0.1;0.05;0.02;0.01;0.005;0.002%)を調製する。
付録2(参考) 感光乾板の感作(センシビライゼーション)
参考事項
既製の乾式感光板の光学的感作は「浸漬法(ディッピング)」で行う。
浸漬法で感作する感光板は,まず均一な感作浸透を得るために蒸留水で5分間洗浄する。
その後,感光板を96%エタノール中のサリチル酸ナトリウム5%溶液に30秒間浸し,感光乳剤の塗布されていない面を拭き取ってから乾燥する。こうして得た板はまだ感作されておらず,そのまま長期間保存できる。感作する際は,その板を水または30%エタノールに浸すだけで十分である。板上に形成された感作剤の膜は溶解し,その溶液が乳剤層内部に拡散して感作をもたらす。
感光層に対する感作溶液の作用時間は概ね2〜5分の範囲にあり(時間を延ばすと板にかすみ(フォグ)が生じる),溶液温度は20°Cを超えてはならない。浴槽は強く揺り動かすことが必要である。
感作後は,水・アルコール混合液(比2:1)で約5分間洗浄し,その後速乾のため純アルコールで洗う。感作した板の乾燥時間は15〜20分であり,温風を用いる場合は30〜35°Cを超えない温度に加温した空気を使うのが便利である。
付録3(必須) 付加法による校正用標準試料の基材中不純物含量の決定
必須事項
1. 標準試料の基材および試料6−2、5−2、4−2、3−2を,本規格の4.2.2項に従ったバッファ混合物と混合し,あらかじめ交流アーク18 Aで10秒間焼きならしたグラファイト電極のクレーターに詰める。電極クレーターの直径は3.8〜4 mm,深さは4〜5 mmとする。
スペクトルは,三レンズ照明系を有するスペクトログラフで,スリット幅0.012 mm,三段式アッテネータ越しに撮影し,プレートはタイプ II または Э.С.のものを用いる。試料の蒸発およびスペクトル励起は交流アーク18 Aで行う。露光時間は30秒である。1枚の感光板上に各校正試料および基材のスペクトルをそれぞれ3スペクトルずつ撮影する。さらに同一板上に第1の校正試料のスペクトルを九段式アッテネータ越しにも撮影する。
2. 九段式アッテネータ越しに撮影したスペクトルからフォトプレートの特性曲線を作成する代わりに,三段式アッテネータ越しに撮影した校正試料のスペクトル自体から曲線を作成することが許される(参考付録4参照)。
3. スペクトル撮影は第2の感光板でも繰り返す。
現像および定着は,本規格の4.1.2項に示すとおりに行う。
得られたスペクトログラムから付加法により基材中の不純物の質量分率を求める。
分析線強度と標準試料中の不純物含量との関係をグラフに作成し,この校正グラフを横軸と交差するまで外挿することにより,標準試料基材中の不純物含量を決定する。
2枚の感光板で得られた結果の算術平均を取り,それを校正用標準試料の計算上の不純物含有量に加える。
付録4(参考) 三段式アッテネータ越しに撮影した校正試料スペクトルからのフォトプレート特性曲線の作成
参考事項
フォトメータで,三段式アッテネータの各段における校正試料スペクトル中の対象元素の線の濃度(黒化度)を測定する。便宜上これらの段を100%、50%、10%と表す。100%と50%の段における線の黒化度の差を計算する(原文中に式あり)。両段が通常の黒化度域に入るスペクトルについては,この差は一定値となり,次の関係に等しい(原文中に式あり)。
ここで(原文中に記載)γはフォトプレートのコントラスト係数を表し,(原文中に記載)Δはアッテネータ各段の透過率の差(アッテネータの仕様書による)を表す。
縦軸(黒化度)は方眼紙上に,縦軸の目盛を 1 mm = 0.01 単位の尺度で(0から)取る。
通常の黒化度域について,100%と50%の段の黒化度差のうち5〜6値の平均を算出する(原文中に図示あり)。
点1は任意の横座標でとり,縦座標は特性曲線の直線部分の始まりに対応する黒化度(例:タイプЭСのプレートで約0.50)とする。点1から右方向へ,100%と50%の段の透過率差(アッテネータの仕様値)に100を乗じた値(mm換算)だけ進んで点2をとる。点2から上方向へ,先に求めた黒化度差の平均値に100を乗じた値(mm換算)だけ上げて点3をとる。点3と点1を直線で結び,これを黒化度1.80まで延長する。この直線が特性曲線の通常黒化域に対応する。
もし100%段での線の黒化度が大きすぎる場合は,100%と50%の差の代わりに50%と10%の段の差を用いて同様に作図する。
露光不足領域(アンダーエクスポージャ)を作成するためには,第一の段が通常域にあり,第二の段が露光不足域にあるスペクトルを用いる。あるスペクトルについて,特性曲線の直線部分上において,その縦座標が100%(または50%)段における線の黒化度と等しい点を見つける。その点から左方向へ,アッテネータ段の透過率差に100を乗じた値(mm換算)だけ移動し,その横座標に対して,より減衰した段における同一線の黒化度と等しい点を取る。これをすべての測定黒化度について繰り返す。得られた点を滑らかな曲線で直線部分の始点に結ぶ。
横軸には,(原文中の指示に従った値)を1 mm = 0.01 単位の尺度で,任意に選んだ原点からプロットする(原文中に式・図あり)。