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G 1258-4

:2007

(1) 

目  次

ページ

序文

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  一般事項

1

4

  要旨

1

5

  試薬

2

6

  ICP 発光分光分析装置

2

6.1

  性能基準

2

6.2

  性能基準の調査頻度

3

7

  試料はかりとり量

3

8

  操作

3

8.1

  試料溶液の調製

3

8.2

  発光強度の測定

4

9

  空試験

4

10

  共存成分のスペクトル重なり係数

4

11

  検量線の作成

5

12

  検量線の校正

5

13

  計算

5

14

  許容差

6


G 1258-4

:2007

(2) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,社団法人日本鉄鋼連盟(JISF)から,工業標準

原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大

臣が制定した日本工業規格である。

これによって,JIS G 1258:2005 は廃止され,その一部を分割して制定したこの規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は

もたない。

JIS G 1258

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS G 1258-0

  第 0 部:一般事項

JIS G 1258-1

  第 1 部:けい素,マンガン,りん,ニッケル,クロム,モリブデン,銅,バナジウム,

コバルト,チタン及びアルミニウム定量方法−酸分解・二硫酸カリウム融解法

JIS G 1258-2

  第 2 部:マンガン,ニッケル,クロム,モリブデン,銅,タングステン,バナジウム,

コバルト,チタン及びニオブ定量方法−硫酸りん酸分解法

JIS G 1258-3

  第 3 部:けい素,マンガン,りん,ニッケル,クロム,モリブデン,銅,バナジウム,

コバルト,チタン及びアルミニウム定量方法−酸分解・炭酸ナトリウム融解法

JIS G 1258-4

  第 4 部:ニオブ定量方法−硫酸りん酸分解法又は酸分解・二硫酸カリウム融解法

JIS G 1258-5

  第 5 部:ほう素定量方法−硫酸りん酸分解法

JIS G 1258-6

  第 6 部:ほう素定量方法−酸分解・炭酸ナトリウム融解法

JIS G 1258-7

  第 7 部:ほう素定量方法−ほう酸トリメチル蒸留分離法


   

日本工業規格

JIS

 G

1258-4

:2007

鉄及び鋼−ICP 発光分光分析方法−

第 4 部:ニオブ定量方法−硫酸りん酸分解法又は

酸分解・二硫酸カリウム融解法

Iron and steel

−ICP atomic emission spectrometric method−

Part 4: Determination of niobium content

−Dissolution in phosphoric and

sulfuric acids or Dissolution in acids and fusion with potassium disulfate

序文

この規格は,JIS G 1258:2005 の

附属書 の規定内容について,一部技術的な変更を行い,かつ,JIS G 

1258

の規格群の他の部と整合性をとって作成した規格である。

1

適用範囲

この規格は,鉄及び鋼中のニオブの含有率を ICP 発光分光分析方法によって定量する方法のうち,硫酸

りん酸分解法及び酸分解・二硫酸カリウム融解法について規定する。これらの方法は,いずれもニオブ含

有率(質量分率)0.001

%以上 2.5

%以下の定量に適用する。

2

引用規格

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS G 1258-0

  鉄及び鋼−ICP 発光分光分析方法−第 0 部:一般事項

JIS Z 8402-6

  測定方法及び測定結果の精確さ(真度及び精度)−第 6 部:精確さに関する値の実用的

な使い方

3

一般事項

定量方法に共通な一般事項は,JIS G 1258-0 による。

4

要旨

試料を王水で分解し,硫酸及びりん酸を加え,加熱して三酸化硫黄の白煙を発生させる。放冷した後,

L(+)-

酒石酸及び塩酸を加えて塩類を溶解する。又は,試料を塩酸と硝酸との混酸で分解して L(+)-酒石酸

を加えた後,溶液をろ過し,残さを二硫酸カリウムで融解してろ液に合わせる。内標準元素

1)

としてイッ

トリウムを添加し,溶液を ICP 発光分光分析装置のアルゴンプラズマ中に噴霧してニオブとイットリウム

の分析線の発光強度を測定し,ニオブ発光強度のイットリウム発光強度に対する比を算出する。

注記  発光強度を測定する分析線については,JIS G 1258-0 の 5.1 に規格群共通規定が記載されてい


2

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:2007

   

る。分析線の例として,ニオブでは 309.42 nm,313.08 nm 及び 319.50 nm が,イットリウムで

は 371.03 nm が挙げられる。

1)

内標準元素及びその添加量については,JIS G 1258-0 の 5.2 に規格群共通規定が記載されてい

る。

5

試薬

試薬は,次による。

5.1

塩酸

5.2

塩酸(2+100)

5.3

硝酸

5.4

ふっ化水素酸

5.5

硫酸(1+1)

5.6

王水(塩酸 3,硝酸 1)

5.7

混酸 A(硫酸 2,りん酸 2,水 6)

5.8

混酸 B(塩酸 1,硝酸 1,水 2)

5.9

鉄  純度の高い鉄で,ニオブを含有しないか,又はニオブ含有率が低く,既知のもの。

5.10

過酸化水素

5.11

過酸化水素(1+100)

5.12

二硫酸カリウム

5.13  L(+)-

酒石酸溶液(200 g/L)

5.14

しゅう酸溶液  しゅう酸二水和物 35 g を水に溶解し,水で液量を 1 L とする。

5.15

イットリウム溶液(Y 1 mg/mL)  三酸化二イットリウム(質量分率 99.9

%以上)1.270 g をはかり

とってビーカー(200 mL)に移し入れ,塩酸(1+1)50 mL を加えて穏やかに加熱して分解する。常温ま

で冷却した後,溶液を 1 000 mL 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。

5.16

ニオブ標準液 A(Nb 1 mg/mL)  ニオブ(質量分率 99.9

%以上)0.500 0 g をはかりとって白金皿(100

番)に移し入れ,白金製のふたで覆う。ふっ化水素酸 10 mL 及び硝酸数滴を加え,加熱して分解する。白

金製のふたの下面を水で洗ってふたを取り除き,硫酸(1+1)10 mL を加え,穏やかに加熱して三酸化硫

黄の白煙を 3∼5 分間発生させる

2)

。放冷した後,水で冷却しながら過酸化水素(1+9)100 mL を加えて

塩類を溶解する。常温まで冷却した後,溶液を 500 mL の全量フラスコに過酸化水素(1+100)を用いて

移し入れ,過酸化水素(1+100)で標線まで薄める。

2)

操作の注意点として,加熱が強過ぎたり,白煙を長時間発生させ過ぎると塩類が溶解しなくな

ることが挙げられる。

5.17

ニオブ標準液 B(Nb 100 µg/mL)  ニオブ標準液 A(5.16)を必要量だけ,過酸化水素(1+100)で

正確に 10 倍に薄めてニオブ標準液 B とする。この溶液は,使用の都度調製する。

6

ICP

発光分光分析装置

6.1

性能基準

この規格で用いる ICP 発光分光分析装置は,次の性能基準のいずれをも満足するように分析線,励起条

件,測光条件などを選定しなければならない。

a)

定量下限域短時間安定性  鉄(5.9)0.500 g をはかりとってビーカー(200 mL)に移し入れ,ニオブ


3

G 1258-4

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標準液 B(5.17)を過酸化水素(1+100)で正確に 20 倍に薄めた溶液(Nb 5 µg/mL)1.0 mL[鋼中の

ニオブ含有率(質量分率)として 0.001

%に相当]を添加した後,時計皿で覆う。以下,試料溶液の

調製を 8.1 a)

によって行う場合には,8.1 a)

の 2)∼5)

の手順に従って,また,8.1 b)

によって行う場合

には,8.1 b)

の 2)∼7)

の手順に従って操作した後,8.2 の操作を連続 10 回行ってニオブの発光強度比

を 10 個求める。箇条 11 で作成した検量線を用いて 10 個のニオブ発光強度比をニオブ量に換算し,ニ

オブ量を試料 0.5 g 中のニオブ含有率[質量分率(%)

]に換算する。定量下限域短時間安定性として,

得られた 10 個の含有率換算値の標準偏差が,質量分率 0.000 5

%(定量下限域における安定性評価基

準値)以下でなければならない。

b)

定量上限域短時間安定性  鉄(5.9)0.500 g をはかりとってビーカー(200 mL)に移し入れ,ニオブ

標準液 A(5.16)12.5 mL[鋼中のニオブ含有率(質量分率)として 2.50

%に相当]を添加した後,時

計皿で覆う。以下,試料溶液の調製を 8.1 a)

によって行う場合には,8.1 a)

の 2)∼5)

の手順に従って,

また,8.1 b)

によって行う場合には,8.1 b)

の 2)∼7)

の手順に従って操作した後,8.2 の操作を,連続

10

回行ってニオブの発光強度比を 10 個求める。箇条 11 で作成した検量線を用いて 10 個のニオブ発

光強度比をニオブ量に換算し,ニオブ量を試料 0.5 g 中のニオブ含有率[質量分率(%)

]に換算する。

定量上限域短時間安定性として,得られた 10 個の含有率換算値の標準偏差が,質量分率 0.015

%(定

量上限域における安定性評価基準値)以下でなければならない。

6.2

性能基準の調査頻度

性能基準の調査は,期間を定めて定期的に行う。分析条件の変更,オーバーホールなど,装置の状態が

変わる可能性がある場合には,必ず行わなければならない。

7

試料はかりとり量

試料のはかりとり量は,0.50 g とする。

8

操作

8.1

試料溶液の調製

試料溶液の調製は,次のいずれかの手順によって行う。

a)

硫酸りん酸分解法による調製

1)

試料をはかりとってビーカー(200 mL)に移し入れ,時計皿で覆う。

2)

王水(5.6)15 mL を加え,加熱して分解した後,混酸 A(5.7)20.0 mL を加える。

3)

時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除き,引き続き加熱して濃縮し,三酸化硫黄の白煙を 4,5

分間発生させた後,放冷する。けい素含有率が質量分率 0.5

%以上の試料の場合には,三酸化硫黄

の白煙発生の手前でふっ化水素酸 3 mL を添加する。また,未分解の炭化物が認められる場合には,

わずかに放冷した後,硝酸 5 mL を加え,再び三酸化硫黄の白煙を 2,3 分間発生させる。

4) L(+)-

酒石酸溶液(5.13)10 mL 及び塩酸 10 mL を加え,穏やかに加熱して塩類を溶解する。

5)

常温まで冷却した後,内標準元素

1)

としてイットリウム溶液(5.15)を正確に 10 mL 加え,溶液を

100 mL

の全量フラスコに塩酸(2+100)を用いて移し入れ,塩酸(2+100)で標線まで薄める。

b)

酸分解・二硫酸カリウム融解法による調製

1)

試料をはかりとってビーカー(200 mL)に移し入れ,時計皿で覆う。

2)

混酸 B(5.8)25 mL を加え,穏やかに加熱して分解し,引き続き加熱して窒素酸化物などを追い出

した後,放冷する。


4

G 1258-4

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3) L(+)-

酒石酸溶液(5.13)10 mL を加え,時計皿の下面を塩酸(2+100)で洗って時計皿を取り除く。

4)

少量のろ紙パルプを加えてかき混ぜ,不溶解残さをろ紙(5 種 C)を用いてこし分け,ビーカー内

壁に付着した残さをゴム付きガラス棒を用いてこすり落としてろ紙上に移し,40∼60

℃に温めた塩

酸(2+100)及び温水を用いてろ紙に塩化鉄(Ⅲ)による黄色が認められなくなるまで洗浄する。

ろ液及び洗液はビーカー(200 mL)に集める。残さは保存する。

5)

ろ液及び洗液を穏やかに加熱して液量が約 40 mL になるまで濃縮し,約 40

℃になるまで放冷する

3)

過酸化水素 2 mL を添加して生成したニオブの沈殿を溶解し,主液として保存する。ニオブ沈殿の

溶解が不完全な場合には,過酸化水素を追加して完全に溶解する。

3)

過酸化水素を添加するときの液温が高過ぎると,過酸化水素が分解してニオブの沈殿の溶

解が不完全になるおそれがある。

6)  4)

で保存しておいた残さを,ろ紙とともに白金るつぼ(30 番)に移し入れ,加熱して乾燥し,低温

でろ紙を灰化した後,強熱する。放冷した後,残さを硫酸(1+1)2,3 滴で湿し,ふっ化水素酸 5

∼7 mL を加え,穏やかに加熱して二酸化けい素を揮散させ,更に 400

4)

以下で加熱して硫酸を揮

散させる。放冷した後,二硫酸カリウム 1.0 g を加え,白金製のふたをして初めは徐々に加熱し,次

第に温度を高めて暗赤熱状に加熱して残さを融解する。放冷した後,白金るつぼにしゅう酸溶液

5.14)15 mL を加え,穏やかに加熱して融成物を溶解し,溶液を 5)で保存しておいた主液に合わ

せる。

4)

加熱温度の注意点として,400

℃を超えて加熱するとニオブが飛散する点が挙げられる。

7)

常温まで冷却した後,内標準元素

1)

としてイットリウム溶液(5.15)を正確に 10 mL 加え,溶液を

100 mL

の全量フラスコに塩酸(2+100)を用いて移し入れ,塩酸(2+100)で標線まで薄める。

8.2

発光強度の測定

8.1 a) 5)

又は 8.1 b) 7)

で得た溶液の一部を,ICP 発光分光分析装置(箇条 6)のアルゴンプラズマ中に噴

霧して,ニオブ及び内標準元素

1)

としてイットリウムの発光強度を同時に測定し,得たニオブ発光強度の

イットリウム発光強度に対する比を求める。

なお,溶液に二酸化けい素の沈殿が認められる場合には,乾いたろ紙(5 種 C)でろ過してアルゴンプ

ラズマ中に噴霧する。

9

空試験

鉄(5.9)0.500 g をはかりとってビーカー(200 mL)に移し入れる。以下,8.1 a)

の 2)∼5)

又は 8.1 b)

2)

7),及び 8.2 の手順に従って,試料と同じ操作を試料と併行して行う。

10

共存成分のスペクトル重なり係数

あらかじめ各共存成分 j の発光スペクトルの,ニオブの分析線への重なりについて調べる。スペクトル

の重なりがある場合には,スペクトル重なり補正係数 L

j

を次の手順によって求める。

注記  共存成分のスペクトル重なり係数については,JIS G 1258-0 の 5.4 に規格群共通規定が記載さ

れている。

a)

箇条 11 の手順に従ってニオブ含有率(質量分率)0∼0.20

%の検量線を作成する。

b)

共存成分 j を段階的に 3 水準又は 4 水準添加した,鉄と共存成分 j の二元系溶液(鉄量は,共存成分

量との合計が 0.500 g となるように加える。

)を,8.1 a)

又は 8.1 b)

の手順に従って試料と同じ操作を行

って調製した後,8.2 の操作を行う。


5

G 1258-4

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c)

b)

で得た発光強度比から a)

で作成した検量線を用いて見かけのニオブ量を求め,試料中の見かけの

ニオブ含有率[質量分率(%)

]に換算した値

Δ

Nb

を求める。

d)

二元系溶液の共存成分 j の試料中含有率換算値 M

j

[質量分率(%)

]を X,対応した

Δ

Nb

[質量分率

(%)

]を として,両者の一次回帰式(aX b)の係数 及び の値を求める。

e)

d)

で求めた一次回帰式のこう配 を,ニオブに対する共存元素 j のスペクトル重なり補正係数 L

j

とす

る。

11

検量線の作成

検量線の作成は,次の手順によって行う。検量線用溶液は,試料と同じ手順で調製するが,試料と併行

には調製しなくてもよい。また,発光強度の測定も,検量線の校正を行う場合には,試料と併行に測定し

なくてもよい。

注記  検量線の作成については,JIS G 1258-0 の 5.5 に規格群共通規定が記載されている。

a)

表 に規定する試料中のニオブ含有率の範囲ごとに 7 個のビーカー(200 mL)を準備し,それぞれに

鉄(5.9)0.500 g をはかりとって移し入れる。

b)

表 に従ってニオブ標準液を正確に加える。

c)

8.1 a)

の 2)∼5)

又は 8.1 b)

の 2)∼7)

によって検量線用溶液を調製し,各検量線用溶液について 8.2 によ

って発光強度比を求める。

d)

各検量線用溶液の発光強度比と添加したニオブ量との関係線を作成して検量線とする。

表 1−検量線用溶液への標準液添加量

単位  mL

試料中のニオブ含有率

[質量分率(%)

使用するニオブ標準液

ニオブ標準液添加量

0.001

以上  0.20 以下

ニオブ標準液 B(5.17 

0

a)

,0.5,2,4,6,8,10

0.20

以上  2.50 以下

ニオブ標準液 A(5.16 

0

a)

,1,2,4,7,10,12.5

a)

ゼロメンバー

12

検量線の校正

試料溶液の発光強度比測定時に,作成した検量線に経時変化があるときは,ニオブ添加量が異なる 2 個

の検量線用溶液

5)

を用意して,8.2 によって発光強度比を測定し,得た発光強度比の検出量換算値が検量線

作成時におけるそれら溶液の検出量換算値と一致するように,検量線を校正する。

5)

例えば,検量線用溶液の上限及び下限の 2 個を用いる。

13

計算

計算は,次の手順によって行う。

注記  計算については,JIS G 1258-0 の 5.6 に規格群共通規定が記載されている。

a)

未補正含有率の算出  8.2 及び空試験(箇条 9)で得た発光強度比を,箇条 11 で作成した検量線又は

箇条 12 で校正した検量線を用いてニオブ量に換算し,試料中のニオブの未補正含有率を式

(1)

によっ

て算出する。

100

3

2

1

×

+

m

m

m

m

'

Nb

 (1)


6

G 1258-4

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ここに,  Nb': 試料中のニオブの未補正含有率[質量分率(%)

m

1

: 試料溶液中のニオブ検出量(g)

m

2

: 空試験液中のニオブ検出量(g)

m

3

: 空試験ではかりとった鉄(5.9)中のニオブ量(g)

m

: 試料はかりとり量(g)

b

)

定量値の算出  a)

で得た未補正含有率(Nb'

,箇条 10 e)

で求めたスペクトル重なり補正係数(L

j

及び他の方法又は ICP 発光分光分析方法で得た共存成分の含有率(W

j

)から,試料中のニオブ含有率

を式

(2)

によって算出する。

Nb

Nb'

Σ

(L

j

×W

j

)  (2)

ここに,

Nb

: 試料中のニオブ含有率[質量分率(%)

Nb'

: a)

で得たニオブの未補正含有率[質量分率(%)

L

j

: 箇条 10 e)

で得た共存成分 j のスペクトル重なり補正係数

W

j

: 試料中の共存成分 j の含有率[質量分率(%)

14

許容差

許容差は,

表 による。

表 2−許容差

試料溶液調製方法

ニオブ定量値の平均値

[質量分率(%)

室内再現許容差

[質量分率(%)

室間再現許容差

[質量分率(%)

硫酸りん酸分解法 0.001 以上  2.5 以下

(n)

×[0.008 5×(Nb)+0.000 2]

(n)

×[0.018 4×(Nb)+0.000 2]

酸分解・二硫酸カリ

ウム融解法

0.001

以上  2.5 以下

(n)

×[0.012 5×(Nb)+0.000 3]

(n)

×[0.024 4×(Nb)+0.000 7]

許容差計算式中の (n)

の値は,JIS Z 8402-6 

表 1(許容範囲の係数)による。の値は,室内再現許容差の

場合は同一分析室内における分析回数,室間再現許容差の場合は分析に関与した分析室数である。また,

Nb

は,許容差を求めるニオブ定量値の平均値[質量分率(%)

]である。

注記  この許容差は,ニオブ含有率(質量分率)0.004

%以上 2.3

%以下の試料を用いて共同実験を行った結果

から求めた値である。