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K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日

本工業規格である。

JIS K 0400-15-10

は,次に示す各部からなる。

JIS

K

0400-15-10

  水質−アルカリ度の測定−第 1 部:全及び混合アルカリ度の測定

JIS

K

0400-15-20

  水質−アルカリ度の測定−第 2 部:炭酸塩アルカリ度の測定

JIS K 0400-15-10

には,次に示す附属書がある。

附属書(参考)  アルカリ度の値を代替単位に変換する場合の係数


K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

(1) 

目次

ページ

序文

1

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  定義

2

4.

  原理

2

5.

  試薬

2

6.

  装置

3

7.

  サンプリング方法及び試料の取扱い

4

8.

  手順

4

8.1

  電位差滴定法

4

8.1.1

  pH8.3 混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)の測定

4

8.1.2

  全アルカリ度の測定

4

8.2

  目視法

4

8.2.1

  pH8.3 混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)の測定

4

8.2.2

  全アルカリ度の測定

5

9.

  試験結果の表現

5

9.1

  計算

5

9.1.1

  pH8.3 混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)

5

9.1.2

  全アルカリ度

5

10.

  試験報告

5

附属書(参考)  アルカリ度の値を代替単位に変換する場合の係数

6


日本工業規格

JIS

 K

0400-15-10

 : 1998

 (ISO

9963-1

 : 1994

)

水質−アルカリ度の

測定−

第 1 部:全及び混合アルカリ度の測定

Water quality

−Determination of alkalinity−

Part 1 : Determination of total and composite alkalinity

序文  この規格は,1994 年に発行された ISO 9963-1, Water quality−Determination of alkalinity−Part 1

Determination of total and composite alkalinity

を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作

成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,原国際規格にない事項である。

1.

適用範囲  この規格は,滴定法によるアルカリ度の測定について規定する。この方法は,天然水,処

理水及び廃水を対象とし,20mmol/までのアルカリ度の水に直接適用することができる。この濃度よりも

高い試料の場合,試料量を少なくして分析を行う。推奨できる下限は 0.4mmol/である。炭酸塩の形態を

とる懸濁物が共存すると分析の妨害になるので,滴定する前にろ過して妨害を減少させることができる。

終点検出に pH 計を用いると,指示薬法よりも妨害が減少する傾向がある。

2.

引用規格  次に掲げる規格は規定を含んでおり,この規格に引用することによって,この規格の規定

を構成する。この規格制定の時点では,次に示す版が有効であった。すべて規格は改正されることがあり,

この規格に基づいて契約を結ぶ関係者は,次の規格の最新版の適用の可能性を調査されたい。

JIS K 8005

  容量分析用標準物質

JIS K 8102

  エタノール(95)  (試薬)

JIS K 8180

  塩酸(試薬)

JIS K 8637

  チオ硫酸ナトリウム五水和物(試薬)

JIS K 8799

  フェノールフタレイン(試薬)

JIS K 8840

  ブロモクレゾールグリーン(試薬)

JIS K 8896

  メチルレッド(試薬)

ISO 385-1 : 1984, Laboratory glassware

−Burettes−Part 1 : General requirements

ISO 3696 : 1987, Water for analytical laboratoryuse

−Specification and test methods

ISO 5667-1 : 1980, Water quality

−Sampling−Part 1 : Guidance on the design of sampling programmes

ISO 5667-2 : 1991, Water quality

−Sampling−Part 2 : Guidance on sampling techniques

ISO 6107-2 : 1989, Water quality

−Vocabulary−Part 2


2

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

IEC 60746-2 : 1982, Expression of performance of electrochemical analyzers

−Part 2 : pH Value

3.

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,次による。

3.1

アルカリ度 (alkalinity) (A)    水素イオンと反応できる水溶液の定量的容量  [ISO 6107-2]。

3.2

メチルレッド(メチルオレンジ)アルカリ度  [methyl red (methyl orange) endpoint alkalinity]    水中

の炭酸水素塩,炭酸塩及び水酸化物の濃度を評価するために,メチルレッド(メチルオレンジ)指示薬に

よる終点 (pH4.5) までの滴定法によって求めた値  (A

T

)

3.3

フェノールフタレインアルカリ度  (phenolphthlein endpoint alkalinity) :  混合アルカリ度 (composite 

alkalinity) (A

p

  フェノールフタレイン指示薬による終点 (pH8.3) までの滴定法によって測定された水中

の水酸化物の全量及び炭酸塩の含有量の半量に起因する部分的なアルカリ度  [ISO 6107-2]。

備考  水のアルカリ度は,本来,炭酸水素塩,炭酸塩及び水酸化物の濃度の関数である。他の緩衝物

質 (X),すなわちアンモニア,ほう酸塩,りん酸塩,けい酸塩及び有機陰イオンもアルカリ度

に含まれる。

A

p

c

(CO

3

2-

)

c

(CO

2aq

)

c

(OH

-

)

c

(H

)

c

(X)

A

T

≈ 2

c

(CO

3

2-

)

c

(HCO

3

-

)

c

(OH

-

)

c

(H

)

c

(X)

定義によれば,pH 値 8.3 以下の水は,混合アルカリ度はゼロとなる。

4.

原理  試料を酸標準液を用いて pH8.3 及び pH4.5 の終点値まで滴定する。目視又は電位的に求められ

たこれらの終点は,主要な三種類の成分,すなわち,炭酸水素塩,炭酸塩及び水酸化物の定量に対する当

量点である。pH8.3 の終点は,炭酸塩及び二酸化炭素の当量濃度と近似しており,水酸化物の全量と共存

する炭酸塩の半量に相当する。pH4.5 の終点では,水素イオン及び炭酸水素塩の当量点にほぼ等しく,試

料の全アルカリ度を示す。

メチルオレンジ及びメチルレッドは過去において全アルカリ度の指示薬として常用されてきたが,アル

カリ度の滴定結果において異なる他の終点検出システムの結果との間にわずかながら差異を生じている。

この規格の方法によるアルカリ度の場合,

5.6

に示すブロモクレゾールグリーン−メチルレッド混合指示薬

を使用する。

備考  当量点は,全無機炭酸塩濃度のほかにイオン強度に依存するので,選択した終点が常に最適の

ものとはいえない。

5.

試薬  分析用と認められた試薬だけを用いる。市販の既製溶液を用いてもよい。

5.1

水  ISO 3696 の grade 2 の水,すなわち,妨害になる濃度の酸又はアルカリが共存しないで,電気伝

導率が 0.1mS/m 未満の水。

5.2

炭酸ナトリウム

c

 (Na

2

CO

3

≈ 0.025mol/標準液  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 (Na

2

CO

3

) 3

∼5g を 250±10℃で 4 時間乾燥させ,

デシケーター内で放冷した後,

その 2.65±0.20g

(質量は 0.001g まではかる)を全量フラスコ 1 000ml にとり,水に溶かし,1 000ml に薄める。

この溶液は,4∼8℃の冷蔵庫に貯蔵すれば,少なくとも 1 か月間は安定である。

5.3

塩酸

c

 (HCl) 

≈ 0.10mol/l  JIS K 8180 に規定する塩酸 (1.16g/ml) 8.6±0.1ml を全量フラスコ 1 000ml

にとり,水で薄める。この溶液は電位差検出法(5.3.1)又は目視終点検出法(5.3.2)を用いて標定する。


3

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

5.3.1

電位差検出法  炭酸ナトリウム溶液(5.2)25.0±0.1ml (V

1

)

をピペットで滴定容器にとり,水(5.1)75

±5ml を加え,マグネチックスターラーの上に置いた滴定容器にプラスチックで被覆した回転子を入れ,

あらかじめ電極を pH 計に接続しておく。マグネチックスターラーを始動させ,渦巻がちょうど認められ

ない速度でかき混ぜる。0.10mol/塩酸(5.3)で pH 計の読みが pH4.5±0.05 になるまで滴定する。滴定に要し

た酸の消費量,V

2

ml

を記録する。

5.3.2

目視終点検出法  0.025mol/の炭酸ナトリウム標準液(5.2)25.0±0.1ml (V

1

)

をピペットで三角フラ

スコ 250ml にとり,水 75±5ml 及びブロモクレゾールグリーン−メチルレッド混合指示薬溶液(5.6)0.1±

0.02ml

を加える。0.10mol/塩酸(5.3)で青緑の色が消えるまで滴定する。滴定に要した酸の消費量,V

2

ml

を記録する。

5.3.3

空試験  水 100±5ml を用いて,5.3.1 又は 5.3.2 の手順に従って空試験を行う。滴定に要した酸の

消費量 V

3

ml

を記録する。

5.3.4

塩酸の物質量濃度の計算

(

)

(

)

3

2

1

00

.

53

1

,

V

V

V

m

HCl

c

×

×

=

ここに,

c

 (CHl, 1)

0.10mol/l

塩酸(5.3)の実際の濃度,

mol/l

m

標準液(5.2)の調製に用いた炭酸ナトリウムの質量,

g

V

1

滴定に用いた炭酸ナトリウム標準液(5.2)の体積,

ml

(通常は

25ml

V

2

炭酸ナトリウム標準液(5.2)の滴定に要した塩酸(5.3)
体積,

ml

V

3

空試験に要した塩酸(5.3)の体積,

ml

この溶液の標定は,少なくとも週ごとに行う。

5.4

塩酸

c

(HCl) 

0.02mol/l

  ピペットを用いて塩酸(5.3)

100

±

1ml

を全量フラスコ

500ml

にとり,水で標

線まで薄め,よく混合する。使用前に調製する。

物質量濃度の算出は,次による。

c

(HCl, 2)

0.2

×

c

(HCl, 1)

ここに,

c

(HCl, 1)

0.10mol/l

塩酸(5.3)の実際の濃度,

mol/l

c

(HCl, 2)

0.02mol/l

塩酸(5.4)の実際の濃度,

mol/l

5.5

フェノールフタレイン指示薬溶液  JIS K 8799 に規定するフェノールフタレイン

1.0

±

0.1g

を JIS K 

8102

に規定するエタノール

(95) [>90% (v/v)] 100

±

2ml

及び水

200

±

4ml

に溶かし,よく混合する。

5.6

ブロモクレゾールグリーン−メチルレッド混合指示薬溶液  JIS K 8840 に規定するブロモクレゾー

ルグリーン

0.200

±

0.005g

及び JIS K 8896 に規定するメチルレッド

0.015

±

0.002g

を JIS K 8102 に規定する

エタノール

(95) [>90% (v/v)] 100

±

4ml

に溶かして調製し,褐色ガラス瓶中に貯蔵する。

5.7

チオ硫酸ナトリウム溶液

c

(Na

2

S

2

O

3

5H

2

O) 

0.1mol/l

  JIS K 8637 に規定するチオ硫酸ナトリウム五

水和物

 (Na

2

S

2

O

3

5H

2

O) 2.5

±

0.2g

を水

100

±

5ml

に溶かす。褐色ガラス瓶に入れ冷蔵庫中におけば最大

6

か月間貯蔵できる。

6.

装置  通常の試験室用の装置のほか,次のものを用いる。

6.1

マグネチックスターラー及びプラスチック被覆の回転子


4

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

6.2

pH

pH4

10

の範囲で,±

0.05pH

pH

測定に適し,かつ,空気との接触を最小にするよう設計

された滴定容器に装着できる電極系を備えた

pH

計。

6.3

精密ビュレット  容量

10ml

0.02ml

の目盛付きで,ISO 385-1 の要件に適合したもの。

7.

サンプリング方法及び試料の取扱い  清浄なポリエチレン又はほうけい酸ガラス瓶に,最少

100ml

試料を採取する。容器を完全に試料で満たし,瓶の内部に気泡を生じないように栓をする。試料採取後直

ちに分析を行うのが理想的である。もし,これが不可能であれば,硝化反応又はスケールを生じないよう

に冷所で保存する。

試料の多くは貯蔵期間中にほとんど影響を生じないが,

分析する試料の種類に応じて,

貯蔵中どのような影響があるか確かめておくこと(ISO 5667-1ISO 5667-2 参照)

8.

手順  著しく着色した又は濁った試料は,電位差滴定法によって分析した方がよい。

8.1

電位差滴定法

pH

計を 6.2 に従って校正する。

備考

電位差滴定法は酸化剤による妨害を受けることはないが,有機物質が共存する場合には,終点

検出に経験を必要とする。石けんや油状物質がガラス電極に付着すると,応答が遅くなる。滴

定液が滴加され電極が平衡に達するまでに余分の時間がかかるので,電極類を頻繁に清浄にす

ることが望ましい。

8.1.1

pH8.3

混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)の測定

備考

混合アルカリ度の滴定操作中に大気中の二酸化炭素の吸収が起こると,その分析結果は低めに

なる。

試料(体積

V

4

100

±

1ml

を滴定容器にピペットでとる。容器をマグネチックスターラーの上に置き,

回転子と

pH

電極を溶液に浸す。スターラーのモーターを起動させ,渦巻きがちょうど認められない

速度でかき混ぜる。試料の

pH

値を測定する。その値が

pH8.3

以下であれば,

pH8.3

までに滴定すべき

混合アルカリ度はゼロと記録する。アルカリ度の範囲が

4

20mmol/l

の場合,

0.1mol/l

塩酸(5.3)を使用

する。また,

0.4

4mmol/l

の場合,

0.02mol/l

塩酸(5.4)を使用する。試料を最適の塩酸で滴定して,そ

の消費した酸の体積,

V

5

ml

を記録する。

この溶液は次の全アルカリ度の滴定用として保管しておく。

8.1.2

全アルカリ度の測定

pH8.3

まで滴定して混合アルカリ度(8.1.1 参照)を求めた溶液に,適した塩

酸で

pH4.5

±

0.05

pH4.5

近傍に達したら,滴定液を滴加し,少なくとも

30

秒間電極を溶液と平衡させる

こと)になるまで滴定を続ける。滴定に要した酸の体積,

V

6

ml

を記録する。

8.2

目視法

備考

遊離塩素が共存する場合,試料

200ml

当たりチオ硫酸ナトリウム溶液(5.7)

0.1ml

を加えて遊離塩

素を除去する。この手順で,

1.8mg/l

までの塩素が除去できる。

8.2.1

pH8.3

混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)の測定

備考

混合アルカリ度の滴定の間に大気中の二酸化炭素が吸収されると,結果が低くなる。

試料(体積

V

4

100

±

1ml

をピペットで三角フラスコ

250ml

にとり,フェノールフタレイン指示薬溶

(5.5)

0.1

±

0.02ml

を加える。このときピンクに着色しない場合は,

pH8.3

の混合アルカリ度はゼロと

みなす。ピンクに着色した溶液は,ピンクの色が消えるまで酸で滴定する。アルカリ度

4

20mmol/l

の場合は,

0.1mol/l

塩酸(5.3)を,

0.4

4mmol/l

の場合には

0.02mol/l

塩酸(5.4)を使用する。その消費し

た酸の体積,

V

5

ml

を記録する。

この滴定に用いた溶液は,全アルカリ度測定用として保存しておく。


5

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

8.2.2

全アルカリ度の測定

pH8.3

の混合アルカリ度の滴定に用い保存してある溶液(8.2.1)に,ブロモク

レゾールグリーン−メチルレッド混合指示薬溶液(5.6)

0.1

±

0.02ml

を加える。適当な塩酸を用いて,緑青が

灰色になるまで滴定する。その消費した酸の体積,

V

6

ml

を記録する。

9.

試験結果の表現

9.1

計算

9.1.1

pH8.3

混合アルカリ度(フェノールフタレインアルカリ度)

(

)

4

5

1000

V

V

HCl

A

c

p

×

×

=

ここに,

A

p

pH8.3

混合アルカリ度,mmol/l,で示される水素イオンと

反応できるアルカリの量

c

 (HCl)

塩酸(5.3 又は 5.4)の実際の濃度,mol/l

V

4

測定試料の体積,ml,

(通常は 100ml)

V

5

pH8.3

になるまで消費された塩酸(5.3 又は 5.4)の体積,

ml

9.1.2

全アルカリ度

(

)

4

6

1000

V

V

HCl

A

c

T

×

×

=

ここに,

A

T

pH4.5

の全アルカリ度,mmol/l,で示される水素イオンと

反応できるアルカリの量

c

(HCl)

塩酸(5.3 又は 5.4)の実際の濃度,mol/l

V

4

測定試料の体積,ml,

(通常は 100ml)

V

6

pH4.5

になるまで消費された塩酸(5.3 又は 5.4)の体積,

ml

10.

試験報告  報告書には,次の事項を含めなければならない。

a)

この規格の引用

b)

試料の完全な確認

c)

 (H

) mmol/l

で表示した結果

d)

この規格に規定された手順からの逸脱,及び結果に影響しそうな付随事項


6

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

附属書(参考)  アルカリ度の値を代替単位に変換する場合の係数

序文  この附属書は,アルカリ度の値を代替単位に変換する場合の係数について記述するものであり,規

定の一部ではない。

−  アルカリ度の値を代替単位で表示する場合の mmol/からの変換係数は

表 A.1 による。

表 A.1

代替単位による結果表示

変換係数

mmol/l CaCO

3

    0.50

mg/l CaCO

3

   50

mg/l HCO

3

   61

Parts/100 000

    5.0

英国  度(=1 Clark 度)

    3.50

ドイツ  度

    2.80

フランス  度

        5.0

US

    2.90


7

K 0400-15-10 : 1998 (ISO 9963-1 : 1994)

平成 8 年度 JIS K 0102 改正原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

並  木      博

工学院大学工学部

佐  藤  寿  邦

横浜国立大学工学部

西  出  徹  雄

1)

工業技術院標準部消費生活規格課

乾      敏  一

2)

通商産業省環境立地局産業施設課

畑  野      浩

3)

環境庁水質保全局水質規制課

中  村      進

工業技術院物質工学工業技術研究所計測化学部

中  村  和  憲

工業技術院生命工学工業技術研究所

田  尾  博  明

工業技術院資源環境技術総合研究所水圏環境保全部

田  中  宏  明

建設省土木研究所下水道部

柴  田  康  行

国立環境研究所化学環境部

土  屋  悦  輝

東京都立衛生研究所環境保健部

渡  辺  真利代

東京都立衛生研究所環境保健部

日  野  隆  信

千葉県衛生研究所

小  倉  光  夫

神奈川県環境科学センター水質環境部

西  尾  高  好

財団法人日本環境衛生センター東日本支局環境科学部

坂  本      勉

財団法人日本規格協会技術部

山  村  修  蔵

財団法人日本規格協会技術部

浅  田  正  三

財団法人日本品質保証機構環境計画センター

梅  崎  芳  美

社団法人産業環境管理協会

横  倉  清  治 

社団法人日本環境測定分析協会(三菱マテリアル株式会

社)

神  代      啓

社団法人日本化学工業協会

池  田  久  幸 

社団法人日本分析機器工業会(横河アナリティカルシス

テムズ株式会社)

長  澤  忠  彦

社団法人日本鉄鋼連盟(住友金属工業株式会社)

山  田  昭  捷

社団法人日本下水道協会(東京都下水道局)

土  屋  徳  之

石油連盟(興亜石油株式会社)

松  谷  成  晃

日本石鹸洗剤工業会(ライオン株式会社)

波多江  正  和

日本製紙連合会技術環境部

佐  山  恭  正

日本鉱業協会(三菱マテリアル株式会社)

狩  野  久  直

日本練水株式会社研究所

久  島  俊  和

オルガノ株式会社総合研究所

川  瀬      晃

セイコー電子工業株式会社科学機器事業部

米  倉  茂  男

元  東京都立工業技術センター

岩  崎  岩  次

社団法人日本工業用水協会

(事務局)

秋  本      孝

社団法人日本工業用水協会

飛  渡  祥  弘

社団法人日本工業用水協会

本  郷  秀  昭

社団法人日本工業用水協会

備考

1)

:発足当初は岡林哲夫(工業技術院繊維化学規格課)

2)

:発足当初は相澤徹(通商産業省環境立地局産業施設課)

3)

:発足当初は飯島孝(環境庁水質保全局水質規制課)

○は幹事兼任

(文責  並木  博)