３回生実験のこと：合金の分析1

＜概要＞

試料が固体である場合、通常、適当な溶媒に試料を溶解させた後、分析を行う。ここでは洋白を硝酸に溶解してその構成元素の分析を行う。硝酸に試料を溶かし、硫酸を加えて窒素酸化物を追い出し、金属塩類を硫酸塩に変えて以降の分析に使用する溶液を調製する。

＜試薬＞

7 mol/L 硝酸
資料編V-10を参照して濃硝酸（60%）を希釈して調製する。
9 mol/L 硫酸
資料編V-10を参照して濃硫酸を希釈して調製する。希釈時の発熱に注意！

＜操作＞

試料約250 mgをビーカーに精密にはかり取る。
ドラフト中で 7 mol/L 硝酸 5 mL と 9 mol/L 硫酸 2 mLを加え、時計皿で蓋をして、ホットプレート上に置く。完全に溶けたことを確認後、さらに１時間程度加熱濃縮する^（注１）。蒸発を促進させるためにガラス棒を折り曲げて時計皿とビーカーの間に挿入し、水蒸気の通る隙間を作ると良い。
イオン交換水を50 mL程度加えて可溶性塩を溶解させ、十分溶液が冷めてからメスフラスコを用いて全量を精確に100 mLにする。
（１）から（３）の操作をもう一度繰り返して試料溶液を計 2 種類調製し、溶液Aおよび溶液Bとする。以下の操作はこの溶液AとBについて行う。

（注１）この操作で亜硝酸等酸化窒素類を分解揮発させる。溶液を完全に乾固させると再溶解させるのに時間がかかる。析出した固体（硫酸ニッケルの無水塩と思われる）が溶解しない場合は溶液を煮沸しない程度にしばらく加熱するか、一晩放置するかしてみよ。

＜廃棄物処理＞

余った試薬類で以下の操作に用いないものは廃棄物指針Ａに従って処理する。

合金試料のこと

現在使用している洋白の試料は、日本伸銅協会から提供されている分析試料になります。厚さ0.3 mm の薄板で提供されているものを、だいたい 0.25 g になるように短冊状に切って提供しています。

付属の分析表によると、Fe 0.01 %、Co 0.04 %、Pb 0.003 %ぐらいで、Fe、Co、Pb の影響はほぼ無視できます（Fe が多いと、イオン交換樹脂分離法で亜鉛に混入してくる可能性がある）。一方 Mn は 0.3 %程度ということになっていて、今回の手法で分析し、銅・ニッケル・亜鉛を合計して 100 % を下回るなら、このマンガンの影響が考えられます。もっとも分析値の不確かさ（特にニッケル）が大きく、学生諸君の出したデータからその影響をうかがい知ることは困難です。

試料の溶解のはなし

試料の溶解については、以前の合金の分析ノートに書いた通りです。ただ若干変わっているのは、以前（2013年以前）は硝酸に溶解してから、硫酸を加えるように指示していたのを、最初から硝酸と硫酸を混合しておいて、溶解させるようにしたところでしょうか。後から硫酸を追加すると、他の人のビーカーを倒したり、トラブルの元なので、最初から混合するようにしたのです（扱っているのが鉛のほとんど含まれていない試料なので、不溶性の硫酸塩が生じない）。


ドラフトの中にホットプレートが置いてあります。	結構、混雑します。手前のビーカーは加熱濃縮がちょっと進み過ぎか？	ビーカーと時計皿の間に挟むスペーサー。たぶんあった方がいい。	加熱濃縮をやりすぎると、試料溶液がこんな感じになる。


試料の洋白	試料の洋白の入っていた箱