ГОСТ 19863.1-91

ГОСТ 19863.1−91 チタン合金. アルミニウム定量法

ГОСТ 19863.1−91

グループ В59

ソビエト社会主義共和国連邦国家規格

チタン合金

アルミニウム定量法

Titanium alloys.
Methods for the determination of aluminium

OKСТУ 1709

施行日 1992−07−01

情報データ

1. 航空工業省より開発および提出

開発者

V.G.ダヴィドフ, 工学博士; V.A.モシュキン, 工学博士; G.I.フリードマン, 工学博士; L.A.テニャコワ; M.N.ゴルロワ, 化学博士; A.I.コロレワ; O.L.スコルスカヤ, 化学博士

2. 国家規格品管理委員会の決定により承認および施行 1991年5月5日 N 625

3. ГОСТ 19863.1−80 に代えて施行

4. 5年毎に確認

5. 関連規格文書

この規格は、アルミニウムの定量において0.2から10.0%の範囲でのキレート滴定法、および0.1から10.0%の範囲での原子吸光法を規定する。

1. 一般要件

1.1. 分析方法の一般要件は ГОСТ 25086 に従う。

1.1.1. 分析結果は、2回の並行試験の算術平均とする。

2. 水酸化ナトリウムによる分離後のアルミニウムのキレート滴定法

2.1. 方法の概要

本法は、試料を硫酸に溶解し、アルミニウムを水酸化ナトリウムを用いて鉄（III）塩化物の存在下でチタン、マンガン、クロムから分離し、トリロンBでアルミニウムを結合させ、過剰のトリロンBを酢酸亜鉛で滴定する。バナジウムとアルミニウムの比が1：1を超えない場合に、過酸化水素を加えることでバナジウムの干渉を防ぐ。

2.2. 装置、試薬および溶液

温度調節機能付きの乾燥機

pHメーター

ガラス製または水銀製温度計、最大100°C、目盛り1°C

無灰フィルター ТУ6−09−1678

硫酸 ГОСТ 4204 密度1.84 g/cm³ および 1:2溶液

硝酸 ГОСТ 4461 密度1.35−1.40 g/cm³

塩酸 ГОСТ 3118 密度1.19 g/cm³ および 1:1, 1:4溶液

酢酸 ГОСТ 61 密度1.05 g/cm³

水酸化アンモニウム ГОСТ 3760

酢酸アンモニウム ГОСТ 3117, 200 g/dm³ 溶液

塩化バリウム ГОСТ 4108, 100 g/dm³ 溶液

水酸化ナトリウム ГОСТ 4328, 200 g/dm³ 溶液：200 g の水酸化ナトリウムを800 cm³の水に溶かす。溶液を室温まで冷却し、25 cm³の塩化バリウム溶液を加え、混合し、一日後に綿タオルで濾過するか、デカンテーションで1 dm³のフラスコに移し、二酸化炭素トラップ付きの栓で閉じる。試薬はポリエチレン容器で準備および保管する。

鉄 (III) 塩化物 6水和物 ГОСТ 4147 溶液 100 g/dm³: 100gの塩化鉄(III)を200 cm³の1:4塩酸溶液に溶かし、700 cm³の水を加えて混合する。 過酸化水素 ГОСТ 10929。 ヒドロキシルアミン塩酸塩 ГОСТ 5456、溶液100 g/dm³。 技術用エチルアルコール ГОСТ 18300。 エリオクロムブラックT、溶液5 g/dm³: 0.5 gのエリオクロムブラックTを4.5 gのヒドロキシルアミン塩酸塩と混合し、100 cm³のエチルアルコールに溶かす。 メチルオレンジ指示薬: 0.1 gの試薬を容量100 cm³のコニカルフラスコに入れ、50 cm³の水中で加熱しながら溶かす。溶液を室温まで冷まし、50 cm³の水を加えて混合する。 コンゴレッド指示薬: 0.1 gの試薬を100 cm³の水で軽く加熱しながら溶かす。溶液を室温まで冷まし、50 cm³の水を加えて混合する。 コンゴ指示紙: 中密度フィルター（「ホワイトバンド」）をコンゴ溶液に浸し、100–105 °Cのドライオーブンで乾燥させ、切り分けてビュレットに保管する。紙は1か月間使用可能。 二ナトリウムエチレンジアミン-N,N,N',N'-四酢酸塩、2水和物（トリロンB） ГОСТ 10652、0.05 mol/dm³溶液: 18.61 gのトリロンBを200 cm³の水に溶かし、中密度フィルター（「ホワイトバンド」）を経て1 Lのメスフラスコに濾過し、目盛りまで水で希釈し、混合する。 酢酸亜鉛2水和物 ГОСТ 5823、0.05 mol/dm³溶液: 11 gの酢酸亜鉛を1 Lのメスフラスコに入れ、200 cm³の水で溶かし、20 cm³の酢酸を加え、目盛りまで水で希釈し混合する。 アルミニウム ГОСТ 11069* グレードA999。 __________ * ロシア連邦領では ГОСТ 11069–2001が有効です。以下同様に。 – データベース製作者の注。 標準アルミニウム溶液 1 gのアルミニウムを250 cm³のコニカルフラスコに入れ、100 cm³の1:1塩酸溶液を加える。フラスコをガラス板または漏斗で覆い、加熱しながらアルミニウムを溶かしながら、同じ塩酸溶液で常に体積を保持する。溶液を室温に冷却し、1 Lのメスフラスコに移し替え、目盛りまで水で希釈し、混合する。 1 cm³の溶液には0.001 gのアルミニウムが含まれている。 アルミニウムに関するトリロンBの質量濃度を確定するために、250 mLの三つの円錐フラスコにそれぞれ10 mLの標準アルミニウム溶液を入れ、さらに20 mLのトリロンB、100 mLの水、5 mLの水酸化ナトリウム溶液を加え、メチルオレンジインジケーターを2滴加え、1:1の塩酸溶液で黄色から赤への色変化が起こるまで中和します。その後、5 mLの塩酸を加え、2分間沸騰させ、室温まで冷却します。 溶液をアンモニアで赤から黄色への色変化が起こるまで中和し、pH9を設定するために15-20滴を過剰に加えます（ユニバーサルインジケーターペーパーの使用が許可されています）。 溶液を15-20°Cまで冷却し、10 mLの酢酸アンモニウム溶液、8滴のエリオクロムブラックT溶液を加え、青色から赤紫色への色変化が起こるまで酢酸亜鉛溶液で素早く滴定します。 アルミニウムに関するトリロンBの質量濃度は、以下の式で計算します： \[ \text{式} (1) \] ここで、 \( C_s \) はアルミニウム標準溶液の質量濃度、g/mL; \( V_s \) は滴定に使用されるアルミニウム標準溶液の体積、mL; \( V_t \) は滴定に使用されるトリロンB溶液の体積、mL; \( V_z \) は滴定に使用される酢酸亜鉛溶液の体積、mL; \( k \) はトリロンB溶液と酢酸亜鉛溶液の間の比率。 以下の式で比率 \( k \) を確定します： \[ \text{式} (2) \] 250 mLの円錐フラスコに20 mLのトリロンBを入れ、100 mLの水、メチルオレンジインジケーターを2滴加え、インジケーターの色が黄色から赤に変わるまで1:1の塩酸溶液で中和します。その後、2 mLの塩酸を加え、2分間沸騰させ、室温まで冷却します。 溶液はアンモニアで中和され、指示薬の色が赤から黄色に変わるまで行い、pH 9を設定するために15～20滴余分に加えます（万能指示薬紙の使用が許可されています）。 溶液を15～20°Cまで冷やし、酢酸アンモニウム溶液10 cm³とエリオクロムブラックT溶液8滴を加え、青色の溶液色が赤紫色に変わるまで速やかに酢酸亜鉛溶液で滴定します。 2.3. 分析の実施 2.3.1. 表1に従った質量のサンプルを250 cm³のコニカルフラスコに入れ、硫酸溶液30 cm³を加えて完全に溶解するまで加熱します。 表1 | アルミニウムの質量分率, % | サンプルの質量, g | |---|---| | 0.2から1.0まで | 1 | | 1.0超から10.0まで | 0.5 | 溶液に少量ずつ硝酸を添加し、紫色の消失まで、3滴余分に加え、硫酸の蒸気が現れるまで蒸発し、3分間加熱を続けます。溶液を室温まで冷やし、水50 cm³を加え、沸騰するまで加熱し、塩が溶けるまで煮沸します。その後、鉄(III)塩化物溶液10 cm³を添加し、強く攪拌しながら、溶液を10～15 cm³ずつ250 cm³のメスフラスコに移し、このフラスコは90 cm³の熱い水酸化ナトリウム溶液を含んでいます。このフラスコを流水で室温まで冷やし、メスアップして混合します。 沈殿を15～20分間放置し、中強度のフィルター（「白い帯」）で250 cm³のコニカルフラスコに濾過し、最初の濾液は捨てます。 2.3.2. 溶液から100 cm³の等分試料を250 cm³のコニカルフラスコに移し、メチルオレンジ指示薬2滴を加え、指示薬の色が黄色から赤に変わるまで1:1塩酸溶液で中和します。その後、塩酸5 cm³を加え、2分間煮沸し、流水で室温までフラスコを冷やします。 合金にバナジウムが含まれている場合は、冷却した溶液に過酸化水素3 cm³を加え、10分間放置します。 次に、表2に従ってビュレットからトリロンB溶液を加え、10分間放置し、メチルオレンジ指示薬の色が赤から黄色に変わるまでアンモニアで中和します。 表2 | アルミニウムの質量分率, % | トリロンB溶液の量, cm³ | |---|---| | 0.2から3.0まで | 10 | | 3.0超から10.0まで | 20 | 合金にバナジウムが含まれている場合は、コンゴ紙を溶液に浸し、アンモニアで中和し、1滴のアンモニアで青色から赤色に変化するまで行います。 15～20滴のアンモニアを余分に加え、pH 9を設定します（万能指示薬紙の使用が許可されています）。 溶液を流水で15～20°Cまで冷やし、酢酸アンモニウム溶液10 cm³とエリオクロムブラックT溶液8滴を加え、青色の溶液色が赤紫色に変わるまで速やかに酢酸亜鉛溶液で滴定します。

2.3.3. コントロール実験は、トリロンBおよび酢酸亜鉛溶液の比()を考慮します。そのために、250 cmの容量のコニカルフラスコに、100 cmのコントロール実験溶液のアリコートを移し、2.3.1.に従います。

2.4. 結果の処理

2.4.1. アルミニウムの質量分率()をパーセントで計算するための式

、(3)

ここで、 — 滴定に使用されるトリロンB溶液の体積、cm;

 — 滴定に消費された酢酸亜鉛溶液の体積、cm;

 — アルミニウムに対するトリロンB溶液の既定の質量濃度、g/cm;

 — トリロンB溶液と酢酸亜鉛溶液との比;

 — アリコート溶液中の試料の質量

g.

2.4.2. 結果の差異は表3に示された値を超えてはなりません。

表3

3. 原子吸光法によるアルミニウムの測定方法

3.1. 方法の概要

この方法は、試料を塩酸およびホウ素フッ化水素酸で溶解し、アセチレン-一酸化窒素炎における309.3 nm波長のアルミニウムの原子吸光を測定することに基づいています。

3.2. 機器、試薬および溶液

アルミニウム用の光源付きの原子吸光分光光度計。

アセチレン（ГОСТ 5457に準拠）。

医療用一酸化窒素。

塩酸（ГОСТ 3118に準拠）密度1.19 g/cm、1:1, 2:1 の溶液。

硝酸（ГОСТ 4461に準拠）密度1.35−1.40 g/cm。

ホウ酸（ГОСТ 9656に準拠）。

フッ化水素酸（ГОСТ 10484に準拠）。

ホウ素フッ化水素酸: 280 cmのフッ化水素酸に、温度（10±2）°Cで、130 gのホウ酸を少しずつ加え攪拌する。試薬はポリエチレン製の容器で調製および保存する。

塩化カリウム（ГОСТ 4234に準拠）、20 g/dm溶液。

海綿状チタン（ГОСТ 17746* マーク TG-100）。
_______________
* ロシア連邦領土内では ГОСТ 17746–96が有効です。 — データベース開発者による注記。

チタン溶液

溶液A、20 g/dm: 4 gのチタンを250 cmの容量のコニカルフラスコに入れ、160 cmの塩酸溶液2:1、8 cmのホウ素フッ化水素酸を加え、穏やかな加熱で溶解する。溶解後、2 cmの硝酸を追加し、1分間沸騰させる。溶液を室温まで冷却し、200 cmのメスフラスクに移し、目盛りまで水で満たし攪拌する。

溶液B、10 g/dm: 1 gのチタンを150 cmの容量のコニカルフラスコに入れ、80 cmの塩酸溶液2:1、4 cmのホウ素フッ化水素酸を追加し、穏やかな加熱で溶解する。溶解後、硝酸を20滴加え、1分間沸騰させる。溶液を室温まで冷却し、100 cmのメスフラスクに移し、目盛りまで水で満たし攪拌する。

アルミニウム（ГОСТ 11069に準拠）マーク A999。

標準アルミニウム溶液: 1 gのアルミニウムを300 cmの容量のビーカーに入れ、100 cmの塩酸溶液1:1を追加し、時計ガラスで覆い、穏やかな加熱で溶解し、同じ酸溶液で恒常的な量を維持する。溶液を1000 cmのメスフラスクに移し、目盛りまで水で満たし攪拌する。

1 cmの標準溶液には0.001 gのアルミニウムが含まれています。

3.3. 分析の実施

3.3.1. 表4に従って試料の質量をとり、100 cmの容量のガラス炭素製のビーカーに入れ、20 cmの塩酸溶液2:1、1 cmのホウ素フッ化水素酸を加え、穏やかな加熱で溶解する。

表4

試料の溶解後、10滴の硝酸を加え、1分間沸騰させる。溶液を室温まで冷却し、表4に従って容量のメスフラスクに移し、塩酸溶液1:1、および表4に従って塩化カリウム溶液を追加し、目盛りまで水で満たし攪拌する。

3.3.2. コントロール実験溶液は、3.3.1に従い、試料ではなく海綿状チタンを使用して調製する。

3.3.3. 校正グラフの作成

3.3.3.1. アルミニウムの質量分率が0.1から1.0%の場合。

100 cmの容量のメスフラスクに、チタンA溶液をそれぞれ25 cmずつ入れ、うち5本に標準アルミニウム溶液をそれぞれ0.5; 1.5; 2.5; 3.5; 5.0 cmの順に加え、それに対応する0.0005; 0.0015; 0.0025; 0.0035; 0.005 gのアルミニウムに相当する。

3.3.3.2. アルミニウムの質量分率が1.0から10.0%の場合。

100 cmの容量のメスフラスクにチタンB溶液をそれぞれ10 cmずつ加え、うち5本に標準アルミニウム溶液をそれぞれ1.0; 2.5; 5.0; 7.5; 10.0 cmの順に加え、それに対応する0.001; 0.0025; 0.005; 0.0075; 0.01 gのアルミニウムに相当する。

3.3.3.3. p.p.3.3.3.1., 3.3.3.2.で調製したフラスク内の溶液に、それぞれ塩酸1:1の溶液を2 cm、塩化カリウム溶液を10 cmずつ追加し、目盛りまで水で満たし攪拌する。

3.3.4. 試料溶液、制御実験溶液、および校正グラフ作成のための溶液をアセチレン-一酸化窒素の炎（還元性）に噴霧し、309.3 nm波長でのアルミニウムの原子吸光を測定し、得られた原子吸光値とそれに対応するアルミニウムの質量濃度から、座標系「原子吸光量－アルミニウムの質量濃度、g/cm」で校正グラフを作成します。

試料溶液と制御実験溶液中のアルミニウム濃度は、校正グラフを用いて決定します。

3.4. 結果の処理

3.4.1. アルミニウムの質量分率()をパーセントで計算するための式

、(4)

ここで、 — 校正グラフを用いて求めた試料溶液中のアルミニウムの質量濃度、g/cm;

 — 校正グラフを用いて求めたコントロール実験溶液中のアルミニウムの質量濃度、g/cm;

 — 試料溶液の体積、cm;

 — 試料質量、g

.

3.4.2. 結果の差異は、表5に示された値を超えてはなりません。

表5