ГОСТ 16274.1-77

GOST 16274.1–77 ビスマス。化学スペクトル分析法 (変更 N 1, 2, 3を含む)

GOST 16274.1–77

グループ B59

ソビエト連邦国家標準

ビスマス

化学スペクトル分析法

Bismuth. Spectrochemical analysis

OKSTU 1709

施行日 1978–01–01

情報データ

1. ソ連カラーメタルルギー省により開発および提出

開発者

P.S. Poklonsky, F. M. Mumdji, G. V. Khabarova

2. ソ連閣僚会議国家標準委員会の決議により承認および施行 1977年1月25日 N 172

3. 定期的な検査は5年ごと

4. 初回導入済み

5. 参照規範技術文書

6. 国の標準委員会決議 1992年7月30日 N 836により、有効期限の制限が解除されました

7. 再版 (1997年7月)、1983年1月、1987年6月、1992年7月に承認された変更 N 1, 2, 3を含む (IUS 5–83, 11–87, 10–92)


本スタンダードは、ビスマスのグレード Vi00, Vi000, Vi0000に適用され、鉛、亜鉛、鉄、アンチモン、銅、銀、ヒ素、コバルト、カドミウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、スズ、クロム、およびインジウムの化学スペクトル分析法を規定します。

モリブデンとヒ素（5×10～1×10%）、スズ（1×10～1×10%）、アンチモン（3×10～1×10%）の含有量を特定するための化学的不純物濃縮は、ヨウ化ビスマスの形でビスマスの主成分を分離することで得られます。

鉄、鉛、亜鉛（5×10～1×10%）、カドミウム、マンガン、銅、ニッケル、銀（3×10～1×10%）、インジウム、コバルト、クロム（1×10～1×10%）の含有量を特定するための化学的不純物濃縮は、基本硝酸ビスマスの形でビスマスの主成分を分離することで得られます。

鉄、インジウム、コバルト、銅、マンガン、ニッケル、鉛、クロム、亜鉛、スズ、およびアンチモンを検出するための不純物の化学濃縮物（1・10から1・10%）は、空気、水蒸気、アルゴン、塩酸蒸気などの気体試薬を用いて溶融金属を処理し、不純物をスラグに抽出することに基づいた、火成冶金スラグ法によって得られます。 1. 一般要求事項 1.1 分析方法の一般要求事項は、GOST 16274.0に従います。 2. 機器、試薬、および溶液 - 石英スペクトログラフタイプISP-30（完全設備） - 交流アークジェネレータータイプIVS-28 - アークに電力を供給するための直流電源、200-400 Vの電圧と最大15 Aの電流を提供 - スペクトル線の黒化を測定するためのマイクロフォトメーター - 事前に直流アークで12 Aの電流で15秒間焼き付けられた、深さと直径が4 mm、壁厚が0.5 mmのOSCH 7-4炭素電極 - 電極を研ぐための機械 - スペクトログラフィーフィルムプレート、サイズ9x12 cm、タイプI、II、UVSH - 浄化・充填済み電極を保管するためのガラスカバー - 有機ガラス製の電極用ピンセットとクランプ - GOST 23463準拠の特別な純度の粉末グラファイト - GOST 14919準拠の家庭用加熱プレート - GOST 19908準拠の600-800 cm³の容量の円錐形石英フラスコ - GOST 19908準拠の300-350、600-800 cm³の容量の石英カップ - GOST 19908準拠の石英るつぼ - 石英棒とペストル - ガラス製ビュレット、50 cm³の容量、使用前に充填 - 石英蒸留装置 - 加熱付き磁気攪拌器 - GOST 11125準拠の特別に純化された硝酸、石英装置で蒸留、加熱前に酸化窒素を除去、1:1、1:2、1:100に希釈、1、2、6 mol/dm³の溶液 - GOST 6709準拠の蒸留水、石英蒸留装置で二重蒸留、カチオン樹脂KU-2とアニオン樹脂EDE-10Pで脱塩、50-60 dm³/hの流量（カラムの高さ500-600 mm、直径85 mm、水の比抵抗11・10Ω/cm以上） - GOST 4200準拠のヒドロヨウ素酸、化学純度、遊離ヨウ素とヒ素を含まない。次のように酸を浄化：赤リン粉末で7-10日放置して明るくする。使用直前にヒ素をベンゼン抽出で除去。50-60 cm³の酸をベンゼン10.0 cm³ずつ3回1分間抽出。その後、蒸留装置で蒸留し、124-127 °Cでフラクションを集める（全量の78-80%の中間部分を取り、最初と最後の部分は廃棄）。 - 濃度をフェノールフタレイン指示薬で水酸化ナトリウム溶液1 mol/dm³で滴定して決定 - GOST 4328準拠の水酸化ナトリウム、1 mol/dm³の溶液 - GOST 8655準拠の工業用赤リン - TU 6-09-5360準拠のフェノールフタレイン - GOST 24147準拠の水性アンモニア、1 mol/dm³の溶液 - GOST 14261準拠の塩酸 スー000規格のアンチモン、GOST 1089に準拠。

硝酸マンガン、TU 6–09–4011に準拠。

過マンガン酸カリウム、GOST 20490に準拠。

硝酸銀、GOST 1277に準拠。

亜ヒ酸無水物、GOST 1973に準拠。

酒石酸、GOST 5817に準拠。

ベンゼン、GOST 5955に準拠。

ジチゾン、NТДに準拠。

四塩化炭素、GOST 20288に準拠。

重クロム酸カリウム、GOST 4220に準拠。

モリブデン酸アンモニウム、GOST 3765に準拠。

マンガン、GOST 6008に準拠。

インジウム、GOST 10297に準拠。

テルル、TU 6–04–65に準拠。

鉛、GOST 22861に準拠。

亜鉛、GOST 3640に準拠。

水素還元鉄。

銅、GOST 859*に準拠。
_______________
* ロシア連邦では、GOST 859-2001を適用。— データベース製作者の注。

コバルト、GOST 123*に準拠。
_______________
* ロシア連邦では、GOST 123-2008を適用。— データベース製作者の注。

ニッケル、GOST 492*に準拠。
_______________
* ロシア連邦では、GOST 492-2006を適用。— データベース製作者の注。

金、GOST 6835*に準拠。
_______________
* ロシア連邦では、GOST 6835-2002を適用。— データベース製作者の注。

比較試料の調製に必要な標準溶液および比較試料の成分は、付録に記載されています。

「ピロメタルルギカルスラッキング」法による不純物濃縮装置は、4つのブロックからなります:

ブロック1 — ガス供給調整ブロックで、水を満たした2つのレオメーターから成り、空気とアルゴンの供給速度を調整し、ガスを混合するためのタンクを備えています。

ブロック2 — 蒸気生成ブロックで、3つの石英ガラス製容器と2つのヒーター（電気プレートとオーブン）から成ります。水蒸気生成用容器は、ガスの出入口を備えた磨耗を持ち、容積は1000–1500 cmです。過剰蒸気の部分凝縮用容器の容積は100–200 cmで、2つのガス混合物の出入口を備えた磨耗があります。塩酸用の計量容器は、容量20–25 cmで、気密栓と2つのガス混合物出入口を備えています。

ブロック3 — 反応容器と凝縮物受容装置。反応容器、加熱炉、冷却水が流れる冷却機付きの凝縮物受容装置から成ります。

ブロック4 — 制御ブロックで、バルブシステム、MK-1型マイクロコンプレッサー、M 4213型ミリボルトメーター2台、E 421型アンペアメーター2台、PNO-250-2型オートトランス3台から成ります。

スタンド、ホルダー、台座。

ボンベ入りアルゴン。

注：写真電気スペクトル記録装置および他のスペクトル装置、他の試薬、材料、写真フィルムを使用して、本標準に定められた精度を満たすことが許可されています。


(変更された版、修正N 1, 2, 3)

3. 分析の準備

3.1. 比較試料の調製は、付録に記載されています。

(変更された版、修正N 2, 3)

3.2. 錫、ヒ素、モリブデン、アンチモンの不純物の濃縮、ヨウ化物としてビスマスの大部分を分離します。

分析には、20gずつのビスマスを2回称取し、内容量600–800 cmの石英製の円錐形フラスコに入れ、6モル/リットルの硝酸溶液を100 cmずつ加え、加熱して溶解させます。

金属の完全な溶解後、得られたビスマス硝酸塩溶液を、ヨウ化ビスマスの沈殿の際に邪魔になる遊離窒素酸化物を取り除くために数分間煮沸します。

冷却された溶液を300 cm³まで希釈し、遊離窒素酸化物を含まない1:100に希釈した硝酸を加え、新しく調製したヨウ化水素酸溶液6-8 mol/dm³の計算された化学量論的量を加え、ビスマスの完全な沈殿のために0.2-0.5 cm³余剰に追加します。 ビスマスヨウ化物を沈殿させる際には、加えたヨウ化水素酸の各ポーション（2-3 cm³）ごとに、硝酸で酸性化した水（100 cm³に3滴）でフラスコの内壁を洗い流す必要があります。フラスコの内壁を洗うために使用される水の総量は60-70 cm³です。 ヨウ化水素酸の次の滴を加えたときに黒色沈殿が止まることは、ビスマスの完全な沈殿を示しています。ヨウ化水素酸を1 cm³以上過剰に添加することは望ましくありません。なぜなら、ビスマスヨウ化物の沈殿が過剰なヨウ化水素酸に溶解して、可溶性の複合体を形成するからです。 フラスコ内の溶液の体積を水で500 cm³に調整し、混合して、暗所に3時間置きます。その後、沈殿を避けて、フラスコから溶液を測定用のマーキングのついた石英ビーカーに慎重に移し、体積（480 cm³）を測定します。溶液は予め焼成され、秤量された石英製の皿で蒸発させます。ビスマスの硝酸塩の乾燥残留物を秤量し、換算係数0.6を乗じて分光純粋ビスマス酸化物に換算します。濃縮は2つの平行試料から行います。 スペクトル分析のためには、130-150 mgの分光純粋ビスマス酸化物を得る必要があります。残留物がこれに満たない場合、次のようにして、分光純粋ビスマス酸化物またはフラスコからの沈殿で調整します。乾燥残留物に2-3 cm³の硝酸を加え、必要な量の分光純粋ビスマス酸化物を追加して混合し、蒸発させ、慎重に乾燥させます。得られた濃縮物を500-550 °Cで30分間焼成します。焼成後の濃縮物は秤量され、同じ皿で石英製の乳鉢で再度粉砕します。その後、分光純粋グラファイト粉末の秤量をビスマス酸化物5:1の比率で加え、徹底的に混合してスペクトル分析に渡します。 不純物の濃縮係数（）は以下の式で計算されます： ここで、は分析に用いるビスマス試料の質量（g）、 0.96は、ヨウ化ビスマス沈殿内に残った溶液の20 cm³（500 cm³から480 cm³を減じた残り）を考慮に入れた分析用ビスマス試料の質量の換算係数です。 0.897はビスマス酸化物をビスマスに換算するための係数です。 同時に、コントロールサンプルを準備します。容量が300〜350 cm³の石英皿に、試料に追加したすべての試薬を同じ量で加えます（均一に蒸発させる際）。溶液を少量になるまで蒸発させ、140 mgのスペクトル純ビスマス酸化物を加え、乾燥後、500〜550℃で30分間焼きます。焼いたビスマス混合物を、試料と同じ比率と方法でスペクトル純の粉末グラファイトと混合します。 コントロールサンプルの定量分析のために、濃縮係数を次の式で計算します。 ここで、は濃縮に使用するビスマスの量（g）です。 はコントロールサンプルに導入されたスペクトル純ビスマス酸化物の量（g）です。 0.897はスペクトル純ビスマス酸化物をビスマスに換算するための係数です。 注記: 1. ビスマスをヨウ化物として沈殿させる前に、試験溶液は完全に透明で、遊離窒素酸化物を含んではいけません。基本的なビスマス硝酸塩の曇りが現れた場合、0.5〜1 cm³の濃硝酸を追加する必要があります。 2. （削除、改訂第2版） 3. ビスマスヨウ化物の沈殿物を4〜5時間保持する必要があります。沈殿物の再結晶化のために、翌日に残しておくことは酸化の可能性があるためお勧めできません。 4〜6. （削除、改訂第2版） （改訂版、改訂第1, 2, 3版） 3.3. 銅、銀、鉛、ニッケル、マンガン、カドミウム、亜鉛、クロム、コバルト、インジウム、鉄の不純物の濃縮。主要なビスマス量を基本硝酸塩の形で分離します。 10 gのビスマスサンプルを500 cm³の石英フラスコに入れ、1:2に薄めた硝酸45 cm³を加え、弱火で溶解させ、シロップ状になるまで加熱して100 cm³の熱湯を注ぎます。白い沈殿物が発生します。硝酸塩の沈殿は1.2 mol/dm³のアンモニア溶液中で行われます。このために、フラスコを磁気攪拌器に載せ、加熱を開始し、ビュレットから一滴ずつアンモニアを加え、良好な攪拌を行いながら基本硝酸塩を沈殿させます。pH2〜3で沈殿を停止します。 沈殿物は結晶性で、簡単に沈殿する必要があります。沈殿物を伴う溶液を25〜30分間保持し、その後、溶液を計量した蒸発皿に注ぎ、沈殿物はpH2〜3に酸性化した水で洗浄します。沈殿物を20〜25分間保持した後、洗浄溶液を同じ皿に注ぎます。溶液を10〜20 cm³に減るまで弱火で慎重に蒸発させ、時計ガラスで覆い、完全に乾かします。時計ガラスを皿から外し、石英へらを使用して皿内に凝縮塩の主な部分をこすり落とします。ガラスと皿の壁を硝酸3〜4 cm³で洗い、再度完全に乾かします。残留物をホットプレートで加熱し、その後500〜550℃で45分間マッフル炉で焼き、計量します。 すべての分析ステージを通してコントロールテストを行います。基準として100 mgのビスマス酸化物を使用します。 不純物の濃縮係数は次の式で計算します。 どこに  — 分析に使用されるビスマス試料の質量、g;

0.897 — スペクトルピュアなビスマス酸化物をビスマスに変換するための係数。

分析されたサンプルとコントロールサンプルの濃縮物を粉末状のグラファイトと5：1の比率（質量比）で混合し、スペクトル分析に送ります。

濃縮は4つの並行した試料から行います。

(変更された版、変更 N 1, 2).

3.3a. 鉄、インジウム、コバルト、銅、マンガン、ニッケル、鉛、クロム、亜鉛、アンチモン及び錫の不純物をピロメタルルギー的スラグ法で濃縮する。100 gのビスマス試料を反応容器に置きます。蒸気発生器とガス混合容器を水で満たします。ディスペンサーに3−5 cmの塩酸を注ぎます。反応容器に不純物の凝縮水レシーバーを接続し、各25 cmの1：1硝酸溶液を注ぎます。すべてのユニットを接続します。装置を10−15分間、速度10−20 cm/分でアルゴンを通過させます。蒸気発生器の水を沸騰させ、反応器を加熱する炉をオンにします。コンプレッサーを接続し、速度2 cm/分で空気を供給します。アルゴンと空気の供給をレオメータで厳密に制御します。温度(430±10)℃で90−100分間、アルゴン、水蒸気、空気の混合ガスで溶融金属を処理します。その後、炉の温度を(300±10)℃まで下げ、塩酸を加温する炉を接続し、さらに90−100分間、混合ガスで溶融金属を処理します。コンプレッサーをオフにし、凝縮水レシーバーとディスペンサーを反応器から切り離し、アルゴンの供給を停止します。試料を反応器から取り出し、蓋を外して5−6 cmのグリセリンを注ぎます。スラグの分離を良くするために、容器を慎重に振ります。その後、金属を長い棒状に硬化させるために容器を傾けます。金属が完全に硬化した後、金属と容器を10 cmのお湯で洗い、グリセリンと一緒に蒸発用のビーカーに注ぎます。金属と容器からスラグをお湯で再度洗い、1と2の凝縮水で洗い流します。すべての洗浄液を同じビーカーに注ぎます。電気ヒーターで溶液を20−25 cmに蒸発させ、計量した石英のカップに定量的に移し、乾燥させます。沈殿物とカップを2回に分けて7−10 cmの1：1硝酸溶液で処理し、沈殿物が明るくなるまで、溶液を乾燥させ、電気ヒーターと（530±20）℃でマッフル炉で15分間強熱します。

得られた不純物の濃縮物を計量し、濃縮係数 () を計算します

,

どこに  — 分析に使用するビスマスの試料の質量、g;

 — 濃縮物の質量、g;

0.897 — ビスマス酸化物をビスマスに転換するための係数。

濃縮は2つの並行した試料から行います。

分析結果に修正を加えるために、使用する試薬の純度と分析条件を考慮するためにコントロール実験を行います。そのために、反応容器に100 gのビスマスではなく、比較サンプルを準備するために使用される1.0 gのビスマス酸化物を設定し、上記の手順を同じ試薬で行います。

制御試験の濃縮係数（）は次の式で計算されます。

,

ここで、 は分析用に取られたビスマス試料の質量(g);

1.0 は制御試験用に取られたビスマス酸化物試料の質量(g)。

(変更された文書, 変更 N 2, 3)。

4. 分析の実施

炭素電極はあらかじめ12 Aの直流アークで15秒間焼成します。比較試験片、分析試料および制御試料の濃縮物を炭素電極のクレーターに装填します。各濃縮物試料および制御試験用に2つの電極を用意します。スペクトルの撮影はスペクトログラフISIS-30型を使用し、次の条件で行います：スリット幅0.010 mm、スリットの照明は三レンズ方式。試料は12−13 Aの直流アークで完全に燃焼させます。

分析線の最適な黒化を得るために、撮影は3種類のプレートに同時に行われます：タイプI (440.0−390.0 nmの範囲用)、タイプII (390.0−270.0 nmの範囲用)、およびUVS-3 (270.0−210.0 nmの範囲用)。

(変更された文書, 変更 N 1, 2, 3)。

5. 結果の処理

5.1. 結果の処理は ГОСТ 16274.8に基づいて行います。

得られた校正グラフの結果を試料の濃縮係数で割ります。

使用する分析線の対象要素は表2に示されています。

表2*

________________
* 表1は除外されています。

二つの平行な測定結果()と二つの分析()の結果の差異は信頼度0.95で許容差異を超えてはなりません。(表3参照)。

表3

鉄
3. 高温製錬によるスラグ化
鉄、コバルト、マンガン、鉛、亜鉛	1・10-2	0.3・10-2		0.5・10-2
	1・10-2	0.3・10-2		0.5・10-2
	1・10-2	0.3・10-2		0.5・10-2
銅、ニッケル、スズ、アンチモン、クロム	1・10-2	0.4・10-2		0.6・10-2
	1・10-2	0.4・10-2		0.6・10-2
	1・10-2	0.4・10-2		0.6・10-2
インジウム	1・10-2	0.5・10-2		0.6・10-2
	1・10-2	0.5・10-2		0.6・10-2
	1・10-2	0.5・10-2		0.6・10-2

不純物を含む中間質量分率の許容差は線形補間法や以下の式で計算されます：

1. ビスマスのヨウ化物の分離時：
   
2. ビスマスの基本的な硝酸塩の分離時：
   
   • ニッケルとコバルトを測定する際：
   • インジウム、マンガン、鉛、銀および亜鉛を測定する際：
   • 鉄、カドミウム、銅およびクロムを測定する際：
3. 高温製錬によるスラグ化時：
   
   • 鉄、コバルト、マンガン、鉛および亜鉛を測定する際：
   • 銅、ニッケル、スズ、アンチモンおよびクロムを測定する際：
   • インジウムを測定する際：

ここで：
 — 2つの分析結果の平均値；
 — 並列測定結果の平均値。

分析結果は、2つの並列測定の平均値を、1つの写真板上で得られた2つのスペクトログラムごとにとし、
(改訂版、改訂. N 3)。

付録 (必須): 校正用標準溶液および試料の調製方法

1. 標準溶液

標準溶液の調製には、99.99%以上の純度の金属、または試薬としての金属塩が使用されます。

鉄の標準溶液

• 溶液A: 0.5000gの水素で還元された鉄を50－100cm³のビーカーに入れ、 20cm³の硝酸1:1を加え、弱火で加熱して完全に溶解し、煮立てて窒素酸化物を除去します。冷却後、100cm³のメスフラスコに移し、目盛りまで水で満たし、混合します。
• 溶液B: 溶液Aの20cm³を100cm³のメスフラスコに移し、目盛りまで水で満たし、混合します。

2. 比較試料

比較試料の準備には、ビスマス酸化物(マークVi0000またはVi000から得たもの)を使用します。ビスマスを1:1の硝酸溶液で溶解し、得られた硝酸ビスマス溶液をシロップ状になるまで蒸発させた後、適宜、600-700cm³の沸騰した水に少量ずつ転移させます。ビスマスの基本硝酸塩の沈殿物が出ます。完全に冷却するためにさらに2−3時間放置し、沈殿物を粒状にします。その後、メスフラスコで目盛りまで水で満たし、しっかりと混合します。