JIS G 1328:1982 フェロニオブ分析方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             G 1328-1982

フェロニオブ分析方法

Methods for Chemical Analysis of Ferroniobium

1. 適用範囲 この規格は,フェロニオブ中のニオブ,タンタル,炭素,けい素,りん,硫黄,すず及び
アルミニウムの定量方法について規定する。
  引用規格:
    JIS G 1301 フェロアロイ分析方法の通則
    JIS K 8006 試薬の含量試験中滴定に関する基本事項
    JIS R 1306 化学分析用磁器燃焼ボート
    JIS R 1307 化学分析用磁器燃焼管
    JIS R 1308 化学分析用高周波燃焼るつぼ
    JIS Z 2615 金属材料の炭素定量方法通則
2. 一般事項 定量方法に共通な一般事項は,JIS G 1301(フェロアロイ分析方法の通則)による。
3. ニオブ定量方法
3.1   方法の区分 ニオブの定量方法は,次のいずれかによる。
(1) 加水分解分離五酸化ニオブ重量法 この方法は,フェロニオブの全範囲に適用する。
(2) イオン交換分離五酸化ニオブ重量法 この方法は,フェロニオブの全範囲に適用する。
3.2   加水分解分離五酸化ニオブ重量法
3.2.1  要旨 試料をふっ化水素酸と硝酸で分解し,硫酸で白煙処理をする。これを塩酸と過酸化水素水に
溶解し,亜硫酸とタンニン酸でニオブ及びタンタル(チタンの一部を含む)を加水分解させる。沈殿をこ
し分けて灰化し,ニオブ及びタンタルなどの混合酸化物をふっ化水素酸と硫酸で溶解し,再び亜硫酸とタ
ンニン酸でニオブ及びタンタルなどを沈殿させる。沈殿をこし分けて強熱し,恒量として混合酸化物の質
量をはかる。この混合酸化物をピロ硫酸カリウムで融解し,しゅう酸アンモニウムに溶解してジアンチピ
リルメタン吸光光度法又はアリザリンS吸光光度法で二酸化チタン量を求める。別にこの溶液から4.3ピ
ロガロール吸光光度法又は4.4マラカイトゲリーン吸光光度法でタンタル量を求める。先に求めた混合酸
化物の質量からチタンとタンタルの酸化物の質量を差し引く。
3.2.2  試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸
(2) 塩酸 (1+1, 1+50)
(3) 硝酸 (1+1)
(4) ふっ化水素酸
(5) 硫酸 (1+1)

――――― [JIS G 1328 pdf 1] ―――――

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G 1328-1982
(6) 亜硫酸水(飽和,約6%)
(7) 過酸化水素水
(8) ピロ硫酸カリウム
(9) 塩化第一すず溶液 塩化第一すず (SnCl2・2H2O) 100gを塩酸250mlに溶解して水で500mlにうすめる。
(10) ニオブ・タンタル混合溶液 五酸化ニオブ(純度99.5%以上)0.186gと五酸化タンタル(純度99.5%
    以上)0.017gをはかり取って白金又は石英るつぼ (30ml) に移し,ピロ硫酸カリウム5gを混合して加
    熱融解する。放冷後,るつぼをビーカー (300ml) に移し,しゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕約
    150mlを加えて加熱溶解し,るつぼをしゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕で洗浄して取り出す。常
    温まで冷却後,この溶液を250mlのメスフラスコに移し,しゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕で
    標線までうすめる。この溶液25mlは,ニオブ含有率65%,タンタル含有率7%のフェロニオブ0.200g
    を処理してその101を分取した量に相当するニオブ及びタンタルを含有する。この溶液の調製は,
    4.3.3(2)及び(6)に示してあるニオブ溶液及びタンタル溶液を別々に調製して必要量を混合してもよい。
(11) タンニン酸 (C14H10O9)
(12) しゅう酸アンモニウム溶液 しゅう酸アンモニウム〔(NH4)2C2O4・H2O〕40gを水に溶解して1000ml
    とする。
(13) ジアンチピリルメタン溶液 ジアンチピリルメタン〔CH2〔C3N2O(CH3)2C6H5〕2・H2O〕15gを水300ml
    と硫酸 (1+1) 30mlに加熱して溶解し,常温まで冷却して水で1000mlにうすめ,褐色瓶に入れて保存
    する。
(14) アリザリンS溶液 アリザリンスルホン酸ナトリウム (C14H7O7S・Na・H2O) 0.2gを水に溶解して100ml
    にうすめる。
(15) 標準チタン溶液 (20  最     椀    一          ‰       堰                         げ    間強熱して冷却
    (純度99.0%以上)0.2000gをはかり取って白金又は石英るつぼに移し,ピロ硫酸カリウム5gを混合
    して加熱融解する。放冷後,るつぼをビーカー (500ml) に移してしゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕
    約300mlを加え,加熱溶解してるつぼをしゅう酸アンモニウム溶液で洗浄して取り出し,常温まで冷
    却して500mlのメスフラスコに移し,しゅう酸アンモニウム溶液で標線までうすめ,標準原液
    (400   最     椀     一        ‰         罵   の都度,この標準溶液の一部をしゅう酸アンモニウム溶液で正
    倍にうすめて標準チタン溶液とする。
3.2.3  試料はかり取り量 試料は,0.20gを0.1mgのけたまではかり取る。
3.2.4  操作 定量操作は,次の手順によって行う。
(1) 試料の分解 はかり取った試料〔3.2.3〕を白金皿(100番)に移してふたをし,ふっ化水素酸10ml
    を加え,硝酸 (1+1) 5mlを滴加して分解した後,硫酸 (1+1) 5mlを加え,加熱して硫酸白煙を78
    分間発生させ(1),冷却する。
    注(1) 激しく白煙を発生させると飛散などによって誤差を生ずることがあるので,白煙処理は注意す
          る。
(2) 混合酸化物の分離 3.2.4(1)で得た白金皿の内容物を,あらかじめ過酸化水素水2mlを入れてあるビー
    カー (500ml) に水で洗い移し,更に白金皿に過酸化水素水1mlを加えて付着物を完全に溶解し,水で
    洗浄して先のビーカーに合わせる。これを温水で約250mlにうすめ,塩酸15mlを加えた後,かき混
    ぜながら亜硫酸水(飽和,約6%)80mlを加えて沈殿が生成し始めたとき,タンニン酸約1gと少量の
    ろ紙パルプを加えて加熱し(2),約10分間煮沸した後,流水中で1時間以上静置する。
      沈殿は,ろ紙(6種)を用いてこし分け(3),塩酸 (1+50) で56回洗浄する。沈殿をろ紙と共に乾

――――― [JIS G 1328 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    G 1328-1982
    燥して磁器るつぼ (30ml) に移し,暗赤色に加熱して灰化する。この灰化残さを白金皿(100番)に移
    して(4)ふっ化水素酸10mlと硫酸 (1+1) 5mlを加え,加熱して硫酸白煙を78分間発生させ(1),冷却
    する。
      この白金皿の内容物を,あらかじめ過酸化水素水2mlを入れてあるビーカー (500ml) に水で洗い移
    し,更に白金皿に過酸化水素水1mlを加えて付着物を完全に溶解し,水で洗浄して先のビーカーに合
    わせる。これを温水で約250mlにうすめ,塩酸15mlを加えた後,かき混ぜながら亜硫酸水(飽和,
    約6%)80mlを加えて沈殿が生成し始めたとき,タンニン酸約1gと少量のろ紙パルプを加えて加熱し,
    約10分間煮沸する。これを流水中で常温以下に冷却した後,ろ紙(6種)を用いて沈殿をこし分け(3),
    塩酸 (1+50) で5回以上洗浄する。ろ液及び洗液は捨てる。
    注(2) 沈殿生成後にろ紙パルプを加えてもよい。この場合は十分にかき混ぜてから,ろ過する必要が
          ある。
      (3) 沈殿量が多い場合は,複数個の漏斗を用いる。
      (4) るつぼに酸化物が残ったときは,ふっ化水素酸の少量で溶解して白金皿に移す。
(3) 混合酸化物のひょう量 3.2.4(2)で得た沈殿をろ紙と共に白金るつぼ(30番)に移し,徐々に加熱温度
    を強め,灰化した後,9001000℃で強熱して恒量とし,デシケーター中で常温まで放冷し,その質量
    をはかって混合酸化物量 (w1) とする。
(4) 補正溶液の調製 3.2.4(3)で得た混合酸化物に,ピロ硫酸カリウム5gを混合して加熱融解する。放冷
    後,白金るつぼをビーカー (200ml) に移し,しゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕約50mlを加え,
    加熱して融解物を溶解し,白金るつぼをしゅう酸アンモニウム溶液で洗浄して取り出し,常温まで冷
    却して100mlのメスフラスコに移し,しゅう酸アンモニウム溶液で標線までうすめる。
(5) 補正用二酸化チタンの定量
  (a) 3.2.4(4)で得た補正溶液から10mlを分取して50mlのメスフラスコに移し,塩酸 (1+1) 14mlを加え
      て振り混ぜる。
  (b) これにジアンチピリルメタン溶液〔3.2.2(13)〕20mlを加えて水で標線までうすめ,20分間以上放置
      後,その一部を光度計の吸収セルに移して波長385nm付近の吸光度を測定する。
  (c) この吸光度を検量線(5)に挿入して二酸化チタン量 (w2) を求める。
    注(5) 二酸化チタン定量用検量線の作成 数個の50mlのメスフラスコを準備し,標準チタン溶液0
          15ml(二酸化チタンとして0300      柿      を段階的に正確に加え,しゅう酸アンモニウム溶液
          〔3.2.2(12)〕でそれぞれの液量を15mlとし,塩酸 (1+1) 14mlを加えて振り混ぜる。以下
          3.2.4(5)(b)の手順に従って操作して吸光度を測定する。吸光度と呈色溶液中の二酸化チタン量と
          の関係を求めて検量線とする。
(6) 五酸化タンタルの定量 4.3又は4.4のタンタル定量方法に従ってタンタル含有率 (w3) を求める。
3.2.5  計算 試料中のニオブ含有率を次の式によって算出する。
                                    w1   W2  W3   .06991
                        ニオブ %                         100
                                             W
                      ここに,   w1 :  3.2.4(3)で求めた混合酸化物の質量 (g)
                                 W2 :  同上中に含有される二酸化チタンの質量 (g)
                                      W2=10w2
                                        w2 : 分取した補正溶液中の二酸化チタンの質量 (g)
                                 W3 :  混合酸化物中に含有される五酸化タンタルの質量 (g)
                                      W3=w3×0.01221×W

――――― [JIS G 1328 pdf 3] ―――――

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G 1328-1982
                                         w3 : 試料中のタンタル含有率 (%)
                                  W :  試料はかり取り量 (g)
    備考 補正用二酸化チタンの定量は,次の手順に従ってもよい。
            3.2.4(4)で得た補正溶液から10mlを分取してビーカー (100ml) に移す。これを加熱濃縮して
          液量を約5mlとし,常温まで冷却して50mlのメスフラスコに塩酸20mlとしゅう酸アンモニウ
          ム溶液〔3.2.2(12)〕10mlで洗い移し,15℃以下に冷却した後,アリザリンS溶液〔3.2.2(14)〕
          3.5mlと塩化第一すず溶液〔3.2.2(9)〕10mlを順次加え,塩酸 (1+1) で標線までうすめる(6)。
          この溶液を約15℃に保ち,30分間静置した後,その一部を光度計の吸収セルに移し,空試験溶
          液(7)を対照液として波長760nm付近の吸光度を測定する。この吸光度を検量線(8)に挿入して二
          酸化チタン量 (w2) を求める。
    注(6) 最終試料溶液の塩酸濃度が6Nになるようにする。
      (7) 空試験溶液は,試料のみを除いて全操作を試料と同様に処理した溶液である。
      (8) この場合の検量線は,次のようにして作成する。
            数個のビーカー (100ml) を準備し,それぞれにニオブ・タンタル混合溶液〔3.2.2(10)〕を正
          確に25mlずつ加える。これらに標準チタン溶液010ml(二酸化チタンとして0200         柿      を
          段階的に正確に加える。これらの溶液を加熱濃縮して液量を5mlとし,常温まで冷却して50ml
          のメスフラスコに塩酸20mlとしゅう酸アンモニウム溶液〔3.2.2(12)〕10mlで洗い移し,15℃以
          下に冷却する。これらにアリザリンS溶液〔3.2.2(14)〕3.5mlと塩化第一すず溶液〔3.2.2(9)〕10ml
          を順次正確に加え,塩酸 (1+1) で標線までうすめる(6)。これらの溶液を約15℃に保ち,30分
          間静置した後,それぞれ溶液の一部を光度計の吸収セルに移し,標準チタン溶液添加量0の溶
          液を対照液として波長760nm付近の吸光度を測定する。これら吸光度と呈色溶液中の二酸化チ
          タン量との関係を求めて検量線とする。
3.3   イオン交換分離五酸化ニオブ重量法
3.3.1  要旨 試料を適切な酸で分解してふっ化水素酸と硝酸の溶液とする。この溶液をイオン交換樹脂カ
ラムに通してニオブ及びタンタルなどを樹脂に吸着させ,溶離液 (A) で鉄などを溶出させた後,溶離液
(B) でニオブのみを分離溶出させる。この溶出液の酸度をアンモニア水と酢酸アンモニウムで調節し,タ
ンニン酸でニオブを沈殿させてこし分け,灰化強熱してその質量をはかる。
3.3.2  適用分野 試料がふっ化水素酸と硝酸で容易に分解する場合と分解が不完全な場合は,試料溶液の
調製をそれぞれ別操作による。
3.3.3  試薬 試薬は,次による。
(1) 硝酸 (1+1)
(2) ふっ化水素酸
(3) 硫酸 (1+1)
(4) アンモニア水 (1+1)
(5) 溶離液 (A)  硝酸308mlとふっ化水素酸296mlを1000mlのポリエチレン製メスフラスコに入れて水
    で標線までうすめ,ポリエチレン瓶に移して保存する。
(6) 溶離液 (B)  硝酸308mlとふっ化水素酸37mlを1000mlのポリエチレン製メスフラスコに入れて水で
    標線までうすめ,ポリエチレン瓶に移して保存する。
(7) 硝酸アンモニウム溶液 硝酸アンモニウム20gを水約900mlに溶解し,アンモニア水 (1+1) でpHを
    6.5±0.5に調節して水で1000mlにうすめる。

――――― [JIS G 1328 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    G 1328-1982
(8) タンニン酸溶液 タンニン酸 (C14H10O9) 10gをエチルアルコール (30v/v%) 90mlに溶解してアンモニ
    ア水でpHを6.5±0.5に調節する。
(9) 酢酸アンモニウム (CH3COONH4) 溶液 (10w/v%)
(10) メチルレッド溶液 メチルレッド〔(CH3)2NC6H4N : NC6H4・COOH〕0.1gをエチルアルコール (95v/v%)
    50mlに溶解して水で100mlにうすめる。
3.3.4  装置及び器具 イオン交換樹脂カラム(付図1参照) 一端を細くした長さ約250mm,内径約11mm
のポリエチレン管に,水でほぐしたポリプロピレンウールを約5mmの厚さにゆるく詰め,水で膨潤させ
た強塩基性陰イオン交換樹脂 (74149                              坑     袖       嬰       上部にポリプロピレンウ
ルを約5mmの厚さに詰める。このイオン交換樹脂カラムからの水の流出速度が1.0±0.2ml/minになるよう
にポリプロピレンウールの詰め方を調節する。なお,新しいイオン交換樹脂カラムは,溶離液 (A)〔3.3.3(5)〕
約60mlを通してから使用する。
3.3.5  試料はかり取り量 試料は,0.20gを0.1mgのけたまではかり取る。
3.3.6  操作 定量操作は,次の手順によって行う。
(1) 試料溶液の言同製
  (a) ふっ化水素酸と硝酸で分解容易な試料 はかり取った試料〔3.3.5〕をポリエチレンビーカー (100ml)
      又は白金皿(100番)に移してふたをし,ふっ化水素酸8mlを加えた後,硝酸 (1+1) 2mlを滴加し
      て分解する。
  (b) ふっ化水素酸と硝酸で分解不完全な試料 はかり取った試料〔3.3.5〕をテフロンビーカー (100ml)
      又は白金皿(100番)に移してふたをし,ふっ化水素酸8ml,硝酸 (1+1) 2ml及び硫酸 (1+1) 1ml
      を加えて分解し,加熱蒸発して乾固する。放冷後,ふっ化水素酸8mlと硝酸 (1+1) 2mlを加えて低
      温で加熱して溶解する(9)。
    注(9) 加熱があまり長過ぎると酸濃度が変化するので,できるだけ短時間で溶解するように注意する。
(2) イオン交換分離 溶離液 (A)〔3.3.3(5)〕30mlを通したイオン交換樹脂カラム〔3.3.4〕に,3.3.6(1)で
    得た試料溶液を通す。
      次に溶離液 (A) 10mlでふたとビーカーを洗浄して同じイオン交換樹脂カラムを通す。この操作を2
    回繰り返した後,最後に溶離液 (A) を10mlずつ3回通し,溶出液はポリエチレンビーカー (300ml) に
    受けて保存する(10)。次にイオン交換樹脂カラムに溶離液 (B)〔3.3.3(6)〕50mlを数回に分けて通し,
    溶出液をテフロンビーカー (300ml) に受ける(11)。
    注(10) この溶出液は,アルミニウム及びすずなどの定量に使用することができる。これらの定量をし
          ない場合は捨てる。
      (11) タンタルの定量を行う場合は,このときのイオン交換樹脂カラムを保存する。
(3) 沈殿分離 3.3.6(2)で得た溶出液にアンモニア水 (1+1) を徐々に加え,中和点近くでメチルレッド溶
    液23滴を指示薬として加え,更に溶液が黄色に変わるまでアンモニア水 (1+1) を滴加する。これ
    に酢酸アンモニウム溶液 (10w/v%) 15mlを加えた後,熱水で約200mlにうすめ,約80℃に加熱してか
    き混ぜながらタンニン酸溶液〔3.3.3(8)〕50mlを加え,約80℃の水浴中で約1時間加熱した後,流水
    中で常温以下に冷却し,ろ紙 (5種B) を用いて沈殿をこし分け(3),硝酸アンモニウム溶液〔3.3.3(7)〕
    で十分に洗浄する。ろ洗液は捨てる。
(4) ひょう量 3.3.6(3)で得た沈殿をろ紙と共に質量既知の白金るつぼ(30番)に移して灰化した後,1000℃
    で強熱して恒量とし,デシケーター中で常温まで冷却してその質量をはかる。
3.3.7  計算 試料中のニオブ含有率を次の式によって算出する。

――――― [JIS G 1328 pdf 5] ―――――

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