JPH03277969A

JPH03277969A - 固体の定量分析方法

Info

Publication number: JPH03277969A
Application number: JP7918490A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Etsuno; 越野　幸広; Akira Ubukawa; 生川　章
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-09
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2815454B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、固体の定量分析方法に関するものである。

（従来の技術）従来より、固体の成分を分析する方法として、原子吸光
法と、ＩＣＰ発光法等が知られている。

通常の原子吸光法は、例えば金属塩溶液を噴霧した炎に
元素固有の波長の光を通し、試料中の原子が基底状態か
ら励起状態になるときに光を吸収するので、その吸収強
度を測定することで試料の成分を定量するものである。

ＩＣＰ発光法は、励起状態になった原子が基底状態に戻
るときに光エネルギーを放出するが、このとき生じるス
ペクトルを観測し、成分を定量するものである。

このような原子吸光法またはＩＣＰ発光法は、例えば硫
黄を主成分とする固体を定量分析する場合、その固体１
ｇを水酸化ナトリウムと過酸化水素で処理し、硫酸ナト
リウムに変換し、１００ｍρ程度の溶液を用いて測定し
ていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来の固体の定量分析方法によると、原
子吸光法あるいはＩＣＰ発光法のいずれの方法において
も、試料となる硫黄を主成分とする固体１ｇを処理して
溶液にする場合、例えば約１００＋ｎｊ２の溶液に希釈
するので、その固体中に含まれるｉｐｐｍを判別するた
めには、０．Ｏｌｐｐｍの溶液濃度を正確に測定しなけ
ればならず、このような測定は極めて困難であった。ま
た試料１ｇを処理するとこの場合、４〜５ｇの硫酸ナト
リウムが溶液中に共存するので、分析結果に硫酸ナトリ
ウムが与える影響が大きい。さらには水酸化ナトリウム
を多量に用いるので、空試験値が高くなる。これらの点
より、試料を多量に用いないと高精度の定量分析をする
ことは困難であった。

例えば電池材料である硫黄の受入検査において、金属不
純物の含有量がｉｐｐｍ以下であることを判別すること
は、従来の固体の分析方法では困難であった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、少量の試料を用いてしかも簡便な操作で精度の高
い定量分析を行えるようにした固体の定量分析方法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明の第１発明の固体の定量分析方法は
、固体を酸化性雰囲気中、高温で加熱して、大部分の非
金属成分を除去した後、残渣の特性値から、その固体の
良、不良を判定することを特徴とする。

第２発明の固体の定量分析方法は、前記残渣の特性値が
、残渣の質量、残渣を構成する元素の量、または、それ
らと相関関係にある計測値であることを特徴とする。

第３発明の固体の定量分析方法は、前記酸化性雰囲気を
つくる手段として、酸化性の酸を添加する、または、酵
素を含む気体を導入する、あるいはその両者を併用する
ことを特徴とする。

第４発明の固体の定量分析方法は、前記酸化性雰囲気を
つくる酸として硝酸あるいは硝酸を主成分とする混酸を
用いることを特徴とする。

第５発明の固体の定量分析方法は、前記酸化性雰囲気を
つくる手段として、空気を用いることを特徴とする。

第６発明の固体の定量分析方法は、前記非金属成分を除
去するための加熱範囲が１２０〜７５０℃であることを
特徴とする。

第７発明の固体の定量分析方法は、前記固体が硫黄であ
ることを特徴とする。この場合、硫黄を主成分とする固
体は、硫黄を酸化性雰囲気中、１２０〜７５０℃に加熱
すると硫黄のみを容易に除去できるので、金属元素測定
時の感度低下を防ぎ、１）ｐｂレベルの金属元素を定量
することができる。

第８発明の固体の定量分析方法は、前記固体を酸化性雰
囲気で加熱する手段が黒鉛炉原子吸光装置であることを
特徴とする。

（実施例）以下、本発明の実施例について述べる。

夫嵐廻ユ〔残渣の質量による良否の判定ｌ試料約３０ｍ
ｇを黒鉛炉内に入れ、アルゴン気流中で１２０〜５００
℃まで加熱した後、黒鉛炉を取出して質量を測定した。

第１表は、加熱前の黒鉛炉との質量差から残漬の質量を
求めた結果である。

（以下、余白、）第１表単位二ｍｇ第１表より、残渣の質量が０．１ｍｇ以上ある場合を不
良とすると、試料Ｃは不良品であることが判明する。

２１元素の量による良否の判定】 ■定量操作 ■試料となる硫黄１〜２ｇを薬包紙に取り、マイクロピ
ペット用チップとともに天秤に載せ、０１ｍｇの単位ま
で重量を精確に読み取る。

■マイクロピペット用チップを黒鉛炉内に入れ、次いで
硫黄１〜５ｍｇを黒鉛炉内に導入する。例えば第１図に
示すように、マイクロピペット用チップｌにより黒鉛炉
２内のプラットフォーム３に試料４を載せる。

■マイクロピペット用チップを抜き取り、薬包紙ととも
に再び試料の重量を測定し、前記■で読み取った重量と
の差より黒鉛炉内に導入した試料としての硫黄の重量を
算出する。

００．２％あるいは４Ｍ硝酸ｌＯ〜２０μρをオートサ
ンプラーにより試料に注入する。

■実験により求めた温度条件（第３表〜第１３表）に従
い、アルゴンあるいは空気等の気流中、１２０〜７５０
℃に加熱することにより大部分の硫黄を除去する。その
後、試料を原子化温度まで昇温し、目的金属元素の吸光
度を測定する。ここに［大部分の硫黄を除去する」とは
、後行程、例えば特性値の計測に支障がない程度にまで
硫黄を除去することをいう。

■得られた吸光度より目的金属元素量を算出し、前記■
で求めた硫黄導入量で割って、目的金属元素の含有濃度
を求める。

■なお、検量線は、金Ｘ標１！！溶液を適宜希釈し、０
．２％硝酸酸性として用いた。

■定量分析結果第２表は実験した試料Ａ、ＢおよびＣの分析結果を示す
。

第２表にＬｉ、に、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ１．Ｆｅ。

Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｂの各元素の定量結果を示
す。

第２表より、Ｆｅが５０００ｎｇ−ｇ−’以上台まれる
ものを不良とすると、試料Ｃが不良であることが判別で
きる。

（以下、余白。）第表単位：ｎｇ”ｇ” また、第３表〜第１３表にＬｉ、に、Ｍｇ、Ｃａ、Ａ（
１，Ｆｅ、Ｎｉ＋　　Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｂを示す。

以下に表の見方を説明する。

乱立見方（第３表〜第１３表まで共通）第３表を例にと
り説明する。

■温度段階ｌでは、炉内温度を室温から１２０℃まで、
１秒間（昇温速度）で昇温し、４０秒（保持時間）保持
する。このとき、炉内に流通させるガスはアルゴンガス
であり、その量は１分間に３００ｍβ（ガス流量）の割
合である。

■温度段階２では、炉内温度を１２０℃から２００℃ま
で１０秒間（昇温速度）で昇温し、３０秒保持（保持時
間）する。

■以下同様に各段階における温度、昇温速度、保持時間
、ガス流量を示す。

■ここに、炉内温度が１２０〜７５０℃までは、硫黄分
のみを除去する行程であり、７５１’Ｃ以上の炉内温度
の段階では、測定しようとする元素を灰化→原子化させ
る行程である。例えば第３表においては、温度段階５に
より、Ｌｉを灰化させ、次の温度段階６において原子化
させ、このときＬｉの量を測定する。

■各点においてガス流量が０のとき目的元素量を測定す
る。

■ガス流量は、（Ａｉｒ）と表記しである箇所に限り空
気を用いた。その他の場合はアルゴンを使用した。

■硝酸添加量は、試料を第１図のように黒鉛炉内に導入
した後、オートサンプラによりその上に添加した硝駿の
濃度および量を示す。

■定量下限は、５回の繰り返し測定において相対標準偏
差が１０％以内となる範囲のうち最も濃度が低いところ
の値である。

（以下、余白。）第表（Ｌｉ）第表（Ｋ）第５表（Ｍｇ）第表（Ｃａ）第表（Ａβ）第表（Ｆｅ）第９表（Ｎｉ）第０表（Ｃｒ）第表（Ｍｎ）第２表（Ｃｕ）第１３表（ｐｂ） ■定量下限の比較黒鉛炉原子吸光法による実施例２の従来のＩＣＰ発光法
およびフレーム原子吸光法とによる比較例の結果を対比
した。比較例は硫黄を水酸化ナトリウムと過酸化水素で
処理して溶液化し、金属元素を分離、濃縮しないでＩＣ
Ｐ発光法またはフレーム原子吸光法により測定したもの
である。結果を第１４表に示す。

（以下、余白、）第４表単位：ｎｇ”ｇ−’ Ｏ検証前記定」分析方法によると、硫黄を主成分とする固体中
の金属不純物の含有量は、第２表に示すように、ごく微
量であるので、その値が正しいか否かを他の方法で直接
確認することは回能である。

そこで金属元素を添加して調整した試料を用い、本定量
分析方法と、ｒＩ４酸と臭素により硫黄を分解除去し、
金属成分を濃縮後、測定して得られた値を比較した０本
定思分析法と硝酵と臭素による分解法（比較例）によっ
て得られた定Ｉ値を第１５表に示す、第１５表中、実施
例の値は、５回の繰り返し実験により求めた。

（以下、余白。）第１５表単位：ｎｇ”ｇ−’ 第１５表から明らかなように、本定量分析法と硝酸と臭
素による分解法により得られた定量値の結果はよく一致
している。

ここに硝酸と臭素による分解法のに、Ｃａの結果につい
ては、硝酸、ビーカー等からの汚染により空試験値が高
くなりすぎて定量不可能であり、またＦｅについても同
様の汚染が生じたものと推察される。

夫ｉ例ユ【計測値による良否の判定１８−１　　と−１の　１、計測値（面積吸光度）と元素量（第２表参照）が比例関
係にあることをＣｕを例にとって示す（第２図）。

その他の元素についても同様の関係が成立した。

また、試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃ中のに、Ｍｇ。

Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの面積吸光度を第１６表に示す。

（以下、余白。）第６表第１６表において、Ｋの場合、計測値が０．５００以上
のものを不良とすると、試料Ｃは不良であることが判明
する。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、黒鉛炉内に試料を
固体のまま直接導入して、簡単な操作で精度良く固体の
良不良を判別あるいは固体中の金属元素量を定量できる
という効果がある。

また、硝酸あるいは硝酸を主成分とする混酸以外の試薬
を用いないので、試薬からの汚染が最小におさえられる
。これにより、従来法に比較しｌ／１００程度の少量の
試料を用いて、１１５００〜ｌ／ｌ　０００の定量下団
を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による定量操作を説明するため
の図、第２図は吸光度と時間との関係を表わす特性図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体を酸化性雰囲気中、高温で加熱して、大部分
の非金属成分を除去した後、残渣の特性値から、その固
体の良、不良を判定することを特徴とする固体の定量分
析方法。
（２）残渣の特性値が、残渣の質量、残渣を構成する元
素の量、または、それらと相関関係にある計測値である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体の定量分析方法
。
（３）酸化性雰囲気をつくる手段として、酸化性の酸を
添加する、または、酸素を含む気体を導入する、あるい
はその両者を併用することを特徴とする請求項１に記載
の固体の定量分析方法。
（４）酸化性雰囲気をつくる酸として硝酸あるいは硝酸
を主成分とする混酸を用いることを特徴とする請求項１
に記載の固体の定量分析方法。
（５）酸化性雰囲気をつくる手段として、空気を用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の固体の定量分析方法
。
（６）非金属成分を除去するための加熱範囲が１２０〜
７５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の固体
の定量分析方法。
（７）固体の主成分が硫黄であることを特徴とする請求
項１に記載の固体の定量分析方法。
（８）固体を酸化性雰囲気で加熱する手段が黒鉛炉原子
吸光装置であることを特徴とする請求項１に記載の固体
の定量分析方法。