ГОСТ 6689.15-92
ГОСТ 6689.15−92 ニッケル、ニッケル合金および銅−ニッケル合金。アンチモン(銻)の測定方法
ГОСТ 6689.15−92
グループ В59
ソビエト連邦国家規格(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР)
ニッケル、ニッケル合金および銅−ニッケル合金
アンチモン(銻)の測定方法
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of antimony
ОКСТУ 1709
施行日 1993−01−01
参考情報
1. ソビエト鉱山金属省により作成・提出
作成者
V.H. フェドロフ、Ю. М. レイボフ、Б. П. クラスノフ、А. Н. ボガノワ、Л. В. モレイスカヤ、И.А. ヴォロビョワ
2. 1992年2月18日付ソ連標準化・計量委員会決議 N 167 により承認・施行
3. 置換対象 ГОСТ 6689.15−80
4. 参照規格・技術文献
| |
|
| 参照された標準(NТД)の表示 |
該当項目、節 |
| ГОСТ 8.315−91 |
2.4.3; 4.4.3; 5.4.3 |
| ГОСТ 435−77 |
3.2; 4.2 |
| ГОСТ 492−73 |
序文 |
| ГОСТ 1089−82 |
2.2; 3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 3118−72* |
2.2; 3.2; 4.2; 5.2 |
_______________ * 原文の誤りと思われる。正しくは ГОСТ 3118−77 と読むべきである。— データベース作成者の注記。 |
| ГОСТ 3760−79 |
3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 4166−76 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4197−74 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4204−77 |
2.2; 3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 4207−75 |
4.2 |
| ГОСТ 4461−77 |
2.2; 3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 4658−73 |
4.2 |
| ГОСТ 5789−78 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5841−74 |
4.2 |
| ГОСТ 6689.1−92 |
第1節 |
| ГОСТ 6691−77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 9293−74 |
4.2 |
| ГОСТ 10484−78 |
2.2; 3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 10929−76 |
5.2 |
| ГОСТ 19241−80 |
有害部分 |
| ГОСТ 20490−75 |
3.2; 4.2; 5.2 |
| ГОСТ 22867−77 |
2.2 |
| ГОСТ 25086−87 |
第1節; 2.4.3; 4.4.3; 5.4.3 |
本規格は、ニッケルおよび銅−ニッケル合金(規格 ГОСТ 492* および ГОСТ 19241 に基づく)中のアンチモン(質量分率 0.0005〜0.01% の範囲では抽出−分光法および極性分析法、質量分率 0.001〜0.05% の範囲では原子吸光法)を定める抽出−比色法および極性(ポーラログラフィ)法、並びに原子吸光法による測定方法を規定する。
________________
* ロシア連邦では ГОСТ 492−2006 が施行されている。— データベース作成者の注記。
1. 一般要求事項
分析法に対する一般要求事項は ГОСТ 25086 に従い、さらに第1節は ГОСТ 6689.1 を補足する。
2. ブリリアントグリーン(ブリリアント・グリーン)を用いる抽出−比色法によるアンチモンの定量
2.1. 方法の概要
本法は、塩酸性溶液中でアンチモンを五価(Sb(V))に酸化し、ブリリアントグリーンのヘキサクロロアンチモネートとしてトルエンで抽出して抽出液の光学濃度を測定することに基づく。銅−ニッケル合金の場合は、アンチモンを事前にメタスズ酸(meta-olevian? 原文: метаоловянная кислота)との共沈で分離する。
2.2. 器具、試薬および溶液
フォトエレクトロコロリメータまたは分光光度計。
硝酸(ГОСТ 4461)および希釈液(1:1)。
塩酸(ГОСТ 3118)および希釈液(1:1)。
溶解用酸混合液:濃硝酸と濃塩酸を体積比 1:3 で混合したもの。
硫酸(ГОСТ 4204)および希釈液(1:5)。
フッ化水素酸(ГОСТ 10484)。
硝酸アンモニウム(ГОСТ 22867)。
洗浄液:硝酸アンモニウム 10 g を水 200 cm^3 に溶かし、濃硝酸 10 cm^3 を加え、水で 1 dm^3 になるまで希釈して混合する。
二塩化スズ(規格 NТД)、新たに調製した塩酸(1:1)中の 10 g/dm^3 溶液。
亜硝酸ナトリウム(ГОСТ 4197)、100 g/dm^3 溶液。
尿素(カルバミド、ГОСТ 6691)、飽和溶液:尿素 100 g を熱湯 100 cm^3 に溶かす。
ブリリアントグリーン(水溶液)2 g/dm^3。
トルエン(ГОСТ 5789)。
無水硫酸ナトリウム(ГОСТ 4166)。
金属スズ(アンチモン含有量が 3·10^−3 % 以下のもの)。
アンチモン標準(Su0、ГОСТ 1089)。
標準溶液。
溶液 A:アンチモン 0.05 g を加熱下で 25 cm^3 の濃硫酸に溶かす。溶液を冷却し、500 cm^3 容量のメスフラスコに移し、硫酸(1:5)で定量線まで希釈する。
溶液 A の 1 cm^3 はアンチモン 0.0001 g を含む。
溶液 B:溶液 A 10 cm^3 を 100 cm^3 容量のメスフラスコに取り、塩酸(1:1)で定量線まで希釈して混和する;使用当日に調製する。
溶液 B の 1 cm^3 はアンチモン 0.00001 g を含む。
溶液 V(C):溶液 B 10 cm^3 を 100 cm^3 容量のメスフラスコに取り、塩酸(1:1)で定量線まで希釈する;使用当日に調製する。
溶液 V の 1 cm^3 はアンチモン 0.000001 g を含む。
2.3. 分析の実施
2.3.1. シリコンおよびクロムの質量分率が 0.1% 未満で、タングステンを含まない合金の場合
天秤で秤量した試料(表1参照)を 250 cm^3 のビーカーに入れ、塩酸(1:1)20 cm^3 を加え、時計皿またはガラス板で覆って加熱し、溶解させる。
表 1
| アンチモン(質量)% |
試料量(g) |
溶液の分取量(cm^3) |
| から |
0.0005 |
まで |
0.001 |
含む |
0.5 |
全量 |
| 超 |
0.001 |
〜 |
0.0025 |
〜 |
1 |
10 |
| 〜 |
0.0025 |
〜 |
0.005 |
〜 |
0.5 |
10 |
| 〜 |
0.005 |
〜 |
0.01 |
〜 |
0.25 |
10 |
試料が溶解したら、時計皿またはガラス板とビーカー壁面を水で洗い流し、濃硫酸 3 cm^3 を加えて白煙(硫酸の発煙)が生じ始めるまで煮詰める。ビーカーの壁面を水ですすぎ、白煙が生じ始めるまでの煮詰めをさらに2回繰り返す。
合金中のアンチモンの質量分率が0.001%未満の場合、残渣を冷却し、20 cm^3 の塩酸(1:1)で加熱して溶解する。溶液を冷却し、容量250 cm^3 の分液ロートに移し、ビーカーの壁を5 cm^3 の塩酸(1:1)で洗い流す。溶液に塩化スズ(II)溶液を1–2滴加えて撹拌し1分放置した後、亜硝酸ナトリウム溶液1 cm^3を加えてよく撹拌し5分放置する。飽和尿素溶液1 cm^3を加えて30秒撹拌し、次に水140 cm^3、ブリリアントグリーン溶液1 cm^3、トルエン30 cm^3を加え、分液ロートを1分間振とうする。相が分離したら下層の水相を捨て、上層の有機相を無水のビーカー(容量50 cm^3)に移す(または乾燥したろ紙でろ過する)。ビーカーには無水硫酸ナトリウム0.3–0.5 g を入れておく。10分後、赤色フィルター付きフォトエレクトロカロリメーター(光路長5 cmのキュベット)または分光光度計(640 nm、光路長1 cmのキュベット)で抽出液の吸光度を測定する。比較溶液は対照試験の抽出液とする。
_______________
* 原文どおり。— データベース作成者注
合金中のアンチモンの質量分率が0.001%を超える場合は、硫酸で蒸発乾固した残渣を冷却し、30 cm^3 の塩酸(1:1)で加熱して溶解する。溶液を冷却し、容量50 cm^3 のメスフラスコに移し、塩酸(1:1)でメスフラスコの目盛りまでメスアップする。アリコート10 cm^3を取り、容量100–150 cm^3 の分液ロートに入れ、塩化スズ(II)溶液を1–2滴加えて1分放置する。その後、亜硝酸ナトリウム溶液1 cm^3を加えてよく撹拌し5分放置する。さらに尿素溶液1 cm^3を加えて30秒撹拌し、次に水55 cm^3、ブリリアントグリーン溶液2 cm^3、トルエン30 cm^3を加え、1分間振とうする。
以降の処理は、アンチモン質量分率が0.001%未満の合金の分析(項目2.3.1)に記載のとおり行う。
2.3.2 塩素またはケイ素の質量分率が0.1%を超える合金の場合
試料量(表1参照)を白金皿に入れ、硝酸(1:1)20 cm^3、フッ化水素酸1 cm^3を加えて加熱し溶解する。冷却後、皿の壁を水で洗い、濃硫酸3 cm^3を加えて濃硫酸の白煙が出始めるまで加熱蒸発する。皿を冷却して皿壁を水で洗い、白煙が出始めるまでの蒸発操作をさらに2回繰り返す。その後の分析は項2.3.1に従って行う。
2.3.3 タングステンを含む合金の場合
試料量(表1参照)を容量250 cm^3 のビーカーに入れ、溶解用酸混合液を40–60 cm^3 加え、時計皿またはガラス/プラスチックの蓋で覆って加熱溶解する。蓋とビーカーの壁を水で洗い、濃硫酸5 cm^3を加えて体積を10–12 cm^3 まで蒸発縮小する。冷却後、水30 cm^3を加えるとタングステン酸の沈殿が生じるので、それを目の詰まった二重ろ紙でろ過する。ビーカーと沈殿を熱塩酸(1:1)で5–6回洗浄する。沈殿とろ紙は廃棄し、ろ液中で当日中にアンチモンを定量する。これには、ろ液を沸騰させないように注意しながら濃硫酸の白煙が出始めるまで蒸発させ、ビーカー壁を水で洗って同様の蒸発をさらに2回繰り返す。以後は項2.3.1に従って分析を行う。
2.3.4 銅ニッケル合金の場合
試料量(表1参照)を容量250 cm^3 のビーカーに入れ、金属スズ0.01 g、硝酸(1:1)20 cm^3を加え、時計皿またはガラス/プラスチックの蓋で覆って加熱溶解する。溶解後、蓋とビーカーの壁を水で洗い、続いて水20 cm^3、少量のろ紙片を加え、温浴上で1–2時間放置する。沈殿を目の詰まったろ紙でろ過し、ビーカーと沈殿を洗浄液で10–12回洗う。ろ紙ごとの沈殿を元のビーカーに戻し、濃硫酸10–15 cm^3、濃硝酸20–35 cm^3を加えて濃硫酸の濃い白煙が出るまで蒸発する。残液が着色している場合は硝酸をさらに5–10 cm^3 追加して、濃硫酸の濃い白煙が出るまで蒸発を繰り返す。ビーカーを冷却し、壁を水で洗ってから溶液を湿性塩が残るまで蒸発縮小する。
合金中のアンチモン質量分率が0.001%未満の場合は、冷却した残渣に塩酸(1:1)7 cm^3 を加え加熱で溶解し、溶液を容量100–150 cm^3 の分液ロートに移す。ビーカー壁を塩酸(1:1)3 cm^3 で洗い流し、以後の分析は項2.3.1に従って行う。
合金中のアンチモン質量分率が0.001%以上の場合、残渣を加熱して塩酸(1:1)30 см^3で溶解し、溶液を冷却して容量50 см^3のメスフラスコに入れ、塩酸(1:1)でメス線まで定容する。アリクオート分10 см^3を容量100〜150 см^3の分液ロートに移す。以降の分析は、項目2.3.1に示す(アンチモンが0.001%を超える場合の手順)とおりに行う。
比較用溶液は、分析全工程を通して作成した対照操作(コントロール)の溶液とする。
2.3.5 校正曲線の作成
2.3.5.1 アンチモン0.001%未満の測定用校正曲線
容量250〜300 cm^3の分液ロートに、標準溶液B(アンチモン)を1.0、2.0、3.0、4.0、5.0および6.0 cm^3ずつ入れ、塩酸(1:1)で25 cm^3まで定容する。二塩化スズ溶液を1〜2滴加え、1分間放置する。以降の分析は、項目2.3.1に示す(アンチモンが0.001%未満の場合の手順)とおりに行う。
2.3.5.2 アンチモン0.001%超の測定用校正曲線
容量100〜150 cm^3の分液ロートに、標準溶液B(アンチモン)を1.0、2.0、3.0、4.0、5.0および6.0 cm^3ずつ入れ、塩酸(1:1)で10 cm^3まで定容し、二塩化スズ溶液を1〜2滴加え、1分間放置する。以降の分析は、項目2.3.1に示す(アンチモンが0.001%を超える場合の手順)とおりに行う。
2.4 結果の処理
2.4.1 アンチモンの質量分率(%)は次式により計算する。
(式は原文のとおり)
ここで、m_s — 校正曲線から求めたアンチモンの質量、g;
m_образца — アリクオート部分に相当する合金の質量、g。
2.4.2 3回の平行測定による結果のばらつき(収束指標)および2回の分析による結果のばらつき(再現性指標)は、表2に示す許容差を超えてはならない。
表2
アンチモン質量分率(%)および許容差(%)
- 0.0005 〜 0.001(含む):収束指標の許容差 0.0003、再現性の許容差 0.0004
- >0.001 〜 0.005:収束 0.0005、再現性 0.0007
- >0.005 〜 0.010:収束 0.001、再現性 0.001
- >0.010 〜 0.025:収束 0.002、再現性 0.003
- >0.025 〜 0.050:収束 0.004、再現性 0.006
2.4.3 分析結果の精度管理は、国家標準試料(ГСО)、部門標準試料(ОСО)、または企業標準試料(СОП)(ニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金用)を用いて、ГОСТ 8.315*に従って行うか、添加法、あるいは極譜法または原子吸光法で得られた結果との比較により行う(ГОСТ 25086に従う)。
________________
* ロシア連邦ではГОСТ 8.315−97が有効であり、本書中でも以降これを参照する。— データベース作成者注。
3. 結晶性クリスタルバイオレットを用いる抽出—比色法(アンチモン質量分率 0.001〜0.01%)
3.1 方法の要旨
本法は、塩酸性条件下で5価のアンチモンがクリスタルバイオレットのヘキサクロロアンチモネートを生成することに基づき、生成物をトルエンに抽出して着色抽出液の光学濃度を測定する。解析の前に、合金の主要成分からアンチモンを二酸化マンガンとの共沈により分離する。
3.2 装置、試薬および溶液
- フォトエレクトロコロリメータまたは分光光度計。
- 硝酸(ГОСТ 4461)、および1:1、1:100に希釈したもの。
- 塩酸(ГОСТ 3118)、希釈液7:3。
- 溶解用酸混合液:濃硝酸と濃塩酸を1:3で混合したもの。
- 硫酸(ГОСТ 4204)、および1:1に希釈したもの。
- フッ化水素酸(ГОСТ 10484)。
- アンモニア水(ГОСТ 3760)。
- 過マンガン酸カリウム(ГОСТ 20490)、40 g/dm^3 溶液。
- 硫酸マンガン(ГОСТ 435)、100 g/dm^3 溶液。
- 二塩化スズ(規格文書による)、新たに調製した溶液 100 g/dm^3 を塩酸(1:1)中に調製。
- 亜硝酸ナトリウム(ГОСТ 4197)、100 g/dm^3 溶液。
- 尿素(カーバミド、ГОСТ 6691)、飽和溶液:尿素100 gを熱水100 cm^3に溶解。
- クリスタルバイオレット、水溶液 2 g/dm^3。
- トルエン(ГОСТ 5789)。
- 無水硫酸ナトリウム(ГОСТ 4166)。
- アンチモン(等級 Су00 または Су0、ГОСТ 1089)。
標準アンチモン溶液
- 溶液A:アンチモン0.1 gを加熱して濃硫酸50 cm^3に溶解する。溶液を冷却し、1000 cm^3のメスフラスコに移し、硫酸(1:1)を175 cm^3加え、冷却後に水でメス線まで定容する。
1 cm^3の溶液Aはアンチモン0.0001 gを含む。
- 溶液B:溶液Aから10 cm^3を100 cm^3のメスフラスコに移し、濃塩酸70 cm^3を加え、水でメス線まで定容する。使用当日に調製する。
1 cm^3の溶液Bはアンチモン0.00001 gを含む。
3.3 分析の実施
3.3.1 ケイ素質量分率が0.1%未満で、クロムおよびタングステンを含まない合金について
(以下、該当手順が続く)
合金試料0.5 gを容量250 cm³のビーカーに入れ、硝酸(1:1)20 cm³を加え、時計皿またはガラス/プラスチック板で被覆して加熱により溶解する。ビーカーの壁面および時計皿(または蓋板)を水で洗い、水を加えて100 cm³とし、アンモニアで中和して攪拌しても消えない濁りが生じるまで調整する(普遍指示薬試験紙で pH ≈ 3)。濃硝酸0.5 cm³と過マンガン酸カリウム溶液1 cm³を加える。ビーカーを時計皿またはガラス/プラスチック板で被覆し、ほぼ沸騰するまで加熱する。硫酸マンガン溶液2 cm³を加え、2分間沸騰させる(合金中のマンガンの質量分率が2%以上である場合は硫酸マンガン溶液は加えない)。溶液を30〜40 °Cで1時間放置する。生成した沈殿を目の詰まったろ紙でろ過し、熱い希硝酸(1:100)で4〜5回洗浄する。ろ紙ごと沈殿を沈殿を行ったビーカーに戻し、濃硫酸10〜15 cm³、濃硝酸20〜25 cm³を加え、濃硫酸の濃い白煙が立ち始めるまで蒸発する。残った溶液が着色している場合は濃硝酸5〜10 cm³を加えて蒸発を繰り返す。冷却後、ビーカー壁面を水で洗い、湿った塩が得られるまで蒸発する。
合金中のアンチモン(Sb)の質量分率が0.005%未満の場合は、冷却後の残留物に塩酸(7:3)7 cm³を加え、塩類が溶解するまで加熱する。溶液を容量100〜150 cm³の分液ロートに移し、ビーカーを塩酸(7:3)3 cm³で洗う。
合金中のアンチモンの質量分率が0.005%を超える場合は、冷却後の残留物に塩酸(7:3)10 cm³を加え、塩類が溶解するまで加熱し、冷却後、溶液を容量25 cm³の容量フラスコに移し、塩酸(7:3)で目盛りまで希釈する。溶液の等分液(アリコート)10 cm³を容量100〜150 cm³の分液ロートに移し、塩化スズ(II)溶液を1〜2滴加えて溶液が脱色するまで処理し、攪拌して1分放置する。分液ロートに亜硝酸ナトリウム溶液1 cm³を加え、栓をして2分間振とうし、栓を開ける。2分後に尿素溶液1 cm³を加え、30秒間混合する。その後水70 cm³、結晶性クリスタルバイオレット溶液10滴、トルエン25 cm³を加えて1分間振とうする。相が分離したら下層水層を捨て、有機層を無水硫酸ナトリウム0.3〜0.5 gを入れた乾燥した50 cm³ビーカーに移すか、乾燥したろ紙でろ過する。10〜15分後、赤フィルターを用いたフォトエレクトロコロリメーターで光学濃度(吸光度)を、光路長2 cmのキュベットで測定するか、または分光光度計を用いて610 nmで光路長1 cmのキュベットで測定する。比較試料には対照試験の抽出液を用いる。
注:分析が当日中に終了しない場合は、二酸化マンガンによるアンチモン沈殿後、または硫酸による蒸発後に中断してよい。
3.3.2 シリコン質量分率が0.1%を超える合金の場合
合金試料0.5 gを白金皿に入れ、硝酸(1:1)20 cm³、フッ化水素酸1 cm³を加え、加熱して溶解する。冷却後、皿の壁面を水で洗い、濃硫酸3 cm³を加えて硫酸の白煙が立ち始めるまで蒸発する。皿を冷却し、皿壁を水で洗ってから、硫酸の白煙が立ち始めるまでの蒸発をさらに2回繰り返す。
冷却後、20 cm³の硝酸(1:1)で加熱して塩類を溶解し、溶液を容量250 cm³のビーカーに移し、水を加えて10 cm³まで希釈し、アンモニアで攪拌しても消えない濁りが生じるまで中和する(普遍指示薬試験紙で pH ≈ 3)。濃硝酸0.5 cm³を加え、その後の分析は項目3.3.1に従って行う。
3.3.3 クロムを含む合金の場合
合金試料0.5 gを容量250 cm³のビーカーに入れ、溶解用の酸混合液30〜35 cm³を加え、時計皿またはガラス/プラスチック板で被覆して加熱により溶解する。冷却後、時計皿(または蓋板)とビーカー壁面を水で洗い、溶液を乾くまで蒸発する。乾いた残留物を硝酸(1:1)20 cm³で溶解し、さらに同様に20 cm³ずつ硝酸(1:1)を加えて蒸発を2回繰り返す。乾いた残留物を硝酸(1:1)20 cm³で溶解し、水で100 cm³に希釈し、アンモニアで攪拌しても消えない濁りが生じるまで中和する(普遍指示薬試験紙で pH ≈ 3)。濃硝酸0.5 cm³を加え、その後の分析は項目3.3.1に従って行う。
3.3.4 タングステンを含む合金の場合
合金試料0.5 gを容量250 cm^3(=250 mL)のビーカーに入れ、溶解用酸混合液を40–45 mL加え、時計皿またはガラス/プラスチックの板で覆って加熱により溶解する。ビーカーの壁面および時計皿(または板)を水で洗い、濃硫酸5 mLを加えて10–12 mLまで減容する。冷却した後、溶液に水30 mLを加え、沈殿したタンタル酸(注:文意上はタングステン酸? 原文では «вольфрамовой кислоты»)を二重厚手ろ紙でろ過する。ビーカーとろ紙上の沈殿を塩酸(1:1)の熱溶液で5–6回洗浄する。ろ紙ごとの沈殿は廃棄し、濾液をアンモニアで混和しても消えない濁りが生じるまで中和する(ユニバーサル指示薬紙で pH ≈ 3)。濃硝酸0.5 mLを加え、以降は項目3.3.1に示す手順に従って解析を行う。
3.3.5 校正曲線の作成
容量100–150 mLの分液ロートに、アンチモン標準溶液Bを各々0.5、1.0、1.5、2.0、2.5および3.0 mLとり、それぞれを塩酸(7:3)で10 mLまで希釈する。二塩化スズ溶液を1–3滴加え1分放置する。亜硝酸ナトリウム溶液1 mLを加え、以降の処理は項目3.3.1に示す、合金中アンチモンが0.005%未満の場合の手順に従う。
3.4 結果の処理
3.4.1 アンチモンの質量分率(%、w/%)は次式で求める:
[式の図示部分]
ここで a — 校正曲線から求めたアンチモンの質量、g;
m — アリクォート分に対応する合金の質量、g。
3.4.2 3 回の平行測定のばらつき(収束性指標)および 2 回の分析間のばらつき(再現性指標)は、表2に示す許容差を超えてはならない。
3.4.3 解析結果の精度管理は項目2.4.3に従って実施する。
3.4.4 ニッケルおよび銅ニッケル合金の品質評価で意見が分かれる場合は、抽出フォトメトリ法を適用する。
4. 極譜法によるアンチモンの測定法
4.1 方法の要旨
本法は、アンチモンをまず水和二酸化マンガンとの共沈で分離し、その後塩酸性媒体で極譜測定により定量するものである。アンチモンの質量分率が0.005%未満の場合は、定常水銀電極を用いたインバージョン(逆行)ボルタンメトリーで測定する。0.005%を超える場合は、落下水銀電極(ドロップ型)を用いた極譜法で測定する。
4.2 装置、試薬および溶液
交流ポーラログラフ PPT-1 またはオシロスコープ式ポーラログラフ PO-5122。その他の型式のポーラログラフの使用も許容される。ガラス製のポーラログラフセル(容量30–40 mL)で、参照電極(飽和カロメル電極)を外付けとし、定常水銀電極または落下水銀電極を備えること。
水銀電極(薄膜電極)の作製:銀線をガラス管に半田付けし、はんだ付けされていない部分の銀線を擦り磨いて光沢を出し、磨いた端を金属水銀の入ったカップに1分浸す。アマルガム化された電極を水銀から取り出し、均一な水銀膜を得るために巻紙片またはテフロン片で慎重に拭く。電極を水で十分に洗浄する。
窒素(気体) — ГОСТ 9293 に適合。
水銀(品位 R0) — ГОСТ 4658 に適合、湿気を含まず酸化被膜を除去したもの。
硝酸 — ГОСТ 4461、原液および希釈(1:1、1:100)。
塩酸 — ГОСТ 3118、希釈(1:1)および3 mol/dm^3 溶液。
溶解用酸混合液:濃硝酸と濃塩酸を1:3比で混合。
硫酸 — ГОСТ 4204、希釈(1:5)。
フッ化水素酸 — ГОСТ 10484。
過マンガン酸カリウム — ГОСТ 20490、40 g/dm^3 溶液。
硫酸マンガン — ГОСТ 435、100 g/dm^3 溶液。
硫酸ヒドラジン(ヒドラジン硫酸塩) — ГОСТ 5841、10 g/dm^3 溶液。
アンモニア水 — ГОСТ 3760。
フェロシアン化カリウム(注:原文の「Калий железистосинеродистый」に該当) — ГОСТ 4207、30 g/dm^3 溶液。
アンチモン(Sb)標準(Su0) — ГОСТ 1089。
標準アンチモン溶液:
溶液A:0.1 gのアンチモンを濃硫酸50 mLで溶解、冷却後、容量1000 mLのメスフラスコに移し、硫酸(1:5)で定容量し混和する。溶液Aの1 mLは0.0001 gのアンチモンを含む。
溶液B:溶液A 10 mLを100 mLメスフラスコに移し、濃塩酸20 mLを加え、水で定容し混和する(測定直前に調製)。溶液Bの1 mLは0.00001 gのアンチモンを含む。
4.3 分析の実施
4.3.1 シリコン含有率が0.1%未満でクロムおよびタングステンを含まない合金の場合
合金試料1 gを容積250–300 mLのビーカーに入れ、硝酸(1:1)20 mLを加え、時計皿等で覆い加熱して溶解する。窒素酸化物を沸とうで除去し、溶液を冷却、壁面と時計皿を水洗し、溶液を水で100–120 mLに希釈してアンモニアでpH 2(ユニバーサル指示薬紙)に調整する。濃硝酸0.5 mL、過マンガン酸カリウム溶液1 mLを加え、時計皿で覆ってほぼ沸騰寸前まで加熱する。硫酸マンガン溶液2 mLを加える(試料中マンガンが0.5%を超える場合は硫酸マンガンを添加しない)、溶液を2分間沸騰させ、その後1時間放置する。
溶液を中密度ろ紙で濾し、ろ紙は熱い硝酸(1:100)で多回(10–12回)洗浄し、銅の反応が陰性になるまで(フェロシアン化カリウム溶液による検査)。ろ紙と沈殿を250–300 mLのビーカーに移し、濃硫酸15 mL、濃硝酸25 mLを加えて濃縮し、濃硫酸の白煙が出るまで蒸発する。
蒸発後に溶液が黄色い場合は濃硝酸をさらに10 mL加え、蒸発を繰り返す。黄色が消えるまで濃硝酸での蒸発を繰り返す。溶液を湿った塩にまで蒸発し、弱火で20 mLの3 mol/dm^3塩酸で溶解し、硫酸ヒドラジン1 gを加えて2分間煮沸する。溶液を50 mLメスフラスコに移し、3 mol/dm^3塩酸で定容する。
4.3.2 シリコン含有率が0.1%を超える合金の場合
合金試料1 gをプラチナ皿に入れ、硝酸(1:1)20 mL、フッ化水素酸5 mLを加え加熱して溶解する。冷却後、皿壁を少量の水で洗い、濃硫酸3 mL を加えて濃縮し、濃硫酸の白煙が出るまで蒸発する。残渣を再度溶解して同様に濃縮を繰り返す。最終的に20 mLの硝酸(1:1)で溶解し、250 mLビーカーに移し、水で100–120 mLに希釈して、以降は項目4.3.1に従って解析を行う。
4.3.3 クロム含有合金の場合
合金試料1 gを250–300 mLビーカーに入れ、溶解用酸混合液を30–35 mL加え、時計皿で覆って加熱して溶解する。窒素酸化物を沸とうで除去後溶液を冷却し、時計皿とビーカー壁を少量の水で洗い、溶液を乾固するまで蒸発する。乾固残渣を20 mL硝酸(1:1)で溶解して再び乾固する操作を合計3回繰り返す。その後20 mL硝酸(1:1)で溶解して水で100–120 mLに希釈し、以降は項目4.3.1に従って解析する。
4.3.4 タングステン含有合金の場合
合金試料1 gを250–300 mLビーカーに入れ、溶解用酸混合液を40–45 mL加え加熱して溶解する。得られた溶液に濃硫酸5 mLを加え、10–12 mLにまで縮小蒸発する。溶液を30 mLの水で希釈し、二重厚手ろ紙で濾過する。ビーカーおよびろ紙上の沈殿は熱い硝酸(1:1)で5–6回洗浄する。ろ紙ごとの残渣は廃棄し、ろ液を100–120 mLまで蒸発してから項目4.3.1に従って解析する。
いずれの場合も解析全過程にわたりブランク試験(対照実験)を行う。
4.3.5 極譜測定
20 mLのアリクオートを落下水銀電極を備えたポーラログラフセルに入れ、窒素ガスで3–4分間脱気し、撹拌を止めてからカソード極譜を −0.1 V から −0.5 V まで記録し、アンチモンの還元波(ピーク)を約 −0.25 V に検出する。記録計の感度はアンチモン還元波の高さが10 mm 未満となるように選ぶ。PO-5122を使用する場合は、モード「diff.2」、走査速度0.25 V/sで極譜を取る。
4.3.6 インバージョンボルタンメトリー法
塩酸性溶液のアリクオート10 mLを定常水銀電極を備えたポーラログラフセルに入れ、アルゴンガスで3–4分間脱気する。ポーラログラフで電位を −0.4 V に設定し、撹拌しながら1–5分間電解する。電解終了後撹拌を止め、溶液を静置してからアノードボルタンプロットを −0.5 V から −0.05 V まで(電極電位を線形変化させつつ)記録し、アンチモンの酸化ピークを約 −0.2 V 付近に検出する。記録計の感度および電解時間はアンチモンピークの高さが最低でも10 mm になるように選ぶ。
電極は電位0.05 Vで1分間連続撹拌下に保持し、その後再度測定を行う。PPT-1付属電極を使用する場合、各測定後に新しい水銀滴が得られる。
4.3.7 添加法によるアンチモンの同定・定量
ポーラログラフ測定では、標準溶液Aを0.1–0.5 mL分析溶液に添加し、2–3分間撹拌してから項目4.3.5に従い極譜を記録する。インバージョンボルタンメトリーでは、標準溶液Bを0.1–0.5 mL添加し、2–3分間撹拌してから項目4.3.6に従って測定する。添加量は、アンチモンのピーク高さが添加前に比べて2–3倍に増加するように選ぶ。
4.4 結果の処理
4.4.1 アンチモンの質量分率(%)は次式で求める:
[式の図示部分]
ここで:
h — 試料溶液のアンチモン波(ピーク)高さ、mm;
h0 — ブランク試験のアンチモン波高さ、mm;
c — 標準溶液の濃度、g/mL;
Vд — 添加量、mL;
h1 — 添加後のアンチモン波高さ、mm;
m — 極譜測定に用いたアリクオートに対応する合金試料の質量、g。
4.4.2 3 回の平行測定のばらつき(収束性)および 2 回の分析間のばらつき(再現性)は、表2に示す許容差を超えてはならない。
4.4.3 解析結果の精度管理は、国の標準試料(GSO)、産業標準試料(OSO)、または企業標準試料(SOP)に基づくか、添加法、あるいは抽出フォトメトリ法または原子吸光法による結果との比較により行い、ГОСТ 8.315および ГОСТ 25086 に従って評価する。
5. 原子吸光法によるアンチモンの測定(アンチモン質量分率 0.001–0.005% の場合)
5.1 方法の要旨
本法は、試料溶液から二酸化マンガンとの共沈によりアンチモンを分離し、得られた溶液をアセチレン—空気炎に導入してアンチモン原子による吸光を測定することで定量する。
5.2 装置、試薬および溶液
アンチモン用光源を備えた原子吸光分光計。
硝酸 — ГОСТ 4461、希釈(1:1)および1.5 mol/dm^3 溶液。
硫酸 — ГОСТ 4204、希釈(1:1)、1.4 および 2.5 mol/dm^3 溶液。
塩酸 — ГОСТ 3118、1 mol/dm^3 溶液。
フッ化水素酸 — ГОСТ 10484。
アンモニア水 — ГОСТ 3760。
硝酸マンガン(規格による)、20 g/dm^3 溶液。
過マンガン酸カリウム — ГОСТ 20490、10 g/dm^3 溶液。
過酸化水素 — ГОСТ 10929。
アンチモン(ГОСТ 1089)純度 ≥ 99.9%。
標準アンチモン溶液:
溶液A:0.25 gのアンチモンを加熱下で硫酸10 mLに溶解し、冷却して500 mLメスフラスコに移し、2.5 mol/dm^3 硫酸で定容する。溶液Aの1 mLは0.0005 gのアンチモンを含む。
溶液B:溶液A 10 mL を100 mLメスフラスコに入れ、2.5 mol/dm^3 硫酸で定容する。溶液Bの1 mL は0.00005 g のアンチモンを含む。
5.3 分析の実施
5.3.1 シリコン質量分率が0.05%以下の合金の場合
合金試料2 gを250 mLビーカーに入れ、硝酸(1:1)20 mLで加熱溶解する。窒素酸化物を沸とうで除去し、溶液を水で50 mLに希釈する。硝酸マンガン溶液5 mLを加え、溶液をアンモニアで中和して銅の水酸化物沈殿が生じるようにし、その後硝酸(1:1)18 mLと水を加えて体積を90 mLにする。溶液を加熱して沸騰させ、過マンガン酸カリウム溶液10 mLを加えて2分間煮沸する。30分後、沈殿を濾過して厚手ろ紙で受け、ビーカーと沈殿を1.5 mol/dm^3 硝酸の熱溶液で4–5回洗浄する。ろ紙上の沈殿を洗い流してビーカーに戻す。ろ紙は過酸化水素を数滴含む1:4希硫酸溶液10 mLの温溶液で洗い、続いて水で洗浄する。洗浄後のろ紙は廃棄し、溶液を湿った塩にまで蒸発する。冷却後、1 mol/dm^3 塩酸を用いて8 mLを加え、アンチモン質量分率が0.02%以下の場合は10 mL 容量のメスフラスコまたは目盛り管へ、0.02%を超える場合は25 mLメスフラスコへ移し、1 mol/dm^3 塩酸で定容する。アセチレン—空気炎中で波長217.6 nm または231.1 nm にてアンチモンの原子吸光度を校正溶液と並行して測定する。
5.3.2 シリコン質量分率が0.05%を超える合金の場合
合金試料2 gをプラチナ皿に入れ、硝酸(1:1)20 mL とフッ化水素酸2 mLで加熱溶解する。溶解後、硫酸(1:1)10 mLを加え、白煙が出るまで蒸発する。残渣を冷却し、皿壁を水で洗い、再び白煙が出るまで蒸発する。残渣を20 mL硝酸(1:1)で溶解し、250 mLビーカーに移し、水で50 mLに希釈する。硝酸マンガン溶液5 mL を加え、以降は項目5.3.1に従って解析する。
5.3.3 校正曲線の作成
250 mLのビーカー7個に、標準溶液Bをそれぞれ0.4、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0および10.0 mL分注する。全てのビーカーに水を加えて体積を50 mLとし、硝酸マンガン溶液を各5 mL加え、以後の処理は項目5.3.1に従う。得られたデータから校正曲線を作成する。
5.4 結果の処理
5.4.1 アンチモンの質量分率(%)は次式で求める:
[式の図示部分]
ここで c — 校正曲線から求めたアンチモン濃度、g/mL;
V — 最終溶液体積、mL;
m — 秤取した合金試料の質量、g。
5.4.2 3 回の平行測定のばらつき(収束性)および 2 回の分析間のばらつき(再現性)は、表3に示す許容差を超えてはならない。
5.4.3 解析結果の精度管理は、国標準試料(GSO)、産業標準試料(OSO)または企業標準試料(SOP)に基づくか、添加法、または抽出フォトメトリ法や極譜法による結果との比較により行い、ГОСТ 8.315 および ГОСТ 25086 に準拠して評価する。