JIS G 1324:1989 カルシウムシリコン分析方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             G 1324-1989

カルシウムシリコン分析方法

Methods for Chemical Analysis of Calcium−Silicon

1. 適用範囲 この規格は,カルシウムシリコン中のカルシウム,けい素,炭素及びりんの定量方法につ
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 8001 試薬試験方法通則
    JIS Z 2615 金属材料の炭素定量方法通則
2. 一般事項 分析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. カルシウム定量方法
3.1   定量方法の区分 カルシウムの定量方法は,次のいずれかによる。
(1) 鉄分離しゅう酸カルシウム沈殿分離過マンガン酸カリウム滴定法 この方法は,カルシウムシリコン
    のカルシウム含有率の全範囲に適用する。
(2) 鉄分離エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム滴定法 この方法は,カルシウムシリコンのカルシウム
    含有率の全範囲に適用する。
3.2   鉄分離しゅう酸カルシウム沈殿分離過マンガン酸カリウム滴定法
3.2.1  要旨 試料を硝酸とふっ化水素酸とで分解し,過塩素酸を加え,加熱して白煙を発生させる。塩酸
で塩類を溶解した後,アンモニア水で中和して鉄などを沈殿させて除去,しゅう酸アンモニウムを加えて
しゅう酸カルシウムを沈殿させる。この沈殿を硫酸で溶解して過マンガン酸カリウム標準溶液で滴定する。
3.2.2  試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸 (1+1,1+10)
(2) 硝酸 (1+1)
(3) 過塩素酸 (60wt%)
(4) ふっ化水素酸
(5) 硫酸 (1+4)
(6) アンモニア水 (1+1)
(7) 塩化アンモニウム
(8) 塩化アンモニウム溶液 塩化アンモニウム20gを水1lに溶解し,メチルレッド溶液を指示薬として加
    え,アンモニア水 (1+1) を溶液が黄色を呈するまで滴下する。
(9) しゅう酸アンモニウム溶液(飽和,約40g/l)
(10) しゅう酸アンモニウム溶液(5g/l)

――――― [JIS G 1324 pdf 1] ―――――

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G 1324-1989
(11) 0.02mol/l過マンガン酸カリウム標準溶液(3.161gKMnO4/l)調製,保存及び標定方法は,JIS K 8001
    (試薬試験方法通則)の4.4(9)による。
(12) メチルレッド溶液 調製方法は,JIS K 8001の4.3(指示薬)による。
3.2.3  試料はかり取り量 試料はかり取り量は,0.20gとする。
3.2.4  操作
3.2.4.1  試料の分解 試料をはかり取って白金皿(100番)に移し入れ,硝酸 (1+1) 10mlを加え,ポリ
エチレン又は白金の時計皿で覆い,ふっ化水素酸約5mlを滴下して分解する。このとき反応が激しくなっ
たときは,水で冷却しながら分解する。時計皿を水で洗って取り除き,過塩素酸5mlを加え,砂浴上で加
熱蒸発して過塩素酸の白煙を発生させ,ほとんど乾固する。放冷した後,温塩酸 (1+10) 30mlを加えて可
溶性塩類を溶解し,溶液をビーカー (300ml) に洗い移す。
3.2.4.2  鉄などの分離 3.2.4.1で得た溶液に塩化アンモニウム約2gとメチルレッド溶液 [3.2.2(12)   ] 数滴
を指示薬として加え,溶液が黄色になるまでかき混ぜながらアンモニア水 (1+1) を少量ずつ加える。約5
分間煮沸した後,ろ紙(5種A)を用いてろ過し,ろ液はビーカー (300ml) に受け,主液として保存する。
ろ紙上の沈殿は少量の温塩酸 (1+10) を用いて元のビーカーに洗い落とし,ろ紙は温塩酸 (1+10) で数回,
更に温水で数回洗浄し,洗液は沈殿の入っているビーカーに受ける。加熱して沈殿を溶解した後,メチル
レッド溶液 [3.2.2(12)   ] 数滴を指示薬として加え,前と同様に沈殿を生成させてろ過し,温塩化アンモニウ
ム溶液 [3.2.2(8)   ] で洗浄し,ろ液及び洗液は主液に合わせる。
3.2.4.3  沈殿の生成及びろ過洗浄 3.2.4.2で得た溶液に溶液が赤色を呈するまで塩酸 (1+1) を加え,加
熱蒸発して液量を約150mlとする。温しゅう酸アンモニウム溶液(飽和)20mlを加え,溶液が黄色を呈す
るまでかき混ぜながらアンモニア水 (1+1) を少量ずつ加えて沈殿を生成させ,水浴上で約2時間加熱し
た後,放冷する。沈殿をろ紙(5種B)を用いてこし分け,しゅう酸アンモニウム溶液(5g/l)で2,3回,
次に冷水で5,6回洗浄する。
3.2.4.4  滴定 3.2.4.3で得た沈殿を水で元のビーカーに洗い移し,ろ紙は温硫酸 (1+4) 25mlで,次に温
水で約5回洗浄し,洗液は元のビーカーに受ける。温水で液量を約250mlとした後,約80℃に加熱し,
0.02mol/l過マンガン酸カリウム標準溶液 [3.2.2(11)   ] で滴定し,溶液が微紅色となる点を終点とする。
3.2.5  空試験 試薬だけを用いて3.2.4.13.2.4.4の手順に従って試料と並行して操作する。
3.2.6  計算 試料中のカルシウム含有率を,次の式によって算出する。
                                         (V−
                                           1 V2 )   F   .0002 004
                        カルシウム wt %=                     100
                                                  m
                      ここに, V1 :  3.2.4.4で得た0.02mol/l過マンガン酸カリウム標準溶液使用量
                                      (ml)
                                V2 :  3.2.5で得た0.02mol/l過マンガン酸カリウム標準溶液使用量
                                      (ml)
                                 F :  0.02mol/l過マンガン酸カリウム標準溶液のファクター
                                 m :  試料はかり取り量 (g)
3.3   鉄分離エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム滴定法
3.3.1  要旨 試料を塩酸と硝酸で分解し,過塩素酸を加え,加熱して白煙を発生させる。塩酸で塩類を溶
解した後,アンモニア水で中和して鉄などを沈殿させて除去し,水酸化カリウムを加えてpHを調節し,1
−(2−ヒドロキシ−4−スルホ−1−ナフチルアゾ)−2−ナフトール−3−カルボン酸(以下,NNという。)
を指示薬としてエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム標準溶液で滴定する。
3.3.2  試薬 試薬は,次による。

――――― [JIS G 1324 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    G 1324-1989
(1) 塩酸 (1+1,1+10)
(2) 硝酸 (1+1)
(3) 過塩素酸 (60wt%)
(4) ふっ化水素酸
(5) 水酸化カリウム溶液(450g/l)
(6) アンモニア水 (1+1)
(7) 水酸化マグネシウム乳 塩化マグネシウム六水和物5gを240mlの水に溶解し,水酸化ナトリウム溶
    液(200g/l)10mlを加え,激しく振り混ぜて乳状とする。
(8) 塩化アンモニウム
(9) 塩化アンモニウム溶液(20g/l) 塩化アンモニウム20gを水1lに溶解し,メチルレッド溶液を指示薬
    として加え,アンモニア水 (1+1) を溶液が黄色を呈するまで滴下する。
(10) 塩化ヒドロキシルアンモニウム溶液(60g/l)
(11) 0.01mol/lエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(以下,EDTAという。)標準溶液
    (3.722gC10H14O8N2Na2・2H2O/l) 調製及び標定方法は,JIS K 8001の4.4(5.3)による。
(12)   N指示薬 NN0.2gと硝酸カリウム20gを混合してよくすり混ぜる。
(13)   NB指示薬 1−(2−ヒドロキシ−4−スルホ−1ナフチルアゾ)−2−ナフトール3,6−ジスルホン
    酸ナトリウム塩0.2gと硝酸カリウム20gをよくすり混ぜる。
(14) メチルレッド溶液
3.3.3  試料はかり取り量 試料はかり取り量は,0.20gとする。
3.3.4  操作
3.3.4.1  試料の分解 試料をはかり取って白金皿(100番)に移し入れ,硝酸 (1+1) 10mlを加え,ポリ
エチレン又は白金の時計皿で覆い,ふっ化水素酸約5mlを滴下して分解する。このとき反応が激しくなっ
たときは,水で冷却しながら分解する。時計皿を水で洗って取り除き,過塩素酸5mlを加え,砂浴上で加
熱蒸発して過塩素酸の白煙を発生させ,ほとんど乾固する。放冷した後,温塩酸 (1+10) 30mlを加えて可
溶性塩類を溶解し,ビーカー (300ml) に洗い移す。
3.3.4.2  鉄などの分離 3.3.4.1で得た溶液に塩化アンモニウム約2gとメチルレッド溶液 [3.3.2(14)   ] 数滴
を指示薬として加え,溶液が黄色になるまでかき混ぜながらアンモニア水 (1+1) を少量ずつ加える。約5
分間煮沸した後,ろ紙(5種A)を用いてろ過し,ろ液は250mlの全量フラスコに受け,主液として保存
する。ろ紙上の沈殿は少量の温塩酸 (1+10) を用いて元のビーカーに洗い落とし,ろ紙は温塩酸 (1+10)
で数回,更に温水で数回洗浄する。加熱して沈殿を溶解した後,メチルレッド溶液 [3.3.2(14)   ] 数滴を指示
薬として加え,前と同様に沈殿を生成させてろ過する。ろ液及び洗液は主液の入っている250mlの全量フ
ラスコに受け,ろ紙上の沈殿は温塩化アンモニウム溶液 [3.3.2(9)   ] で5,6回洗浄する。常温まで冷却した
後,水で標線まで薄める。
3.3.4.3  滴定 3.3.4.2で得た溶液から25mlを分取して三角フラスコ (300ml) に移し入れ,水を加えて約
50mlに薄め,水酸化カリウム溶液4mlを加えて振り混ぜた後,3,4分間放置する。塩化ヒドロキシルア
ンモニウム溶液5mlとNN指示薬 [3.3.2(12)   ] 又はHNB指示薬 [3.3.2(13)   ] 約0.1gを加え,0.01mol/lEDTA
標準溶液 [3.3.2(11)   ] で滴定し,溶液が赤紫色から黄色に変色し始めたときに水酸化マグネシウム乳
[3.3.2(7)   ] 約4mlを加え(1),更に滴定を続け,青色に変わった点を終点とする。
    注(1) 水酸化マグネシウム乳を加えると滴定の終点の変色が明りょうになる。
3.3.5  空試験 試薬だけを用いて3.3.4.13.3.4.3の手順に従って試料と並行して操作する。

――――― [JIS G 1324 pdf 3] ―――――

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G 1324-1989
3.3.6  計算 試料中のカルシウム含有率を,次の式によって算出する。
                                         (V−
                                           1 V2 )   F   .0000 4008
                        カルシウム wt %=                      100
                                                 m  B
                      ここに, V1 :  3.3.4.3で得た0.01mol/lEDTA標準溶液使用量 (ml)
                                V2 :  3.3.5で得た0.01mol/lEDTA標準溶液使用量 (ml)
                                 F :  0.01mol/lEDTA標準溶液のファクター
                                 m :  試料はかり取り量 (g)
                                 B :  試料溶液及び空試験液の分取比
4. けい素定量方法
4.1   定量方法の区分 けい素の定量方法は,次のいずれかによる。
(1) 二酸化けい素重量法 この方法は,カルシウムシリコンのけい素含有率の全範囲に適用する。
(2) ヘキサフルオロけい酸カリウム沈殿分離水酸化ナトリウム滴定法 この方法は,カルシウムシリコン
    のけい素含有率の全範囲に適用する。
4.2   二酸化けい素重量法
4.2.1  要旨 試料を融解合剤又は水酸化ナトリウムで融解し,塩酸と過塩素酸を加え,加熱蒸発してけい
素を不溶性けい酸とする。沈殿を強熱してその質量をはかった後,ふっ化水素酸処理を行って二酸化けい
素を揮散させ,その質量をはかる。
4.2.2  試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸
(2) 塩酸 (1+1,1+2,1+10)
(3) 過塩素酸 (60wt%)
(4) ふっ化水素酸
(5) 硫酸 (1+1,1+3)
(6) 水酸化ナトリウム
(7) 融解合剤[過酸化ナトリウム2,炭酸ナトリウム(無水)1]
(8) チオシアン酸カリウム溶液(100g/l)
4.2.3  試料はかり取り量 試料はかり取り量は,0.20gとする。
4.2.4  操作
4.2.4.1  試料の分解 試料の分解は,次のいずれかによる。
(1) 融解合剤を用いて融解する場合 試料をはかり取ってニッケルるつぼ (30ml) 又はジルコニウムるつ
    ぼ (30ml) に移し入れ,融解合剤5gを加えてよくかき混ぜ,その上を1gの融解合剤で覆い,ふたを
    して初めは低温でるつぼを回転させながら内容物が溶け落ちるまで加熱する。次に,温度を上げ約
    700℃(暗赤熱)で約5分間るつぼを揺り動かしながら加熱して完全に融解した後,放冷する。るつぼ
    をふたと共に塩酸 (1+2) 60mlを入れてあるビーカー (500ml) 中に入れて融成物を溶解した後,るつ
    ぼとふたを水で洗って取り出す。
(2) 水酸化ナトリウムを用いて融解する場合 試料をはかり取ってニッケルるつぼ (30ml) 又はジルコニ
    ウムるつぼ (30ml) に移し入れ,水酸化ナトリウム5gを加えてよくかき混ぜ,熱板上で十分に脱水し
    た後,ふたをして注意しながら徐々に温度を上げて融解する。放冷した後,るつぼとふたを温水約
    100mlを入れてあるポリエチレンビーカー (300ml) 中に入れて融成物を溶解し,るつぼとふたを水で
    洗って取り出す。この溶液を室温まで冷却した後,塩酸20mlを入れてあるビーカー (500ml) 中に水

――――― [JIS G 1324 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    G 1324-1989
    で洗い移す。
4.2.4.2  けい酸の脱水処理 4.2.4.1で得た溶液に過塩素酸40mlを加え,砂浴上で加熱蒸発して濃厚な白
煙が発生した後,時計皿でふたをする。過塩素酸の蒸気がビーカーの内壁を伝わって逆流する状態で約15
分間加熱を続ける。放冷した後,塩酸 (1+1) 20ml及び温水約100mlを加えて可溶性塩類を溶解する。時
計皿を水で洗って取り除き,直ちにろ紙(5種A)を用いてろ過する。ろ液は別のビーカー (500ml) に受
ける。ビーカー内壁及び時計皿に付着した沈殿は,ポリスマン(ゴム付ガラス棒)でこすって温塩酸 (1
+10) を用いてろ紙上に洗い移した後,温塩酸 (1+10) で5回,次に温水でろ液に鉄イオンの反応がなく
なるまで(2)洗浄する。沈殿はろ紙と共に主沈殿として保存する。
    注(2) 洗液の少量を取り,チオシアン酸カリウム溶液を加えてとう(橙)赤色に呈色しなくなるまで
          洗浄する。
4.2.4.3  二酸化けい素の回収 4.2.4.2で得たろ液及び洗液に過塩素酸10mlを加え,砂浴上で加熱蒸発し
て濃厚な白煙が発生した後,時計皿でふたをする。過塩素酸の蒸気がビーカーの内壁を伝わって逆流する
状態で約15分間加熱を続ける。放冷した後,塩酸 (1+1) 20ml及び温水約100mlを加えて可溶性塩類を溶
解する。時計皿を水で洗って取り除き,直ちにろ紙(5種B)を用いてこし分ける。ビーカーの内壁及び
時計皿に付着した沈殿は,ポリスマンでこすって温塩酸 (1+10) を用いてろ紙上に洗い移した後,温塩酸
(1+10) で5回,次に温水でろ液に鉄イオンの反応がなくなるまで(2)洗浄する。ろ液及び洗液は捨てる。
4.2.4.4  灰化及びひょう量 灰化及びひょう量は,次の手順によって行う。
(1) 4.2.4.2及び4.2.4.3で得た2回の沈殿をろ紙と共に白金るつぼ(30番)に移し入れる。乾燥した後,徐々
    に加熱してろ紙を灰化する。
(2) 約1 100℃で約30分間強熱した後,デシケーター中で室温まで放冷してその質量をはかる。この操作
    を恒量となるまで繰り返す。
4.2.4.5  ふっ化水素酸処理及びひょう量 ふっ化水素酸処理及びひょう量は,次の手順によって行う。
(1) 4.2.4.4で得た白金るつぼ中の沈殿に硫酸 (1+3) 2,3滴を加えて湿し,ふっ化水素酸35mlを加え,
    注意して加熱して二酸化けい素及び硫酸を揮散させる。
(2) 約1 100℃で約30分間強熱した後,デシケーター中で室温まで放冷してその質量をはかる。この操作
    を恒量となるまで繰り返す。
4.2.5  空試験 試薬だけを用いて4.2.4.14.2.4.5の手順に従って試料と並行して操作する。
4.2.6  計算 試料中のけい素含有率を,次の式によって算出する。
                                                         0.4674
                                     [(m1−m2 )−(m3−m4 )   ]
                        けい素 wt %=                           100
                                                 m0
                      ここに, m1 :  試料について4.2.4.4(2)で得た質量 (g)
                                m2 :  試料について4.2.4.5(2)で得た質量 (g)
                                m3 :  空試験において4.2.4.4(2)で得た質量 (g)
                                m4 :  空試験において4.2.4.5(2)で得た質量 (g)
                                m0 :  試料はかり取り量 (g)
4.3   ヘキサフルオロけい酸カリウム沈殿分離水酸化ナトリウム滴定法
4.3.1  要旨 試料を融解合剤又は水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムで融解した後,硝酸に溶解し,ふ
っ化水素酸及び硝酸カリウムを加えてヘキサフルオロけい酸カリウムを沈殿させる。この沈殿をこし分け,
温水に溶解して水酸化ナトリウム標準溶液で滴定する。
4.3.2  試薬 試薬は,次による。
(1) 塩酸

――――― [JIS G 1324 pdf 5] ―――――

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