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日本工業規格

JIS

 K

0555

-1995

超純水中のシリカ試験方法

Testing methods for determination of silica in highly purified water

1.

適用範囲  この規格は,超純水中のシリカの試験方法について規定する。

備考1.  この方法は,超純水以外の高度に精製した水に含まれるシリカの試験にも適用する。

2.

この規格の引用規格を,

付表 に示す。

2.

共通事項  共通事項は,次のとおりとする。

(1)

通則  化学分析に共通する一般事項は,JIS K 0050 による。

(2)

吸光光度法  吸光光度法に共通する一般事項は,JIS K 0115 による。

(3)

電気加熱方式原子吸光法  電気加熱方式原子吸光法(以下,電気加熱原子吸光法という。)に共通する

一般事項は,JIS K 0121 による。

(4)

用語の定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS K 0101JIS K 0102JIS K 0211 又は JIS K 0215

による。

(5)

定量範囲  吸光光度法の定量範囲は,最終溶液中の質量  (

μg)  で示し,電気加熱原子吸光法の定量範

囲は,最終溶液中の濃度  (

μg/l)  で示す。

(6)

繰返し分析精度  繰返し分析精度は,それぞれの試験方法の定量範囲内において繰返し試験で求めた

変動係数 (%) で示す(

1

)

(

1

)

変動係数  (%)  =

x

σ

×100

ここに,

σ: 標準偏差

x

平均値

(7)

水  JIS K 0557 に規定する A1A3 の水とするが,項目中で規定されている場合には,それに従う。

(8)

試薬  試薬についての共通事項は,次のとおりとする。

(a)

試薬は,該当する日本工業規格がある場合には,その種類の最上級又は適切な用途のものを用い,

該当する日本工業規格がない場合には,試験に支障のないものを用いる。

(b)

試薬類の溶液の濃度は,一般に g/l(化合物の場合は,無水物としての質量を用いる。

)又は mol/l

で示す。ただし,標準液の濃度は,mg/ml,又は

μg/ml で表す。

(c)

試薬類の溶液の名称の後に括弧で示されている濃度は,標準液以外は概略の濃度であることを意味

する。例えば,アスコルビン酸溶液 (100g/l) は約 100g/の L (+)−アスコルビン酸溶液であること

を示す。

(d)

液体試薬の濃度は,水との混合比[試薬  (ab)]で表す。この表し方は,試薬 aml と水 bml とを混

合したことを示し,JIS K 0050 に従い,硝酸,硫酸などに用いる。ただし,これらの試薬を薄めな

いで用いる場合は,その試薬名だけで示す。

(e)

試薬類及び廃液などの取扱いについては,関係法令規則などに従い十分に注意すること。


2

K 0555-1995

(9)

ガラス器具類  ガラス器具類は,原則として JIS R 3503 及び JIS R 3505 に規定するものを用いる。

また,デシケーターに用いる乾燥剤は,原則としてシリカゲル(

2

)

とする。

(

2

)  JIS Z 0701

に規定する包装用シリカゲル乾燥剤 A 形1種を用いる。

(10)

検量線(吸光光度法,電気加熱原子吸光法)  検量線の作成に当たっては,試験方法に示される定量

範囲内を 4∼6 段階に分け,これに一致するように標準液をとる。検量線は定量範囲内について作成す

る。

電気加熱原子吸光法においては,試験に際して新たに作成した検量線を用い,多数の試料について

連続して試験する場合には,試験の途中において,適宜,標準液を用いて指示値の確認を行う。

吸光光度法においては,あらかじめ作成した検量線を用いることができる。

(11)

試験環境  この試験は,JIS B 9920 に規定する清浄度クラス 3 以上の環境(例えば,クリーンルーム

内)で行うことが望ましい。

(12)

注,備考及び図  注,備考及び図は,各項日ごとに一連番号を付ける。

(13)

結果の表示  試験方法が二つ以上ある場合には,試験方法を付記すること。

備考  試料の採取及び試験のいずれの操作でも試料が汚染されないように最大限の注意を払うことが

重要である。使用する器具の材質や形状,洗浄方法に留意する。

また,分析者からの汚染がないように特に注意する。クリーンルーム用の手袋などを用いる

とよい。

3.

試料採取  試料採取は,次による。

(1)

試料容器  試料容器は,ポリエチレン製,ポリプロピレン製,ポリスチレン製などの気密容器を用い

る。

(2)

試料容器の洗浄

(a)

試料容器を A1 の水で十分に洗う。

(b)

試料容器の容量の約

4

1

量の A1 の水を試料容器に入れ,栓をして約 30 秒間激しく振り混ぜて洗浄す

る。この操作を 5 回繰り返す。

(c)  A3

の水(又は試験しようとする水と同等の水)を満たし,密栓して 16 時間以上放置した後,水を

捨てる。

(d)  (c)

と同じ水を満たし,密栓して試料採取まで放置する。

(3)

採取操作

(a)

水精製装置の出口又は主管路の試料採取弁(

1

)

の先端を試験しようとする水でよく洗った後,あらか

じめ A1 の水で十分に洗浄した試料導管(軟質の合成樹脂製のもの)を取り付ける(

2

)

(b)

試料容器の水を捨て,試験しようとする水で(2)(b)の操作を行う。

(c)

試料容器の底部に試料導管の先端が接するようにし,試料を試料容器の容量の約 5 倍量を流出させ

た後,試料導管を取り出し,栓を試料で十分に洗浄した後,密栓する。

(

1

)

試料採取弁は,ステンレス鋼製,その他の耐食性の材料のものを用いる。

(

2

)

試料導管の距離が長い場合には,試料採取弁から試料導管の先端までの滞留水が完全に置換さ

れるまで放流してから引き続き約 5 分間放流する。主管路の場合は,試料採取弁から常時約

1l/min

で流出しておくことが望ましい。

4.

試験方法  シリカの定量には,モリブデン青抽出吸光光度法又は電気加熱原子吸光法を適用する。


3

K 0555-1995

4.1

モリブデン青抽出吸光光度法  イオン状シリカが,七モリブデン酸六アンモニウムと反応して生成

するヘテロポリ化合物を L (+)−アスコルビン酸で還元してモリブデン青に変え,これを 1−ブタノールに

抽出し,有機相の吸光度を測定してシリカを定量する。

定量範囲:SiO

2

 0.5

∼10

μg,繰返し分析精度:変動係数で 5∼20%

(1)

試薬  試薬は,次のものを用い,ポリエチレン瓶に保存する。

(a)

水  A3 の水,又はこれと同等の品質に精製した水(金属製の蒸留装置を用いて蒸留することが望ま

しい。

。この試験に用いる試薬の調製及び操作には,この水を用いる。

(b)

硫酸 (2.5mol/l)  −モリブデン酸アンモニウム (188g/l)  混合溶液  水約 300ml をとり,これを冷却し,

かき混ぜながら JIS K 8951 に規定する硫酸 140ml を徐々に加える。これに JIS K 8905 に規定する七

モリブデン酸六アンモニウム四水和物 200g を水約 500ml に溶かした溶液を加え,室温に冷却した

後,全量フラスコ 1 000ml に移し入れ,水を標線まで加える。

(c)

硫酸 (21)    水 1 容をビーカーにとり,これを冷却し,かき混ぜながら JIS K 8951 に規定する硫

酸 2 容を徐々に加える。

(d)

アスコルビン酸溶液 (100g/l)    JIS K 9502 に規定する L (+)−アスコルビン酸 10g を水に溶かして

100ml

とする。10℃以下の暗所に保存し,着色した溶液は使用しない。

(e)

硫酸ナトリウム  JIS K 8987 に規定するもの。

(f)  1

−ブタノール  JIS K 8810 に規定するもの。

(g)

シリカ標準液 (1mgSiO

2

/ml) 

  砂状の石英(

1

)

(99.9%以上)を,めのう乳鉢ですりつぶし,700∼800℃

で約 1 時間加熱した後,デシケータ中で放冷する。その 0.500g を白金るつぼにとり,JIS K 8005 

規定する容量分析用標準物質の炭酸ナトリウム 4g を加え,十分に混合した後,加熱して約 40 分間

融解する。放冷後,融成物を水に溶かし,全量フラスコ 500ml に移し入れ,水を標線まで加える。

(h)

シリカ標準液 (50

μgSiO

2

/ml) 

  シリカ標準液 (1mgSiO

2

/ml) 25ml

を全量フラスコ 500ml にとり,水

を標線まで加える。使用時に調製する。

(i)

シリカ標準液 (1

μgSiO

2

/ml) 

  シリカ標準液 (50

μgSiO

2

/ml) 10ml

を全量フラスコ 500ml にとり,水

を標線まで加える。使用時に調製する。

(

1

)

石英の代わりに粒状のけい素(99.9%以上)を用いてもよい。この場合は,次のように操作する。

粒状のけい素を105℃で約1時間加熱し,デシケーター中で放冷し,その0.234g を白金るつぼに

とり,以下,石英の場合と同様に 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

4g

を加えて融解する。

(2)

器具及び装置  器具及び装置は,次のとおりとする。

(a)

分液漏斗  300ml,合成樹脂製のもの。

(b)

光度計  分光光度計又は光電光度計

(3)

操作  操作は,次のとおり行う。

(a)

試料 200ml(SiO

2

として 0.5∼10

μg を含む。)を分液漏斗にとる。

(b)

硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l) 混合溶液 4ml を加えて振り混ぜた後,液温を

約 25℃に保ち,20 分間放置する。

(c)

硫酸 (2+1) 25ml を加えて振り混ぜた後,直ちにアスコルビン酸溶液 (100g/l) 2ml を加えて振り混ぜ

(

2

)

,10 分間放置する。

(d)  1

−ブタノール 25ml を加え,約 2 分間振り混ぜてモリブデン青を抽出する。

(e)

静置後,1−ブタノール層を共栓試験管に入れ,硫酸ナトリウムを加えて脱水する。


4

K 0555-1995

(f)

これを吸収セル 20mm(

3

)

に移し,1−ブタノールを対照液として波長 800nm 付近の吸光度を測定す

る。

(g)

次の操作によって加えた硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l)  混合溶液に基づく空

試験値を求め,試料について得た吸光度を補正する。

分液漏斗(A)及び(B)にそれぞれ水 200ml をとり,硫酸 (2.5mol/l)  −モリブデン酸アンモニウム

(188g/l)

混合溶液を(A)には 4ml,(B)には 8ml を加えて振り混ぜる。液温を約 25℃に保って 20 分間

放置する。次に,(c)(f)の操作を行って(A)及び(B)それぞれについての吸光度 aを測定する。次

の式によって硫酸 (2.5mol/l)−モリブデン酸アンモニウム (188g/l)  混合溶液による空試験値 を算

出する。

c

b−a

(h)

検量線からシリカの量を求め,試料中のシリカの濃度  (

μgSiO

2

/

l)

を算出する。

検量線  シリカ標準液 (1

μgSiO

2

/ml) 0.5

∼10ml を分液漏斗に段階的にとり,水(

4

)

を加えて 200ml

とした後,(b)(f)の操作を行う。別に,この操作に用いた水 200ml をとり,(b)(f)の操作を行って

シリカ標準液について得た吸光度を補正し,シリカ (SiO

2

)

の量と吸光度との関係線を作成する。

(

2

)

硫酸 (2+1)  を加えて振り混ぜたら,直ちにアスコルビン酸溶液 (100g/l)  を加えて振り混ぜる。

(

3

)

試料中のシリカの濃度が 10

μgSiO

2

/

l

以上の場合には,吸収セル 10mm を用いる。ただし,空試

験及び検量線の作成における吸光度の測定にも吸収セル 10mm を用いる。検量線の作成には,

シリカ標準液 (50

μgSiO

2

/ml)

を 25 倍に薄めて調製したシリカ標準液 (2

μgSiO

2

/ml) 1

∼10ml を用

いる。

(

4

)

シリカ標準液の調製に用いた水と同じ水を用いる。

備考1.  試料中のシリカの濃度が高く (20∼400

μgSiO

2

/

l)

(a)(c)の操作を行った溶液の着色が強い

場合には,その溶液について,吸収セル50mm を用いて波長815nm の吸光度を測定してもよ

い。空試験としては,1−ブタノールによる抽出を除いた(g)の操作を行って吸収セル50mm を

用い波長815nm の吸光度を測定し,(g)と同様に空試験値を算出して補正する。

また,検量線はシリカ標準液 (50

μgSiO

2

/ml)

を 5 倍に薄めて調製したシリカ標準液

(10

μgSiO

2

/ml) 0.4

∼8ml について作成する。

4.2

電気加熱原子吸光法  マトリックスモディファイヤーとして硝酸ロジウム(III)を電気加熱炉に注入

し,乾燥する。これに試料を加えて乾燥する操作を繰り返した後,原子化し,けい素による原子吸光を波

長 251.6nm で測定してシリカを定量する。

定量範囲:SiO

2

 1

∼20

μg/l(

5

)

,繰返し分析精度:変動係数で 5∼20%(

5

)

(

5

)

注入・乾燥を5回繰り返したときのものである。装置,測定条件によって異なる。

(1)

試薬  試薬は,次のものを用い,ポリエチレン瓶に保存する。

(a)

水  4.1(1)(a)による。

(b)

硝酸ロジウム (III) 溶液 (100

μgRh/ml)    硝酸ロジウム(III) (

6

)

(99.5%以上)を 105℃で約 1 時間加

熱し,デシケーター中で放冷する。その 28mg をとり,硝酸 (1+1)  (JIS K 9901 に規定する高純度

試薬−硝酸を用いて使用時に調製する。

)3ml を加えて溶かし,全量フラスコ 100ml に移し入れ,水

を標線まで加える。

(c)

硝酸ロジウム (III) 溶液 (2

μgRh/ml)    硝酸ロジウム (III) 溶液 (100μgRh/ml) 10ml を全量フラス

コ 500ml にとり,(b)で調製した硝酸 (1+1) 15ml を加え,水を標線まで加える。使用時に調製する。

(d)

シリカ標準液 (1

μgSiO

2

/ml) 4.1(1)(i)

による。


5

K 0555-1995

(

6

)

吸湿性が強いので取扱いに注意する。

(2)

器具及び装置  器具及び装置は,次のとおりとする。

(a)

電気加熱原子吸光分析装置  電気加熱方式でバックグラウンド補正が可能のもの。

(b)

発熱体  黒鉛製

(c)

けい素中空陰極ランプ

(d)

キャリヤーガス  JIS K 1105 に規定するアルゴン 2 級

(e)

マイクロピペット  JIS K 0970 に規定するプッシュボタン式液体用微量体積計 10∼50

μl,又は自動

注入装置

(3)

操作  操作は,次のとおり行う。

(a)

電気加熱原子吸光分析装置を作動できる状態とし,硝酸ロジウム (III) 溶液 (2

μgRh/ml) 50μl を発熱

体に注入し,乾燥(例えば,100∼120℃,30∼60 秒間)する(

7

)

(b)

試料の一定量(例えば,50

μl)を発熱体に注入し,(a)と同様に乾燥する。

(c)  (b)

の操作を更に 4 回繰り返し行う(

8

)

(d)

次に,灰化(例えば,500∼1 200℃,30∼40 秒間)

,原子化(例えば,2 400∼3 000℃,3∼6 秒間)

(

7

)

,けい素による原子吸光を波長 251.6nm での指示値(

9

)

として読み取る(

10

)

(e)

空試験として試料を注入することなく(a)及び(d)の操作を行って指示値(

9

)

を読み取り,試料について

得た指示値を補正する。

(f)

検量線からシリカの濃度  (

μgSiO

2

/

l)

を求め,次の式によって試料中のシリカの濃度  (

μgSiO

2

/

l)

を算

出する。

n

a

S

1

×

ここに,  S:  試料中のシリカの濃度  (

μgSiO

2

/l)

a

:  検量線から求めたシリカの濃度  (

μgSiO

2

/l)

n

:  発熱体で乾燥した回数

検量線  シリカ標準液 (1

μgSiO

2

/ml) 0.5

∼10ml を段階的に全量フラスコ 100ml にとり,水を標線

まで加える。これらの溶液について(a)(b)及び(d)の操作を行う。別に,この操作に用いた水につ

いて(a)(b)及び(d)の操作を行ってシリカ標準液について得た指示値を補正し,シリカの濃度

μgSiO

2

/l

)と指示値との関係線を作成する。検量線の作成は,試料測定時に行う。

(

7

)

乾燥,灰化,原子化の条件は装置によって異なる。

また,試料の注入量によっても異なる。

(

8

)

試料中のシリカの濃度が低い場合には,この操作の回数を合計 10 回以内まで増加してもよい。

(

9

)

吸光度又はその比例値

(

10

)

必要に応じて(a)(d)の操作を 3 回以上繰り返し,指示値が一致することを確認する。

備考2.  試料中のシリカの濃度が低い(1

μgSiO

2

/l

以下)場合には,次のように濃縮したものを用いて

4.2(3)

の操作を行ってもよい。

試料 250ml を,あらかじめ質量を求めた(0.01g まではかる。

)合成樹脂(四ふっ化エチレ

ン樹脂など)製のビーカーにとり,JIS B 9920 に規定する清浄度クラス 3 以上のクリーンル

ーム又はクリーンベンチ内で,加熱板上で沸騰しない状態で液量が約 5ml になるまで濃縮す

る。ビーカーの質量をはかり(0.01g まではかる。

,初めのビーカーの質量との差を求め,試

料の体積とする。


6

K 0555-1995

また,試料の濃縮倍数は

)

(

)

(

ml

ml

濃縮後の試料の体積

濃縮に用いた試料の体

から求める。以下,この試料について(3)(a)及び

(b)

,引き続いて(d)及び(f)の操作を行って試料中のシリカの濃度を求める。

3.

硝酸ロジウム (III) 溶液 (2

μgRh/ml)  の代わりに硝酸マグネシウム溶液 (2μgMg/ml)  を用い

ることもできる。


7

K 0555-1995

付表 1  引用規格

JIS B 9920

  クリーンルーム中における浮遊微粒子の濃度測定方法及びクリーンルームの空気清浄度

の評価方法

JIS K 0050

  化学分析方法通則

JIS K 0101

  工業用水試験方法

JIS K 0102

  工場排水試験方法

JIS K 0115

  吸光光度分析通則

JIS K 0121

  原子吸光分析通則

JIS K 0211

  分析化学用語(基礎部門)

JIS K 0215

  分析化学用語(分析機器部門)

JIS K 0557

  化学分析用の水

JIS K 0970

  プッシュボタン式液体用微量体積計

JIS K 1105

  アルゴン

JIS K 8005

  容量分析用標準物質

JIS K 8810

  1−ブタノール(試薬)

JIS K 8905

  七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(試薬)

JIS K 8951

  硫酸(試薬)

JIS K 8987

  硫酸ナトリウム(試薬)

JIS K 9502

  L (+)  −アスコルビン酸(試薬)

JIS K 9901

  高純度試薬−硝酸

JIS R 3503

  化学分析用ガラス器具

JIS R 3505

  ガラス製化学用体積計

JIS Z 0701

  包装用シリカゲル乾燥剤


8

K 0555-1995

参考

この参考は,本体の規定に関する事柄を,本体に準じる形で補足したものであって規定の一部ではない。

原子吸光分析法での試料の濃縮には,蒸発濃縮法のほかに遠心濃縮法がある。

1.

遠心減圧濃縮法  試料を硝酸酸性とし,遠心力で突沸を防止しながら減圧状態で試料を濃縮する。

(1)

器具及び装置  器具及び装置の一例を次に示す。

(a)

遠心式濃縮器  回転数約 1 800min

1

が得られ,約 60℃に温度調節のできるもの。

(b)

冷凍除湿器  約−50℃,除湿容量約 800ml(水)のもの。

(c)

真空ポンプ  排気量 50∼135l/min,真空度約 100Pa が得られるもの。

(d)

遠沈管  呼び容量約 50ml の合成樹脂製のもの。

参考図 に遠心減圧濃縮装置の構成の一例を示す。それぞれ市販品がある。

参考図 1  遠心減圧濃縮装置の構成の一例

(2)

操作  操作は,本体で規定した試験環境で,次のとおり行う。

(a)

試料約 30ml ずつを,質量既知の 2 本の遠沈管にとり,バランスをとり,それぞれの質量を 1mg の

けたまではかる。

(b)

遠沈管を遠心式濃縮器に取り付け,遠心減圧濃縮装置を作動させ,遠心式濃縮器を約 60℃に調節し

て液量が約 0.5ml になるまで濃縮する(

1

)

(c)

試料を入れた遠沈管を取り出し,その質量を 1mg のけたまではかる。

(d)

試料の濃縮倍数は,

)

(

)

(

g

g

濃縮後の試料の質量

濃縮前の試料の質量

から求める。

(

1

)

濃縮後の液量と濃縮時間との関係をあらかじめ求めておく。試料約30ml を約0.5ml に濃縮する

には,通常15∼17時間を要する。

また,約 5ml 又は約 10ml に濃縮するには,それぞれ 6∼8 時間又は 3∼4 時間を要する。


9

K 0555-1995

JIS K 0555

・超純水中のシリカ試験方法ほか 2 件の JIS 改正原案作成調査委員会  構成表

小委員会

氏名

所属

A B

(委員長)

並  木      博

横浜国立大学教育学部

倉      剛  進

工業技術院標準部繊維化学規格課

加  藤  裕  之

通商産業省立地公害局産業施設課

久保田  正  明

工業技術院物質工学工業技術研究所計測化学部

田  尾  博  明

工業技術院資源環境技術総合研究所

森  田  昌  敏

国立環境研究所環境部

米  倉  茂  男

東京都鍍金工業組合

坂  本      勉

財団法人日本規格協会技術部

加  山  英  男

財団法人日本規格協会技術部・検査部標準課

梅  崎  芳  美

社団法人産業環境管理協会

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

テムズ株式会社技術部)

松  原  道  夫

社団法人日本分析機器工業会(セイコー電子工業株式会

社科学機器部応用技術課)

伊  藤  尚  美

社団法人日本分析機器工業会(株式会社島津製作所分析

事業本部)

原  田  勝  仁

社団法人日本分析機器工業会(株式会社日立製作所計測

器事業部)

小  林  信  弥

社団法人日本分析機器工業会(株式会社島津製作所応用

技術部)

西  山  昌  慶

日本ミリポア・リミテッドアナリティカル事業部研究開

発部

中  村      穣

野村マイクロ・サイエンス株式会社品質管理部評価技術

グループ

久  島  俊  和

オルガノ株式会社研究開発本部分析センター

狩  野  久  直

日本錬水株式会社研究所半導体グループ

岩  崎  岩  次

社団法人日本工業用水協会

(事務局)

佐  宗  正  雄

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

備考  ◎印は小委員会委員長,  ○印は小委員会委員を兼任

  A: JIS K 0553(超純水中の金属元素試験方法)小委員会 
  B: JIS K 0555(超純水中のシリカ試験方法)小委員会及び JIS K 0556

(超純水中の陰イオン試験方法)小委員会 

文責  並木  博