JIS G 1220:1994 鉄及び鋼―タングステン定量方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             G 1220-1994

鉄及び鋼−タングステン定量方法

Iron and steel−Methods for determination of tungsten content

1. 適用範囲 この規格は,鉄及び鋼中のタングステン定量方法について規定する。
    備考 この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS G 1201 鉄及び鋼の分析方法通則
    JIS G 1217 鉄及び鋼中のクロム定量方法
    JIS G 1218 鉄及び鋼−モリブデン定量方法
    JIS G 1221 鉄及び鋼中のバナジウム定量方法
    JIS K 8001 試薬試験方法通則
    JIS Z 8402 分析・試験の許容差通則
2. 一般事項 定量方法に共通な一般事項は,JIS G 1201による。
3. 定量方法の区分 タングステンの定量方法は,次のいずれかによる。
(1) シンコニン沈殿分離酸化タングステン (VI) 重量法 この方法は,タングステン含有率0.5% (m/m) 以
    上20% (m/m) 以下の試料に適用するもので,附属書1による。
(2) タンニン酸ニオブ共沈分離チオシアン酸塩吸光光度法 この方法は,タングステン含有率0.05% (m/m)
    以上7.0% (m/m) 以下の試料に適用するもので,附属書2による。ただし,チタン含有率0.25% (m/m)
    以上,ニオブ含有率1.5% (m/m) 以上及び/又はタンタル含有率1.5% (m/m) 以上の試料には適用でき
    ない。
(3) モリブデン分離テトラフェニルアルソニウムクロリド・チオシアン酸塩抽出吸光光度法 この方法は,
    タングステン含有率0.01% (m/m) 以上7.0% (m/m) の試料に適用するもので,附属書3による。

――――― [JIS G 1220 pdf 1] ―――――

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G 1220-1994
         附属書1      シンコニン沈殿分離酸化タングステン              (VI)  重量法
1. 要旨 試料を適切な酸で分解し,タングステンをタングステン酸とし,シンコニンを加えてタングス
テンを完全に沈殿させる。沈殿をこし分け,強熱した後,硫酸とふっ化水素酸とで処理して二酸化けい素
を除去し,再び,強熱して不純酸化タングステン (VI) の質量をはかる。次に,不純酸化タングステンを
炭酸ナトリウムで融解し,温水に溶かしてこし分け,不溶解残さを強熱して質量をはかり,不純酸化タン
グステン (VI) の質量から差し引く。
2. 試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸
(2) 塩酸 (1+1)
(3) 硝酸
(4) 過塩素酸
(5) ふっ化水素酸
(6) ふっ化水素酸 (1+10)
(7) 硫酸 (1+1)
(8) りん酸
(9) アンモニア水
(10) 水酸化ナトリウム溶液 (500g/l)
(11) 炭酸ナトリウム(無水)
(12) 炭酸カリウム(無水)
(13) 鉄溶液 (10mgFe/ml)   できるだけ純度が高く,モリブデンを含有しないか,又はモリブデン含有率が
    できるだけ低く,既知である鉄1.00gを過塩素酸10mlで加熱して分解し,さらに,加熱を続けて過塩
    素酸の白煙を発生させる。室温まで放冷した後,水約50mlを加えて塩類を溶解する。常温まで冷却
    した後,溶液を100mlの全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。
(14) 硫酸マグネシウム・塩化アンモニウム溶液 硫酸マグネシウム七水和物20g及び塩化アンモニウム20g
    をはかり採ってビーカー (300ml) に移し入れ,アンモニア水2ml及び水を加えて溶解し,水で液量を
    250mlとした後,ときどきかき混ぜながら穏やかに加熱して溶解し,室温まで冷却する。この溶液は,
    使用の都度調製する。
(15) 硫酸マグネシウム洗浄液 硫酸マグネシウム七水和物20g及び塩化アンモニウム20gをはかり採って
    ビーカー (1l) に移し入れ,水約300mlとアンモニア水4mlを加え,穏やかに加熱して溶解する。さ
    らに,炭酸カリウム(無水)10gを加え,かき混ぜながら穏やかに加熱して溶解し,室温まで冷却し
    た後,水で液量を1 000mlとする。
(16) 酒石酸溶液 (500g/ml)
(17) シンコニン溶液 シンコニン (C19H22N2O) 12.5gを塩酸 (1+1) 100mlに溶解する。
(18) シンコニン洗浄液 シンコニン溶液 [(17)   ] 30mlを水で1 000mlに薄める。
(19) ローダミンB溶液 ローダミンB (C28H31O3N2Cl) 2gを温水200mlに溶解する。
      この溶液は,使用の都度調製する。

――――― [JIS G 1220 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    G 1220-1994
(20) ローダミンB洗浄液 ローダミンB溶液 [(19)   ] 10mlを水で1 000mlに薄め,これに塩酸3mlを加え
    る。この溶液は,使用の都度調整する。
(21) メチルオレンジ溶液 調製方法は,JIS K 8001の4.4(指示薬)表7(中和滴定用)による。
3. 試料はかり採り量 試料はかり採り量は,附属書1表1による。
                     附属書1表1 試料はかり採り量及び塩酸 (1+1) の添加量
                   タングステン含有率   試料はかり採り量   塩酸 (1+1) の添加量
                        % (m/m)                g                   ml
                   0.5以上 1.0未満            5.0                  80
                   1.0以上 10.0未満           2.0                  60
                   10.0以上 20.0以下          1.0                  50
4. 操作
    参考 警告 過塩素酸の蒸気は,アンモニア,亜硝酸蒸気又は有機物が存在すると爆発する危険があ
          る。
4.1   試料溶液の調製 試料溶液の調製は,次のいずれかによる。
(1) 塩酸・硝酸で分解容易な試料 試料をはかり採ってビーカー (300ml) に移し入れ,時計皿で覆い,塩
    酸 (1+1) を試料はかり採り量に応じて表1によって加え,加熱して分解する。硝酸510mlを加え,
    煮沸してタングステンをタングステン酸とする。時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除き,液量
    が約15mlになるまで加熱して蒸発し,再び,時計皿で覆い,さらに,加熱して酸化窒素などを発生
    させ,約10mlになるまで濃縮する(1)。室温まで放冷した後,時計皿の下面を水で洗って時計皿を取
    り除き,塩酸 (1+1) 10ml及び温水を加えて液量を約100mlとする。
    注(1) 工具鋼,高速度鋼など,タングステン含有率が5% (m/m) 以上の試料の場合は,ふっ化水素酸 (1
          +10) 5mlを加え,引き続き加熱して液量が約5mlになるまで濃縮する。
(2) 塩酸・硝酸で分解困難な試料 試料をはかり採ってビーカー (300ml) に移し入れ,時計皿で覆い,塩
    酸及び硝酸をそれぞれ30mlずつ加えて加熱して分解する。過塩素酸を15ml,更に試料1gにつき7ml
    ずつ加えた後,ふっ化水素酸13mlを加えて加熱を続け,過塩素酸の白煙を発生させてクロムを酸
    化し,引き続き約5分間白煙を発生させる。室温まで放冷した後,時計皿の下面を水で洗って時計皿
    を取り除き,温水を加えて液量を約200mlとする。
4.2   酸化タングステン (VI) の分離とひょう量 酸化タングステン(VI)の分離とひょう量は,次のいずれ
かによる。
(1) ニオブ及びタンタルを含まない試料
  (a) 4.1の(1)又は(2)で得た溶液に,シンコニン溶液 [2.(17)   ] 5mlを加えて加熱し,ときどき振り混ぜなが
      ら,3060分間約90℃に保持する。室温まで冷却した後(2),沈殿を少量のろ紙パルプを加えたろ紙
      (6種)を用いてこし分け,温シンコニン洗浄液 [2.(18)   ] で洗液に鉄イオンが認められなくなるま
      で洗浄する。ろ液と洗液は捨てる。沈殿は,ろ紙と共に,質量既知の白金るつぼ(30番)に移し入
      れる。ビーカーの内壁に沈殿が付着している場合は,アンモニア水で湿したろ紙(6種)の小片で
      ぬぐい取って,沈殿を入れた白金るつぼに合わせる。るつぼを穏やかに加熱して乾燥し,次第に温
      度を高めて,ろ紙などを灰化した後,750800℃の範囲で強熱し,室温まで放冷する。硫酸 (1±1)
      2,3滴及びふっ化水素酸35mlを加え,加熱して蒸発乾固する。

――――― [JIS G 1220 pdf 3] ―――――

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G 1220-1994
  (b) 沈殿の入った白金るつぼを750800℃の範囲で強熱し,デシケーター中で常温まで放冷して質量を
      はかる。
  (c) (b)の操作を繰り返して恒量とし,その質量から(a)で用いた質量既知の白金るつぼの質量を差し引く。
    注(2) タングステン含有率が1% (m/m) 未満の場合は,室温で更に一夜間放置する。
(2) ニオブ及びタンタルを含む試料
  (a) (1)(a)の操作を行う。
  (b) 沈殿の入った白金るつぼを750800℃の範囲で強熱し,室温まで放冷する。炭酸カリウム(無水)
      4gを加え,加熱して融解する。室温まで放冷した後,温水約20mlを加え,穏やかに加熱して融成
      物を溶解する。
  (c) 溶液をビーカー (500ml) に水を用いて移し入れ,水を加えて液量を約200mlとし,硫酸マグネシウ
      ム・塩化アンモニウム溶液 [2.(14)   ] 25mlを加えてよく振り混ぜ,14時間放置する。沈殿は,ろ紙
      (6種)を用いてろ過する。硫酸マグネシウム洗浄液 [2.(15)   ] で5,6回洗浄し,ろ紙と残さは捨て
      る。ろ液及び洗液をビーカー (500ml) に集め,メチルオレンジ溶液 [2.(21)   ] を指示薬として1,2
      滴加え,溶液の色が黄色から赤に変わるまで塩酸を滴加した後,溶液100mlにつき,塩酸1mlを加
      える。この溶液を煮沸するまで加熱した後,かき混ぜながらローダミンB溶液 [2.(19)   ] 20mlを加え,
      12分間煮沸して沈殿を凝集させる。しばらく静置し沈殿を沈降させた後,沈殿を少量のろ紙パル
      プを加えたろ紙(6種)を用いてこし分け,ローダミンB洗浄液 [2.(20)   ] で5,6回洗浄する。沈殿
      を,ろ紙と共に,質量既知の白金るつぼ(30番)に移し入れ,ビーカーの内壁に付着した沈殿は,
      アンモニア水で湿したろ紙(6種)の小片でぬぐい取って沈殿を入れたるつぼ内の沈殿に合わせる。
      ろ液と洗液は捨てる。るつぼを穏やかに加熱して乾燥し,次第に温度を高め,ろ紙を灰化する。
  (d) るつぼを750800℃の範囲で強熱し,デシケーター中で常温まで放冷した後,質量をはかる。
  (e) (d)の操作を繰り返して恒量とし,その質量から(c)で用いた質量既知の白金るつぼの質量を差し引く。
4.3   不純酸化タングステン (VI) の分解及び炭酸ナトリウム不溶性不純物の定量 4.2の(1)(c)又は(2)(e)
で得た質量の約10倍量(約13g)の炭酸ナトリウム(無水)を4.2の(1)(c)又は(2)(e)で恒量とした白金
るつぼに加え,加熱して融解する。室温まで放冷した後,白金るつぼ中に温水約10mlを加え,穏やかに
加熱して融成物を溶解する。溶液をろ紙(5種A)を用いてろ過し,白金るつぼ及びろ紙を温水でよく洗
浄し,ろ液及び洗液をビーカー (200ml) に集めて保存する。ろ紙上の残さは,ろ紙と共に,元の白金るつ
ぼに移し,穏やかに加熱して乾燥する。次第に温度を高めて,ろ紙を灰化し,以下,4.2(2)の(d)及び(e)の
手順に従って操作する。
4.4   不純酸化タングステン (VI) 中のクロム,モリブデン及びバナジウムの定量 不純酸化タングステン
(VI) 中のクロム,モリブデン及びバナジウムの定量は,次の手順によって行う。
(1) 定量用溶液の調製 4.3で保存しておいた溶液を加熱して蒸発し,液量が約70mlになるまで濃縮する。
    常温まで冷却した後,溶液を100mlの全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。
(2) クロムの定量(3)
  (a) (1)で得た溶液から20ml(4)を分取してビーカー (200ml) に移し入れる。りん酸で中和し,更に2ml
      を過剰に加え,水で液量を約60mlとした後,硫酸 (1+1) 1mlを加える。
  (b) (a)で得た溶液を用いて,JIS G 1217の7.(ジフェニルカルバジド吸光光度法)の操作の項の7.5.3
      (呈色)の“ジフェニルカルバジド溶液 [7.3(10)   ] 3mlを正確に加えて振り混ぜ,約1分間静置して
      から,ふっ化水素酸 (1+11) 5mlを加え,水で標線まで薄める。”以降,7.5.4(吸光度の測定)及び
      7.6(検量線の作成)の手順に従って処理し,7.5.4で得た吸光度と7.6で作成した検量線(5)とからク

――――― [JIS G 1220 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    G 1220-1994
      ロムの量 (Cr) を求める。
  (c) 次の式によって酸化クロム (III) の量 (Cr2O3) を求める。
                        Cr2O3=Cr×1.462
    注(3) 試料中にクロムが含まれる場合に行う。
      (4) (1)で得た溶液中に含まれるクロムの量によっては,20mlの分取液量を増減する必要がある。
      (5) クロム定量用の検量線は,鉄を添加せずに作成する。
(3) モリブデンの定量(6) (1)で得た溶液から20ml(7)を分取してビーカー (100ml) に移し入れる。塩酸を
    滴加してわずかに酸性とし,鉄溶液 [2.(13)   ] 5ml及び過塩素酸2mlをそれぞれ正確に加え,時計皿で
    覆い,加熱してわずかに過塩素酸の白煙が発生するまで濃縮した後,室温まで放冷し,酒石酸溶液5ml
    を加える。溶液を水酸化ナトリウム溶液で中和して,わずかにアルカリ性として酸化タングステン
    (VI) を溶解する。室温まで冷却した後,時計皿の下面を洗って時計皿を取り除く。過塩素酸を滴加し
    て中和した後,更に8mlを過剰に加え,常温まで冷却した後,溶液を50mlの全量フラスコに水を用
    いて移し入れる。以下,JIS G 1218の附属書2(チオシアン酸塩吸光光度法)の4.3(呈色)6.(検
    量線の作成)の手順に従って操作し,4.4で得た吸光度と6.で作成した検量線とからモリブデンの量
    (Mo) を求め,次の式によって酸化モリブデン (VI) の量 (MoO3) を求める。
                        MoO3=Mo×1.500
    注(6) 試料中にモりブデンが含まれる場合に行う。
      (7) (1)で得た溶液中に含まれるモリブデンの量によっては,20mlの分取液量を増減する必要がある。
(4) バナジウムの定量(8)   (1)で得た溶液から20ml(9)を分取してビーカー (200ml) に移し入れる。りん酸
    5ml及び過塩素酸20mlを加え,時計皿で覆い,加熱して過塩素酸の白煙を発生させ,ビーカーの内部
    が透明になってから,更に23分間加熱を続ける。以下,JIS G 1221の5.(N-BPHA抽出吸光光度法)
    における5.5.2(二クロム酸の還元)5.6(検量線の作成)の手順に従って操作し,5.5.5(吸光度の測
    定)で測定した吸光度と5.6で作成した検量線とからバナジウムの量 (V) を求め,次の式によって酸
    化バナジウム (V) の量 (V2O5) を求める。
                        V2O5=V×1.785
    注(8) 試料中にバナジウムが含まれる場合に行う。
      (9) (1)で得た溶液中に含まれるバナジウムの量によっては,20mlの分取液量を増減する必要がある。
5. 空試験 試薬だけを用いて,試料と同じ操作を試料と併行して行う。
6. 計算 試料中のタングステン含有率 [W% (m/m)   ] を,次の式によって算出する。
                                                  100      100      100
                                     m1  (m2  m3       m4       m5       m0 ) .0793 0
                                                   B1      B2       B3
                         W %(m/m )                                                 100
                                                           m
                      ここに, m1 :  4.2の(1)(c)又は(2)(e)で得た質量 (g)
                                m2 :  4.3で得た質量 (g)
                                m3 :  4.4.(2)(c)で得た酸化クロム (III) の量 (g)
                                B1 :  4.4(2)(a)で分取した溶液の量 (ml)
                                m4 :  4.4(3)で得た酸化モリブデン (VI) の量 (g)
                                B2 :  4.4(3)で分取した溶液の量 (ml)
                                m5 :  4.4(4)で得た酸化バナジウム (V) の量 (g)

――――― [JIS G 1220 pdf 5] ―――――

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