ГОСТ 6689.16-92
ГОСТ 6689.16−92 ニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金。亜鉛、カドミウム、鉛、ビスマスおよび錫の測定方法
ГОСТ 6689.16−92
グループ В59
ソビエト連邦国家規格
ニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金
亜鉛、カドミウム、鉛、ビスマスおよび錫の測定方法
Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of zinc, cadmium, lead, bismuth and tin
OKСТУ 1709
施行日 1993-01-01
情報
1. 作成・提出: ソ連冶金省
作成者
В.Н. Федоров, Ю. М. Лейбов, Б. П. Краснов, А. Н. Боганова, И.А. Воробьева
2. ソビエト標準計量委員会の決議により承認・施行 1992.02.18 N 167
3. 置換: ГОСТ 6689.16−80
4. 参照規格および技術文書
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参照されている規格の表示
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項目・節番号
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ГОСТ 8.315−91
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2.5.3
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ГОСТ 177−88
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3.2
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ГОСТ 492−73
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序文
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ГОСТ 860−75
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3.2
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ГОСТ 1277−75
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2.2
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ГОСТ 1467−77
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2.2
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ГОСТ 3118−77
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3.2
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ГОСТ 3640−79
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2.2
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ГОСТ 3652−69
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3.2
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ГОСТ 3760−79
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3.2
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ГОСТ 3773−72
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3.2
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ГОСТ 3778−77
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2.2; 3.2
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ГОСТ 4139−75
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2.2
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ГОСТ 4147−74
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3.2
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ГОСТ 4204−77
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3.2
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ГОСТ 4233−77
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2.2
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ГОСТ 4461−77
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3.2
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ГОСТ 4658−73
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2.2; 3.2
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ГОСТ 5828−72
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2.2
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ГОСТ 6689.1−92
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第1章; 3.2
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ГОСТ 6689.12−92
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2.2
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ГОСТ 6689.15−92
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3.2
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ГОСТ 9293−74
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2.2; 3.2
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ГОСТ 10484−78
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2.2; 3.2
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ГОСТ 10928−90
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2.2; 3.2
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ГОСТ 11125−84
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2.2
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ГОСТ 14261−77
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2.2
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ГОСТ 14262−78
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2.2
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ГОСТ 19241−80
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序文
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ГОСТ 22180−76
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3.2
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ГОСТ 25086−87
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第1章; 2.5.3
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TU 6−09−4325−76
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3.2
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本規格は、ニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金中の亜鉛(質量分率0.0005〜0.6%の場合)、カドミウム(質量分率0.0001〜0.003%の場合)、鉛(質量分率0.0002〜0.02%の場合)、ビスマス(質量分率0.0001〜0.005%の場合)および錫(質量分率0.0001〜0.003%の場合)を、ГОСТ 492*およびГОСТ 19241に従って、ポラログラフィー(極譜)法および反転ボルタモペリー法で測定する方法を定める。
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* ロシア連邦では ГОСТ 492−2006 が適用される。 — データベース作成者の注記。
1. 一般要求
分析方法の一般要求事項は ГОСТ 25086 に従い、さらに ГОСТ 6689.1 第1章の補足を適用する。
2. カドミウム、亜鉛、鉛およびビスマスのポラログラフィー(極譜)法による測定
2.1. 方法の要点
本法は、まずイオン交換クロマトグラフィー法で合金の主成分からカドミウム、亜鉛、鉛およびビスマスを分離し、その後ポラログラフィーで定量することに基づく。微量(質量分率が0.0005%未満)の場合は反転ボルタモペリー法で測定し、0.0005%を超える場合はオシロスコピー式または交流ポラログラフィー法を用いる。
2.2. 装置、試薬および溶液
ガラス製クロマトグラフィー用カラム、全高600 mm、内径15 mm(図参照)。

交流ポラログラフ PПT-1 またはオシロスコープ式ポラログラフ ПО-5122。その他の機種のポラログラフ使用も可。
ポラログラフィーセル(容量30〜40 cm^3)、ガラス製で飽和カロメル参照電極を外部に設け、薄膜水銀電極または滴下水銀電極を用いる。ポラログラフ PПT-1 がある場合、薄膜水銀電極は装置付属の固定滴下水銀電極で代用できる。
薄膜水銀電極の作製は ГОСТ 6689.12 を参照。
イオン交換樹脂 AВ-17 または AN-31(関連規格に従う)。
ガラス綿。
窒素(気体) — ГОСТ 9293。
硝酸 — ГОСТ 11125、1:1 に希釈。
塩酸 — ГОСТ 14261、1:1 に希釈、2 mol/dm^3 溶液および 3% 溶液。
硫酸 — ГОСТ 14262、および 1 mol/dm^3 溶液。
フッ化水素酸 — ГОСТ 10484、40% 溶液。
二蒸留水。
チオシアン酸カリウム(カリウムロダン化物) — ГОСТ 4139、200 g/dm^3 溶液。
塩化ナトリウム — ГОСТ 4233、飽和溶液。
水酸化カリウム、50 および 100 g/dm^3 溶液。
ジメチルグリオキシム — ГОСТ 5828、アルカリ性 100 g/dm^3 溶液。
硝酸銀 — ГОСТ 1277、10 g/dm^3 溶液。
水銀(марки РО) — ГОСТ 4658、水分を含まず酸化膜を除去したもの(詳細は ГОСТ 6689.1 を参照)。
塩化カリウム(分析用) — 1 mol/dm^3 溶液。
亜鉛(марки ЦО) — ГОСТ 3640*。
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* ロシア連邦では ГОСТ 3640−94 が適用される。 — データベース作成者の注記。
標準亜鉛溶液
溶液A:0.1 g の亜鉛を200 cm^3 容量のビーカーに入れ、加熱しながら 30 cm^3 の塩酸(1:1)で溶かし、溶液を 1000 cm^3 容量のメスフラスコに移して水で定容する。
溶液A の 1 cm^3 は 0.0001 g の亜鉛を含む。
溶液B:溶液A の 10 cm^3 をほぼ乾固するまで蒸発させ、残留物を弱加熱下で 20 cm^3 の 1 mol/dm^3 塩化カリウム溶液に溶解し、これを 100 cm^3 容量のメスフラスコに移して 1 mol/dm^3 塩化カリウム溶液で定容する。測定直前に調製する。
溶液B の 1 cm^3 は 0.00001 g の亜鉛を含む。
鉛(марки СО) — ГОСТ 3778*。
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* ロシア連邦では ГОСТ 3778−98 が適用される(以下本文中同様)。 — データベース作成者の注記。
標準鉛溶液
溶液A:0.1 g の鉛を 30 cm^3 の硝酸(1:1)に溶かし、窒素を通じて生じる窒素酸化物を沸騰により除去し、冷却後に 50 cm^3 の水を加え、溶液を 1000 cm^3 容量のメスフラスコに移して水で定容する。
溶液A の 1 cm^3 は 0.0001 g の鉛を含む。
溶液B:溶液Aの10 cm³を100 cm³容量のメスフラスコに移し、濃塩酸を2 cm³加え、目盛りまで水で希釈する。溶液Bは測定直前に調製する。
溶液Bの1 cm³は鉛を0.00001 g含む。
カドミウムは規格 Кд0(ГОСТ 1467)による。
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* ロシア連邦では ГОСТ 1467–93 が適用される。— データベース作成者の注
標準カドミウム溶液
溶液A:0.1 gのカドミウムを容量200 cm³のビーカーに入れ、30 cm³の硝酸(1:1)を加えて加熱し、窒素酸化物を加熱蒸留で除去する。50 cm³の水を加え、溶液を1000 cm³容量のメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈する。
溶液Aの1 cm³はカドミウムを0.0001 g含む。
溶液B:溶液Aの10 cm³を100 cm³容量のメスフラスコに移し、濃塩酸を2 cm³加え、目盛りまで水で希釈する。
溶液Bの1 cm³はカドミウムを0.00001 g含む。
溶液V:溶液Bの10 cm³を100 cm³容量のメスフラスコに移し、濃塩酸を2 cm³加え、目盛りまで水で希釈する。
溶液Vの1 cm³はカドミウムを0.000001 g含む。
溶液BおよびVは測定直前に調製する。
ビスマスは規格 Ви0(ГОСТ 10928)による。
標準ビスマス溶液
溶液A:0.1 gのビスマスを容量100 cm³のビーカーに入れ、30 cm³の硝酸(1:1)を加えて加熱し、窒素酸化物が除去されるまで沸騰させ、冷却して50 cm³の水を加える。溶液を1000 cm³容量のメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈する。
溶液Aの1 cm³はビスマスを0.0001 g含む。
溶液B:溶液Aの10 cm³を100 cm³容量のメスフラスコに移し、濃塩酸を2 cm³加え、目盛りまで水で希釈する。
溶液Bの1 cm³はビスマスを0.00001 g含む。
溶液V:溶液Bの10 cm³を100 cm³容量のメスフラスコに移し、濃塩酸を2 cm³加え、目盛りまで水で希釈する。
溶液Vの1 cm³はビスマスを0.000001 g含む。
溶液BおよびVは測定直前に調製する。
2.2.1 クロマトグラフィー(イオン交換)カラムの作業前準備
アニオン交換樹脂 AB-17 または АН-31(細粒)50 gを容量500 cm³のビーカーに入れ、塩化カリウム溶液400 cm³で浸漬する。樹脂を室温で20–24時間放置する。溶液を捨て、樹脂を上澄みを捨てながら3%塩酸ですすぎ、鉄が完全に除去されるまで(チオシアン化カリウムによる反応が出ないことを確認)繰り返す。次に、50 g/dm³および100 g/dm³の水酸化カリウム溶液で順次洗浄し、塩化物イオンが完全に除去されるまで(硝酸銀で反応しないこと)行う。蒸留水で洗浄して洗浄液がややアルカリ性になるまで流し、その後、2 mol/dm³塩酸溶液(各100 cm³)を3回通して樹脂を処理する。
イオン交換カラムの下部にガラスウールの詰め物を入れ、樹脂を高さ30–32 cmの層になるように詰める。このとき、樹脂粒間に空気泡が残らないよう注意する。
カラム充填後、樹脂に50 cm³の2 mol/dm³塩酸を通す。
分析を行う前、樹脂上部に塩酸層が1–2 cmの深さであることを確認する。作業および保管中、カラム内の樹脂は常に少なくとも2 cmの液層で覆われている必要がある。
クロマトグラフィーによる合金成分の分離・溶出が終了した後、樹脂は蒸留水でpH指示紙により弱酸性 pH 3 になるまで洗浄して再生し、その後 2 mol/dm^3 塩酸溶液 50 cm^3 を通す。
2.3. 分析の実施
2.3.1. 合金試料 2 g(亜鉛の質量分率が 0.02% 未満のとき)および 0.2 g(亜鉛の質量分率が 0.02% を超えるとき)を、被せた時計皿またはガラス板・プラスチック板で覆った容量 200 cm^3 のビーカーに入れ、30 cm^3 硝酸(1:1)で加熱して溶解する。窒素酸化物の除去のために沸騰させた後、ガラスまたはプラスチック板とビーカーの壁を水で洗い、溶液を蒸発して乾固する。乾残留物を 10 cm^3 濃塩酸に溶かし、再度蒸発して乾固する。濃塩酸による処理を3回繰り返した後、乾残留物を 40 cm^3 の 2 mol/dm^3 塩酸溶液に溶かし、この溶液をイオン交換樹脂充填カラムに流し、流速を 3 cm^3/分以下に保つ。溶液の通過速度はカラム下部のコックまたはクランプで調整する。試料通過後、ビーカーを 20 cm^3 の 2 mol/dm^3 塩酸溶液 2 回で洗浄し、これらもカラムに通す。カラムを 2 mol/dm^3 塩酸溶液で洗い、ニッケルが完全に除去されるまで洗浄する(ジメチルグリオキシムの塩基性溶液で試験)。その後、カドミウム、亜鉛、鉛を 200 cm^3 の水で(流速 2 cm^3/分以下)脱吸着して 300 cm^3 容量のビーカーに受ける。次に、ビスマスは 1 mol/dm^3 硫酸溶液 250 cm^3 を用いて 300 cm^3 容量のビーカーに脱吸着する。
亜鉛・カドミウム・鉛を含む溶液は蒸発して乾固し、ビスマスの溶液は 20–25 cm^3 まで濃縮する。
乾残留物は 10–15 cm^3 の 1 mol/dm^3 塩化カリウム溶液で弱加熱により溶解し、50 cm^3 容量のメスフラスコに移し、1 mol/dm^3 塩化カリウム溶液で定量線まで希釈する。ビスマスを含む溶液は 50 cm^3 容量のメスフラスコに移し、水で定量線まで希釈する。分析の全過程にわたって同時に対照試験を行う。
2.3.2.
タングステンを含む合金の場合
試料 2 g を容量 300 cm^3 のビーカーに入れ、時計皿または板で覆って 30 cm^3 硝酸(1:1)で加熱して溶解する。窒素酸化物の除去後、ガラス板およびビーカーの壁を水で洗い、溶液をシロップ状まで蒸発し、水で 70–80 cm^3 に希釈する。
溶液を 70–80 °C に加熱して濃密なろ紙でろ過する。ろ紙上の残渣は 2% 硝酸の温熱 50 cm^3 を 3–4 回に分けて洗浄する。残渣は廃棄する。ろ液を蒸発して乾固し、残留物を 10 cm^3 濃塩酸に溶かして再び乾固する。その後は項 2.3.1 に従う。
2.3.3.
ケイ素、クロム、チタンを含む合金の場合
試料 2 g を白金皿に入れ、20 cm^3 硝酸(1:1)および 5 cm^3 フッ化水素酸で加熱して溶解する。溶液を冷却し、5 cm^3 硫酸を加え、硫酸の煙が出るまで濃縮する。生成した塩を水に溶かし、300 cm^3 容量のビーカーに移して蒸発乾固する。乾残留物を 10 cm^3 濃塩酸に溶かして再び乾固する。その後は項 2.3.1 に従う。
2.3.4.
インバージョンボルタンメトリー法による鉛およびカドミウムの定量
脱吸着後の亜鉛・鉛・カドミウムを含む溶液 10 cm^3 を静止水銀電極を備えたポーラログラフィーセル(ポラログラフセル)に移し、窒素ガスを 4–6 分間通して脱気する。ポラログラフ装置で電位を −1.0 V に設定し、溶液を撹拌しながら電解を行う(鉛およびカドミウムの質量分率が 0.0003% を超える場合は 1 分、0.0003% 未満の場合は 3 分)。電解終了後、撹拌を停止し、溶液を静止させて 12–15 秒待ち、−1.0 V から −0.2 V の範囲で陽極ボルタンメログラムを記録する。カドミウムの溶出ピークは −0.60 V、鉛は −0.45 V に現れる。
ポーラログラフ(ボルタンメトル)の感度は、当該電解時間で記録されるピーク高さが少なくとも 10 mm となるように選定する。
ポーラログラムの記録後、電極は攪拌中の溶液中で 0.0 V の電位に 1 分間保持し、その後測定を繰り返す。標準滴下水銀電極を用いる場合は、各測定ごとに新しい水銀滴を得る。
2.3.5. ポーラログラフィーによる亜鉛、鉛、カドミウムの定量(試料中の亜鉛質量分率が 0.02% 未満の場合)
分析溶液の等分試料 25 cm^3 を、水銀滴下電極を備えたポーラログラフィーセルに移し、窒素ガスで 4–6 分間脱気する。攪拌を止め、電位範囲 −0.2 V から −1.3 V までポーラログラムを記録し、還元波(ピーク)を次の電位で捉える:鉛 −0.4 V、カドミウム −0.65 V、亜鉛 −1.0 V。
ポーラログラフの感度は、金属の還元波(ピーク)の高さが少なくとも 10 mm になるように設定する。ポーラログラフ PO-5132 を用いる場合、測定は 0.5–1 V/s の速度で、モード「диф.2」で行う。
2.3.6. ポーラログラフィーによる亜鉛の定量(亜鉛質量分率が 0.02% を超える場合)
脱離(デソープション)後の溶液の等分試料(表 1 を参照)をポーラログラフィーセルに移す。亜鉛質量分率が 0.02% を超える場合は、セルにあらかじめ 10–15 cm^3 の 1 mol/dm^3 塩化カリウム溶液を注ぐ。
表 1
- 「亜鉛質量分率, %」 — 「ポーラログラフィーに取る溶液の等分試料, cm^3」
- 0.0005 から 0.02(含む) — 25 cm^3
- > 0.02–0.06 — 15 cm^3
- > 0.06–0.2 — 10 cm^3
- > 0.2–0.6 — 3 cm^3
定量は項目 2.3.5 に示した方法で行うが、カドミウムおよび鉛の還元波(ピーク)は記録しない。
2.3.7. 逆ボルタンメトリー法によるビスマスの定量
デソープション後の硫酸溶液等分試料(25 cm^3)を定置水銀電極を備えたポーラログラフィーセルに入れ、濃塩酸 2 cm^3 を加え、窒素ガスで 4–6 分間脱気する。ポーラログラフ上の電位を −0.4 V に設定し、攪拌しながら 1 分間電解(析出)を行う。電解終了後に攪拌を停止して溶液を 15–20 秒静置し、その後 −0.4 V から +0.1 V の範囲で陽極のボルタンプログラム(陽極性ボルタンメトリー)を記録し、ビスマスの陽極ピークを −0.07 V で検出する。
ポーラログラフの感度はビスマスのピーク高さが少なくとも 10 mm になるように調整する。
電極は +0.1 V の電位で攪拌中の溶液に 1 分間保持し、その後測定を繰り返す。定置滴下電極を用いる場合は、各測定後に新しい水銀滴を得る。
2.3.8. ポーラログラフィーによるビスマスの定量
デソープション後の硫酸溶液 25 cm^3 を滴下水銀電極を備えたポーラログラフィーセルに移し、濃塩酸 2 cm^3 を加え、窒素ガスで 4–6 分間脱気する。攪拌を止め、0.0 V から −0.4 V までポーラログラムを記録し、ビスマスの還元波(ピーク)を −0.12 V で記録する。
ポーラログラフの感度はビスマスの波(ピーク)高さが少なくとも 10 mm になるように調整する。
ポーラログラフ PO-5122 を用いる場合、測定はモード「диф.2」で速度 0.25 V/s にて行う。
2.4. 添加法によるカドミウム、鉛、亜鉛、ビスマスの定量
逆ボルタンメトリーでカドミウムと鉛を定量する場合、各金属の標準溶液 B または V を 0.1–0.5 cm^3 取り、分析溶液を入れたポーラログラフィーセルに加える。溶液を窒素で 1–2 分間攪拌脱気し、項目 2.3.4 に示した通りに測定する。
逆ボルタンメトリーでビスマスを定量する場合、ビスマスの標準溶液 B または V を 0.1–0.5 cm^3 加え、窒素で 1–2 分間攪拌脱気し、項目 2.3.7 に示した通りに測定する。
ポーラログラフィーで亜鉛、カドミウム、鉛を定量する場合は、各金属の標準溶液 A を 0.1–0.5 cm^3 加え、窒素で 1–2 分間攪拌脱気し、項目 2.3.5 に示した通りに測定する。
ポーラログラフィーでビスマスを定量する場合は、ビスマスの標準溶液 A を 0.1–0.5 cm^3 加え、窒素で 1–2 分間攪拌脱気し、項目 2.3.8 に示した通りに測定する。
添加量は、カドミウム、鉛、亜鉛、ビスマスの波(ピーク)高さが、被測定溶液の該当波(ピーク)に比べて 2–3 倍に増加するように選ぶ。
2.5. 結果の処理
2.5.1. 亜鉛、カドミウム、鉛、ビスマスの質量分率 w (%) は、次の式で計算する。
w (%) = [ (h_x − h_0) · c · V_a ] / [ h_s · m ] × 100
ここで
- h_x — 被測定溶液の亜鉛、カドミウム、鉛、ビスマスの波(ピーク)高さ(mm)
- h_0 — 対照実験の波(ピーク)高さ(mm)
- c — 標準溶液の濃度(g/cm^3)
- V_a — 添加体積(cm^3)
- h_s — 添加後の亜鉛、カドミウム、鉛、ビスマスの波(ピーク)高さ(mm)
- m — ポーラログラフィーに取った等分試料に対応する試料の秤量(g)
2.5.2. 3 回並列で行った測定結果のばらつき(収束性指標)および 2 回の分析の結果のばらつき(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(質量分率に対する許容差)
列: 質量分率 (%) — 許容差: 収束性 (%) — 再現性 (%)
- 0.0001 – 0.005(含む) — 0.00008 — 0.0001
- >0.005 – 0.001 — 0.0002 — 0.0003
- >0.001 – 0.003 — 0.0003 — 0.0004
- >0.003 – 0.006 — 0.0006 — 0.0008
- >0.006 – 0.010 — 0.001 — 0.001
- >0.01 – 0.03 — 0.002 — 0.003
- >0.03 – 0.06 — 0.005 — 0.007
- >0.06 – 0.10 — 0.01 — 0.01
- >0.10 – 0.30 — 0.02 — 0.03
- >0.30 – 0.60 — 0.05 — 0.07
2.5.3. 測定の精度管理は、国家標準試料(GSO)、業界標準試料(OSO)、または企業標準試料(SOP)で行う(ГОСТ 8.315* によるニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金の標準試料を用いる)、あるいは添加法(ГОСТ 25086 に準拠)を用いる。
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* ロシア連邦では ГОСТ 8.315−97 が有効である。 — データベース作成者注。
3. 鉛、ビスマスおよびスズのポーラログラフィー法による定量
3.1. 方法の本質
本法は、合金の主要成分から鉛、ビスマス、スズを事前にアンモニア溶液中での鉄(II/III)水酸化物による共沈で分離し、その後 1 mol/dm^3 塩化アンモニウム溶液(200 g/dm^3 クエン酸を含む)をバックグラウンドとして鉛とビスマスをポーラログラフィーで定量する方法、あるいは 1 mol/dm^3 塩酸溶液にキノリンを添加した背景で鉛とスズを定量する方法、さらに 0.5 mol/dm^3 シュウ酸(オキサリック酸)溶液中でメチレンブルーを添加して鉛とスズを測定する方法に基づく。
鉛、スズ、ビスマスの質量分率が 0.0005% 未満の場合は定置水銀電極を用いた逆ボルタンメトリー法で測定し、0.0005% を超える場合は滴下水銀電極を用いたポーラログラフィーで測定する。
3.2. 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型ポーラログラフ PO-5122。
- 容量 30–40 cm^3 のポーラログラフィーセル(ガラス製)、外部参照電極(飽和カロメル電極)および滴下水銀電極または定置水銀電極を備えること。
- 水銀フィルム電極(ГОСТ 6689.15 を参照)。PPT-1 がある場合、フィルム電極は装置付属の定置滴下水銀電極で代替可。
- 硝酸(ГОСТ 4461)および希釈 1:1。
- 塩酸(ГОСТ 3118)および希釈 1:1 と 5% 溶液。
- 溶解用酸混合液:濃硝酸と濃塩酸を 1:3 の割合で混合。
- 硫酸(ГОСТ 4204)。
- フッ化水素酸(ГОСТ 10484)、40% 溶液。
- アスコルビン酸(規格書に準拠)、5 g/dm^3 溶液。
- 過酸化水素(ГОСТ 177)、30% 溶液。
- アンモニア水(ГОСТ 3760)、1% 溶液。
- 塩化鉄(ГОСТ 4147)、10 g/dm^3 溶液(5% 塩酸中)。
- キノリン(TU 6−09−4325−76)。
- 塩化アンモニウム(ГОСТ 3773)、1 mol/dm^3 溶液。
- クエン酸(ГОСТ 3652)、200 g/dm^3 溶液。
- 背景電解質:1 mol/dm^3 塩化アンモニウムおよび 200 g/dm^3 クエン酸を含む溶液。
- オキサル酸(シュウ酸、ГОСТ 22180)、0.5 mol/dm^3 溶液。
- メチレンブルー、0.001 mol/dm^3 溶液。
- 鉛( марки С0、ГОСТ 3778)。
- 鉛の標準溶液(項目 2.2 を参照)。
- ビスマス(марки Ви100、ГОСТ 10928)。
- ビスマスの標準溶液(項目 2.2 を参照)。
- スズ(марки 00、ГОСТ 860)。
- スズの標準溶液:
- 溶液 A:スズ 0.1 g を 100 cm^3 容量のビーカーに入れ、塩化ナトリウム 0.75 g と濃塩酸 15 cm^3 を加え、時計皿等で覆いながら加熱して溶解する。過酸化水素を滴加して金属を完全に溶解する。得られた溶液に水 20–30 cm^3 を加え、容量 1000 cm^3 のメスフラスコに移し、濃塩酸 50 cm^3 を加え、目盛りまで水で希釈する。溶液 A の 1 cm^3 は 0.0001 g のスズを含む。
- 溶液 B:溶液 A の 10 cm^3 を 100 cm^3 メスフラスコに移し、濃塩酸 5 cm^3 を加え、目盛りまで水で希釈する。溶液 B の 1 cm^3 は 0.00001 g のスズを含む。
- 溶液 V:溶液 B の 10 cm^3 を 100 cm^3 メスフラスコに移し、濃塩酸 5 cm^3 を加え、目盛りまで水で希釈する。溶液 V の 1 cm^3 は 0.000001 g のスズを含む。
- 溶液 B と V は測定直前に調製する。
- 窒素ガス(ГОСТ 9293)。
- 水銀(марки Р0、ГОСТ 4658)、水分を含まず酸化皮膜を除去したもの(ГОСТ 6689.1 を参照)。
3.3. 測定の実施
3.3.1. クロム、チタン、ケイ素を含まない合金の場合
試料 1 g を 200–250 cm^3 のビーカーに入れ、溶解用酸混合液 15–20 cm^3 を加え、時計皿等で覆って加熱して溶解する。溶解後、蓋やビーカーの壁を水で洗い、溶液を 130–150 cm^3 に希釈する。
得られた溶液に塩化鉄溶液 1 cm^3 を加え、ニッケルおよび銅の可溶アンミン錯体が形成されるまでアンモニアを加え、さらに過剰に 5 cm^3 のアンモニアを加える。溶液を 60–70 °C で 20 分間保持し、中程度の濾紙で濾過する。ビーカーとろ過ケーキは 3–4 回に分けて各 25–30 cm^3 の温かい 1% アンモニア水で洗浄する。ろかんを溶液析出に用いたビーカーの上に置き、ろ過ケーキを温水 30 cm^3 でビーカーに洗い流し、ろ紙を 20 cm^3 の 1:1 塩酸で洗浄してケーキを完全に溶解する。溶液を 130–150 cm^3 に希釈し、これをさらに 2 回繰り返して再沈殿を行う。
3.3.2. 鉛およびビスマスの定量(前処理後)
三回の再沈殿後、ろ紙上の沈殿を 20 cm^3 の温水でビーカーに洗い流し、ろ紙を 5 cm^3 の 1:1 塩酸で洗浄してビーカー中の沈殿を 15 cm^3 の 1:1 塩酸で溶解し、溶液を乾留するまで蒸発する。
3.3.2.1. 乾燥残渣は弱加熱で 20 cm^3 のバックグラウンド電解質で溶かし、50 cm^3 メスフラスコに移して目盛りまでバックグラウンド電解質で希釈する。解析全過程を通じて対照実験を行う。
3.3.2.2. 乾燥残渣を 10 cm^3 の 1:1 塩酸で溶解し、50 cm^3 メスフラスコに移す。アスコルビン酸溶液 1.5 cm^3 とキノリン 0.5 cm^3 を加え、目盛りまで水で希釈する。解析全過程を通じて対照実験を行う。
3.3.3. 鉛とスズの定量の場合
三回の再沈殿後、ろ紙上の沈殿を 20 cm^3 の温水で洗い、ろ紙を 15 cm^3 の 0.5 mol/dm^3 シュウ酸溶液で洗って加熱により沈殿を溶解する。溶液を 50 cm^3 メスフラスコに移し、0.5 mol/dm^3 シュウ酸溶液で目盛りまで希釈する。解析全過程を通じて対照実験を行う。
3.3.4. クロムおよびケイ素を含む合金の場合
試料 1 g をプラチナ皿に入れ、濃硝酸(1:1)20 cm^3 とフッ化水素酸 5 cm^3 を加えて加熱溶解する。溶液を冷却後、硫酸 5 cm^3 を加え、硫酸が白煙を出すまで濃縮する。得られた塩を水に溶解して 250 cm^3 ビーカーに移し、130–150 cm^3 まで希釈し、以降の処理を項目 3.1、3.3.2 または 3.3.3 に従って行う。
3.4. 逆ボルタンメトリー法による鉛とビスマスの定量
定置水銀電極を備えたポーラログラフィーセルに 10–15 cm^3 のバックグラウンド電解質を入れ、分析溶液の等分試料(10 cm^3)を加え、セル内を窒素で 4–6 分間脱気する。
ポーラログラフの電位を −0.8 V に設定し、攪拌しながら鉛とビスマスの電析を行う。合金中の鉛およびビスマスの質量分率が 0.0003% 未満の場合は電析時間を 3–4 分、より高い含有量の場合は 1 分とする。電析終了後攪拌を止め 15–20 秒静置し、電位を −0.8 V から 0.0 V へ線形に変化させながら陽極のボルタンメトリー波形を記録し、鉛のピークを −0.55 V、ビスマスのピークを −0.15 V で検出する。
記録時の感度は鉛およびビスマスのピーク高さが少なくとも 10 mm になるように設定する。
電極の次回測定への準備は項目 2.3.7 に示した方法で行う。鉛とビスマスの含量は添加法(項目 2.4)により、鉛およびビスマスの標準溶液 B または V を用いて求める。
3.5. 逆ボルタンメトリー法による鉛とスズの定量
ポーラログラフィーセルに 15 cm^3 の 0.5 mol/dm^3 シュウ酸溶液を入れ、分析溶液の等分試料(5 cm^3)を加え、0.001 mol/dm^3 メチレンブルー溶液を 1–2 滴加え、窒素でセル内を 4–6 分間脱気する。ポーラログラフの電位を −0.8 V に設定し、定置水銀電極上で攪拌しながら鉛とスズを 1–3 分間濃縮(電析)する。電析終了後攪拌を止め 15–20 秒静置し、電位を −0.8 V から −0.2 V へ線形に変化させながら陽極溶出曲線を記録し、スズの電解溶出ピークを −0.65 V、鉛を −0.5 V で検出する。
感度はピーク高さが少なくとも 10 mm になるように設定する。電極の準備は項目 2.3.7 に従う。鉛とスズの含量は添加法(項目 2.4)により、鉛およびスズの標準溶液 B および V を用いて求める。
3.6. ポーラログラフィーによる鉛とビスマスの定量
項目 3.3.2.1 および 3.3.2.2 に従って処理した溶液の等分試料 25 cm^3 を滴下水銀電極を備えたセルに移し、窒素で 4–6 分間脱気する。陰極側のポーラログラムを −0.05 V から −0.7 V まで記録し、ビスマスの還元波を −0.15 V、鉛の還元波を −0.5 V で検出する。PO-5122 を用いる場合はモード「диф.2」、速度 0.25 V/s で記録する。感度はピーク高さが少なくとも 10 mm になるように設定する。鉛とビスマスの含量は添加法(項目 2.4)により、鉛およびビスマスの標準溶液 A を用いて求める。
3.7. ポーラログラフィーによる鉛とスズの定量
シュウ酸溶液(25 cm^3)等分試料を滴下水銀電極を備えたセルに移し、0.001 mol/dm^3 メチレンブルー溶液を 1–2 滴加え、窒素で 4–6 分間脱気する。攪拌を止め陰極ポーラログラムを記録し、鉛の還元波を −0.5 V、スズの還元波を −0.65 V で検出する。感度はピーク高さが少なくとも 10 mm になるように設定する。鉛とスズの含量は添加法(項目 2.4)により、鉛およびスズの標準溶液 A を用いて求める。
3.8. 結果の処理
3.8.1. 鉛、ビスマスおよびスズの質量分率 w (%) は、次式で計算する。
w (%) = [ (h_x − h_0) · c · V_a ] / [ h_s · m ] × 100
ここで
- h_x — 被測定溶液の鉛、ビスマスまたはスズの波(ピーク)高さ(mm)
- h_0 — 対照実験の波(ピーク)高さ(mm)
- c — 標準溶液の濃度(g/cm^3)
- V_a — 添加体積(cm^3)
- h_s — 添加後の鉛、ビスマスまたはスズの波(ピーク)高さ(mm)
- m — ポーラログラフィーに取った等分試料に対応する試料の秤量(g)
3.8.2. 3 回の並列測定結果のばらつき(収束性指標)および 2 回の分析結果のばらつき(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 は前述のとおり)。
3.8.3. 測定精度の管理は項目 2.5.3 に示した方法によって行う。