JIS K 0050:2019 化学分析方法通則 | ページ 4

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11 定量操作

11.1 定量値の求め方

  化学分析における定量操作は,箇条10によって得られた分析試料を対象にして,分析種に関わる信号を
獲得して定量値を求めるためである。定量操作は,化学的手法及び/又は物理的手法によって分析種に関
わる信号量を獲得する反応操作,得られた信号から空試験に基づく信号を差し引く補正操作,補正信号量
から分析種の分析値を求める計算操作などからなる。これらの定量操作は,箇条6に示すそれぞれの分析
方法によって異なる。例えば,重量分析は,附属書Bに示すように分析種の質量を測定して定量値を求め,
容量分析は,附属書Cに示すように滴定液の使用量から定量値を求め,光分析など多くの分析方法は,標
準液を用いて作成した検量線などによって定量値を求める。各定量方法の操作は,それぞれの個別規格に
従って行う。

11.2 検量線の作成方法

  検量線の作成方法は,次による。
a) 検量線法 この方法は,横軸に分析種の濃度(又は含有率),質量などを目盛り,縦軸に各定量方法に
    おける検出器の出力信号などの測定強度を目盛ることによって検量線(校正曲線,校正関数)を作成
    する。検量線作成濃度範囲は,分析種濃度が内挿値となるように調整する。
b) 内標準法 この方法は,分析種(A)を既知量(MA)含む標準物質に,分析種とは異なる成分(B)(こ
    れを内標準物質という。)の一定量(MB)を加えて分析し,分析種Aと成分Bとの検出器の出力信号
    などの強度比(IA/IB)を縦軸に目盛り,量比(MA/MB)を横軸に目盛ることによって検量線を作成す
    る。
c) 標準添加法 この方法は,a) 又はb) の方法で定量が難しい試料の分析に適用する。分析試料溶液か
    ら同じ体積を5,6個分取してそれぞれ別々の体積計に入れる。これに分析種の標準液を液量ゼロから
    順次増やして添加していく。添加した分析種の濃度(添加ゼロを含む。)を横軸に,測定強度又は強度
    比を縦軸に目盛り,濃度−強度(又は強度比)曲線を得る。濃度−強度(又は強度比)曲線を直線近
    似で結び,その直線を横軸のマイナス方向に延長し,横軸と交差した点の値を読み取る。読み取った
    値からマイナス記号を取り去った値を定量値とする。

11.3 空試験値の求め方

  空試験値は,特に規定した場合を除き,試料だけを加えずに,試料を分析する場合と同一の試薬及び同
一又は同種の容器を用い,同一の操作を行って求める。すなわち,分析種と同じ成分が化学分析操作で使
用する試薬,容器,器具,環境などから試料溶液に入って汚染し,それに起因する信号強度を濃度換算又
は含有率換算した値である。この空試験値は,分析試料の主成分の影響による感度の変動は含まないので,
定量値を求める場合には注意を要する。

11.4 分析回数及び分析値の決め方

  分析回数及び分析値(最終報告値)の決め方は,該当するJIS,分析依頼者の指示,当事者間の協定な
どによる。何もない場合には,JIS Z 8402-6によるのが望ましい。分析回数が1回しかないときには,あ
らかじめ想定されている併行精度によって,分析結果の採択性を直接統計的に検定することは不可能であ
る。その分析結果が正しくないと少しでも疑われる場合は,併行条件によって別の結果を得ることが望ま
しい。

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12 化学分析で用いる標準物質

12.1 一般事項

  化学分析用標準物質には,検量線の作成に用いるもの,滴定に用いるもの,分析方法の妥当性評価のた
めに用いるものなどがあり,目的に適合したものを使用する。また,分析値の信頼性を確保するために,
可能な限り計量計測トレーサビリティが保証された認証標準物質を用いる。標準物質は,その組成によっ
て純物質系標準物質及び組成標準物質に分類される。
  なお,対応する標準物質が存在しない場合は,最も適した試薬などを用いて目的のものを調製する。

12.2 純物質系標準物質

12.2.1 検量線用溶液(標準液)及び校正用ガス(標準ガス)
  検量線の作成に用いる標準液には,純度又は濃度が既知の試薬又は標準液を用い,個別JISの規定に従
って調製したものを用いる。また,ガス分析計を校正するときには,JIS K 0055に規定する方法に従って
行う。標準液の濃度は,μg/mL(μg/cm3),mg/L(mg/dm3),mL/L(cm3/dm3)などで表す。標準ガスの濃
度は,nmol/mol,μmol/mol,mmol/molなどで表す。比率で表す場合には,箇条4で示す表し方を用いるこ
ともできる。
    注記 検量線の作成及びガス分析計の校正には,国家計量標準にトレーサブルな標準液及び標準ガス
          を用いることが望ましい。我が国においては,計量法トレーサビリティ制度(JCSS : Japan
          Calibration Service System)に基づいた標準液及び標準ガスが供給されている。
12.2.2 滴定液(滴定用溶液)
  滴定液の調製及び標定は,個別の規格に規定した方法による。JIS K 8005に規定する容量分析用標準物
質を用いて,JIS K 8001のJA.6(滴定用溶液)に規定する方法によって標定を行うことができるが,特性
値が明らかな認証標準物質を用いてもよい。滴定液の濃度は,mol/L(mol/dm3)などで表す。

12.3 組成標準物質

  複雑な組成をもつ試料を分析するときには,分析試料とできるだけ組成が類似した組成標準物質を用い
て,分析試料と同じ方法及び同じ環境において分析する。その結果を用いて分析方法の妥当性評価を行う
ことができる。また,組成標準物質を検量線として用い,分析試料の定量を行うこともある。金属(鉄鋼,
非鉄),無機(岩石,セラミックス),化石燃料(石炭,フライアッシュ),高分子(合成高分子,樹脂),
環境(大気,水,土壌),生体・食品,臨床(血清,尿),同位体などの組成標準物質が関係機関から供給
されている。

13 記録

  化学分析の報告書には,次に示す事項のうち必要なものを記録する。
a) 分析実施日
b) 試料名
c) 試料採取場所及びサンプリング方法
d) 前処理方法
e) 分析方法(試料採取量,分析の対応する規格又は分析手順,分析条件など)
f)  分析結果
g) 分析実施者
h) 分析環境(温度,湿度,気圧など)

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14 化学分析の信頼性

  化学分析結果の信頼性を高めるために,方法の妥当性が確認できている分析方法のJISなどを使用する。
その分析方法を用いる場合には,分析方法に規定した性能基準範囲内で分析できることを確認する。また,
必要に応じて不確かさを小さくするための処置を講ずる。そのためには,分析を行う環境の整備,組織の
支援,分析者の細心の配慮などが必要である。
  化学分析結果の信頼性を確保するためには,可能な限り国際単位系(SI)への計量計測トレーサビリテ
ィが保証された認証標準物質,計量計測トレーサビリティを実証できる校正機関の校正サービスを使用す
る。
a) 分析方法の妥当性確認 方法の妥当性が確認できていない分析方法を使用しなければならない場合
    は,分析者はその分析方法の用途に応じて,次の要因から選択して妥当性確認を行う。
      JIS Z 8402-1に規定する精確さ,真度又は正確さ,精度,併行精度又は繰返し精度及び再現精度。
      他の要因としては,検出下限,定量下限,定量範囲,検量線の直線性,頑健性,マトリックス効果
    などがある。
      併行精度又は繰返し精度及び再現精度は,JIS Z 8402-2に規定する方法によって求める。
      精度(precision)は,JIS Z 8402-3に規定する方法によって求める。
      真度(trueness)は,JIS Z 8402-4に規定する方法によって求める。
      精確さ(accuracy)の値の実用的な使い方は,JIS Z 8402-6に規定する方法に従う。
b) 不確かさ 不確かさの要因となる試料の均質性,試料の前処理(器具,試薬),分析機器の校正(校正
    用標準物質,検量線),分析方法(組成系標準物質,マトリックス,試薬)及び計算式(近似式)に基
    づく不確かさから合成標準不確かさを求め,真値の存在する範囲を推定する。この合成標準不確かさ
    に包含係数を乗じて拡張不確かさを必要に応じて求める。

15 化学分析の安全及び環境に関する注意事項

  化学分析は,安全及び環境に関する次の事項に注意して行う。
a) 安全衛生 安全衛生に関する注意事項は,次による。
  1) 化学分析は,ガラス器具,高圧ガス,毒物,劇物,危険物,放射性物質,有機溶剤などを取り扱う
      ので,具体的な安全衛生に関する作業標準を規定して,安全衛生を確保するとともに,作業が惰性
      的にならないように安全教育を行う。
  2) 化学分析は,有害化学物質,紫外線,レーザー,X線,放射線などの長期間の暴露によって各種の
      健康障害を起こすことがあるので,突然発生する一時的な災害に対する安全の確保とともに,定期
      的な健康診断によって予想される障害を未然に防ぐように注意し,対策を講ずる。
  3) 安全衛生に関連する法規を理解して,施設,教育,作業などに反映させる。
b) 環境保全 環境保全に関する注意事項は,次による。
  1) 化学分析は,有害な物質を取り扱うことがあるので,具体的な環境保全に関する作業基準を規定し
      て,有害物質を含む排気,廃液,廃棄物などによって環境汚染を引き起こさないように注意し,対
      策を講ずる。
  2) 環境保全に関連する法規を理解して,施設,教育,作業などに反映させる。
c) 安全データシート(SDS)の活用 化学物質を取り扱う場合には,関連するSDSを利用し,記載事項
    を理解して,安全衛生及び環境保全の確保を図る。

――――― [JIS K 0050 pdf 18] ―――――

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                                          附属書A
                                          (参考)
                               化学的方法による定性分析
A.1 概要
  化学的方法による定性分析として,陽イオン及び陰イオンを各属に分類する定性方法,並びに炎色反応
による定性方法を示したものである。
A.2 陽イオン及び陰イオンを各属に分類する定性方法
  イオンの各属別による定性方法は,次による。
a) 陽イオンの分類 一般的な陽イオンの分類方法は,表A.1による。各種の分属試薬を用いて,陽イオ
    ンが沈殿を生じるか否かで各属に属する元素の存在を確認する方法である。
                                   表A.1−陽イオンの分類方法
      分属試薬        第一属       第二属      第三属       第四属       第五属       第六属
 NH4Cl又はHCl        AgClなど    沈殿しない   沈殿しない  沈殿しない   沈殿しない   沈殿しない
 H2S(0.3 mol/L酸性)   −      CuS,SnS2など 沈殿しない  沈殿しない   沈殿しない   沈殿しない
 アルカリ性             −           −      Al(OH)3など  沈殿しない   沈殿しない   沈殿しない
 (NH4)2S                −           −          −      NiS,MnSなど  沈殿しない   沈殿しない
 (NH4)2CO3,C2H5OH      −           −          −           −       BaCO3など    沈殿しない
 所属イオン                     Cu2+,Hg2+,
                   Ag+,Hg22+,                        Ni2+,Co2+,
                                            Fe3+,Cr3+,            Ba2+,Ca2+,
                                                                                   Na+,K+,
                   Pb2+                    Al3+
                                Bi3+,Cd2+,           Mn2+,Zn2+ Sr2+        Mg2+,NH4+
                                Sn2+,As3+,
                                Sb3+など
b) 陰イオンの分類 一般的な陰イオンの分類方法は,表A.2による。各種の分属試薬を用いて,陰イオ
    ンが沈殿を生じるか否かで各属に属する元素の存在を確認する方法である。
                                   表A.2−陰イオンの分類方法
        金属反応         第一属       第二属         第三属           第四属         第五属
 BaCl2で沈殿を           生じる       生じる         生じる          生じない        生じない
 希酸の作用 HCl           難溶         溶解           溶解             −              −
            HNO3          難溶         溶解           溶解             −              −
            CH3COOH       難溶         難溶           溶解             −              −
 AgNO3で沈殿を          生じない      生じる         生じる           生じる         生じない
                                   (F−を除く)
 希酸の作用 HCl            −          溶解           溶解            難溶             −
            HNO3           −          溶解           溶解            難溶             −
            CH3COOH        −          難溶           溶解            難溶             −
 所属イオン            SO42−,                 CO32−,AsO43−,
                                  SO32−,S2O32−,             Cl−,Br−,I−,ClO−, NO2−,NO3−,
                       SiF62−                                  CN−,Fe(CN)63−,
                                  CrO42−,Cr2O72−, AsO33−,SiO32−,          ClO3−,
                                  C2O42−,F−  PO43−,BO33−  Fe(CN)64−,CNS−,
                                                                                  CH3COO−
                                                                S2−

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A.3 炎色反応による定性方法
  炎色反応による一般的な定性方法は,表A.3による。Na,K,Ca,Sr,Ba,Cuなどの塩類を無色の炎中
に入れて強熱すると,炎に対しそれぞれ特有の色を与える。これを炎色反応といい,極めて鋭敏な反応で
ある。炎色反応を行うためには,長さ数センチメートルの細い白金線の一端を環状に曲げ,他端をガラス
棒に融着させたものを用いる。あらかじめ白金部分に付着した金属塩を酸につけて溶かした後,白金部分
をバーナーの炎中に入れて炎の色が一定になるまで強熱する。放冷した白金部分を被検液につけて,炎に
入れて色の変化を観察し,同様の操作を2,3回繰り返す。
  なお,炎色を肉眼で観察するのでは不十分なことがある。その場合,分光してそれぞれの元素に特有な
輝線スペクトル帯の位置を調べることで元素の存在を確認することができる。主な元素の炎色反応及びス
ペクトル線を表A.3に示す。
                               表A.3−主要な炎色及びスペクトル線
                                                                                 単位 nm
        元素      炎色        スペクトル線      元素      炎色          スペクトル線
         Li        赤      610.35    670.79      Ba        緑     455.40   493.41   553.55
         Na        黄      589.00    589.59      Tl        緑     535.05
         K         紫      766.49    769.90      In       紫青    451.13
         Rb        赤      420.18                Cu       青緑    青藍から数本のバンド
         Cs        青      455.53                Mn        緑     多数帯のスペクトル
         Ca        橙      422.67                Au        緑     479.26   583.74   627.82
         Sr        赤     赤から黄にわたり数本   Pb        青     405.78
                          及び青紫(460.73)1本

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