JIS H 1613:1997 チタン及びチタン合金中のマンガン定量方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             H 1613-1997

チタン及びチタン合金中のマンガン定量方法

Methods for determination of manganese in titanium and titanium alloys

1. 適用範囲 この規格は,チタン及びチタン合金中のマンガ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 H 1611 チタン及びチタン合金の分析方法通則
    JIS Z 8402 分析・試験の許容差通則
2. 一般事項 分析方法に共通な一般事項は,JIS H 1611による。
3. 定量方法の区分 マンガンの定量方法は,次のいずれかによる。
(1) 過マンガン酸吸光光度法 この方法は,マンガン含有率0.003% (m/m) 以上0.10% (m/m) 以下の試料
    に適用する。
(2) 原子吸光法 この方法は,マンガン含有率0.001% (m/m) 以上0.050% (m/m) 以下の試料に適用する。
(3)   CP発光分光法 この方法は,マンガン含有率0.001% (m/m) 以上0.10% (m/m) 以下の試料に適用す
    る。
4. 過マンガン酸吸光光度法
4.1   要旨 試料を硫酸とふっ化水素酸とで分解した後,硝酸でチタンなどを酸化し,ほう酸を加える。
過よう素酸ナトリウムを加えて煮沸してマンガンを過マンガン酸に酸化し,光度計を用いてその吸光度を
測定する。
4.2   試薬 試薬は,次による。
(1) 硝酸 (1+1,2+100)
(2) ふっ化水素酸 (1+1)
(3) 硫酸 (1+1)
(4) ほう酸
(5) チタン 99% (m/m) 以上でマンガン含有率ができるだけ低く,既知であるもの。
(6) 過よう素酸ナトリウム
(7) 標準マンガン溶液 (100    最     一           ‰   ンガン[99.5% (m/m) 以上]0.100gをはかり取ってビーカー
    (300ml) に移し入れ,時計皿で覆い,硫酸 (1+1) 20mlを加え,穏やかに加熱して分解する。常温まで
    冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を100mlの全
    量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄めて原液 (1 000  最     一         ‰                   を

――――― [JIS H 1613 pdf 1] ―――――

2
H 1613-1997
    用の都度,必要量だけ水で正しく10倍に薄めて標準マンガン溶液とする。
4.3   試料はかり取り量 試料はかり取り量は1.0gとし,1mgのけたまではかる。
4.4   操作
4.4.1  試料溶液の調製 試料溶液の調製は,次の手順によって行う。
(1) 試料をはかり取ってポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。
(2) ポリエチレン時計皿で覆い,水20mlと硫酸 (1+1) 30mlを加えた後,ふっ化水素酸 (1+1) 5mlを少量
    ずつ加えて,穏やかに分解する。反応が静まった後,水浴上で穏やかに加熱して完全に分解する。
(3) 室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 3mlを加え,引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。ポリエチレ
    ン時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除く。ほう酸3gを加え,十分かき混ぜて溶解し,室温まで
    冷却した後,溶液をビーカ (200ml) に水を用いて移し入れ,水で液量を約80mlとする。
(4) 時計皿で覆って溶液を加熱し,沸騰し始めたとき,ふきこぼれに注意しながら過よう素酸ナトリウム
    0.4gを少しずつ加え,よくかき混ぜた後,更に15分間加熱を続ける(1)。
(5) 常温まで冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を
    100mlの全量フラスコに硝酸 (2+100) を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。
    注(1) 加熱時間を長くすると,退色するおそれがある。
4.4.2  吸光度の測定 4.4.1(5)で得た溶液の一部を光度計の吸収セル (10mm) に取り,水を対照液として,
波長530nm付近の吸光度を測定する。
4.5   空試験 4.6の検量線作成操作において得られる標準マンガン溶液を添加しない溶液の吸光度を,空
試験の吸光度とする。
4.6   検量線の作成 チタン [4.2(5)   ] 1.0gずつをはかり取って,数個のポリエチレンビーカー (200ml) に
移し入れ,標準マンガン溶液 [4.2(7)   ] 010.0ml(マンガンとして01 000    柿     を段階的に加える。以下,
4.4.1(2)4.4.2の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た吸光度とマンガン量との関係線
を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線とする。
4.7   計算 4.4.2及び4.5で得た吸光度と4.6で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガ
ン含有率を,次の式によって算出する。
                              A1  (A2  A3 )
                         Mn=              100
                                   m
                      ここに,   Mn :  試料中のマンガン含有率 [% (m/m)   ]
                                  A1 :  試料溶液中のマンガン検出量 (g)
                                  A2 :  空試験液中のマンガン検出量 (g)
                                  A3 :  チタン [4.2(5)   ] 1.0g中に含まれるマンガン量 (g)
                                  m :  試料はかり取り量 (g)
5. 原子吸光法
5.1   要旨 試料を塩酸とふっ化水素酸とで分解し,硝酸を加えてチタンなどを酸化し,ほう酸を加えた
後,溶液を原子吸光光度計の空気・アセチレンフレームの中に噴霧し,その吸光度を測定する。
5.2   試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸 (1+1)
(2) 硝酸 (1+1)
(3) ふっ化水素酸 (1+1)
(4) ほう酸

――――― [JIS H 1613 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    H 1613-1997
(5) チタン 4.2(5)による。
(6) 標準マンガン溶液 (100    最     一           ‰   ンガン[99.5% (m/m) 以上]0.100gをはかり取ってビーカー
    (300ml) に移し入れ,時計皿で覆い,硝酸 (1+1) 10mlを加え,穏やかに加熱して分解する。常温まで
    冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を100mlの全
    量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄めて原液 (1 000  最     一         ‰                   を
    用の都度,必要量だけ水で正しく10倍に薄めて標準マンガン溶液とする。
5.3   試料はかり取り量 試料はかり取り量は,1.0gとし,1mgのけたまではかる。
5.4   操作
5.4.1  試料溶液の調製 試料溶液の調製は,次の手順によって行う。
(1) 試料をはかり取ってポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。
(2) ポリエチレン時計皿で覆い,水20mlと塩酸 (1+1) 10mlを加えた後,ふっ化水素酸 (1+1) 5mlを少量
    ずつ加え,穏やかに分解する。更に完全に分解するまで,水浴上で穏やかに加熱する。
(3) 室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 3mlを加え,引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。ポリエチレ
    ン時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除く。ほう酸3gを加え,よくかき混ぜて溶解する。
(4) 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。
5.4.2  吸光度の測定 5.4.1(4)で得た溶液の一部を,水を用いてゼロ点を調整した原子吸光光度計の空
気・アセチレンフレーム中に噴霧し,波長279.5nmにおける吸光度を測定する。
5.5   空試験 試料を用いないで,試料と同じ操作を試料と並行して行う。
5.6   検量線の作成 検量線の作成は,次の手順によって行う。
(1) チタン [5.2(5)   ] を1.0gずつはかり取って,数個のポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。
(2) 標準マンガン溶液 [5.2(6)   ] 05.0ml(マンガンとして0500    柿     を段階的に加える。
(3) 5.4.1(2)5.4.2の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た吸光度と標準マンガン溶液
    として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線と
    する。
5.7   計算 5.4.2及び5.5で得た吸光度と5.6で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガ
ン含有率を,次の式によって算出する。
                              A1  A2
                         Mn=         100
                                m
                      ここに,   Mn :  試料中のマンガン含有率 [% (m/m)
                                  A1 :  試料溶液中のマンガン検出量 (g)
                                  A2 :  空試験液中のマンガン検出量 (g)
                                  m :  試料はかり取り量 (g)
6. ICP発光分光法
6.1   要旨 試料を硝酸とふっ化水素酸又は硫酸とふっ化水素酸とで分解した後,溶液をICP発光分光装
置のアルゴンプラズマ中に噴霧し,その発光強度を測定する。
6.2   試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸 (1+1)
(2) 硝酸 (1+1)
(3) ふっ化水素酸 (1+1)

――――― [JIS H 1613 pdf 3] ―――――

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H 1613-1997
(4) 硫酸 (1+1)
(5) チタン 4.2(5)よる。
(6) コバルト溶液 (1mgCo/ml)   コバルト[99.5% (m/m) 以上]1.00gをはかり取り,ビーカー (300ml) に
    移し入れ,硝酸 (1+1) 40mlを加え,加熱して分解する。常温まで冷却した後,溶液を1 000ml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。
(7) イットリウム溶液 (1mgY/ml)  酸化イットリウム (I II) [99.5% (m/m) 以上]1.27gをはかり取り,
    ビーカー (300ml) に移し入れ,塩酸 (1+1) 20mlを加え,加熱して分解する。常温まで冷却した後,
    溶液を1 000ml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。
(8) ランタン溶液 (1mgLa/ml)   酸化ランタン (III) [99.5% (m/m) 以上]1.17gをはかり取り,ビーカー
    (300ml) に移し入れ,塩酸 (1+1) 20mlを加え,加熱して分解する。常温まで冷却した後,溶液を1 000ml
    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。
(9) 標準マンガン溶液A (100  最     一                準マンガン溶液 [5.2(6)   ] の原液 (1 000最     一
    く10倍に薄めて標準マンガン溶液Aとする。
(10) 標準マンガン溶液B (10  最     一                準マンガン溶液A [(9)   ] を使用の都度,必要量だけ水で正しく
    10倍に薄めて標準マンガン溶液Bとする。
6.3   試料はかり取り量 試料はかり取り量は,1.0gとし,1mgのけたまではかる。
6.4   操作
6.4.1  試料溶液の調整 試料溶液の調製は,次のいずれかの手順によって行う。
(1) 硝酸・ふっ化水素酸で分解する場合
  (a) 試料をはかり取って,ポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。
  (b) ポリエチレン時計皿で覆い,硝酸 (1+1) 50mL及びふっ化水素酸 (1+1) 10mlを加え,水浴上で穏
      やかに加熱して分解する。引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。
  (c) 常温まで冷却した後,ポリエチレン時計皿の下面を水で洗い,時計皿を取り除く。溶液を100mlの
      全量フラスコに水を用いて移し入れ(2),水で標線まで薄めた後,直ちに乾燥した共栓付きポリエチ
      レン瓶又は四ふっ化エチレン樹脂(以下,PTFEという。)瓶に移し入れる。
    注(2) 発光強度の測定を6.4.2(2)によって行う場合には,内標準元素としてコバルト溶液 [6.2(6)   ] 5.0mL
          を加える。
(2) 硫酸・ふっ化水素酸で分解する場合
  (a) 試料をはかり取って,PTFEビーカー (200ml) に移し入れる。
  (b)   TFE時計皿で覆い,硫酸 (1+1) 20ml及びふっ化水素酸 (1+1) 4mlを加え,穏やかに加熱して分解
      する(3)。
  室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 4mlを滴加して数分間加熱する。PTFE時計皿の下面を水で洗って時
      計皿を取り除き,穏やかに加熱して濃縮し,少しずつ温度を上げて硫酸の白煙を5分間発生させる
      (4)。室温まで放冷した後,少量の水でPTFEビーカーの内壁を洗浄し,よくふり混ぜる。再び加熱
      して硫酸の白煙を23分間発生させる(4)。
  (c) 放冷した後,少量の水及び塩酸 (1+1) 20ml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(5),水で標線まで薄める。
    注(3) 試料の分解が不十分な場合には,ふっ化水素酸 (1+1) を追加する。
      (4) 残存する硫酸量が発光強度に影響を与えるので,白煙の発生状態に注意する。残存する硫酸量
          が一定とならないときは,6.4.2(2)によって発光強度を測定しなければならない。

――――― [JIS H 1613 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    H 1613-1997
      (5) 発光強度の測定を6.4.2(2)によって行う場合には,内標準元素としてコバルト溶液 [6.2(6)   ],イ
          ットリウム溶液 [6.2(7)   ] 又はランタン溶液 [6.2(8)   ] 5.0mlを加える。
6.4.2  発光強度の測定 発光強度の測定は,次のいずれかによる。
(1) 発光強度法による場合 6.4.1の(1)(c)又は(2)(c)で得た溶液の一部をICP発光分光装置のアルゴンプラ
    ズマ中に噴霧し,波長257.61nmにおけるマンガンの発光強度を測定する。
(2) 強度比法による場合 6.4.1の(1)(c)又は(2)(c)で得た溶液の一部をICP発光分光装置のアルゴンプラズ
    マ中に噴霧し,波長257.61nmにおけるマンガンの発光強度及び内標準元素の発光強度(6)を同時に測定
    し,マンガンの発光強度と内標準元素の発光強度(6)との比を求める。
    注(6) 試料溶液の調製を6.4.1(1)によって行った場合には,波長238.89nmにおけるコバルトの発光強度
          を,試料溶液の調製を6.4.1(2)によって行った場合には,波長238.89nmにおけるコバルト,波長
          371.03nmにおけるイットリウム又は波長398.85nmにおけるランタンの発光強度を測定する。
6.5   空試験 空試験は,次のいずれかによる。
(1) 試料溶液の調製を6.4.1(1)によって行う場合 6.6(1)の検量線作成操作において得られる標準マンガン
    溶液を添加しない溶液の発光強度又は発光強度比を,空試験液の発光強度又は発光強度比とする。
(2) 試料溶液の調製を6.4.1(2)によって行う場合 6.6(2)の検量線作成操作において得られる標準マンガン
    溶液を添加しない溶液の発光強度又は発光強度比を,空試験液の発光強度又は発光強度比とする。
6.6   検量線の作成 検量線の作成は,次のいずれかによる。
(1) 試料溶液の調製を6.4.1(1)によって行う場合 チタン [6.2(5)   ] を1.0gずつ数個はかり取り,それぞれ
    をポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。標準マンガン溶液A [6.2(9)   ] 及び標準マンガン溶液
    B [6.2(10)   ] の各種液量(マンガンとして01 000  柿     を段階的に加えた後,6.4.1(1)の(b)及び(c)並び
    に6.4.2の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た発光強度又は発光強度比と標準マ
    ンガン溶液として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動し
    て検量線とする。
(2) 試料溶液の調製を6.4.1(2)によって行う場合 チタン [6.2(5)   ] を1.0gずつ数個はかり取り,それぞれ
    をPTFEビーカー (200ml) に移し入れる。標準マンガン溶液A [6.2(9)   ] 及び標準マンガン溶液B
    [6.2(10)   ] の各種液量(マンガンとして01 000  柿     を段階的に加えた後,6.4.1(2)の(b)及び(c)並びに
    6.4.2の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た発光強度又は発光強度比と標準マン
    ガン溶液として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して
    検量線とする。
6.7   計算 計算は,次のいずれかによる。
(1) 試料溶液の調製を6.4.1(1)によって行った場合 6.4.2及び6.5(1)で得た発光強度又は発光強度比と
    6.6(1)で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガン含有率を次の式によって算出する。
                              A1  (A2  A3 )
                         Mn=              100
                                   m
                      ここに,   Mn :  試料中のマンガン含有率 [% (m/m)   ]
                                  A1 :  試料溶液中のマンガン検出量 (g)
                                  A2 :  空試験液中のマンガン検出量 (g)
                                  A3 :  チタン [6.2(5)   ] 1.0g中に含まれるマンガン量 (g)
                                  m :  試料はかり取り量 (g)
(2) 試料溶液の調製を6.4.1(2)によって行った場合 6.4.2及び6.5(2)で得た発光強度又は発光強度比と
    6.6(2)で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガン含有率を(1)の式によって算出す

――――― [JIS H 1613 pdf 5] ―――――

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