JPS5944657A - 酸又は全鉄イオンの定量分析方法 - Google Patents

酸又は全鉄イオンの定量分析方法

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JPS5944657A
JPS5944657A JP15464582A JP15464582A JPS5944657A JP S5944657 A JPS5944657 A JP S5944657A JP 15464582 A JP15464582 A JP 15464582A JP 15464582 A JP15464582 A JP 15464582A JP S5944657 A JPS5944657 A JP S5944657A
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昭 高橋
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昇 田中
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/16—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using titration
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼材の酸洗液等のように酸及び鉄イオンを含む
試料をアルカリ滴定で定量する方法に係シ、殊に還元剤
を添加して第二鉄イオンを第一鉄イオンに還元すること
によシ酸と全鉄イオンの量又は濃度を測定する方法に関
する。
鋼板等の鋼材製造において、酸洗処理は鋼材の品質の良
否を決定する重要な工程であるため、酸洗液中の酸と全
鉄イオンを最適濃度に制御する必要がある。このため、
従来から中和滴定、吸光度測定、比重測定あるいはこれ
らの組合せによシ定量を行なっていだが、いずれも測定
精度が悪く、又、迅速性に劣シ、実用性に欠けていた。
又、酸洗液等のように製造ライン中に組み込まれる工程
の試料の定量分析は簡便性、迅速性を要求されることか
ら一般には用手法は不向きで機器を使用した自動計測法
が最適とされている。そこで、近年、酸洗液の定量に連
続中和適定法を採用しガラス電極と比較電極とによって
電位差測定を行なう方法が開発された(特開昭56−3
3545号)。
かかる方法は試料に還元剤を加えて第二鉄イオンを第一
鉄イオンに還元した後にアルカリ滴定(中和滴定)を行
ない、酸及び第一鉄イオンの当量点を測定して、消費さ
れたアルカリ標準液の量から酸又は全鉄イオンを算出す
るものである。これは、酸洗液中には、鉄イオンとして
第一鉄イオンの他に第二鉄イオンが存在し、この第二鉄
イオンが酸との中和点以前に滴定液であるアルカリ標準
溶液と反応するため酸にプラス誤差が生じることから、
試料中の第二鉄イオンを予め第一鉄イオンに還元してお
き、酸の定量の妨害を除去したものである。この方法を
さらに詳しく述べる。醒として通常、塩酸を含み、酸洗
いの結果、鉄イオンとして第一鉄・イオン及び第二鉄イ
オンを含む酸洗液にアルカリ標準溶液として所定濃度の
水酸化ナトリウム溶液を加えて、アルカリ滴定する場合
には以下の反応がおこる。
l4Ct+NaOH−+ NaC1十HO−−(1)F
 e CA 2 +2N a OH−÷ Fe(OH)
2+ 2NaCt−(2)FeC7−3+ 3NaOH
−)  Fe(OH)s + 3NaCt  ・−=−
(3)このアルカリ滴定を連続して行ない、そのPl−
1の変化を第1図のようにグラフに表わすと、第二鉄イ
オンはPH2〜3において水酸化ットリウムと(3)式
の反応を起こして、(1)式の反応と併行して進行する
。このため、塩酸のみの中和点では当量とならずに、塩
化第二鉄と塩酸の量を合した水酸化ナトリウム溶液の消
費量はP点において当量となる。
さらに滴定を続けると、次いで塩化第一鉄が(2)式の
反応をし、塩化第一鉄に相当する水酸化ナトリウム溶液
の消費量か加算され/こ点Qで当量点が現われる。従っ
て、水酸化す) l)ラム溶液と反応した一部の第二鉄
イオンが酸としてツノラントされ、酸全体としてフ0ラ
ス誤差が表われることから、アルカリ滴定に際し、還元
剤を加えて第二鉄イ〕ンを第一鉄イオンに還元せしめて
、全鉄イオンを第一鉄イオンとして定量するものである
。これにより、試別中の酸のプラス誤差は少なくなった
が、この方法によっても、依然として酸又は全鉄イオン
の正確な測定値が得られず、又、可視性の悪いものであ
った。
本発明者らは、この特開昭56−33545号公報の定
量分析方法を詳細に検討した結果、添加した還元剤と試
料中の酸とが反応し、このため酸が消費されてマイナス
誤差を生ずることを見い出し、還元剤の選択と、その添
加時期の採択を数多くの実験から裏付け、本発明を完成
するに至った。
すなわち本発明は、試料中の第二鉄イオンと第一鉄イオ
ンに還元した後、アルカリ滴定によシ試料中の酸又は全
鉄イオンを定量する方法において、アルカリ滴定で試別
のPIJ値を14伺近に調整してからチオ硫酸すトリウ
ムを添加して前記還元を行ない、その後11]びアルカ
リ滴定を行なうこと、を特徴とするものである。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明において、第二鉄イオンを還元する還元剤として
、チオ硫酸すトリウムが使用される。他の還元剤、例え
は、チオ酢酸ナトリウム、チオ酢酸カリウム等のチオ酢
酸塩、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等の亜硫酸塩
、沃化す) IJウム、沃化カリウム等の沃化物あるい
はチオhlF、 telカリウム等は、還元力がチA”
 (Jif酸ナトリウムよりも劣り、又、試別中の酸以
外の他の物質と容易に反応をおこしだシ、分解したシし
て安定性にも劣るだめ、使用しても測定精度及び可視性
が悪いものとなる。
このように選択されたチオ硫酸ナトリウムはアルカリ滴
定により試料OPH値が14伺近になったとき添加され
る。PH1,、4以上の水素イオン濃度においてはチオ
硫酸ナトリウムの還元力が弱くなり第二鉄イオンを十分
に第一鉄イオンに還元できず、このため既述のように塩
酸の定量の際に(3)式の反応が起って塩酸の測定値に
ノ0ラス誤差が生じる。
一方、pl−11,4以下の水素イオン濃度では試オ」
中の塩酸とチオ硫酸ナトl)ラムとが次式の反応をする
。
Na2S2O3+2HCt−:2NaC4十FI20+
S十SO2↑ (4)この反応は十分に酸性の場合は平
衡が右に移行し、二酸化イオウが揮散して失なわれるだ
め、pif 、’1.4以下では塩酸が失なわれると同
じこととなり酸の測定値にマイナス誤差を生ずる。以上
の理由からpH1−、4という値に選択されたPtl値
は試別の状態によシ±01の範囲で変更してもよく、又
とOPH値の検知は、試料中に浸漬したガラス電極と比
較電極とにより電位差を開側してPH値に換算して行な
ってもよく、又、P11指示薬を添加して行なってもよ
いが、簡便性、正確度の点から電位差測定が好ましい。
又、還元剤であるチオ硫酸ナトリウムは結晶のままで添
加1−てもよく、所定濃度の水溶液として添加してもよ
く、いずれにせよ、試別中の第二鉄イオンを全て第一鉄
イオンに還元するのに必要な量が添加される。
前記アルカリ滴定(中和滴定)には、所定濃度のアルカ
リ溶液を用いる。この場合、試料中の酸が一般には強酸
である塩酸であることから濃度既知の水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム等の強塩基のアルカリ溶液を使用し、
好ましくは、アルカリ標準溶液を用いて滴定を行なう。
このアルカリ滴定は測定当初から行ない、消費されたア
ルカリの量を計測しておく。アルカリ滴定でpH4値が
14付近に達したとき、一旦滴定を中止し、所定濃度あ
るいは所定量のチオ硫酸ナトl)ラムを試料に添加して
、第二鉄イオンの全てが第一鉄イオンに還元されるまで
放置する。この時間は試料中の第二鉄イオンの濃度によ
っても異なるが60〜90秒で十分である。又、この際
、還元を促進するだめ、試料を攪拌するのが好ましい。
第二鉄イオンの還元が終了した後は試料中の鉄イオンは
全て第一鉄イオンとなっておシ、酸定量の際に(3)式
の反応がおきず(1)式の反応のみであるから、その後
、再びアルカリ滴定を行なうことによシ第1段の当量点
では酸のみの測定が正確にでき、又、第1段の当量点以
降の滴定では第一鉄イオ、/が(2)式の反応をするだ
けであるから、第2段の当量点で全鉄イオンの測定が正
確にできる。
第2図は試料中に塩酸、第一鉄イオン及び第二鉄イオン
を含有せしめたものを本発明の方法によジアルカリ標準
溶液としてIN水酸化ナトリウムを使用して滴定した場
合の滴定曲線である。第1段のPH急変点Rが塩酸の中
和点であシ、第2段のPH急急変点上還元されて第一鉄
イオンとなった全鉄イオンの当量点である。従ってP1
1急裳点Rまでのアルカリ標準溶液の消費量aは塩酸の
量に匹敵し、第2段のPI4急変点Sまでのアルカリ標
準溶液の消費量すからaを差し引いたb−aは全鉄イオ
ンの量に匹敵するから、正確な測定が可能となる。
以」二のように、本発明によると、還元剤チオ硫酸ナト
リウムの添加時期をその還元力が十分に維持でき、かつ
、酸との反応をおこさない範囲に選択しだから、酸及び
全鉄イオンの測定が正確となる。又、酸と全鉄イオンの
各当量点は明確に分離されて現われるから再現性もよく
、操作も簡便であシ、迅速性にも優れている。さらに、
以下の実施例に示すように、酸と全鉄イオンの配合比の
変化にもかかわらず正確な測定ができるから酸が高濃度
で全鉄イオンが低濃度の場合から、酸が低濃度で全鉄イ
オンが高濃度の場合に紋る広い範囲に使用できる。
以下、実施例によp本発明を具体化して説明する。
実施例 1 濃度20.48 Iμ(0,562N)の塩酸溶液4m
lと濃度152.31 g/E C2,403N )の
塩化第一鉄溶液4 ml及び濃度3 ]、 48 VB
 (0,582N)の塩化第二鉄溶液4 m1.を混合
して試料を調Mにした・この試料に窒素ガスを用いて空
気酸化を防止しながらIN水酸化すトリウム溶液で滴定
し、pH1,4に達したとき滴定を中止し、濃度2mo
l/lチオ似酸すトリウム溶液2mlを加えて撹拌しな
がら90秒放置した。その後、再びアルカリ滴定を行な
い、第1段のPHH変点までに消費された水酸化すトリ
ウム溶液の量及び第1段のPt−1急変点から第2段の
PII急変点までに消費された水酸化すトリウム溶液の
量を計測し、それぞれを塩酸相当滴定是と全鉄イオン相
当滴定量とした。
比較例1として、濃度15.78 VB (0433N
)の塩酸溶液2 mlと濃度152.36 g/A (
2/10/IN、)の塩化第一鉄溶液2ml及び濃度3
4.04gμ(0,63ON)の塩化第二鉄溶液2 m
lを混合した試料を、前記と同濃度のチオ硫酸ナトリウ
ムを赫加したのちIN水酸化ナトリウム溶液で滴定し、
同様に第1段及び第2段のPH急変点捷での水酸化ナト
リウム溶液消費量を計測した(前記特開昭56−335
45号の分析方法)。
以上の結果を第1表に表わす。
濃度157.56Iμ(4,323N)の塩酸溶液4 
mlと濃度770gμ(0,121N )の塩化第一鉄
溶液4 ml及び濃度2.69 g/A (0,049
7N )の塩化第二鉄溶液4 mlを混合して試料とし
、実施例1と同様の処理及び滴定をして、塩酸相当滴定
量と全鉄イオン相当滴定量とを計測した。
比較例2として、濃度157.82Iμ(4,33ON
)の塩酸溶液2 mlと濃度5.06 g/A (0,
080N )の塩化第一鉄溶液2 mi及び濃度260
W(0,032N)の塩化第二鉄溶液2 mlを混合し
て試料とし、比較例1と同様の処理及び滴定を行なった
。
この結果を第2表に表わす。
以上の実施例によれば、本発明は塩酸濃度か小さく全鉄
イオン濃度が大きい場合(実施例1)でも、塩酸濃度が
大きく全鉄イオン濃度が小さい場合(実施例2)でも、
正確に酸又は全鉄イオンの定量が可能である。
なお、本発明は上記した鋼材の酸洗液の定量分析のみな
らず、酸及び鉄イオンを含むあらゆる試料の酸又は全鉄
イオンの定量分析に使用ができる。
又、自動滴定法によらず用手法によシ行々うてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の方法によって定量分析した場合の滴定曲
線を表わしたもの、そして第2図は本発明によって定量
分析した場合を表わしたものであシ、いずれも縦軸にp
H埴を、横軸に消費されたアルカリの量をプロットしで
ある。 特許出願人 電気化学割器株式会社 代理人弁理士田中政浩 第1図 711.Jす、=g:N  (mL1 第2図 7 ”M ’l’yg:伏−(m L )l

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料中の第二鉄イオンを第一鉄イオンに還元した後、ア
    ルカリ滴定によシ酸又は全鉄イオンを定量する方法にお
    いて、アルカリ滴定を行なって試料OPH値を1.4付
    近に調整してからチオ硫酸ナトリウムを添加して前記還
    元を行ない、その後再びアルカリ滴定を続行することを
    特徴とする酸又は全鉄イオンの定量分析方法。
JP15464582A 1982-09-07 1982-09-07 酸又は全鉄イオンの定量分析方法 Granted JPS5944657A (ja)

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JPS5944657A true JPS5944657A (ja) 1984-03-13
JPH0358066B2 JPH0358066B2 (ja) 1991-09-04

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103091450A (zh) * 2013-01-02 2013-05-08 河北钢铁股份有限公司承德分公司 快速测定氮化钒铁中全铁含量的方法
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JPH0358066B2 (ja) 1991-09-04

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