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K 0400-15-20 : 1998

(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 0400-15-20

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 0400-15-20

には,次に示す附属書がある。

附属書 A(参考)  アルカリ度の値を代替単位に変換する場合の係数

附属書 B(参考)  参考文献


K 0400-15-20 : 1998

(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

4

7.

  サンプリング方法及び試料の取扱い

4

8.

  手順

4

8.1

  pH 計による終点検出

4

8.2

  指示薬による終点検出

4

8.3

  空試験試料

4

9.

  試験結果の表現

4

9.1

  計算

4

9.2

  精度

5

10.

  試験報告

5

附属書 A(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

附属書 B(参考)  参考文献

7


日本工業規格

JIS

 K

0400-15-20

 : 1998

水質−アルカリ度の

測定−

第 2 部:炭酸塩アルカリ度の測定

Water quality

−Determination of alkalinity−

Part 2

:Determination of carbonate alkalinity

序文  この規格は,1994 年に発行された ISO 9963-2, Water quality−Determination of alkalinity−Part 2

Determination of carbonate 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。原国際規格の適用範囲には,飲料水も含まれているが,この規格では除いてある。

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,滴定法による炭酸塩アルカリ度について規定する。この方法は,天然水を対

象としている。JIS K 0400-15-10 (ISO 9963-1)  に規定する方法よりも高い pH 値の終点を用いているので,

フミン酸陰イオンのような他の水素受容体の妨害はこの方法で少なくなっている。

この方法は,0.01∼4mmol/l(H

当量として)の炭酸塩アルカリ度の試料に適したものである。この濃度

よりも高い試料の場合,測定試料を少なくして分析を行う。

これに関連して,炭酸塩アルカリ度は全アルカリ度と呼ばれており,メチルオレンジアルカリ度(MO

−アルカリ度)の値と数字上ではほとんど同一である。終点検出法に pH 計を用いると指示薬法よりも妨

害が少ない傾向がある。

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 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

備考  ISO 9963-1 : 1994, Water quality−Determination of alkalinity−Part 1 : Determination of total and

composite alkalinity

が,この規格と一致している。

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 8576

  水酸化ナトリウム(試薬)

JIS K 8637

  チオ硫酸ナトリウム五水和物(試薬)

JIS K 8840

  ブロモクレゾールグリーン(試薬)


2

K 0400-15-20 : 1998

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 laboratory use

−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

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]。

本法では,炭酸塩系をすべて中和できる滴定の終点が選定されている。

)

(H

(X)

)

(OH

)

(CO

2

)

(HCO

2
3

3

+

+

+

+

=

c

c

c

c

c

A

通常,炭酸系以外の陽子受容体

 (X)

は,低濃度であるため,無視することができる。これらの緩衝物質

の例としては,アンモニア,りん酸塩,フミン酸その他の有機酸の陰イオンなどがある。

4.

原理  アルカリ度は,二酸化炭素を同時に除去しながら塩酸で滴定して求める。この方法では,試料

の初期アルカリ度濃度に依存しない正確な終点を使用することができる。

終点はできるだけ中性に近付け,

かつ,生成した二酸化炭素を除去するのに十分な低い

pH

値にする必要がある。この規格では,

pH

値を指

示薬によって容易に決められるので,終点

pH

pH5.4

に設定されている。系統誤差は,空試験の滴定に

よって補正する。

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 

grade 2

の水,すなわち,妨害になる濃度の酸又はアルカリ成分がなく,電気伝導率

0.1mS/m

未満の水。

5.2

二酸化炭素を含まないガス  二酸化炭素を含まない窒素,又はこれの相当品。代替ガスは,空気を

まず直立した管にソーダ石灰又は二酸化炭素を吸収する化合物を詰めたものに通過させて二酸化炭素を吸

収させ,次いで,水の入った洗浄瓶とその後にガス配管を通過させて得られる(

図 参照)。


3

K 0400-15-20 : 1998

図 1  空気中の二酸化炭素を吸収させる原理図

5.3

混合指示薬 pH5.4  JIS K 8896 に規定するメチルレッド

0.040

±

0.005g

及び JIS K 8840 に規定するブ

ロモクレゾールグリーン

0.060

±

0.005g

を,JIS K 8102 に規定するエタノール

 (95) [

90% (v/v)] 100ml

溶かし,その溶液を水酸化ナトリウム溶液

 (0.1mmol/l)

2ml

で褐色が現れるまで中和する。指示薬溶液

の中性の確認は

1

試料の終点まで滴定することによって行う。もし,指示薬

10

滴を添加した後に褐色が残

らなければ指示薬溶液の

pH

を調節する。褐色ガラス瓶中で貯蔵する。この溶液は最低

6

か月間は安定で

ある。

5.4

炭酸ナトリウム溶液 c (Na

2

CO

3

≈ 0.025mol/l  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

)

250

±

10

℃の乾燥器に約

4

時間保持し,デシケーター中で冷却する。その

1.3

±

0.1g

0.001g

まではかる)を全量フラスコ

500ml

に入れ,水に溶かす。

この溶液は,冷蔵庫に貯蔵すれば最低

1

か月間は安定である。

5.5

塩酸 c (HCl)  ≈ 0.020mol/l  JIS K 8180 に規定する塩酸

  (

ρ

1.18g/ml) 1.7

±

0.1ml

を全量フラスコ

1

000ml

にとり,水で薄める。

同等の市販品があればそれを用いてもよい。

本溶液の標定は少なくとも週ごとに次の手順で行う。

炭酸ナトリウム溶液

  (

5.4

) 2.00

±

0.02ml (V

1

)

をピペットで滴定容器

  (

6.2

)

にとり,水

  (

5.1

) 40

±

5ml

加え,終点検出として

pH

電極(8.1 参照)又は滴定指示薬

  (

8.2

)

を用い,手順に従って滴定する。

最低

3

回の滴定を行い,塩酸の消費量

  (V

2

)

を記録しておく。なお,滴定に要した塩酸の最高値と最

低値の差が

0.05ml

以下でなければならない。もし,そうでなければ,連続して行う

3

回の滴定が要件

を満たすまで続ける。

  (

5.1

) 50

±

5ml

を用いて,同様の方法で空試験を行い,消費した酸の体積,

V

3

を記録する。

塩酸の濃度を,次の式によって算出する。

(

)

3

2

1

00

.

53

2

(HCl)

V

V

V

m

c

×

×

×

=

ここに,

c (HCl)

塩酸

  (

5.5

)

の濃度,

mol/l


4

K 0400-15-20 : 1998

m

溶液

  (

5.4

)

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溶液

  (

5.4

)

の体積,

ml

(通

常は

2.0ml

V

2

炭酸ナトリウム溶液

  (

5.4

)

の滴定に要した塩酸

  (

5.5

)

体積,

ml

V

3

空試験に要した塩酸

  (

5.5

)

の体積,

ml

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

ビュレット  全量

10ml

0.02ml

の目盛付きで,ISO 385-1 の要件に適合したもの。

6.2

滴定容器  多孔度

2

3

のガラスろ過器の付いた容量約

75ml

の漏斗,又は滴定容器(容量

100ml

三角フラスコ)にガス配管を浸したものを用いる。

6.3

pH

計  終点検出用として

pH

計を用いるときは,

pH3

10

の範囲を±

0.05pH

で測定可能な電極系を

もつもの。この装置の準備,校正及び使用方法は,IEC 60746-2 に従う。

又はこれらの要件を満たす滴定装置を使用してもよい。

7.

サンプリング方法及び試料の取扱い  少なくとも容量

100ml

の清浄なポリエチレン又はほうけい酸ガ

ラス瓶に,試料をとる。瓶を完全に試料で満たし,瓶の内部に気泡を残さないように栓をする。試料採取

後直ちに分析を行う。もし,これが不可能であれば,硝化反応やスケールを生じないように

4

8

℃の温度

で保存する(ISO 5667-1ISO 5667-2 参照)

8.

手順  図 に従って構成部品を組み立てる。

備考

着色した試料は,指示薬終点検出の妨害になる。このような試料では,

pH

計を用いて分析する。

8.1

pH

計による終点検出  多量の泡が発生するよう滴定容器

  (

6.2

)

へのガス流量

  (

5.2

)

を調節し,試料

(体積

V

4

50.0

±

0.1ml

を滴定容器に移す。

pH

電極を浸し,塩酸

  (

5.5

)

pH5.4

になるまで滴定する。滴

加していないとき

pH

値は少なくとも

30

秒間は安定でなければならない。酸の消費量,

V

5

ml

を記録する。

酸の消費量が

10ml

を超える場合は,試料の採取量

  (V

4

)

を少なくし,水

  (

5.1

)

50

±

5ml

に薄める。こ

の場合,酸の消費量は

3ml

以上でなければならない。

8.2

指示薬による終点検出  多量の泡が発生するよう滴定容器

  (

6.2

)

へのガス流量

  (

5.2

)

を調節し,試

50.0

±

0.1ml

(体積

V

4

)を滴定容器に移す。指示薬

3

滴を加え,赤みを帯びた灰色になるまで塩酸

  (

5.5

)

ゆっくり滴定する。滴加していないとき,溶液の着色は少なくとも

30

秒間は安定でなければならない。酸

の消費量,

V

5

ml

を記録する。

酸の消費量が

10ml

を超える場合は,試料の採取量

  (V

4

)

を少なくし,水

  (

5.1

)

50

±

5ml

に薄める。こ

の場合,酸の消費量が

3ml

以上でなければならない。

8.3

空試験試料  水

  (

5.1

)

50ml

について,試料と同様に滴定する。少なくとも

3

回滴定を行い,その平

均値(体積,

V

6

ml

)を算出する。

9.

試験結果の表現

9.1

計算  アルカリ度,

mmol/l

,を,次の式によって算出する。

( ) (

)

4

6

5

000

1

HCl

V

V

V

c

A

×

×

=

ここに,

A

試料のアルカリ度,

mmol/l


5

K 0400-15-20 : 1998

c (HCl)

塩酸

  (

5.5

)

の濃度,

mol/l

V

4

試料の体積,

ml

V

5

試料の滴定に要した塩酸

  (

5.5

)

の体積,

ml

V

6

空試験試料

  (

8.3

)

の滴定に要した塩酸

  (

5.5

)

の体積,

ml

結果は,

mmol/l

で表示し,有効数字は

2

けたとする。

9.2

精度

  2

試験室間で

1988

年と

1992

年に行われた試験結果を

表 に示す。

  2

国際研究機関のうち

1

か所でこの方法が使用され,その結果を

表 に示す。

  1

研究室で行われた

0.200mmol/l

の対照液についての試験結果は,

平均値

0.201mmol/l

で,

変動係数

2.0%

であった(測定数=

49

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)

結果は,有効数字

2

けたまでの

mmol/l

で示す

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

表 1  精度データ

水の種類

参照

試験室数

外れ値数

平均濃度

mmol/l

変動係数

%

飲料水 SNV

3535

70

2

2.984

3.6

69

3

4.480

3.6

69

4

0.933

4.0

天然水 ITM

1993  100

2

1.142

3.4

101

1

0.884

3.4

100

1

1.406

3.0

101

1

1.188

3.5

表 2  この方法及び他の方法によるアルカリ度測定結果の比較

濃度 mmol/l

水の種類

参照

試験室数

外れ値数

本方法

全方法

9105      

試料 A NIVA

1991  20

1

0.298  0.300

試料 B   20

1

0.353

0.358

9206      

試料 A NIVA

1992  20

13  0.042  0.047

試料 B   20

13

0.151

0.155


6

K 0400-15-20 : 1998

附属書 A(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/l

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

Parts/100 000

5.0

英国  度(=1Clark 度)

3.50

ドイツ  度 2.80 
フランス  度 5.0

US

  度 2.90


7

K 0400-15-20 : 1998

附属書 B(参考)  参考文献

序文  この附属書は,情報として規格の参考とした文献を記述するものであり,規定の一部ではない。

(1)

  Convention on long-range transboundary air pollution, Intercalibration

9105

, Programme Centre, Norwegian

Institute for Water Research, Oslo

(2)

  Convention on long-range transboundary air pollution, Intercalibration

9206

, Programme Centre, Norwegian

Institute for Water Research, Oslo

(3)

  S

TUMM

, W. and M

ORGAN

, J. J. Aquatic Chemistry. J. Wiley (1981)

(4)

  ITM 1993. Comparison of testing 1992-1, Ion balance. (in Swedish with English summary. ) Institute of

Applied Environmental Research, University of Stockholmn, Sweden

(5)

  SNV 3535. Intercalibration 1988-1. Chemical analysis of drinking water. (In Swedish with English summary. )

Swedish National Environmental Protection Agency


8

K 0400-15-20 : 1998

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)