JIS K 0555:1995 超純水中のシリカ試験方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             K 0555-1995

超純水中のシリカ試験方法

Testing methods for determination of silica in highly purified water

1. 適用範囲 この規格は,超純水中のシリカの試験方法について規定する。
    備考1. この方法は,超純水以外の高度に精製した水に含まれるシリカの試験にも適用する。
         2. この規格の引用規格を,付表1に示す。
2. 共通事項 共通事項は,次のとおりとする。
(1) 通則 化学分析に共通する一般事項は,JIS K 0050による。
(2) 吸光光度法 吸光光度法に共通する一般事項は,JIS K 0115による。
(3) 電気加熱方式原子吸光法 電気加熱方式原子吸光法(以下,電気加熱原子吸光法という。)に共通する
    一般事項は,JIS K 0121による。
(4) 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS K 0101,JIS K 0102,JIS K 0211又はJIS K 0215
    による。
(5) 定量範囲 吸光光度法の定量範囲は,最終溶液中の質量 (   最    ‰         電気加熱原子吸光法の定量範
    囲は,最終溶液中の濃度 (  最一       ‰    
(6) 繰返し分析精度 繰返し分析精度は,それぞれの試験方法の定量範囲内において繰返し試験で求めた
    変動係数 (%) で示す(1)。
    注(1) 変動係数 (%) =x    100
                      ここに,              標準偏差
                                    x :  平均値
(7) 水 JIS K 0557に規定するA1A3の水とするが,項目中で規定されている場合には,それに従う。
(8) 試薬 試薬についての共通事項は,次のとおりとする。
  (a) 試薬は,該当する日本工業規格(日本産業規格)がある場合には,その種類の最上級又は適切な用途のものを用い,
      該当する日本工業規格(日本産業規格)がない場合には,試験に支障のないものを用いる。
  (b) 試薬類の溶液の濃度は,一般にg/l(化合物の場合は,無水物としての質量を用いる。)又はmol/l
      で示す。ただし,標準液の濃度は,mg/ml,又は  最一          
  (c) 試薬類の溶液の名称の後に括弧で示されている濃度は,標準液以外は概略の濃度であることを意味
      する。例えば,アスコルビン酸溶液 (100g/l) は約100g/lのL (+)−アスコルビン酸溶液であること
      を示す。
  (d) 液体試薬の濃度は,水との混合比[試薬 (a+b)]で表す。この表し方は,試薬amlと水bmlとを混
      合したことを示し,JIS K 0050に従い,硝酸,硫酸などに用いる。ただし,これらの試薬を薄めな
      いで用いる場合は,その試薬名だけで示す。
  (e) 試薬類及び廃液などの取扱いについては,関係法令規則などに従い十分に注意すること。

――――― [JIS K 0555 pdf 1] ―――――

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K 0555-1995
(9) ガラス器具類 ガラス器具類は,原則としてJIS R 3503及びJIS R 3505に規定するものを用いる。
      また,デシケーターに用いる乾燥剤は,原則としてシリカゲル(2)とする。
    注(2)   IS Z 0701に規定する包装用シリカゲル乾燥剤A形1種を用いる。
(10) 検量線(吸光光度法,電気加熱原子吸光法) 検量線の作成に当たっては,試験方法に示される定量
    範囲内を46段階に分け,これに一致するように標準液をとる。検量線は定量範囲内について作成す
    る。
      電気加熱原子吸光法においては,試験に際して新たに作成した検量線を用い,多数の試料について
    連続して試験する場合には,試験の途中において,適宜,標準液を用いて指示値の確認を行う。
      吸光光度法においては,あらかじめ作成した検量線を用いることができる。
(11) 試験環境 この試験は,JIS B 9920に規定する清浄度クラス3以上の環境(例えば,クリーンルーム
    内)で行うことが望ましい。
(12) 注,備考及び図 注,備考及び図は,各項日ごとに一連番号を付ける。
(13) 結果の表示 試験方法が二つ以上ある場合には,試験方法を付記すること。
    備考 試料の採取及び試験のいずれの操作でも試料が汚染されないように最大限の注意を払うことが
          重要である。使用する器具の材質や形状,洗浄方法に留意する。
            また,分析者からの汚染がないように特に注意する。クリーンルーム用の手袋などを用いる
          とよい。
3. 試料採取 試料採取は,次による。
(1) 試料容器 試料容器は,ポリエチレン製,ポリプロピレン製,ポリスチレン製などの気密容器を用い
    る。
(2) 試料容器の洗浄
  (a) 試料容器をA1の水で十分に洗う。
  (b) 試料容器の容量の約41量のA1の水を試料容器に入れ,栓をして約30秒間激しく振り混ぜて洗浄す
      る。この操作を5回繰り返す。
  (c)   3の水(又は試験しようとする水と同等の水)を満たし,密栓して16時間以上放置した後,水を
      捨てる。
  (d) (c)と同じ水を満たし,密栓して試料採取まで放置する。
(3) 採取操作
  (a) 水精製装置の出口又は主管路の試料採取弁(1)の先端を試験しようとする水でよく洗った後,あらか
      じめA1の水で十分に洗浄した試料導管(軟質の合成樹脂製のもの)を取り付ける(2)。
  (b) 試料容器の水を捨て,試験しようとする水で(2)(b)の操作を行う。
  (c) 試料容器の底部に試料導管の先端が接するようにし,試料を試料容器の容量の約5倍量を流出させ
      た後,試料導管を取り出し,栓を試料で十分に洗浄した後,密栓する。
    注(1) 試料採取弁は,ステンレス鋼製,その他の耐食性の材料のものを用いる。
      (2) 試料導管の距離が長い場合には,試料採取弁から試料導管の先端までの滞留水が完全に置換さ
          れるまで放流してから引き続き約5分間放流する。主管路の場合は,試料採取弁から常時約
          1l/minで流出しておくことが望ましい。
4. 試験方法 シリカの定量には,モリブデン青抽出吸光光度法又は電気加熱原子吸光法を適用する。

――――― [JIS K 0555 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    K 0555-1995
4.1   モリブデン青抽出吸光光度法 イオン状シリカが,七モリブデン酸六アンモニウムと反応して生成
するヘテロポリ化合物をL (+)−アスコルビン酸で還元してモリブデン青に変え,これを1−ブタノールに
抽出し,有機相の吸光度を測定してシリカを定量する。
    定量範囲 : SiO2 0.510    柿    繰返し分析精度 : 変動係数で520%
(1) 試薬 試薬は,次のものを用い,ポリエチレン瓶に保存する。
  (a) 水 A3の水,又はこれと同等の品質に精製した水(金属製の蒸留装置を用いて蒸留することが望ま
      しい。)。この試験に用いる試薬の調製及び操作には,この水を用いる。
  (b) 硫酸 (2.5mol/l) −モリブデン酸アンモニウム (188g/l) 混合溶液 水約300mlをとり,これを冷却し,
      かき混ぜながらJIS K 8951に規定する硫酸140mlを徐々に加える。これにJIS K 8905に規定する七
      モリブデン酸六アンモニウム四水和物200gを水約500mlに溶かした溶液を加え,室温に冷却した
      後,全量フラスコ1 000mlに移し入れ,水を標線まで加える。
  (c) 硫酸 (2+1)  水1容をビーカーにとり,これを冷却し,かき混ぜながらJIS K 8951に規定する硫
      酸2容を徐々に加える。
  (d) アスコルビン酸溶液 (100g/l)   JIS K 9502に規定するL (+)−アスコルビン酸10gを水に溶かして
      100mlとする。10℃以下の暗所に保存し,着色した溶液は使用しない。
  (e) 硫酸ナトリウム JIS K 8987に規定するもの。
  (f) 1−ブタノール JIS K 8810に規定するもの。
  (g) シリカ標準液 (1mgSiO2/ml) 砂状の石英(1)(99.9%以上)を,めのう乳鉢ですりつぶし,700800℃
      で約1時間加熱した後,デシケータ中で放冷する。その0.500gを白金るつぼにとり,JIS K 8005に
      規定する容量分析用標準物質の炭酸ナトリウム4gを加え,十分に混合した後,加熱して約40分間
      融解する。放冷後,融成物を水に溶かし,全量フラスコ500mlに移し入れ,水を標線まで加える。
  (h) シリカ標準液 (50  最椀          一          ‰  リカ標準液 (1mgSiO2/ml) 25mlを全量フラスコ500mlにとり
      を標線まで加える。使用時に調製する。
  (i) シリカ標準液 (1 最椀          一          ‰   リカ標準液 (50  最椀          一                   
      を標線まで加える。使用時に調製する。
    注(1) 石英の代わりに粒状のけい素(99.9%以上)を用いてもよい。この場合は,次のように操作する。
          粒状のけい素を105℃で約1時間加熱し,デシケーター中で放冷し,その0.234gを白金るつぼに
          とり,以下,石英の場合と同様にJIS K 8005に規定する容量分析用標準物質の炭酸ナトリウム
          4gを加えて融解する。
(2) 器具及び装置 器具及び装置は,次のとおりとする。
  (a) 分液漏斗 300ml,合成樹脂製のもの。
  (b) 光度計 分光光度計又は光電光度計
(3) 操作 操作は,次のとおり行う。
  (a) 試料200ml(SiO2として0.510                     を分液漏斗にとる。
  (b) 硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l) 混合溶液4mlを加えて振り混ぜた後,液温を
      約25℃に保ち,20分間放置する。
  (c) 硫酸 (2+1) 25mlを加えて振り混ぜた後,直ちにアスコルビン酸溶液 (100g/l) 2mlを加えて振り混ぜ
      (2),10分間放置する。
  (d) 1−ブタノール25mlを加え,約2分間振り混ぜてモリブデン青を抽出する。
  (e) 静置後,1−ブタノール層を共栓試験管に入れ,硫酸ナトリウムを加えて脱水する。

――――― [JIS K 0555 pdf 3] ―――――

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K 0555-1995
  (f) これを吸収セル20mm(3)に移し,1−ブタノールを対照液として波長800nm付近の吸光度を測定す
      る。
  (g) 次の操作によって加えた硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l) 混合溶液に基づく空
      試験値を求め,試料について得た吸光度を補正する。
        分液漏斗(A)及び(B)にそれぞれ水200mlをとり,硫酸 (2.5mol/l) −モリブデン酸アンモニウム
      (188g/l) 混合溶液を(A)には4ml,(B)には8mlを加えて振り混ぜる。液温を約25℃に保って20分間
      放置する。次に,(c)(f)の操作を行って(A)及び(B)それぞれについての吸光度a,bを測定する。次
      の式によって硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l) 混合溶液による空試験値cを算
      出する。
                        c=b−a
  (h) 検量線からシリカの量を求め,試料中のシリカの濃度 (最椀          一     ‰侮
        検量線 シリカ標準液 (1  最椀          一                               液漏斗に段階的にとり,水(4)を加
      とした後,(b)(f)の操作を行う。別に,この操作に用いた水200mlをとり,(b)(f)の操作を行って
      シリカ標準液について得た吸光度を補正し,シリカ (SiO2) の量と吸光度との関係線を作成する。
    注(2) 硫酸 (2+1) を加えて振り混ぜたら,直ちにアスコルビン酸溶液 (100g/l) を加えて振り混ぜる。
      (3) 試料中のシリカの濃度が10  最椀          一汎   上の場合には,吸収セル10mmを用いる。ただし,空試
          験及び検量線の作成における吸光度の測定にも吸収セル10mmを用いる。検量線の作成には,
          シリカ標準液 (50 最椀         一       ‰        に薄めて調製したシリカ標準液 (2最椀         一
          いる。
      (4) シリカ標準液の調製に用いた水と同じ水を用いる。
    備考1. 試料中のシリカの濃度が高く (20400   最椀          一         (a)(c)の操作を行った溶液の着色が強
            場合には,その溶液について,吸収セル50mmを用いて波長815nmの吸光度を測定してもよ
            い。空試験としては,1−ブタノールによる抽出を除いた(g)の操作を行って吸収セル50mmを
            用い波長815nmの吸光度を測定し,(g)と同様に空試験値を算出して補正する。
              また,検量線はシリカ標準液 (50    最椀           一        ‰       に薄めて調製したシリカ標
            (10  最椀         一                              晏     する。
4.2   電気加熱原子吸光法 マトリックスモディファイヤーとして硝酸ロジウム(III)を電気加熱炉に注入
し,乾燥する。これに試料を加えて乾燥する操作を繰り返した後,原子化し,けい素による原子吸光を波
長251.6nmで測定してシリカを定量する。
    定量範囲 : SiO2 120    最一      5),繰返し分析精度 : 変動係数で520%(5)
    注(5) 注入・乾燥を5回繰り返したときのものである。装置,測定条件によって異なる。
(1) 試薬 試薬は,次のものを用い,ポリエチレン瓶に保存する。
  (a) 水 4.1(1)(a)による。
  (b) 硝酸ロジウム (III) 溶液 (100最刀      一                   ジウム(III) (6)(99.5%以上)を105℃で約1時間
      熱し,デシケーター中で放冷する。その28mgをとり,硝酸 (1+1) (JIS K 9901に規定する高純度
      試薬−硝酸を用いて使用時に調製する。)3mlを加えて溶かし,全量フラスコ100mlに移し入れ,水
      を標線まで加える。
  (c) 硝酸ロジウム (III) 溶液 (2最刀     一                    ジウム (III) 溶液 (100最刀     一
      コ500mlにとり,(b)で調製した硝酸 (1+1) 15mlを加え,水を標線まで加える。使用時に調製する。
  (d) シリカ標準液 (1 最椀         一                  1)(i)による。

――――― [JIS K 0555 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    K 0555-1995
    注(6) 吸湿性が強いので取扱いに注意する。
(2) 器具及び装置 器具及び装置は,次のとおりとする。
  (a) 電気加熱原子吸光分析装置 電気加熱方式でバックグラウンド補正が可能のもの。
  (b) 発熱体 黒鉛製
  (c) けい素中空陰極ランプ
  (d) キャリヤーガス JIS K 1105に規定するアルゴン2級
  (e) マイクロピペット JIS K 0970に規定するプッシュボタン式液体用微量体積計1050           又は自動
      注入装置
(3) 操作 操作は,次のとおり行う。
                                                                            最刀
  (a) 電気加熱原子吸光分析装置を作動できる状態とし,硝酸ロジウム (III) 溶液 (2       一           ヰ    
      体に注入し,乾燥(例えば,100120℃,3060秒間)する(7)。
  (b) 試料の一定量(例えば,50         を発熱体に注入し,(a)と同様に乾燥する。
  (c) (b)の操作を更に4回繰り返し行う(8)。
  (d) 次に,灰化(例えば,5001 200℃,3040秒間),原子化(例えば,2 4003 000℃,36秒間)
      し(7),けい素による原子吸光を波長251.6nmでの指示値(9)として読み取る(10)。
  (e) 空試験として試料を注入することなく(a)及び(d)の操作を行って指示値(9)を読み取り,試料について
      得た指示値を補正する。
  (f) 検量線からシリカの濃度 (最椀         一     ‰         次の式によって試料中のシリカの濃度 ( 最椀
      出する。
                              1
                         S=a
                              n
                      ここに, S :  試料中のシリカの濃度 ( 最椀          一
                                a :  検量線から求めたシリカの濃度 (最椀          一
                                n :  発熱体で乾燥した回数
        検量線 シリカ標準液 (1   最椀         一                                 階的に全量フラスコ100mlにと
      まで加える。これらの溶液について(a),(b)及び(d)の操作を行う。別に,この操作に用いた水につ
      いて(a),(b)及び(d)の操作を行ってシリカ標準液について得た指示値を補正し,シリカの濃度
      (  最椀         一     と指示値との関係線を作成する。検量線の作成は,試料測定時に行う。
    注(7) 乾燥,灰化,原子化の条件は装置によって異なる。
            また,試料の注入量によっても異なる。
      (8) 試料中のシリカの濃度が低い場合には,この操作の回数を合計10回以内まで増加してもよい。
      (9) 吸光度又はその比例値
      (10) 必要に応じて(a)(d)の操作を3回以上繰り返し,指示値が一致することを確認する。
    備考2. 試料中のシリカの濃度が低い(1   最椀         一汎   下)場合には,次のように濃縮したものを用いて
            4.2(3)の操作を行ってもよい。
              試料250mlを,あらかじめ質量を求めた(0.01gまではかる。)合成樹脂(四ふっ化エチレ
            ン樹脂など)製のビーカーにとり,JIS B 9920に規定する清浄度クラス3以上のクリーンル
            ーム又はクリーンベンチ内で,加熱板上で沸騰しない状態で液量が約5mlになるまで濃縮す
            る。ビーカーの質量をはかり(0.01gまではかる。),初めのビーカーの質量との差を求め,試
            料の体積とする。

――――― [JIS K 0555 pdf 5] ―――――

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