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K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

(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。


K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

(1) 

目次

ページ

序文

1

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  原理

2

4.

  試薬

2

5.

  装置

3

6.

  サンプリング方法及び試験試料の調製

3

7.

  手順

3

7.1

  全鉄

3

7.2

  溶存鉄の定量

4

7.3

  鉄(II)の定量

4

7.4

  空試験

4

7.5

  校正

4

8.

  試験結果の表現

4

9.

  精度

5

10.

  妨害物質

5

11.

  試験報告

5


日本工業規格

JIS

 K

0400-57-10

 : 1998

 (ISO

6332

 : 1988

)

水質−鉄の定量−

1

,10−フェナントロリン吸光光度法

Water quality

−Determination of iron−

Spectrometric method using 1, 10-phenanthroline

序文  この規格は,1988 年に発行された ISO 6332, Water quality−Determination of iron−Spectrometric

method using 1, 10-phenanthroline

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  この規格は水及び廃水中の鉄の 1,10−フェナントロリンによる吸光光度法について規定

する。手順は次の定量について記載する。

a)

全鉄(溶存及び非溶存鉄の合計量):

1)

直接定量

2)

分解後の定量

b)

全溶存鉄[溶存鉄(II)及び溶存鉄(III)の合計量]

c)

溶存鉄(II)の定量

これらの方法は 0.01∼5mg/の鉄の定量に適用できる。5mg/を超える場合は試料を適宜薄めた後,定量

する。妨害については,10.参照。

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 8180

  塩酸(試薬)

JIS K 8201

  塩化ヒドロキシルアンモニウム(試薬)

JIS K 8202

  塩化 1,10−フェナントロリニウム−水和物(試薬)

JIS K 8253

  ペルオキソ二硫酸カリウム(試薬)

JIS K 8355

  酢酸(試薬)

JIS K 8359

  酢酸アンモニウム(試薬)

JIS K 8541

  硝酸(試薬)

JIS K 8789

  1,10−フェナントロリン−水和物(試薬)

JIS K 8951

  硫酸(試薬)

ISO 5667-1 : 1980

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


2

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

3.

原理  測定試料に 1,10−フェナントロリン溶液を加え,生成しただいだい赤の錯体を波長 510nm で

定量する。全鉄又は全溶存鉄を定量する場合は,鉄(III)を鉄(II)に還元するために塩化ヒドロキシルアンモ

ニウムを加える。非溶存鉄,鉄酸化物,又は鉄錯体などが存在するときは,これらを溶かすために,前処

理が必要である(7.1.2 参照)

鉄(II)−1,10−フェナントロリン錯体は pH2.5∼9 で安定であり,発色強度は鉄(II)の量に比例する。濃

度と吸光度の直線関係は 5.0mg/まで成立する。吸収極大は,510nm[モル吸光係数 11 000l/mol・cm]にあ

る。

4.

試薬  分析用と認められた試薬だけを使用する。

使用する水はできるだけ鉄濃度の低いものでなければならない:試薬中の鉄については,最小定量濃度が

空試験値の標準偏差の少なくとも 3 倍以上であれば,その試薬を用いてもよい。イオン交換水又は全ガラ

ス装置による蒸留水は使用できる。

4.1

硫酸 

ρ

≈ 1.84g/ml  JIS K 8951 に規定するもの。

4.2

硫酸  c (1/2H

2

SO

4

≈ 4.5mol/l  硫酸  (4.1) 1 容を水 3 容に,冷却しながら,激しくかき混ぜ,静かに

加える。

4.3

硝酸 

ρ

1.40g/ml  JIS K 8541 に規定するもの。

4.4

塩酸 

ρ

1.12g/ml(HCl)  7.7mol/l  JIS K 8180 に規定する塩酸を用いて調製する。

4.5

酢酸塩緩衝液  JIS K 8359 に規定する酢酸アンモニウム (CH

3

COONH

4

) 40g

及び JIS K 8355

に規定

する酢酸(原国際規格では氷酢酸) (CH

3

COOH) (

ρ=1.06g/ml)50ml を水に溶かし,水で 100ml にする。

4.6

塩化ヒドロキシルアンモニウム溶液 100g/l  JIS K 8201 に規定する塩化ヒドロキシルアンモニウム

(NH

2

OH

・HCl) 10g を水に溶かし,100ml に薄める。

この溶液は少なくとも 1 週間は安定である。

4.7

1, 10

−フェナントロリン溶液  JIS K 8202 に規定する塩化 1, 10−フェナントロリン(一水和物)

(C

12

H

9

ClN

2

・H

2

0) 0.5 g

を水に溶かし,100ml にする。

JIS K 8789

に規定する 1,10−フェナントロリン一水和物 0.42g を,塩酸 (7.7mol/l) (4.4) 2 滴を加えた水

100ml

に溶かしてもよい。

この溶液は暗所に貯蔵すれば 1 週間は安定である。

4.8

ペルオキソ二硫酸カリウム溶液 40g/l  JIS K 8253 に規定するペルオキソ二硫酸カリウム (K

2

S

2

O

8

)

4g

を水に溶かし,100ml に薄める。

この溶液は暗色のガラス瓶に貯蔵すれば室温で数週間は安定である。

4.9

鉄貯蔵液 (0.10gFe/l)    鉄線(純度 99.99%)50.0mg をはかりとり,全量フラスコ 500ml に入れる。

水 20ml,塩酸 (7.7mol/l) (4.4) 5ml を加え,静かに加熱して溶かす。冷後,水を標線まで加える。

この貯蔵液 1ml は鉄 0.10mg を含む。

この溶液は,ほうけい酸ガラス瓶  [resistant glass bottle]  又はプラスチック瓶に保存すれば,少なくとも

1

か月間は安定である。

市販の鉄貯蔵液を用いてもよい。

4.10

鉄標準液 I (20mgFe/l)    鉄貯蔵液  (4.9) 100ml を全量フラスコ 500ml にピペットでとり,水を標線ま

で加える。

この溶液は,使用する日に調製する。


3

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

4.11

鉄標準液 II (1mgFe/l)    鉄標準液 I (4.10) 25ml(原国際規格では 5ml となっている)を全量フラスコ

500ml

にピペットでとり,水を標線まで加える。

この溶液は,使用する日に調製する。

5.

装置  試料容器をはじめ,すべてのガラス器具は使用前に塩酸 (7.7mol/l) (4.4)  で洗い,水ですすぐ。

通常の試験室用の設備及び

5.1

分光光度計  プリズム形又は格子形。510nm の測定に適したもの。

5.2

吸収セル  光路長は少なくとも 10mm のもので,試料の吸光度測定に適したもの。

備考  より長い光路長のセルは 1.0mgFe/未満の濃度の場合に使用する。

5.3

メンブレンフィルター  孔径 0.45

µm

5.4

酸素フラスコ(ウインクラーフラスコ)  容量 100ml

6.

サンプリング方法及び試験試料の調製

注意事項  有毒ガス発生の危険があるので,試料を酸性にする場合は適切な安全対策を講じる。

6.1

試料  ISO 5667-1 及び試料の種類に応じた指示に従って試料を採取する。ポリエチレンなど適切な

容器を使用しなければならない。

6.2

全鉄  サンプリング直後に,試料を pH1 にする。通常,試料 100ml につき硫酸  (4.1) 1ml で十分であ

る。必要があれば,硫酸 (4.5mol/l) (4.2)  を加えて pH を調節する。最終計算の際にこの希釈を考慮する。

6.3

全溶存鉄  サンプリング直後に試料  (6.1)  をろ過する。

ろ液を pH1 にする[試料 100ml につき硫酸  (4.1)  約 1ml]

6.4

(II)  酸素フラスコ  (5.4)  に硫酸  (4.1) 1ml をとる。試料を満たし,空気との不要な接触を避ける。

7.

手順

7.1

全鉄

7.1.1

直接定量

−  測定試料として酸性にした試験試料  (6.2) 50ml をとる。

−  非溶存鉄,鉄酸化物,鉄錯体があるときは,試験試料  (6.2)  を加熱用フラスコ  (boiling flask) 100ml に

移し,次の前処理を行う。

7.1.1.1

酸化

−  ペルオキソ二硫酸カリウム溶液  (4.8) 5ml を加え,

液量が約 20ml 未満にならないように注意しながら,

約 40 分間静かに煮沸する。冷後,全量フラスコ 50ml に移し,水を標線まで加える。

備考  混合液を密閉容器 100ml 中で 30 分間オートクレーブ処理してもよい。冷後,100ml に薄める。

計算時は,この希釈を考慮し,測定結果を 2 倍にする。

−  酸化後,希釈前に溶液に濁りが認められるときは,直ちにメンブレンフィルターでろ過し,ろ液は全

量フラスコ 50ml に入れる。ろ紙を少量の水で洗い,洗液はろ液に合わせ,水を標線まで加える。

7.1.1.2

()への還元  試験溶液を全量フラスコ 100ml にとり,塩化ヒドロキシルアンモニウム溶液

(4.6) 1ml

を加え,よく混合する。酢酸塩緩衝液  (4.5) 2ml を加えて pH3.5∼5.5,なるべく pH4.5 に調節する。

備考  鉄(III)から鉄(II)への還元には pH1 が最適である。したがって,緩衝液は最後に加える。

7.1.1.3

吸収化合物の生成  7.1.1.2 の溶液に 1,10−フェナントロリン溶液  (4.7) 2ml を加え,暗所に 15

分間放置する。


4

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

7.1.1.4

吸光度測定  7.1.1.3 の溶液の吸光度を分光光度計  (5.1)  を用いて波長 510 nm で測定する。対照

液には水を用いる。

7.1.2

分解後の全鉄

−  酸性にした試験試料  (6.2) 50.0ml をビーカー100ml にとり,硝酸  (4.3) 5ml 及び塩酸 (7.7mol/l) (4.4)

10ml

を加え,70∼80℃に加熱して完全に溶かす。30 分間後,硫酸  (4.1) 2ml を加え,三酸化硫黄の白

煙が生じるまで溶液を蒸発する。乾固してはならない。室温まで放冷後,水 20ml を加え全量フラス

コ 50ml に移し,水を標線まで加える。

−  引き続き,7.1.1.27.1.1.4 を行う。

7.2

溶存鉄の定量

−  測定試料として,試料  (6.3) 50ml をフラスコ 100ml にとる。

−  7.1.1.2

7.1.1.4 を行う。

7.3

(II)の定量

−  測定試料として,試料  (6.4) 50ml をフラスコ 100ml にとる。

−  塩化ヒドロキシルアンモニウムの添加を省略して 7.1.1.2 を行う。

−  7.1.1.3 及び 7.1.1.4 を行う。

なるべく空気との接触を避ける。

7.4

空試験  試験溶液の場合と全く同じ操作を行って空試験液を調製する。ただし,測定試料 50ml の代

わりに水 50ml を用いる。

7.5

校正

7.5.1

検量線用溶液の調製

−  鉄標準液  (4.10)  及び  (4.11)  の適量を一連の全量フラスコ 50ml にとり,試験試料の予想される濃度範

囲の一連の鉄検量線用溶液を調製する。各フラスコには硫酸 (4.5mol/l) (4.2) 0.5ml を加え,さらに水を

標線まで加える。

−  試料の場合と同様に,鉄の形態に応じた操作で,検量線用溶液を処理する(7.17.3 参照)

7.5.2

検量線の作成

−  各検量線用溶液ついて,横軸に試験溶液の鉄の濃度,mgFe/l,縦軸に対応する吸光度をプロットして

検量線を作成する。

−  鉄の形態,測定器の種類,吸収セルの光路長によって,それぞれの検量線が必要である。

7.5.3

校正の頻度  検量線は定期的に,特に新しいバッチの試薬を用いるときは確認する。

8.

試験結果の表現

8.1

計算  鉄の濃度,

ρ

,mg/l,は,次の式で与えられる。

f

×  (A

1

A

2

)

ここに,

f

:  検量線のこう配  (7.5.2)  の逆数*

)

A

1

:  試験溶液の吸光度  (7.1.1.4)

A

2

:  空試験液の吸光度  (7.4)

備考  試料に添加した硫酸の体積を計算の際に考慮する。

8.2

試験結果  試験結果には鉄の形態を明示し,

                                                        

*)

  原国際規格では,はこう配となっているが,誤りと考えられるので本文のように修正した。


5

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

a) 0.010

∼0.100mg/の鉄の濃度範囲では,0.001mg/まで,

b) 0.100

∼10mg/では 0.01mg/まで,

c) 10mg/l

を超える場合は 0.1mg/まで,

報告する。

9.

精度  表 を参照。

10.

妨害物質  1,10−フェナントロリンによる鉄の定量は,ほかの試薬による方法に比べて比較的妨害は

少ない。

次の事項に注意する。

−  銅,コバルト,クロム,亜鉛は鉄の 10 倍濃度存在すると妨害する。ニッケルは 2mg/を超えると妨害

する。これらの妨害は,pH を 3.5∼5.5 に調節することによって回避できる。

−  ビスマス,銀,水銀は 1mg/を超えると妨害する。カドミウムは 50mg/を超えると妨害する。

−  シアン化物は妨害するが,通常は試料の酸処理の間に除去される。シアノ錯体が存在するときは 7.2

の分解操作を行うとよい。

注意事項  シアン化物及び硫化物を含む試料を酸性にすると毒性の強い蒸気を発生するので十分に

注意して行う。

−  試料の酸処理によって二りん酸及びポリりん酸はオルトりん酸に変わるが,りん酸イオンとして鉄の

10

倍濃度までは妨害しない。これより高濃度のときは 7.1.2 を適用するとよい。

11.

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)

試料の確認

b)

用いた方法の引用

c)

試験結果及び用いた表現方法

d)

妨害物質の除去方法

e)

試験時に認めた異常な事実

f)

この規格に規定されていない操作,又は随意と考えられる操作。


6

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

表 1  方法の繰返し性に関する統計データ

鉄濃度

試験室

光路長

1)

 (mm)

30

測定の平均 (mg/l)

標準偏差 (mg/l)

0.010 1

100

0.010

0.002

 2

− 0.010

0

 3

50

0.010

0.001

 4

10

0.010

0.011

 5

− 0.010

0.000

0.040 5

− 0.041

0.002

0.050 1

100

0.048

0.005

 2

− 0.048

0.004

 3

− 0.045

0.0046

 4

10

0.048

0.011

0.100 1

50

0.104

0.015

 2

− 0.102

0.004

 3

− 0.096

0.006

 4

10

0.101

0.014

 5

− 0.099

0.006

0.500 1

50

0.48

0.025

 2

− 0.500

0.012

 3

− 0.494

0.005

 4

10

0.498

0.016

1.000 1

10

0.97

0.05

 2

− 1.003

0.008

 3

− 1.009

0.006

 4

10

1.004

0.019

 5

− 1.018

0.004

2.000 1

10

2.05

0.07

 3

− 2.016

0.008

 4

10

1.994

0.017

4.000 1

10

4.02

0.08

 3

− 3.989

0.013

 4

10

3.968

0.033

 5

− 4.003

0.019

5.000 1

10

5.01

0.07

 5

− 5.032

0.015

1)

光路長がないのは,実験データに記載がなかったもの。


7

K 0400-57-10 : 1998 (ISO 6332 : 1988)

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

神奈川県環境化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)