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G 1311-3

:2012

(1)

目  次

ページ

1  適用範囲  

1

2  引用規格  

1

3  一般事項  

1

4  定量方法の区分  

1

5  二酸化けい素重量法  

1

5.1  要旨  

1

5.2  試薬  

1

5.3  試料はかりとり量  

2

5.4  操作  

2

5.5  計算  

3

6  モリブドけい酸青吸光光度法  

3

6.1  要旨  

3

6.2  試薬  

3

6.3  試料はかりとり量  

4

6.4  操作  

4

6.5  空試験  

5

6.6  検量線の作成  

5

6.7  計算  

6

7  ICP 発光分光法  

6

7.1  要旨  

6

7.2  試薬  

6

7.3  試料はかりとり量  

7

7.4  操作  

7

7.5  空試験  

7

7.6  検量線の作成  

7

7.7  計算  

7


G 1311-3

:2012

(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,日本フェロアロイ協会(JFA)及び一般財団

法人日本規格協会(JSA)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 1311:1998 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又は実用新案権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及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

JIS G 1311 の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS G 1311-1  第 1 部:マンガン定量方法

JIS G 1311-2  第 2 部:炭素定量方法

JIS G 1311-3  第 3 部:けい素定量方法

JIS G 1311-4  第 4 部:りん定量方法

JIS G 1311-5  第 5 部:硫黄定量方法

JIS G 1311-6  第 6 部:ほう素定量方法

JIS G 1311-7  第 7 部:窒素定量方法


日本工業規格

JIS

 G

1311-3

:2012

フェロマンガン分析方法−第 3 部:けい素定量方法

Method for chemical analysis of ferromanganese-

Part 3: Determination of silicon content

適用範囲 

この規格は,フェロマンガン中のけい素の定量方法について規定する。

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。この引用

規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS G 1301  フェロアロイ−分析方法通則

一般事項 

分析方法に共通な一般事項は,JIS G 1301 による。

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。

a)  二酸化けい素重量法  この方法は,けい素含有率 0.1 %(質量分率)以上 3.0 %(質量分率)以下の試

料に適用する。

b)  モリブドけい酸青吸光光度法  この方法は,けい素含有率 0.01 %(質量分率)以上 1.0 %(質量分率)

以下の試料に適用する。

c)  ICP 発光分光法  この方法は,けい素含有率 0.01 %(質量分率)以上 0.3 %(質量分率)以下の試料

に適用する。

二酸化けい素重量法 

5.1 

要旨 

試料を硝酸及び塩酸で分解し,過塩素酸又は硫酸を加えて,加熱して白煙を発生させてけい素を不溶性

けい酸とし,こし分けた後,強熱して恒量とし,その質量をはかる。ふっ化水素酸を加え,加熱して二酸

化けい素を四ふっ化けい素として揮散させ,強熱して恒量とした後,その質量をはかる。

5.2 

試薬 

試薬は,次による。

5.2.1 

塩酸 

5.2.2 

塩酸(110 

5.2.3 

硝酸(11 


2

G 1311-3

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5.2.4 

過塩素酸 

5.2.5 

ふっ化水素酸 

5.2.6 

硫酸(1113 

5.2.7 

過酸化水素(19 

5.2.8 

炭酸ナトリウム 

5.2.9 

チオシアン酸カリウム溶液(100 g/L 

5.3 

試料はかりとり量 

試料はかりとり量は,

表 に従って,0.1 mg の桁まではかる。

表 1−試料はかりとり量及び過塩素酸添加量 

けい素含有率

%(質量分率)

試料はかりとり量

g

過塩素酸添加量

mL

0.1 以上  1.0 未満 
1.0 以上  3.0 以下

3.0 
1.0

40 
20

5.4 

操作 

警告  過塩素酸の蒸気は,アンモニア,亜硝酸蒸気又は有機物が存在すると爆発する危険がある。蒸

気は,過塩素酸を使用しても安全な排気設備を備えた場所で処理しなければならない。

5.4.1 

試料の分解 

試料の分解は,次の手順によって行う。

a)  試料をはかりとってビーカー(300 mL)に移し入れ,時計皿で覆う。

b)  硝酸(1+1)20 mL 及び塩酸 5∼10 mL を加え,穏やかに加熱して分解する。

c)  過塩素酸を表 に従って加え,加熱して過塩素酸の白煙を発生させ,引き続き過塩素酸の蒸気がビー

カーの内壁を伝わって還流する状態で約 20 分間加熱を続ける。

d)  放冷した後,熱水約 100 mL を加え,かき混ぜながら過酸化水素(1+9)を滴加して二酸化マンガン

などを分解するとともに,加熱して可溶性塩類を溶解する。時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り

除く。

なお,長時間加熱する不溶性けい酸は再び可溶性になるので,沸騰時間はなるべく短時間にし,直

ちにろ過する。

5.4.2 

沈殿の処理 

沈殿の処理は,次の手順によって行う。

a)  5.4.1 の d)で得た溶液を,直ちにろ紙(5 種 B)及び少量のろ紙パルプを用いてろ過する。

b)  ビーカーの内壁に付着した沈殿を,ポリスマン(ゴム付きガラス棒)でこすって 40∼60  ℃に加熱し

た塩酸(1+10)を用いてろ紙上に洗い移す。

c) 40∼60  ℃に加熱した塩酸(1+10)で鉄(III)イオンの反応が認められなくなるまで洗浄し

1)

,次に

温水で洗浄する。

なお,

洗浄を行った沈殿中に不溶解残さが認められない場合には,

次の d)及び e)の操作は行わない。

d)  沈殿物などをろ紙とともに白金るつぼ(30 番)に移し入れ,加熱してろ紙を乾燥,灰化した後,これ

に約 3 g の炭酸ナトリウムを加えて加熱融解する。放冷した後,融成物を白金るつぼとともに元のビ

ーカーに移し入れ,温水 100 mL を加えて融成物を溶解する。白金るつぼを水で洗って取り出し,ビ

ーカーを時計皿で覆い,酸性となるまで少量ずつ塩酸を加えて塩類を溶解する。


3

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e)  過塩素酸 25 mL を加えて加熱し,蒸発した過塩素酸の蒸気が,ビーカーの内壁を伝わって逆流する状

態で約 20 分間加熱を継続する。

1)

  洗液の一部をとり,チオシアン酸カリウム溶液(100 g/L)を滴加したとき,洗液がとう(橙)

赤色を示さなくなることによって確認することができる。

5.4.3 

ろ過及び洗浄 

放冷した後,熱水約 100 mL を加え,かき混ぜながら過酸化水素(1+9)を滴加して二酸化マンガンな

どを分解するとともに可溶性塩類を溶解する。時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除き,溶液をろ紙

(5 種 B)及び少量のろ紙パルプを用いてろ過する。次に,再び 5.4.2 b)以降の手順に従って操作する。

5.4.4 

ろ紙の灰化及び沈殿のひょう量 

ろ紙の灰化及び沈殿のひょう量は,次の手順によって行う。

a)  5.4.3 で得た沈殿を加熱してろ紙とともに白金るつぼ(30 番)に移し入れる。

b) 100∼250  ℃で加熱してろ紙を乾燥した後,強熱してろ紙を灰化する。

c)  約 1 100  ℃で約 30 分間強熱し,デシケーター中で常温まで放冷した後,白金るつぼの質量をはかる。

d)  c)  の操作を恒量(強熱前後の質量差が 0.3 mg 以下)になるまで繰り返す。

5.4.5 

沈殿のふっ化水素酸処理及びひょう量 

沈殿の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。

a)  5.4.4 d)で恒量となった白金るつぼ中の残さを硫酸(1+3)2,3 滴を加えて湿らせ,ふっ化水素酸 3∼

5 mL を加え,加熱して二酸化けい素及び硫酸を揮散させる。

b)  約 1 100  ℃で約 30 分間強熱し,デシケーター中で常温まで放冷した後,白金るつぼの質量をはかる。

c)  b)の操作を恒量(強熱前後の質量差が 0.3 mg 以下)になるまで繰り返す。

5.5 

計算 

次の式によって,試料中のけい素含有率を算出する。

(

)

100

4

467

.

0

1

3

2

×

×

=

m

m

m

Si

ここに,

Si

試料中のけい素含有率[

%

(質量分率)

m

1

試料はかりとり量(

g

m

2

試料について 5.4.4 d)で得た質量(

g

m

3

試料について 5.4.5 c)で得た質量(

g

モリブドけい酸青吸光光度法 

6.1 

要旨 

試料を硝酸及び塩酸で分解し,不溶解残さ中のけい素を四ほう酸ナトリウムで融解して回収する。七モ

リブデン酸六アンモニウムを加えてけい素をモリブドけい酸とし,しゅう酸を加えてりん,ひ素,鉄など

の影響を除いた後,硫酸アンモニウム鉄(

II

)を加えてモリブドけい酸青を生成させ,分光光度計を用い

て,吸光度を測定する。

6.2 

試薬 

試薬は,次による。ただし,水は全てけい素含有率の低い蒸留水を使用する。

6.2.1

塩酸(11

6.2.2

硝酸(11

6.2.3

七モリブデン酸六アンモニウム溶液  七モリブデン酸六アンモニウム四水和物

100 g

を温水に溶解


4

G 1311-3

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し,室温まで冷却した後,水を加えて液量を

1 000 mL

とする。この溶液は使用の都度,ろ過して使用する。

6.2.4

硫酸アンモニウム鉄(II)溶液  硫酸アンモニウム鉄(

II

)六水和物

150 g

を温水

500 mL

及び硫酸

1

1

200 mL

を加えて溶解し,室温まで冷却した後,ろ紙(

5

A

)を用いてろ過する。ろ紙を水で数

回洗浄し,水を加えて液量を

1 000 mL

とする。

6.2.5

しゅう酸溶液  しゅう酸二水和物

100 g

を温水に溶解し,室温まで冷却した後,水を加えて液量を

1 000 mL

とする。

6.2.6

マンガン  けい素含有率

0.000 5 %

(質量分率)以下のマンガン。

6.2.7

鉄  けい素含有率

0.001 %

(質量分率)以下の鉄。

6.2.8

四ほう酸ナトリウム(無水)

けい素含有率ができるだけ低いもの。

6.2.9

けい素標準液 ASi100 μg/mL

二酸化けい素[

99.9 %

(質量分率)以上]を約

1 000

℃で強熱

し,デシケーター中で室温まで放冷してその質量をはかる操作を恒量(強熱前後の質量差が

0.3 mg

以下)

となるまで繰り返した後,その

0.428 g

を白金るつぼ(

30

番)に取り,炭酸ナトリウム

2.5 g

を加えて混合

し,加熱して融解する。放冷した後,融成物を水に溶解し,

1 000 mL

の全量フラスコに水を用いて移し入

れ,水で標線まで薄めて原液(

Si

200 μg/mL

)とする。この原液を使用の都度,必要量だけ水で正確に

2

倍に薄めて,けい素標準液

A

とする。

6.2.10

けい素標準液 BSi50 μg/mL

6.2.9 の原液(

Si

200 μg/mL

)を使用の都度,必要量だけ水で正

確に

4

倍に薄めて,けい素標準液

B

とする。

6.3 

試料はかりとり量 

試料はかりとり量は,

表 に従って,

0.1 mg

の桁まではかる。

表 2−試料はかりとり量及び酸の使用量 

けい素含有率

%(質量分率)

試料はかりとり量

g

酸の使用量

mL

硝酸(1+1) 塩酸(1+1)

 0.01 以上 0.1 未満 
 0.1 以上 1.0 以下

0.50 
0.10

15 
10

10

5

6.4 

操作 

6.4.1 

試料溶液の調製 

試料溶液の調製は,次の手順によって行う。

a)

試料をはかりとってビーカー(

200 mL

)に移し入れる。

b)

硝酸(

1

1

)を試料のはかりとり量に応じて

表 に従って加え,時計皿で覆い,穏やかに加熱して分

解する。

c)

大部分の試料が分解してから,塩酸(

1

1

)を試料はかりとり量に応じて

表 に従って加え,析出し

たマンガン酸化物などを分解する。

d)

温水

20 mL

を加えて加熱し,沸騰させて窒素酸化物を除去する。

e)

室温まで冷却した後,時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除く。

f)

溶液をろ紙(

5

B

)を用いて

100 mL

の全量フラスコにろ過し,不溶解残さ及びろ紙を少量の温水で

洗浄する。ろ液及び洗液は主液として保存する。不溶解残さ及びろ紙も保存する。

なお,このとき,ろ液と洗液との合量が約

70 mL

を超えないようにする。

6.4.2 

不溶解残さの処理 


5

G 1311-3

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不溶解残さの処理は,次の手順によって行う。

a)

6.4.1 f)で得た不溶解残さ及びろ紙を白金皿(

30

番)に移し入れる。

b)

加熱して乾燥した後,強熱してろ紙を灰化し,放冷する。

c)

四ほう酸ナトリウム(無水)

6.2.8

1.0 g

を加えて混合し,白金るつぼに蓋をして初めは低温で加熱

する。

d)

内容物が融解してから,

1 100

℃で約

30

分間強熱して完全に融解し,放冷する。

e)

塩酸(

1

1

20 mL

を加え,穏やかに加熱して融成物を溶解する。

f)

常温まで冷却した後,溶液を 6.4.1 f)で保存しておいた主液に加える。

g)

白金るつぼ及び蓋を水で洗い,洗液を主液に加える。

h)

水で標線まで薄める。

6.4.3 

呈色 

呈色は,次の手順によって行う。

a)

6.4.2 h)で得た溶液を表 に従って分取し,

100 mL

の全量フラスコに移し入れる。

b)

七モリブデン酸六アンモニウム溶液(6.2.3)を

表 に従って加え,振り混ぜて

10

分間放置する。

c)

しゅう酸溶液(6.2.5)を

表 に従って加えて振り混ぜ,

30

秒間以内に硫酸アンモニウム鉄(

II

)溶液

6.2.4

5 mL

を加えて振り混ぜた後,水で標線まで薄める

2)

2)

呈色溶液は,液温が

20

30

℃のときは,呈色した後,

60

分間は安定しているが,液温が

15

以下,又は

35

℃以上のときは,低値を示す原因となるので,操作中の液温に注意する必要

がある。

表 3−試料溶液の分取量及び試薬添加量 

けい素含有率

%(質量分率)

分取量

mL

七モリブデン酸六アンモニ

ウム溶液(6.2.3)添加量

mL

しゅう酸溶液(6.2.5

添加量

mL

 0.01 以上 0.1 未満 
 0.1 以上 1.0 以下

20 
10

15 
10

25 
15

6.4.4 

吸光度の測定 

吸光度の測定は,6.4.3 c)で得た呈色溶液の一部を分光光度計の吸収セルに取り,水を対照液として波長

810 nm

付近における吸光度を測定する。

なお,波長

810 nm

付近で測定した吸光度が

0.7

を超える場合は,波長

660 nm

付近で測定する。ただし,

その場合には,検量線も波長

660 nm

付近で測定したものを使用する。

6.5 

空試験 

空試験は,マンガン(6.2.6)及び鉄(6.2.7)を,試料中の含有率に応じて

表 に従ってはかりとり,ビ

ーカー(

200 mL

)に移し入れ,時計皿で覆う。6.4.1 b)6.4.4 の手順に従って試料と同じ操作を試料と並

行して行う。

6.6 

検量線の作成 

検量線の作成は,次の手順によって試料と並行して行う。

a)

けい素含有率の範囲ごとに数個のビーカー(

200 mL

)を準備する。

b)

それぞれに

表 に従ってはかりとったマンガン及び鉄を移し入れ,時計皿で覆う。

c)

6.4.1 b)6.4.2 g)の手順に従って試料と同じ操作を行う。


6

G 1311-3

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d)

表 に従って,けい素標準液

A

6.2.9)又はけい素標準液

B

6.2.10)を段階的に添加する。

e)

6.4.2 h)6.4.4 の手順に従って試料と同じ操作を行い,得た吸光度とけい素標準液として加えたけい素

量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線とする。

表 4−マンガン及び鉄のはかりとり量並びにけい素標準液添加量 

けい素含有率

%(質量分率)

マンガン及び鉄のはかりとり量

g

けい素標準液添加量

mL

マンガン

6.2.6

6.2.7

 0.01 以上 0.1 未満 
 0.1 以上 1.0 以下

0.375 
0.075

0.125 
0.025

けい素標準液 B(6.2.10)0∼10.0

けい素標準液 A(6.2.9)0∼10.0

6.7 

計算 

6.4.4 及び 6.5 で得た吸光度と 6.6 で作成した検量線からけい素量を求め,試料中のけい素含有率を,次

の式によって算出する。

100

4

2

1

×

=

m

A

A

Si

ここに,

Si

試料中のけい素含有率[

%

(質量分率)

m

4

試料はかりとり量(

g

A

1

試料溶液中のけい素検出量(

g

A

2

空試験で得られたけい素検出量(

g

7 ICP 発光分光法 
7.1 

要旨 

試料を硝酸及び過酸化水素で分解し,不溶解残さを炭酸ナトリウムで処理後,

ICP

発光分光分析装置の

アルゴンプラズマ中に噴霧し,けい素の発光強度を測定する。

7.2 

試薬 

試薬は,次による。ただし,水は全てけい素含有率の低い蒸留水を使用する。

7.2.1

硝酸(11

7.2.2

過酸化水素

7.2.3

炭酸ナトリウム

7.2.4

マンガン溶液(Mn40 mg/mL

けい素含有率

0.001 %

(質量分率)以下のマンガン

4.0 g

をはか

りとってポリテトラフルオロエチレン(以下,

PTFE

という。

)製ビーカー(

300 mL

)に移し入れ,塩酸(

1

1

50 mL

を加え,硝酸

15 mL

を数回に分けて添加し,加熱してマンガンを分解する。常温まで冷却し

た後,

100 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。

7.2.5

鉄溶液(Fe20 mg/mL

けい素含有率

0.001 %

(質量分率)以下の鉄

2.0 g

をはかりとって

PTFE

製ビーカー(

300 mL

)に移し入れ,塩酸(

1

1

30 mL

を加え,硝酸

10 mL

を数回に分けて添加し,分解

する。反応が穏やかになったら加熱して鉄を分解する。常温まで冷却した後,

100 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。

7.2.6

けい素標準液(Si200 μg/mL)  二酸化けい素[

99.9 %

(質量分率)以上]を

1 000

℃(

900

1 100

℃)

で強熱し,デシケーター中で室温まで放冷してその質量をはかる操作を恒量(強熱前後の質量差が

0.3 mg

以下)となるまで繰り返した後,その

0.856 g

を白金るつぼ(

30

番)に取り,炭酸ナトリウム

4.0 g

を加え


7

G 1311-3

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て混合し,加熱して融解する。放冷した後,融成物を水に溶解し,

1 000 mL

の全量フラスコに水を用いて

移し入れ,水で標線まで薄めて原液(

Si

400 μg/mL

)とする。この原液を使用の都度,必要量だけ水で正

確に

2

倍に薄めてけい素標準液とする。

7.3 

試料はかりとり量 

試料はかりとり量は

1.0 g

とし,

0.1 mg

の桁まではかる。

7.4 

操作 

7.4.1 

試料溶液の調製 

試料溶液の調製は,次の手順によって行う。

a)

試料をはかりとって,

PTFE

製ビーカー(

200 mL

)に移し入れ,

PTFE

製蓋で覆う。

b)

蓋を少しずらして硝酸(

1

1

20 mL

を加え,加熱して分解する。反応が落ち着いたら過酸化水素を

数滴滴加し,加熱して試料及び遊離した炭素が完全に溶けるまで過酸化水素の滴加を繰り返して分解

する。

c)

放冷した後,

PTFE

製蓋の下面を水で洗って取り除く。温水約

20 mL

を加え,加熱して可溶性塩類を

溶解し,

PTFE

製ビーカー(

200 mL

)に,ろ紙(

5

C

)を用いてろ過し,温水で数回洗浄する。ろ液

及び洗液は主液として保存する。

なお,このとき,ろ液と洗液の合量が

60 mL

を超えないようにする。

d)

不溶解残さ及びろ紙を白金るつぼに入れ,加熱して灰化する。冷却した後,炭酸ナトリウム

2.0 g

を加

えて,約

850

℃以上に加熱して融解する。放冷した後,融成物を白金るつぼとともに主液を保存して

ある

PTFE

製ビーカーに移し入れ,加熱して融成物を溶解する。白金るつぼを水で洗って白金るつぼ

を取り出す。

e)

溶液を

100 mL

の全量フラスコに,ろ紙(

5

B

)を用いてろ過し,温水で数回洗浄する。常温まで冷

却した後,水で標線まで薄める。

7.4.2 

発光強度の測定 

7.4.1 e)で得た溶液の一部を

ICP

発光分光分析装置のアルゴンプラズマ中に噴霧し,波長

251.61 nm

212.42 nm

又は

288.16 nm

のいずれかのけい素の発光強度を測定する。

7.5 

空試験 

PTFE

製ビーカー(

200 mL

)に,試料中に含まれるマンガン,鉄の量と同量のマンガン溶液(

Mn

40 mg/mL

7.2.4)及び鉄溶液(

Fe

20 mg/mL

7.2.5)を添加する。硝酸(

1

1

20 mL

及び試料溶液の調製に用

いた量の過酸化水素を添加し,

PTFE

製蓋で覆う。溶液を加熱して過酸化水素を分解する。次に 7.4.1 c)

e)の手順に従って試料と同じ操作を,試料と並行して行う。

7.6 

検量線の作成 

検量線の作成は,次の手順によって行う。

a)

数個の

PTFE

製ビーカー(

200 mL

)を準備し,それぞれに試料中に含まれるマンガン,鉄の量と同量

のマンガン溶液(

Mn

40 mg/mL

7.2.4)及び鉄溶液(

Fe

20 mg/mL

7.2.5)をはかりとり,けい

素標準液(7.2.6

0

15.0 mL

(けい素として

0

3 000 μg

)を,段階的に取り,

PTFE

製の蓋で覆う。

次に 7.4.1 c)7.4.2 の手順に従って試料と同じ操作を行う。

b)

7.4.2 で得た発光強度とけい素量との関係を作成して検量線とする。

7.7 

計算 

7.6 で作成した検量線から 7.4.2 及び 7.5 で得た発光強度に対応するけい素量(

g

)を求め,試料中のけい

素含有率を,次の式によって算出する。


8

G 1311-3

:2012

100

5

4

3

×

=

m

A

A

Si

ここに,

Si

試料中のけい素含有率[

%

(質量分率)

A

3

試料溶液中のけい素検出量(

g

A

4

空試験で得られたけい素検出量(

g

m

5

試料はかりとり量(

g