ГОСТ 6689.5-92

ГОСТ 6689.5−92 ニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金。鉄の測定方法

ГОСТ 6689.5−92

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

鉄の測定方法

Nickel, nickel and copper-nickel alloys. Methods for the determination of iron

OKCTU 1709

施行日 1993−01−01

情報

1. 作成および提出：ソ連冶金省

作成者

V.Н. フョードロフ、B. P. クラスノフ、Ю. М. レイボフ、А. Н. ボガノワ、Л. В. モレイスカヤ、И.А. ヴォロビョーワ

2. 1992年2月18日付、ソ連標準化・計量委員会決議 №167 により承認・施行

3. 代替規格：ГОСТ 6689.5−80

4. 参照される規格・技術文書

本規格は、ニッケルおよび銅−ニッケル合金中の鉄の測定について、光度法（鉄の質量分率0.001〜0.1%の範囲）、滴定法（質量分率0.4〜6.5%の範囲）、および原子吸光法（質量分率0.004〜6.5%の範囲）を、ГОСТ 492* および ГОСТ 19241 に基づき規定する。
______________
* ロシア連邦の領域では ГОСТ 492−2006 が施行されている。 — データベース作成者の注。

1. 一般要求事項

分析方法の一般的要求事項は ГОСТ 25086 に従い、第1章は ГОСТ 6689.1 による補足を適用する。

2. 1,10-フェナントロリンまたはα,α'-ジピリジルを用いる光度法による鉄の測定

2. 1,10-フェナントロリンまたは-ジピリジルを用いる光度法

2.1. 方法の要旨

本法は、アルミニウム水酸化物との共沈で鉄を予め分離した後、塩酸ヒドロキシルアミン存在下で1,10-フェナントロリンまたは-ジピリジルと鉄(II)が形成する錯体を含む溶液の光学密度を測定する方法に基づく。

2.2. 装置、試薬および溶液

フォトエレクトロカラーリメータまたは分光光度計。

ГОСТ 4461 に準拠した硝酸、希釈1:1および2%溶液。

ГОСТ 3118 に準拠した塩酸および希釈1:1および1:2。

ГОСТ 4204 に準拠した硫酸および希釈1:1。

ГОСТ 61 に準拠した酢酸。

ГОСТ 10484 に準拠したフッ化水素酸。

ГОСТ 3760 に準拠した水性アンモニアおよび希釈1:100。

ГОСТ 3773 に準拠した塩化アンモニウム。

ГОСТ 199 に準拠した酢酸ナトリウム。

ГОСТ 10929 に準拠した過酸化水素、5%溶液。

アルム（硫酸アンモニウムアルミニウム） ГОСТ 4238、10 g/dm³ 溶液：10 g の明礬を目盛付容量フラスコ（容量 1 дм³）に入れ、150−200 cm³ の水に溶かし、硫酸（1:1）20 cm³ を加え、目盛りまで水で希釈する。

塩酸ヒドロキシルアミン（ГОСТ 5456）、10 g/dm³ 溶液、新鮮に調製する。

1,10-フェナントロリン塩酸塩、溶液 1.5 g/dm³：1.5 g の試薬を200 cm³ 容量のビーカーに入れ、加熱しながら数滴の濃塩酸を加えつつ50 cm³ の水で溶解し、1 дм³ 容量のメスフラスコに移し水で目盛りまで希釈する。溶液は遮光容器に保存する。

-ジピリジル、溶液：1.5 g の試薬を加熱しながら50 cm³ の水で溶解し、数滴の濃塩酸を加え、1 дм³ 容量のメスフラスコに移して水で目盛りまで希釈する。溶液は遮光容器で保存する。

緩衝溶液：酢酸ナトリウム 272 g を500 cm³ の水に溶解し、酢酸 240 cm³ を加え、ろ過して水で1 дм³ まで希釈する。

試薬混合液（新鮮に調製）：塩酸ヒドロキシルアミン溶液1部と1,10-フェナントロリン塩酸塩溶液1部または-ジピリジル溶液1部を緩衝溶液3部と混合する。

金属鉄。

鉄の標準溶液

溶液A：鉄 1.0 g を硝酸（1:1）20 cm³ に溶解し、窒素酸化物が除去されるまで加熱して沸騰させ、冷却して容量 1000 cm³ のメスフラスコに入れ、水で目盛りまで希釈し混合する。

溶液Aの1 cm³ は鉄 0.001 g を含む。

溶液B：溶液A の10 cm³ を容量 1000 cm³ のメスフラスコに取り、目盛りまで水で希釈する。

溶液Bの1 cm³ は 0.00001 g の鉄を含む。

2.3. 分析の実施

2.3.1. シリコンおよびクロムをそれぞれ0.1%以上含みタングステンを含まない合金について

約15 gの合金を容量300 cm^3のビーカーに入れ、塩酸（1:1）200 cm^3を加え、室温で約3分間、時々攪拌しながら放置する。次に塩酸を捨て、切粉を数回水で洗い、（110±10）°Cの乾燥器で乾燥する。こうして精製した切粉から秤量試料（表1参照）を取り、容量250 cm^3のビーカーに入れ、硝酸（1:1）（表1参照）を加え、時計皿またはガラスあるいはプラスチック板で覆い、加熱して溶解する。皿または板およびビーカーの壁面を水で洗い、溶液を150 cm^3まで水で希釈し、アンモニウムアルミニウム明礬溶液5 cm^3、塩化アンモニウム5 gおよび溶解性のニッケルおよび銅のアンモニア錯体が生ずるまで濃縮アンモニアを加える。溶液を60 °Cで保持して鉄およびアルミニウムの水酸化物沈殿の凝集を行う。沈殿を中程度の目のろ紙で濾過し、ビーカーおよび沈殿を温かいアンモニア溶液（1:100）で3–5回洗浄する。沈殿を10 cm^3の塩酸（1:1）で溶解し、ろ紙を3–5回温水で洗い、洗浄水を沈殿を生成したビーカーに集める。マンガンを含む合金の分析では、沈殿を溶解する際に過酸化水素溶液を数滴加える。沈殿の沈降、ろ過、洗浄および溶解を繰り返す。沈殿の2回目の溶解は、ろ紙上で過酸化水素溶液5 cm^3の存在下で行う。 表1 （表の列見出し） - 鉄の質量分率、g - 秤量質量、g - 硝酸（1:1）の量、cm^3 - 溶液のアリコート部分、cm^3 行（要約） - 鉄質量分率 0.001 から 0.002（含む）：秤量 5.0 g、硝酸 50 cm^3、溶液全量を用いる - 0.002 を超え 0.02 まで：秤量 5.0 g、硝酸 50 cm^3、アリコート 10 cm^3 - 0.02 を超え 0.5 まで：秤量 0.5 g、硝酸 20 cm^3、アリコート 10 cm^3 - 0.5 を超える場合：秤量 0.5 g、硝酸 20 cm^3、（最終列は表に従う） 合金中の鉄の質量分率が0.002%未満の場合、溶液を容量100 cm^3のメスフラスコに移し、水を50 cm^3まで注ぎ、試薬混合物25 cm^3を加え、目盛りまで水で希釈して混合する。30分後、吸光光路長5 cmのキュベットを用いて分光光度計で510 nmにおける光学密度を測定するか、緑色フィルターを用いた光電比色計で測定する。比較用溶液は対照実験の溶液とする。 鉄の質量分率が0.002%を超える場合、溶液を容量100 cm^3のメスフラスコに移し、水を目盛りまで注ぎ混和し、アリコート（表1参照）を別の容量100 cm^3メスフラスコに取り、水を50 cm^3まで希釈し、以降は前述の手順に従う。 2.3.2. クロムまたはケイ素を0.1%超含む合金の場合 試料秤量（表1参照）を白金皿に入れ、フッ化水素酸1 cm^3および硝酸（1:1）10 cm^3を加え、加熱して溶かす。冷却後、皿の壁面を水で洗い、硫酸（1:1）10 cm^3を加え、溶液を硫酸の白煙が出るまで濃縮する。残渣を冷却し、30–40 cm^3の水を加えて溶かし、溶液を容量250 cm^3のビーカーに移し、水で150 cm^3まで希釈し、以降は2.3.1項の指示に従う。 2.3.3. タングステン含有合金の場合 試料秤量（表1参照）を容量300 cm^3のビーカーに入れ、硝酸（1:1）（表1参照）を加え、時計皿またはガラス・プラスチック板で覆い、加熱して溶解する。皿または板およびビーカー壁を水で洗い、溶液をシロップ状になるまで濃縮し、水で60 cm^3まで希釈して暖かい場所に置き、澄んだ溶液になるのを待つ。生じたタングステン酸の沈殿を二重の目の詰まったろ紙で濾し、温かい20%硝酸で洗浄する。沈殿は破棄し、ろ液を200 cm^3まで希釈する。アンモニウムアルミニウム明礬溶液5 cm^3を加え、以降は2.3.1項に従う。 2.3.4. 校正曲線の作成 容量100 cm^3までのメスフラスコに標準鉄溶液Bをそれぞれ0.5、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0、20.0、30.0 cm^3ずつ入れ、水を50 cm^3まで注ぎ、以降は2.3.1項に従って分析を行う。 2.4. 結果の処理 2.4.1. 鉄の質量分率（X）[%]は次式で計算する。 X = (m_Fe / m_sample) × 100 ここで m_Fe は校正曲線から求めた鉄の質量（g）、m_sample はアリコートに相当する秤量質量（g）である。 2.4.2. 3回の平行試験による結果のばらつき（収束性指標）および2回の分析結果間のばらつき（再現性指標）は、表2に示す許容差を超えてはならない。 表2 （表の要旨） - 鉄の質量分率区間別の許容差（%）が一覧される。 （主な数値抜粋） - 0.001 ≤ X ≤ 0.003：許容差（収束性）0.0008%、（再現性）0.001% - 0.003 < X ≤ 0.005：収束性0.001%、再現性0.001% - 0.005 < X ≤ 0.01：収束性0.002%、再現性0.003% - 0.01 < X ≤ 0.03：収束性0.003%、再現性0.004% - 0.03 < X ≤ 0.05：収束性0.005%、再現性0.007% - 0.05 < X ≤ 0.10：収束性0.008%、再現性0.01% - 0.10 < X ≤ 0.2：収束性0.015%、再現性0.02% - 0.2 < X ≤ 0.4：収束性0.020%、再現性0.03% - 0.4 < X ≤ 1.0：収束性0.030%、再現性0.04% - 1.0 < X ≤ 3.0：収束性0.050%、再現性0.07% - 3.0 < X ≤ 5.0：収束性0.10%、再現性0.1% - 5.0 < X ≤ 6.5：収束性0.15%、再現性0.2% 2.4.3. 分析結果の精度管理は、ГОСТ 8.315により承認されたニッケル、ニッケル合金および銅ニッケル合金の国家標準物質（GSO）、部門標準物質（OSO）、または企業内標準物質（SOP）を用いるか、添加法、あるいは原子吸光法（ГОСТ 25086に従う）による比較で行う。 （注）ロシア連邦領域では ГОСТ 8.315–97 が有効である。— データベース作成者注。 3. 鉄の滴定法（滴定法） 3.1. 方法の本質 本法は、三価鉄を二塩化スズで還元して二価鉄とし、その後二クロム酸カリウム溶液で滴定する方法に基づく。終点の指示はジフェニルアミンを指示薬として用いるか、または電位差測定（ポテンショメトリック）で行う。 3.2. 装置、試薬および溶液 - 塩化銀（銀/塩化銀）基準電極と白金指示電極を備えたポテンショメータ（電位計）。 - 塩酸（ГОСТ 3118）および希釈1:1。 - 硝酸（ГОСТ 4461）。 - 硫酸（ГОСТ 4204）および希釈1:1。 - リン酸（正リン酸、ГОСТ 6552）。 - 酸混合液：硫酸（1:1）300 cm^3 とリン酸300 cm^3 を混合し、水で1 dm^3（1 L）に希釈する。 - アンモニア水（ГОСТ 3760）および希釈1:100。 - 新鮮調製の二塩化スズ溶液：塩酸（1:1）中で100 g/dm^3 濃度。 - 二塩化水銀溶液 40 g/dm^3。 - ジフェニルアミン（ГОСТ 5825）、濃硫酸中の10 g/dm^3 溶液。 - 重クロム酸カリウム（ГОСТ 4220）、0.017 mol/dm^3 溶液：160±5 °Cで2時間乾燥した試薬2.4519 gを水に溶かし、容量1000 cm^3のメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈する。 1 cm^3 のこの溶液は0.002792 gの鉄に相当する。 - フッ化水素酸（ГОСТ 10484）。 - 塩化アンモニウム（ГОСТ 3373）。 - 過酸化水素（ГОСТ 10929）、30% 溶液。 - ジフェニルアミノスルホン酸のナトリウム塩、2 g/dm^3 溶液。 3.3. 分析手順 3.3.1. 試料秤量2 g（鉄質量分率0.4–3.0%の場合）または1 g（鉄質量分率3%超の場合）を、容量600 cm^3のビーカーに入れ、塩酸（1:1）20 cm^3および硝酸10 cm^3を加えて加熱し溶解する。溶解後、水で150 cm^3まで希釈する。ケイ素含有が0.05%を超える合金では、試料を白金皿にて硝酸（1:1）20または10 cm^3とフッ化水素酸1 cm^3で加熱溶解し、硫酸（1:1）10 cm^3を加えて硫酸の白煙が出るまで濃縮する。残渣を20–30 cm^3の水で溶かして容量600 cm^3のビーカーに移し、硝酸（1:1）5 cm^3を加え、150 cm^3まで希釈する。 塩化アンモニウム5 gとアンモニアを加え、ニッケルおよび銅の可溶性アンモニア錯体を形成させる。溶液を60 °Cで保持して鉄の水酸化物沈殿を凝集させる。沈殿を中程度のろ紙で濾し、ビーカーと沈殿を温かいアンモニア溶液（1:100）で3–5回洗う。沈殿を10 cm^3の塩酸（1:1）に過酸化水素数滴を加えて溶解し、ろ紙を温水で洗う。沈殿の沈降、ろ過、洗浄、溶解を繰り返す。溶液を沸騰させ、二価鉄に還元するために二塩化スズ溶液を数滴加える。その後溶液を冷却し、二塩化水銀溶液5 cm^3、酸混合液15 cm^3を加え、水で200 cm^3まで希釈し、重クロム酸カリウム溶液でポテンショメトリックに滴定して電位の急変で終点を検出するか、ジフェニルアミンまたはジフェニルアミノスルホン酸ナトリウム塩の溶液を数滴加えて紫色の変色が生じるまで滴定する。 3.4. 結果の処理 3.4.1. 鉄の質量分率（X）[%]は次式で計算する。 X = (V × 0.002792 / m_sample) × 100 ここで V は重クロム酸カリウム溶液の消費量（cm^3）、0.002792 は0.017 mol/dm^3 溶液の鉄換算量（g/cm^3）、m_sample は試料質量（g）である。 3.4.2. 3回の平行試験のばらつき（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. 分析精度の管理は、ГОСТ 8.315により承認されたニッケル系および銅ニッケル系合金の国家標準物質（GSO）、部門標準物質（OSO）、企業内標準物質（SOP）を用いるか、原子吸光法（ГОСТ 25086に従う）で得られた結果との比較により行う。 4. 鉄の原子吸光法による定量 4.1. 方法の本質 本法は、試料溶液をアセチレン–空気炎に導入したときに生成される原子状鉄による吸光度の測定に基づく。 4.2. 装置、試薬および溶液 - 鉄用光源を備えた原子吸光分光光度計。 - 硝酸（ГОСТ 4461）および希釈1:1および1:100。 - 塩酸（ГОСТ 3118）および1および2 mol/dm^3 溶液。 - 酸混合液：硝酸1体積と塩酸3体積を混合する。 - フッ化水素酸（ГОСТ 10484）。 - 硫酸（ГОСТ 4204）、希釈1:1。 - カーボニル鉄または国家標準物質 N 666-81 P type 1（鉄金属）。 - 標準鉄溶液：0.1 gの鉄を加熱して硝酸（1:1）10 cm^3で溶解し、容量1 dm^3（1 L）のメスフラスコに移して水で目盛りまで希釈する。1 cm^3の溶液は0.0001 gの鉄を含む。 - 銅（ГОСТ 859）および標準銅溶液：10 gの銅を硝酸（1:1）80 cm^3で加熱して溶解し、容量100 cm^3のメスフラスコに移して水で目盛りまで希釈する。1 cm^3 は0.1 gの銅に相当する。 - ニッケル（ГОСТ 849）および標準ニッケル溶液：同様にして得る。1 cm^3 は0.1 gのニッケルに相当する。 4.3. 分析手順 4.3.1. スズ、ケイ素、クロム、タングステン、チタンを含まない合金の場合 表3に示す質量の秤量試料を加熱して10–20 cm^3 の硝酸（1:1）で溶解する。溶液を容量100 cm^3のメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈する。鉄質量分率が1.0%を超える場合は、試料溶液10 cm^3 を容量100 cm^3 のメスフラスコに移し、2 mol/dm^3 塩酸溶液10 cm^3 を加えて水で目盛りまで希釈する。対照実験も同時に行う。アセチレン–空気炎中で波長248.3 nm における鉄の原子吸光度を校正溶液と並行して測定する。 表3 （要旨） - 鉄の質量分率区間と秤量質量および標準溶液（銅またはニッケル）体積 - 0.004 ≤ X ≤ 0.05（含む）：秤量 2 g、標準溶液 20 cm^3 - 0.05 < X ≤ 0.1：秤量 1 g、標準溶液 10 cm^3 - 0.1 < X ≤ 6.5：秤量 0.1 g、標準溶液 不用 4.3.2. スズを0.05%超含む合金の場合 秤量試料（表3参照）を酸混合液10 cm^3で加熱溶解し、容量100 cm^3のメスフラスコに移し1 mol/dm^3 の塩酸で目盛りまで希釈する。鉄質量分率が1.0%を超える場合は、試料溶液10 cm^3 を容量100 cm^3 メスフラスコに移し、1 mol/dm^3 塩酸で目盛りまで希釈する。対照試験を同時に行い、4.3.1項と同様に原子吸光度を測定する。 4.3.3. ケイ素、チタン、クロムを含む合金の場合 秤量試料（表3参照）を白金皿に入れ、硝酸（1:1）10–20 cm^3 およびフッ化水素酸2 cm^3 で加熱溶解する。次に硫酸（1:1）10 cm^3 を加え、硫酸の白煙が出るまで濃縮する。皿を冷却し、残渣を加熱して50 cm^3 の水で溶かし、溶液を容量100 cm^3 のメスフラスコに移して水で目盛りまで希釈する。鉄質量分率が1.0%を超える場合は、試料溶液10 cm^3 を容量100 cm^3 のメスフラスコに移し、2 mol/dm^3 塩酸溶液10 cm^3 を加えて目盛りまで希釈する。対照実験を行い、4.3.1項と同様に原子吸光度を測定する。 4.3.4. タングステン含有合金の場合 秤量試料（表3参照）を硝酸（1:1）10–20 cm^3 で加熱溶解し、その後30 cm^3 の温水を加える。生成したタングステン酸沈殿を目の詰まったろ紙で濾し、温かい硝酸（1:100）で洗う。ろ液を容量100 cm^3 のメスフラスコに移し水で目盛りまで希釈する。鉄質量分率が1.0%を超える場合は、試料溶液10 cm^3 を容量100 cm^3 のメスフラスコに移し、2 mol/dm^3 塩酸溶液10 cm^3 を加えて目盛りまで希釈する。対照実験を行い、4.3.1項と同様に原子吸光度を測定する。 4.3.5. 校正曲線の作成 容量100 cm^3 のメスフラスコ6本に、それぞれ標準鉄溶液0.8、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 cm^3 を入れる（これらはそれぞれ0.08、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mgの鉄に相当）。すべてのフラスコに2 mol/dm^3 塩酸溶液を各10 cm^3 加える。鉄の質量分率が0.1%未満の場合は、表3に従って銅またはニッケルの標準溶液のアリコートを加え、目盛りまで水で希釈する。4.3.1項に従って原子吸光度を測定し、校正曲線を作成する。 4.4. 結果の処理 4.4.1. 鉄の質量分率（X）[%]は次式で計算する。 X = [(c_sample − c_blank) × V_total / m_sample] × 100 ここで c_sample は校正曲線から求めた分析溶液中の鉄濃度（g/cm^3）、c_blank は対照実験溶液の鉄濃度（g/cm^3）、V_total は溶液体積（cm^3）、m_sample は試料秤量（g）である。 4.4.2. 3回の平行試験のばらつき（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。 4.4.3. 分析精度の管理は、ГОСТ 8.315により承認されたニッケル系および銅ニッケル系合金の国家標準物質（GSO）、部門標準物質（OSO）、企業内標準物質（SOP）を用いるか、あるいは光度法または滴定法（ГОСТ 25086 に従う）による結果との比較で実施する。