JIS M 8211:1995 鉄鉱石―化合水定量方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             M 8211-1995

鉄鉱石−化合水定量方法

Iron ores−Method for determination of combined water content

1. 適用範囲 この規格は,鉄鉱石中の化合水定量方法について規定する。
    備考1. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS K 0113 電位差・電流・電量・カールフィッシャー滴定方法通則
    JIS M 8202 鉄鉱石−分析方法通則
         2. この規格の対応国際規格を,次に示す。
          ISO 7335 : 1987 Iron ores−Determination of combined water content−Karl Fischer titrimetric method
2. 用語の定義 この規格でいう化合水とは,鉄鉱石分析試料を105℃から950℃に加熱する間に発生する
水分を指す。
3. 一般事項 定量方法に共通な一般事項は,JIS M 8202の規定による。
4. 定量方法の区分 化合水の定量方法は,次による。
カールフィッシャー滴定法 この方法は,化合水含有率0.05% (m/m) 以上10% (m/m) 以下の試料に適用す
るもので,附属書による。

――――― [JIS M 8211 pdf 1] ―――――

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M 8211-1995
                         附属書      カールフィッシャー滴定法
1. 要旨 試料を窒素気流中で105℃に加熱して吸湿水を除去した後,引き続き950℃に加熱し,遊離した
化合水をエチレングリコール・メタノールに吸収させ,カールフィッシャー試薬溶液で電気的に滴定する。
2. 試薬 試薬は,次による。
(1) 窒素 酸素含有量が窒素ガス1l中に10    汎     下のもの。
(2) エチレングリコール・メタノール混合溶液 エチレングリコール100mlにメタノール100mlを加えて
    よく振り混ぜる。この溶液は,吸湿しないように保存し,使用の都度水分含有量を測定して,溶液1ml
    中に0.3mg以上の水分を含んでいないことを確かめる必要がある。この溶液の代わりに,無水エチレ
    ングリコールも使用できる。
(3) カールフイツシヤー試薬溶液 調製及び標定方法は,JIS K 0113の8.1.2(7)(カールフィッシャー試薬
    溶液)による。
(4) 水−メタノール溶液 調製及び標定方法は,JIS K 0113の8.1.2(8)(水−メタノール溶液)による。
3. 装置及び器具 装置及び器具は,原則として次のものを用いる(附属書付図13参照)。
  なお,この方法に使用するカールフィッシャー試薬溶液は吸湿性が強いので,大気からの吸湿を防ぐ目
的で,装置と大気の連結部には,乾燥したシリカゲル,活性アルミナ又は塩化カルシウムなどの乾燥剤を
入れた乾燥管を取り付ける。
  また,ガラス器具は,すべてすり合わせとし,ふっ素樹脂系又はシリコーン樹脂系のグリースで保護す
る。
(1) ガス流量計 (a)最高500ml/minまではかれるもの。流量測定にU字管形の差圧流量計を使用すると
    き,マノメーターの液体は,非蒸発性の油でなければならない。
(2) 窒素ガス乾燥塔 (b) 加熱管 (c) に送入する窒素ガスを乾燥するもので,乾燥剤(1)を充てんする,容
    積が250ml以上であるもの。
    注(1) 乾燥剤には,酸化りん (V),過塩素酸マグネシウム又はこれと同等の乾燥能力のものを用いる。
                      加熱炉は,2個で一組となり,加熱管 (c) が挿入できるもの。附属書付図1は直
(3) 加熱炉 (f1) と (f2)
    列に配置された方式であり,附属書付図2は並列に配置され,加熱管 (c) が移動式となっている。こ
    れらの炉の一つは105±2℃に,他は950±20℃に維持でき,しかもこれらの温度の均一帯は,それぞ
    れにつき少なくとも試料ボート (d) 全域を含むものであり,炉中温度は,温度計で測定する。
(4) 加熱管 (c) 附属書付図1に示した加熱管 (c) は,両端が開放で,内径約2030mm,長さ約800
    1000mmの石英製の直管で,石英製の長い押し棒を内部に挿入できるようにする。附属書付図2に示
    した加熱管 (c) は,一端が閉じられた内径約30mm,長さ約350mmのもので,ガスの流れを外部に導
    き出すため,内部に外径約8mmの細管が取り付けられている。
(5) 試料ボート (d)白金,石英又は不活性な磁器製で,はかり採った試料を広げた場合,1mm2当たり
    1mgを超えないような大きさのもの。このボートは,使用直前に950℃で加熱して水分を除いた後デ
    シケーター中で放冷して使用する。
(6) 吸収セル (h) ガラス製の容器で,附属書付図3に示すもの。白金電極 (i),ビュレット及びガス導

――――― [JIS M 8211 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    M 8211-1995
    入管の取付部は,吸湿しないようになっていなければならない。
(7) 白金電極 (i)
(8) 電気滴定装置 カールフィッシャー滴定に適切な装置で,終点を電気的に指示できるもの。
(9) 流量調節弁
(10) マグネチックスターラー
(11) ビュレット 容量が25mlのもの。
4. 試料はかり採り量 試料はかり採り量は,附属書表1による(2)。
    注(2) 化合水含有率が2.0% (m/m) 以上の試料は,JIS M 8202の4.2(2)の(2.1)(乾燥法による場合)又は
          (2.2)(吸湿水補正法による場合)を適用する。
                                  附属書表1 試料はかり採り量
                                  化合水含有率     試料はかり採り量
                                    % (m/m)               g
                               0.05以上 2.0未満          1.0
                               2.0 以上 5.0未満          0.5
                               5.0 以上 10 以下          0.2
5. 操作
5.1   装置の準備 加熱炉 (f1) 中の加熱管 (c) を105±2℃に,加熱炉 (f2) 中の加熱管 (c) を950±20℃
に加熱し,装置全体(附属書付図1又は附属書付図2)を気密に連結した後,窒素 [2.(1)   ] を200ml/minの
流量で通す。次に,加熱管 (c) の出口を閉じて気密性を検査する。再び,加熱管 (c) の出口を吸収セル (h)
の入口に接続した後,必要ならば窒素を200ml/minに再調節する。この状態で窒素を10分間通す。
  吸収セル (h) の栓を外し,エチレングリコール・メタノール混合溶液 [2.(2)   ] 40mlを加え,再び栓を確
実に閉じ,マグネチックスターラーと電気滴定装置を作動させる。回転子のスピードを一定になるように
調節して溶液を十分に混合する。窒素を200ml/minの流量で通し,滴定が終了するまで流し続ける。
5.2   滴定 滴定は,次のいずれかによる。ただし,滴定の際の温度は,カールフィッシャー試薬溶液の
温度と同じ温度である必要がある。
(1) 直接滴定法
  (a) 吸収液の脱水 カールフィッシャー試薬溶液 [2.(3)   ] を吸収セル (h) 中にゆっくりと滴下させる。
      あらかじめ滴定終点での電流値(3040            を選定しておき(3),その値が30秒間以上のある一定
      時間(3060秒間)持続した点を終点とする。
        10分間この状態を保持した後,再びカールフィッシャー試薬溶液 [2.(3)   ] を滴下させて先に定め
      た電流値に戻し,30秒間その値が持続するまで続ける。この操作を繰り返して,その間の滴定量が
      水の増加量に換算して0.15mg未満になるまで行う。
    注(3) 吸収セル (h) に浸した2個の白金電極 (i) 間には,10100mVの電圧を加えておく。装置によ
          っては,事前に設定されている場合がある。
  (b) 吸湿水の除去 試料(2)をはかり採って試料ボート (d) に移し入れて平に広げる。加熱管 (c) の入口
      側の栓を外して加熱管 (c) 内の入口に試料ボート (d) を置き,直ちに気密に栓をした後,試料ボー
      ト (d) を加熱炉 (f1) の均一加熱帯の中央に移して,試料中の吸湿水分,及び加熱管内の雰囲気中の
      水分を追い出し,吸収セル (h) 中に導く。30分後,(a)に従って操作する。

――――― [JIS M 8211 pdf 3] ―――――

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  (c) 化合水の抽出と測定 試料ボート (d) を附属書付図1のように加熱炉 (f2) の均一加熱帯の中央に
      移すか,又は附属書付図2のように加熱炉 (f1) を加熱炉 (f2) に置き換えて,試料を950±20℃に
      15分間加熱して発生した水分を窒素 [2.(1)   ] で吸収セル (h) に導く。引き続き加熱管冷却部を適切
      な加熱器を用いて約100℃に加熱し,凝縮した水分を完全に吸収セル (h) に導く。以下,(a)に従っ
      てカールフィッシャー試薬溶液 [2.(3)   ] で滴定する。
(2) 逆滴定法
  (a) 吸収液の脱水 (1)(a)による。
  (b) 吸湿水の除去 (1)(b)による。
  (c) 化合物の抽出と測定 (1)(c)によって試料中の化合水を抽出して吸収セル (h) 中に導き,これにカー
      ルフィッシャー試薬溶液 [2.(3)   ] を必要量より数ml過剰に加え,加えた量を正しく読み取る。その
      過剰量を水−メタノール溶液 [2.(4)   ] で逆滴定する。滴定要領は(1)(a)に示した操作に準じる。ただ
      し,電流指示計の作動状態は,直接滴定法の場合と反対となる。
(3) 電量滴定法
  (a) 吸収液の脱水 吸収セル (h) によう素発生極液(4)を約100ml入れ,対極が挿入されているセルに対
      極液(4)を510ml入れる。次に,電解電流を終点(5)まで流す。電解電流を絶って10分間保持した
      後,再び電解電流を終点(5)まで流す。その間の電解に要した電気量を水の増加量に換算して,0.15mg
      未満になるまでこの操作を繰り返す。
    注(4) よう素発生極液及び対極液の一例を附属書表2に示す。
            なお,よう素発生極液として附属書表2中の組成のものを用いる場合は,水を加えて遊離よ
          う素と反応させ,水1molとよう素1molが定量的に反応することを確認しておく。
                           附属書表2 よう素発生極液及び対極液の組成
                                     試薬              極液   対極液
                           よう化水素又はよう化カリウ  12.6     ‐
                           ムのよう素相当量
                                       g
                           二酸化硫黄                  35.0     0.35
                                       g
                           ピリジン                    200      0.75
                                      ml
                           メタノール                  300     3
                                      ml
      (5) 滴定の終点は,次のいずれかによる。
        (a) 定電圧分極電流法の場合は,吸収セル (h) に浸した2個の白金電極 (i) の間に10100mV
            の電圧を加えて,(1)(a)と同様に滴定終点検出器に1020        準         騰地晩     出された
            ときを終点とする。
        (b) 定電流分極電圧法の場合は,吸収セル (h) に浸した2個の白金電極 (i) の間に110        準
            流を流して電圧を測定し,300500mVから1050mVに急激に変化したときを終点とする。
  (b) 吸湿水の除去 (1)(b)に従って操作して試料中の吸湿水分,及び加熱管内の雰囲気中の水分を追い出
      し,吸収セル (h) 中に導く。30分間経過した後に,電解電流を終点(5)になるまで流して電解に要し
      た電気量から水の増加分を求め,その量が0.15mg以下になるまで,この操作を繰り返す。
  (c) 化合水の抽出と測定 (1)(c)に従って試料中の化合水を抽出して吸収セル (h) に導き,電解電流を終

――――― [JIS M 8211 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    M 8211-1995
      点(5)まで流して必要とした電気量を読み取る。
6. 空試験 試料ボートに試料を入れないで,5.1及び5.2の手順に従って試料と同じ操作を行う。この空
試験値は,1.0mgH2O/h以下でなければならない。
7. 計算 5.2及び6.で得た滴定量又は電気量から,試料中の化合水含有率を,次のいずれかの式によって
算出する。
(1) 直接滴定法の場合
                              V1  V2  F1
                        Cw                100
                               m  1 000
                      ここに,   CW :  試料中の化合水含有率 [% (m/m)   ]
                                  V1 :  5.2(1)(c)の滴定におけるカールフィッシャー試薬溶液の使用
                                        量 (ml)
                                  V2 :  空試験液の滴定におけるカールフィッシャー試薬溶液の使用
                                        量 (ml)
                                  F1 :  カールフィッシャー試薬溶液1mlに相当する水の量 (mg)
                                  m :  試料はかり採り量 (g)
(2) 逆滴定法の場合
                              V1  v2  F1  V3 V4   F2
                        Cw                            100
                                     m  1 000
                      ここに,   CW :  (1)に同じ [% (m/m)   ]
                                  V1 :  5.2(2)(c)の滴定におけるカールフィッシャー試薬溶液の添加
                                        量 (ml)
                                  V2 :  空試験液の滴定におけるカールフィッシャー試薬溶液の添加
                                        量 (ml)
                                  F1 :  (1)に同じ
                                  V3 :  5.2(2)(c)の滴定における水−メタノール溶液の使用量 (ml)
                                  V4 :  空試験液の滴定における水−メタノール溶液の使用量 (ml)
                                  F2 :  水−メタノール溶液1mlに相当する水の量 (mg)
                                  m :  (1)に同じ
(3) 電量滴定法
                                 Q1  Q2
                          Cw                  100
                               10.72 m  1 000
                      ここに,   CW :  (1)に同じ [% (mm)   ]
                                 Q1 :  5.2(3)(c)で求めた電気量(クーロン)
                                 Q2 :  空試験液の滴定に要した電気量(クーロン)
                                   k :  装置の特性などによって生じた補正係数(6)
                                  m :  (1)に同じ
    注(6) 電解液,電解方式及び電解隔膜によって電流効率が正しく100%にならないときに用いられる補
          正係数である。
8. 許容差 許容差は,附属書表3による。

――――― [JIS M 8211 pdf 5] ―――――

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