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K 0400-58-10 : 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。


K 0400-58-10 : 1998

(1) 

目次

ページ

序文

1

1.

  適用範囲

1

1.1

  試料の種類

1

1.2

  対象物質

1

1.3

  定量範囲

1

1.4

  検出限界

1

1.5

  感度

1

1.6

  精度

1

2.

  引用規格

2

3.

  原理

2

4.

  試薬

2

5.

  装置

3

6.

  サンプリング方法及び試料

4

7.

  妨害物質

4

8.

  手順

4

8.1

  測定試料

4

8.2

  検量線用溶液

4

8.3

  発色

5

8.4

  吸光度測定

5

8.5

  検量線の作成

5

8.6

  定量

5

9.

  計算及び試験結果の表現

5

10.

  精度データ

6

11.

  試験報告

6


日本工業規格

JIS

 K

0400-58-10

: 1998

水質−アルミニウムの定量−

ピロカテコールバイオレット吸光光度法

Water quality

−Determination of alminium−

Spectrometric method using pyrocatechol violet

序 文   この 規 格は ,1994 年に 発行 さ れた ISO 10566, Water quality−Determination of alminium−

Spectrometric method using pyrocatechol violet

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おける試料の種類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。

アルミニウムは自然界でいろいろな化合物となっており,

酸性,

中性及びアルカリ性の溶液中に存在する。

また,アクア化した陽イオン又は水酸化したアルミン酸塩に由来する凝集性の沈殿同様,コロイド状の高

分子の溶液やゲルを形成する。

さらに,すべてが水溶性ではないが,有機酸及びふっ化物,塩化物,硫酸などのイオンと錯体を形成する。

また,アルミニウムは,酸素(及びヒドロキシル基)

,けい素や他の幾つかの金属と格子状の化合物を形成

する。不溶性であるが,これらの化合物の幾つか,特に粘土,雲母及びゼオライトは,河川では細かい浮

遊粒子として存在する。アルミニウムを含んでいるが,不溶性のこれらの格子化合物は,通常水循環の関

係ではアルミニウムの化合物として考えていない。

この規格に規定する方法は,アクア化した陽イオン及び酸性化によって陽イオンに変換される形態のアル

ミニウムの定量に限定する。硝酸による前処理は,電気加熱原子吸光法又は ICP 発光分光法を用いた他の

国際規格(準備中の方法)に規定しているものと同様である。

1.

適用範囲  この規格は,地下水,少し汚染された陸水及び海水中のろ過性のアルミニウムをピロカテ

ゴールバイオレット吸光光度法によって定量する方法について規定する。

1.1

試料の種類  この方法は,地下水,少し汚染した陸水及び海水の分析に適用する。

1.2

対象物質  この方法は,ろ過性の(溶存の)アルミニウム及び酸可溶のアルミニウムを定量する。

1.3

定量範囲  この方法は,50mm セルを用いるアルミニウム 100

µg/までの低濃度範囲の定量及び 10mm

セルを用いるアルミニウム 500

µg/l までの高濃度範囲の定量がある。実際の範囲は,分光光度計の感度に

依存し,また,少ない測定試料をとることによって広がる。

1.4

検出限界  光路長 50mm のセルを用い,測定試料 25ml のとき,検出限界は 2

µg/である。

1.5

感度  測定試料 25ml,光路長 10mm のセルを用いると,アルミニウム濃度 100

µg/は約 0.20±0.005

の吸光度である。

1.6

精度  規定されたもののほかは,この規格の中の体積及び質量の値の精度は,その値の±1%である。


2

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 8541

  硝酸(試薬)

JIS K 8622

  炭酸水素ナトリウム(試薬)

JIS K 8789

  1,10−フェナントロリン−水和物(試薬)

JIS K 8847

  ヘキサメチレンテトラミン(試薬)

JIS K 8995

  硫酸マグネシウム七水和物(試薬)

JIS K 9502

  L (+)  −アスコルビン酸(試薬)

ISO 5667-3 : 1994,

  Water quality−Sampling−Part 3 : Guidance on the preservation and handling of samples

3.

原理  溶存のアルミニウムの場合,試料は孔径 0.45

µm のメンブレンフィルターでろ過し,硝酸で pH1.2

∼1.5 とする。

酸可溶のアルミニウムの場合,処理をしていない試料を硝酸で pH1.2∼1.5 とし,アルミニウムを溶かす

ために少なくとも 1 時間室温に保ち,ろ過する。

アルミニウムは,pH5.9±0.1 でピロカテコールバイオレットと反応し,発色した錯体を波長 580nm で吸

光度測定する(青い色は,高いアルミニウムの濃度でだけ現れる)

備考  他の形態のアルミニウムの定量では,例えば分解する。試料はそれに応じて前処理し,最終的

に硝酸で pH1.2∼1.5 にする。

4.

試薬  分析用と認められた試薬だけを用いる。定量される最低濃度に比べて無視できるアルミニウム

含有量であることを確かめる。

すべての試薬溶液は,吸光光度法で妨害となる浮遊物質(粒子)を含んではならない。必要ならば,孔

径 0.45

µm のメンブレンフィルターでろ過する。

溶液は栓をしたプラスチック製の瓶に室温で貯蔵しなければならない。

なるべく明るい光にさらさない。

4.1

硝酸 (HNO

3

ρ

1.40g/ml65% (V/V)    JIS K 8541 に規定する硝酸

4.2

水  アルミニウムを含まない蒸留水又はイオン交換水,1

µg/以下のアルミニウム濃度のもの又は定

量範囲の 1%未満のもの

4.3

酸性水  水(4.2)1 000ml に硝酸(4.1)4.0ml を加える。

4.4

混合試薬  プラスチック製のビーカー(5.3)200ml に,水(4.2)約 70ml をとり,硝酸(4.1)1.0ml を加える。

この溶液に,JIS K 8995 に規定する硫酸マグネシウム七水和物 (MgSO

4

7H

2

O) 25.0g, JIS K 9502

に規定する

L (

+)  −アスコルビン酸 (C

6

H

8

O

6

) 5.0g, JIS K 8789

に規定する 1,10−フェナントロリン−水和物

[C

12

H

8

N

2

H

2

O] 0.25g

及びアルミニウム標準液(4.8)5.0ml を加える。全量フラスコ 100ml に移し,水(4.2)を標

線まで加える。

この溶液は,1 か月間安定である。

備考  アルミニウム標準液の正確な添加は,低濃度で直線の検量線を得るために必要である。


3

4.5

ピロカテコールバイオレット溶液  水(4.2)約 20ml にピロカテコールバイオレット(C

19

H

14

O

7

S

,3,3’,

4’

−トリヒドロキシフクシン−2”−スルホン酸)0.050g を注意して溶かす。全量フラスコ 100ml に移し,

(4.2)を標線まで加える。

この溶液は,1 か月間安定である。

備考  ピロカテコールバイオレットは,その製品,バッチによって異なる染料であるため,いつも新

しく調製した溶液は確認して使用することが望ましい。目安としては,アルミニウム標準液

(100

µgAl/l)  は,この方法ではスペクトル吸収で約 0.20±0.05cm

-1

である。

4.6

ヘキサミン緩衝液  水(4.2)約 200ml に JIS K 8847 に規定するヘキサメチレンテトラミン (C

6

H

12

N

4

)

210g

を溶かす。全量フラスコ 500ml に移し,水を標線まで加える。

この溶液は,少なくとも 2 か月間安定である。

備考  この溶液は飽和に近い。晶出を避けるために 15℃以上に保つ。ヘキサミンは製品によっては細

かいゴミの粒子を含んでいる。この場合には,緩衝液は調製後,ろ過をするとよい。

4.7

アルミニウム貯蔵液 1 000mg/l  アルミニウムはく 100±0.5mg をはかりとる。全量フラスコ 100ml

に入れ,硝酸(4.1)1ml と水(4.2)数 ml を用いて溶かす。完全に溶けたら,水(4.2)を標線まで加える。

この溶液は蒸発による損失がなければ,室温で安定である。

備考  市販のアルミニウム標準液を使用できる。

4.8

アルミニウム標準液 10mg/l  アルミニウム貯蔵液(4.7)1.00ml を全量フラスコ 100ml にとり,酸性水

(4.3)

を標線まで加える。

4.9

炭酸水素ナトリウム 2.0mol/l  溶液  JIS K 8622 に規定する炭酸水素ナトリウム (NaHCO

3

) 85g

を水

(4.2)

約 400ml に溶かす。全量フラスコ 500ml に移し,水(4.2)を標線まで加える。

備考  この試薬は,pH1.2 未満の試料(例えば,分解操作後の)の pH を上げるために用いる。水酸化

ナトリウム (NaOH) は,分析試薬でさえもアルミニウムを含むため推奨できない。炭酸水素ナ

トリウムでは,アルミニウムは極端に低濃度である(特に,調剤用のもの)

5.

装置  通常の試験室用の設備(装置),及び

5.1

分光光度計  波長 580nm で測定が可能であり,光路長 10mm 及び 50mm のセルを備えているもの。

他の光路長のセルは,適切な検量線の範囲で用いられる。

備考  この方法の感度と精度は,分光光度計の性能によって異なる。

5.2

ろ過装置  孔径 0.45

µm のメンブレンフィルターを備えているもの。

5.3

プラスチック製のビーカー  例えば,100ml,200ml 又は 500ml のもの。

5.4

プラスチック製の全量フラスコ  例えば,100ml,200ml 又は 500ml のもの。

5.5

試料瓶  例えば,100ml 又は 500ml で,プラスチック製のもの。

新しいプラスチック製の器具を硝酸 [10% (V/V)] [硝酸(4.1)を水(4.2)で 1 : 10 に薄める]に浸し,水で

すすいだ後,酸性水(4.3)を一夜ためておく。その水から,試験試料への適応性を確認する。アルミニウム

の濃度は 2

µg/未満でなければならない。プラスチック製の器具とセルは別にしておき,可能であれば,

アルミニウムの定量専用とする。

プラスチック製の器具やセルは洗浄し,酸性水(4.3)を一夜ためるか,浸すことによって,前の定量から

残留するすべてのアルミニウムを除く。洗剤又はクロム酸を使用してはならない。

5.6

pH

5.7

マイクロピペット  使い捨てのチップ付き。


4

6.

サンプリング方法及び試料  ISO 5667-3 参照。

ポリエチレン製の瓶に試料を採取する。試料採取の瓶及びろ過装置を 5.の操作によって清浄にする。

6.1

ろ過性のアルミニウム  サンプリング後直ちに,メンブレンフィルター(5.2)で試料をろ過する。試

料 100ml 当たり硝酸(4.1)0.30ml を加えて,ろ液を酸性にする。

6.2

酸可溶のアルミニウム

−  試料 100ml 当たり硝酸(4.1)0.30ml を加える。pH は 1.2∼1.5 となる。そうならない場合には更に酸を加

える。少なくとも 1 時間室温で放置し,メンブレンフィルター(5.2)で試料をろ過する。

−  特別な目的の場合,他の前処理方法を用いてもよい(7.参照)

備考  試料を適切な酸性にしないと,反応及び測定中の pH が正しい値に緩衝されないため,誤った

結果を引き起こすことになる。試料の pH が低いならば,炭酸水素ナトリウム溶液(4.9)の添加

によって pH を上げるとよい。

7.

妨害物質

−  アルミニウムの微量分析での重要な妨害は,サンプリング及び操作に用いる器具表面からのアルミニ

ウムである。

特に,アルミニウムはほとんどのガラス器具から簡単に溶出する。このため,ガラス製の器具はア

ルミニウム 50

µg/未満の範囲の定量には用いることができない。5.に示す前処理を行ったプラスチッ

ク製の器具だけを用いることを強く推奨する。

−  ふっ化物イオンはアルミニウムと安定な錯体を生成し,アルミニウム−ピロカテコールバイオレット

錯体の生成を妨げる。低濃度のアルミニウムでは,特に,負に偏った結果となる。この影響は,ふっ

素と比較的強い錯体を生成するマグネシウムイオン(4.4 参照)の添加によってほとんど除かれる。

−  鉄はピロカテコールバイオレットと有色の錯体を生成する。鉄によるこの影響は,鉄 (II) に還元し,

これを 1, 10−フェナントロリンと錯化することによって小さくなる。この鉄錯体は,580nm において

非常に小さな吸光度の上昇を示す。鉄 1.0mg/は,アルミニウム 0.05mg/に相当する。

− 580nm において吸収のある無機,有機の着色した化合物は,光路長 10mm のとき吸光度が 0.050 を超

える場合,一般にこの定量に妨害となる。酸化分解は着色化合物を分解し,正しい定量分析を可能に

する。

−  錯化能のあるフミン質や他の有機化合物は,妨害する。試料にアルミニウムを添加したとき,添加量

に対して吸光度の上昇が少ない場合には,妨害が明らかである。この種の妨害は,過酸化水素及び硝

酸による加熱分解で除くことができる。

8.

手順  分光光度計のセル光路長と感度によって,操作は二通りに分かれる。

− 50mm セルで 100

µg/までの低濃度範囲

− 10mm セルで 500

µg/までの高濃度範囲

8.1

測定試料  6.1 又は 6.2 の試料から測定試料 25ml をとる。高濃度のアルミニウムに適用するには,

少ない測定試料をとり,酸性水(4.3)を加えて 25ml とし,希釈係数 f9.参照)を記録する。

8.2

検量線用溶液

8.2.1

高濃度範囲の検量線用溶液の調製(例えば,10mm セルで 500

µg/までの場合)

−  全量フラスコ(5.4)100ml のそれぞれにアルミニウム標準液(4.8)1ml(空試験)

,1.00ml,2.00ml,3.00ml,


5

4.00ml

及び 5.00ml をとる。酸性水(4.3)を標線まで加える。これらの溶液は,それぞれアルミニウム

0

µg/l(空試験),100µg/l,200µg/l,300µg/l,400µg/及び 500µg/を含む。

8.2.2

低濃度範囲の検量線用溶液の調製(例えば,50mm セルで 50

µg/までの場合)

−  全量フラスコ(5.4)100ml のそれぞれにアルミニウム標準液(4.8)0

µl(空試験),100µl,200µl,300µl,

400

µl 及び 500µl をとる。酸性水(4.3)を標線まで加える。これらの溶液は,それぞれアルミニウム 0µg/l

(空試験)

,10

µg/l,20µg/l,30µg/l,40µg/及び 50µg/を含む。

8.3

発色

−  プラスチック製のビーカー(5.3)100ml に酸性とした試料(8.1 参照)又は検量線用溶液(8.2)25ml をとる。

−  試薬溶液を次の順にそれぞれの試料に添加し,添加の度に混合する。

−  混合試薬(4.4)1.0ml

−  ピロカテコールバイオレット溶液(4.5)1.0ml

−  ヘキサミン緩衝液(4.6)5.0ml

−  少なくとも 15 分間反応させ,反応の始めから 60 分間以内に吸光度を測定する。

−  溶液の反応 pH は,5.9±0.1 でなければならない。そのようになっていない場合には,調製における誤

りを確かめる。

8.4

吸光度測定

−  製造業者の取扱説明書に従って分光光度計(5.1)を作動させ,対照として酸性水(4.3)を用いて,波長

580nm

におけるそれぞれの溶液の吸光度を測定する。

−  選択した範囲と感度に適した光路長のセルを用いる。

−  空試験,標準液とも,同じ長さのセルを用いて測定する。

−  それぞれの吸光度 A

so

A

s

を読み取る。

8.5

検量線の作成

−  横軸にアルミニウムの質量濃度

ρ

A1

,縦軸に標準液の対応する吸光度 A

s

をプロットする。

−  検量線のこう配はこの方法の感度,l/mg である。縦軸との交点は,標準液にアルミニウムを添加して

いない試料の吸光度(空試験値)である。

−  空試験値及びこう配は,分析の良好な管理のため,ときどき確認しなければならない。特に,新しい

バッチの試薬を用いたときに確認する。

8.6

定量

−  試料[(6.1)又は(6.2)]からの測定試料(8.1)をビーカー100ml にとる。必要ならば,アルミニウムの質

量濃度が検量線の範囲となるように,酸性水(4.3)で試料を薄めたものからとり,希釈係数 を記録す

る。8.3 及び 8.4 に従って操作する。適当な光路長のセルを選ぶ。分光光度計によって吸光度 A

s

を読

み取る。

備考  正常な反応 pH は 5.9±0.1 である。外れている場合は,試料の pH が 1.2∼1.5 になっているか確

かめる。炭酸水素ナトリウム溶液(4.9)又は硝酸(4.1)を用いて,この範囲に試料の pH を調節す

る。結果は pH 調節にかかわる希釈による補正がされているかを確認する。

9.

計算及び試験結果の表現  光路長 10mm 又は 50mm の適当な検量線から,次の式によってアルミニウ

ムの質量濃度を計算する。

(

)

b

f

A

A

A

×

=

SO

1

s

ρ


6

ここに,

ρ

A1

試料中のアルミニウム質量濃度,

µg/l

A

s

試料の吸光度

A

so

8.2

に従った空試験液の吸光度

f

希釈係数

b

8.2

に従った検量線のこう配,l/mg

ρ

A1

の値は,校正範囲の 5%に丸める。すなわち,次のとおりとなる。

− 50

µg/未満の場合は 2µg/l

− 50∼100

µg/の場合は 5µg/l

− 200∼500

µg/の場合は 10µg/l

10.

精度データ  ドイツのラウンドロビン試験  (1993)  において,この方法で次の結果(表 1)が得られた。

表 1  精度データ

試料の種類

空試験

µg/l

µg/l

合成水

µg/l

合成水

µg/l

µg/l

真値 0

35

150

平均値 1.0

8.2

31.3

141

050

再現性の標準偏差 0.8

1.6  2.7 9.7

30.4

繰返し性の標準偏差 0.4  0.8

0.7  2.2  10.0

測定数 36

36

36

36

36

試験室数

 9

  9

9

9

9

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)

この規格の引用

b)

試料の確認に必要な情報

c)

試料の前処理(例えば,溶存のアルミニウム,酸可溶のアルミニウム)

d)

µg/で表したアルミニウムの結果(必要ならば,定量範囲及び精度データ)

e)

結果に影響しそうな他の情報

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


7

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  﨑  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