JPH08145944A - Electrical analyzing method for cod and cod measuring device - Google Patents

Electrical analyzing method for cod and cod measuring device

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JPH08145944A
JPH08145944A JP6285506A JP28550694A JPH08145944A JP H08145944 A JPH08145944 A JP H08145944A JP 6285506 A JP6285506 A JP 6285506A JP 28550694 A JP28550694 A JP 28550694A JP H08145944 A JPH08145944 A JP H08145944A
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JP
Japan
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cod
potassium permanganate
oxygen demand
electrode
chemical oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP6285506A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohisa Kako
尚久 加古
Shigeru Nakano
繁 中野
Kenji Ikeda
建志 池田
Hiroshi Teranishi
弘 寺西
Masaru Muranaka
勝 村中
Sumio Akita
澄男 秋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nakano Vinegar Co Ltd
Original Assignee
Nakano Vinegar Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To electrically measure chemical oxygen demand(COD) in normal temperature by adding an alkaline reagent in a specimen and potassium permanganate, and promoting the reaction. CONSTITUTION: In alkaline conditions, oxidation and reduction reaction of a measuring object sample and potassium permanganate (KMnO4 ) is promoted even in normal temperature. Then, a battery cell 1 having a working electrode 21 and an opposite electrode 33 formed with carbonfelt is constituted and in the electrolyte, such alkaline electrolyte solution as sodium hydroxide is contained and as battery active materials pre-processed KMnO4 is added to the working electrode 21 and ferrocyanic acid ion and the like is added to the opposite electrode 33. When measuring object specimen is injected to the working electrode 21, the specimen and KMnO4 react in normal temperature without heating, electric energy is immediately generated and COD is measured in a short time. Besides, a powdered reagent obtained by freeze-drying the mixture liquid of lithium hydroxide as alkaline reagent and KMnO4 is used for measuring COD of water quality.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、河川や産業廃水などの
汚染度を示す化学的酸素要求量(以下、CODとい
う。)の測定方法およびCODの測定装置に関し、さら
に詳しくは、試料を常温で反応させ、CODを電気的に
分析する方法およびそれに用いる測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a chemical oxygen demand (hereinafter referred to as COD) indicating the degree of pollution of rivers, industrial wastewater and the like, and a COD measuring apparatus. And a measuring device used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】水質の汚れ度合いを示す数値の一つに、
化学的酸素要求量(COD)がある。このCODを求め
る技術として従来より知られているもののうち最も普及
しているのは、JIS K 0102に記載の方法であ
る。このJIS K 0102に記載の方法は、COD
を求めようとする試料に過マンガン酸カリウムなどの所
定の試薬を添加した後、所定の加熱条件で処理すること
で過マンガン酸カリウムを消費させ、残存する過マンガ
ン酸カリウムを指標としてCODを測定するものであ
る。この方法の中でも、JIS K 0102規格17
については、公定法になっている。
2. Description of the Related Art One of the numerical values showing the degree of contamination of water quality,
There is a chemical oxygen demand (COD). The method most widely used as a technology for obtaining the COD has been the method described in JIS K 0102. The method described in this JIS K 0102 is COD.
After adding a predetermined reagent such as potassium permanganate to the sample to be obtained, the potassium permanganate is consumed by processing it under predetermined heating conditions, and the COD is measured using the remaining potassium permanganate as an index. To do. Among these methods, JIS K 0102 standard 17
About, it is an official method.

【0003】その他の方法として、簡易型計測器により
CODを測定する方法が挙げられる。市販されている簡
易型COD計測器は、該計測器から得られるCOD値が
公定法と相関性が高くなるように、いずれもJIS K
0102に準拠した方法を採用している。即ち、測定
すべき試料に所定の試薬である過マンガン酸カリウム溶
液および酸性試薬等の試薬を添加し、加熱処理をするこ
とで過マンガン酸カリウムを消費させ、クーロメトリー
法により残存する過マンガン酸カリウムを指標としてC
ODを測定する方法である。上記に掲げたCOD測定方
法では、いずれも過マンガン酸カリウムを指標としてC
ODを測定するために加熱処理を必要としている(公害
と対策 vol.14 No.7p.738-742 (1978) )。
As another method, there is a method of measuring COD with a simple measuring instrument. All of the commercially available simple COD measuring devices are JIS K so that the COD values obtained from the measuring devices are highly correlated with the official method.
The method based on 0102 is adopted. That is, a reagent such as a potassium permanganate solution which is a predetermined reagent and an acidic reagent is added to a sample to be measured, and potassium permanganate is consumed by heat treatment, and potassium permanganate remaining by a coulometric method is consumed. C as an index
This is a method of measuring OD. In all of the COD measurement methods listed above, C is measured using potassium permanganate as an index.
Heat treatment is required to measure OD (pollution and measures vol.14 No.7p.738-742 (1978)).

【0004】一方、常温でもCODを測定できる方法が
開発されており、その中には既に商品化されているもの
がある。例えば、試薬キット(共立理化学研究所製、パ
ックテスト)が市販されている。この試薬キットは、試
料を試薬に注入した後、所定の条件下において常温で反
応させた後、反応溶液中に残存する過マンガン酸カリウ
ムの色を専用の色差標と照らし合わせることでCODを
測定するものである。この方法によれば、試料を加熱す
ることなく過マンガン酸カリウムを指標としてCODを
測定することができる(水環境学会誌 vol.16 No.8 p.6
00-605 (1993))。
On the other hand, a method for measuring COD even at room temperature has been developed, and some of them have already been commercialized. For example, a reagent kit (manufactured by Kyoritsu Institute of Physical and Chemical Research, pack test) is commercially available. This reagent kit measures COD by injecting a sample into a reagent, reacting it at room temperature under predetermined conditions, and then comparing the color of potassium permanganate remaining in the reaction solution with a dedicated color difference indicator. To do. According to this method, COD can be measured using potassium permanganate as an index without heating the sample (Journal of the Japan Society on Water Environment vol.16 No.8 p.6).
00-605 (1993)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、CODを測定
するために従来から知られている技術では、次のような
問題があった。JIS K 0102に記載の方法で測
定する場合には、JISの指定で、測定対象試料は所定
の試薬と混合した後、所定の時間沸騰水浴中で加熱処理
することが定められている。従って、この方法により測
定する場合には、所定条件で加熱できる火元または電源
を確保しなければならなかったり、操作をする上で火傷
等をしないように十分な配慮が必要であるという問題が
あった。
However, the conventionally known technique for measuring COD has the following problems. When measuring by the method described in JIS K 0102, JIS specifies that the sample to be measured is mixed with a predetermined reagent and then heat-treated in a boiling water bath for a predetermined time. Therefore, when measuring by this method, there is a problem that it is necessary to secure a fire source or a power source that can be heated under predetermined conditions, and sufficient consideration must be taken so as not to cause burns or the like when operating. there were.

【0006】また、簡易型計測器を使用してCODを測
定する場合には、一般にJIS K0102に準拠する
ような測定仕様としているため、JIS K 0102
に記載の方法と同様に、測定対象試料を所定の試薬と混
合した後、直火または沸騰水浴中で加熱処理を行った
後、電気分析方法によりCOD測定を行う。この場合に
おいても、上記と同様に所定条件で加熱できる火元また
は電源を確保しなければならなかったり、操作上で火傷
等をしないように十分な配慮が必要であった。
[0006] When a COD is measured using a simplified measuring instrument, the measurement specifications are generally in conformity with JIS K0102. Therefore, JIS K 0102
Similarly to the method described in (1), after the sample to be measured is mixed with a predetermined reagent, heat treatment is performed in an open fire or a boiling water bath, and then COD measurement is performed by an electric analysis method. Even in this case, it is necessary to secure a fire source or a power source that can be heated under a predetermined condition similarly to the above, and sufficient consideration must be given so as not to cause burns or the like during operation.

【0007】一方、試薬キットの場合は、測定対象試料
を常温(主に10〜30℃)で反応させることができるが、
反応後の色調を色差標と照らし合わせる必要があるた
め、その判断は個人差が大きく、客観的に評価すること
が困難であった。また、色調は色差標の色分けにより判
定することから、測定できるCODの範囲に限度がある
という問題もあった。本発明の課題は、上記従来の技術
における問題点を解決し、試薬を加熱処理することな
く、しかも測定すべき試料の定量を客観的に評価できる
電気分析方法を提供するとともに、そのような電気分析
方法に好適なCOD測定装置を提供することである。
On the other hand, in the case of the reagent kit, the sample to be measured can be reacted at room temperature (mainly 10 to 30 ° C.),
Since it was necessary to compare the color tone after the reaction with the color-difference mark, there was a large individual difference in the judgment, and it was difficult to objectively evaluate the judgment. Further, since the color tone is judged by the color coding of the color difference indicator, there is a problem that the measurable COD range is limited. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional technique and to provide an electrical analysis method capable of objectively evaluating the quantification of a sample to be measured without heating treatment of a reagent, and to provide such an electrical analysis method. It is to provide a COD measuring device suitable for an analysis method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、測定すべき
試料物質が常温で過マンガン酸カリウムと容易に酸化還
元反応できる反応試薬の種類およびその濃度と、該酸化
還元反応で残った過マンガン酸カリウムを定量できる電
池セルの作用極および対極の液組成とが密接に関連する
ことを知見し、常温であっても、所定のアルカリ性条件
に設定することにより、測定対象試料を過マンガン酸カ
リウムと反応させることができ、なおかつ電気分析方法
によりCODを測定することができることを見出し、本
発明を完成した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have conducted extensive studies, and as a result, have shown that a sample reagent to be measured can easily undergo a redox reaction with potassium permanganate at room temperature It was found that there is a close relationship between the type and its concentration and the liquid composition of the working electrode and the counter electrode of the battery cell capable of quantifying the potassium permanganate remaining in the redox reaction. The inventors have found that by setting the alkaline conditions, the sample to be measured can be reacted with potassium permanganate, and the COD can be measured by an electroanalytical method, and the present invention has been completed.

【0009】測定すべき試料を酸性条件下で過マンガン
酸カリウムと反応させた場合、当該反応速度は非常に遅
く、測定終了まで4時間程度かかるため、加熱処理を行
って反応を促進させる必要があり、中性条件下では測定
すべき試料と過マンガン酸カリウムとが全く反応しな
い。一方、アルカリ性条件下では両者は容易に反応する
が、反応後に電気分析方法によってCODを測定する方
法は、これまで発明するまでに至っていなかった。即
ち、本発明は、試料とアルカリ試薬と過マンガン酸カリ
ウムとを常温で反応させ、該過マンガン酸カリウムの消
費量または残存量を指標として化学的酸素要求量を電気
的に測定することを特徴とする化学的酸素要求量の電気
分析方法である。
When a sample to be measured is reacted with potassium permanganate under acidic conditions, the reaction rate is very slow, and it takes about 4 hours to complete the measurement. Therefore, it is necessary to perform heat treatment to accelerate the reaction. There is no reaction between the sample to be measured and potassium permanganate under neutral conditions. On the other hand, both react easily under alkaline conditions, but a method of measuring COD by an electroanalytical method after the reaction has not been invented until now. That is, the present invention is characterized in that a sample, an alkaline reagent, and potassium permanganate are reacted at room temperature, and the chemical oxygen demand is electrically measured using the consumption amount or residual amount of the potassium permanganate as an index. Is an electroanalytical method of chemical oxygen demand.

【0010】また、本発明は、過マンガン酸カリウムの
消費量または残存量を指標として化学的酸素要求量を電
気的に測定する装置であって、電池セル部と、演算・制
御・表示部とが脱着自在になっていることを特徴とする
化学的酸素要求量測定装置である。
Further, the present invention is an apparatus for electrically measuring chemical oxygen demand by using consumption or residual amount of potassium permanganate as an index, which comprises a battery cell section, a calculation / control / display section. Is a chemical oxygen demand measuring device characterized by being detachable.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
CODの電気分析方法は、次の通りである。まず、前処
理として、CODを測定しようとする試料物質と、アル
カリ試薬と、過マンガン酸カリウムとを混合し、反応さ
せる。
The present invention will be described in detail below. The electrical analysis method of COD of the present invention is as follows. First, as a pretreatment, a sample substance for which COD is to be measured, an alkaline reagent, and potassium permanganate are mixed and reacted.

【0012】本発明におけるアルカリ試薬は、測定すべ
き試料と過マンガン酸カリウムとの反応を促進させるた
めに使用するが、溶液の状態で過マンガン酸カリウムと
試料物質との酸化還元反応を促進させることのできるア
ルカリ性の試薬であれば、いかなるものであってもよ
い。そのようなアルカリ試薬としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムなどが挙
げられる。これらアルカリ試薬の濃度は、測定すべき試
料と過マンガン酸カリウムとの反応時間に影響を及ぼす
ため、反応液中の濃度が0.0005〜10Nであるのが好まし
く、特に0.05〜1.25Nであるのが好ましい。なお、本明
細書でいう「反応液中の濃度」とは、反応が開始する前
における反応液の中での濃度を意味する。
The alkaline reagent in the present invention is used to promote the reaction between the sample to be measured and potassium permanganate, but it promotes the redox reaction between potassium permanganate and the sample substance in a solution state. Any alkaline reagent that can be used may be used. Examples of such alkaline reagents include sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Since the concentration of these alkaline reagents affects the reaction time between the sample to be measured and potassium permanganate, the concentration in the reaction solution is preferably 0.0005 to 10N, particularly 0.05 to 1.25N. preferable. The "concentration in the reaction solution" as used herein means the concentration in the reaction solution before the reaction starts.

【0013】本発明における過マンガン酸カリウムは、
対象試料のCODを測定するための指標の役割をなす
が、アルカリ性条件下でCOD測定物質と酸化還元反応
を起こすことができ、しかも電池セルで定量測定に使用
できるものであればよい。ここで、消費される過マンガ
ン酸カリウム量と理論CODとの関係を図1のグラフに
示す。過マンガン酸カリウムの濃度は、電気分析方法で
測定できるCOD範囲が図1のグラフのように決定され
ることから、反応液中の濃度として0.01〜200mMである
のが好ましく、特に0.1〜100mMであるのが好ましい。
The potassium permanganate in the present invention is
It plays the role of an index for measuring the COD of the target sample, but any substance can be used as long as it can cause a redox reaction with a COD measuring substance under alkaline conditions and can be used for quantitative measurement in a battery cell. Here, the relationship between the amount of potassium permanganate consumed and the theoretical COD is shown in the graph of FIG. The concentration of potassium permanganate is preferably 0.01 to 200 mM, particularly 0.1 to 100 mM, as the concentration in the reaction solution, since the COD range that can be measured by the electroanalytical method is determined as shown in the graph of FIG. Preferably.

【0014】アルカリ試薬の濃度および過マンガン酸カ
リウムの濃度を上記範囲内で任意に設定することによ
り、CODの測定条件は決定され、良好に測定を行うこ
とができるが、アルカリ試薬の濃度が上記範囲から外れ
ると、酸化還元反応に著しく時間がかかったり、反応が
進まなかったりすることがあり、また過マンガン酸カリ
ウムの濃度が上記範囲から外れると、電気分析方法によ
りCODを測定できない場合がある。なお、市販されて
いる常温でCODを色差標から判定する試薬キットを用
いて電気分析方法による測定を試みた場合、電気がほと
んど流れないためCODを測定することはできない。
By arbitrarily setting the concentration of the alkaline reagent and the concentration of potassium permanganate within the above range, the COD measurement conditions are determined and good measurement can be performed. If it is out of the range, the redox reaction may take a considerably long time or the reaction may not proceed, and if the concentration of potassium permanganate is out of the range, COD may not be measured by an electroanalytical method. . In addition, when attempting the measurement by the electric analysis method using a commercially available reagent kit for determining COD from a color difference indicator at normal temperature, COD cannot be measured because almost no electricity flows.

【0015】アルカリ試薬および過マンガン酸カリウム
は、粉末状態であってもよいし溶液状態であってもよ
い。粉末状態の場合、試薬をキット化して使用すること
ができる。このようなキットは、測定時に、試薬が入っ
た容器に測定しようとする試料を所定量注入し、所定の
時間常温で放置することでCOD測定に利用できる。粉
末化の方法としては、アルカリ試薬の水溶液および過マ
ンガン酸カリウム溶液の力価および品質を損なうことな
く調製できる方法ならばいずれでもよく、例えば真空乾
燥法や凍結乾燥法などが挙げられる。
The alkaline reagent and potassium permanganate may be in a powder state or a solution state. In the case of powder, the reagents can be used as a kit. Such a kit can be used for COD measurement by injecting a predetermined amount of a sample to be measured into a container containing a reagent at the time of measurement and leaving it at room temperature for a predetermined time. Any powdering method may be used as long as it can be prepared without impairing the potency and quality of the aqueous solution of the alkaline reagent and the potassium permanganate solution, and examples thereof include a vacuum drying method and a freeze drying method.

【0016】一方、溶液状態の場合は、それぞれあらか
じめ所定濃度の溶液試薬として調製しておき、反応を行
う容器中でアルカリ試薬、過マンガン酸カリウム溶液お
よび測定しようとする試料を混合し、所定の時間常温で
放置することによりCODを測定することができる。混
合の順序としては、アルカリ試薬および測定しようとす
る試料を先に注入し、その後で過マンガン酸カリウム溶
液を添加してもよいし、アルカリ試薬および過マンガン
酸カリウム溶液の混合液を予め用意しておき、その混合
液に測定しようとする試料を添加してもよい。
On the other hand, in the case of a solution state, each solution reagent having a predetermined concentration is prepared in advance, and the alkaline reagent, the potassium permanganate solution and the sample to be measured are mixed in a reaction vessel to obtain a predetermined solution. The COD can be measured by leaving it at room temperature for an hour. As the order of mixing, the alkaline reagent and the sample to be measured may be first injected, and then the potassium permanganate solution may be added, or a mixed solution of the alkaline reagent and the potassium permanganate solution may be prepared in advance. The sample to be measured may be added to the mixed solution.

【0017】上記反応における温度に関しては、試薬の
濃度が上記の範囲内の場合、0〜100℃であればいかな
る温度であっても反応は進むが、本発明では常温で反応
させる。具体的には10〜40℃で反応させるのが好まし
い。しかし、0〜10℃においても反応は進むことから、
当該温度で反応させてもCODの測定に利用することは
できる。
Regarding the temperature in the above reaction, if the reagent concentration is within the above range, the reaction proceeds at any temperature from 0 to 100 ° C., but in the present invention, the reaction is carried out at room temperature. Specifically, it is preferable to react at 10 to 40 ° C. However, since the reaction proceeds even at 0 to 10 ° C,
Even if the reaction is performed at the temperature, it can be used for measuring COD.

【0018】上記反応に用いる容器としては、直接過マ
ンガン酸カリウムと反応してCOD測定に影響を与える
ことのないような材質、あるいはアルカリ試薬と反応し
て、その反応生成物が過マンガン酸カリウムと反応して
COD測定に影響を与えることのないような材質からな
るものであれば、いかなるものからなってもよい。例え
ば、硝子容器などを用いることができる。
The container used for the above reaction is made of a material which does not react directly with potassium permanganate to affect COD measurement, or with an alkaline reagent, and the reaction product is potassium permanganate. Any material may be used as long as it does not react with COD to affect the COD measurement. For example, a glass container or the like can be used.

【0019】本発明では、以上の酸化還元反応によって
得られる反応液を用い、電気分析方法を利用して試料の
CODを測定する。電気分析方法は、一般に電気を定量
できる測定原理を利用した計測器であれば、いかなるも
のを用いて行ってもよく、特別な測定原理を利用した計
測方法に制約されない。例えば、正極および負極(また
は作用極および対極)を有する電池セルを使用して、電
池セルに試料を注入したときに発生する電気量、電流ま
たは電圧からCODを測定する方法や、また電量滴定法
のように、対極電極、参照電極および2本の電解電極か
らなる電極群を検出部として、電気量、電流または電圧
からCODを測定する方法が挙げられる。
In the present invention, the COD of a sample is measured by using an electroanalytical method using the reaction solution obtained by the above redox reaction. The electrical analysis method may be performed using any measuring instrument that generally uses a measurement principle that can quantify electricity, and is not limited to a measurement method that uses a special measurement principle. For example, a method of using a battery cell having a positive electrode and a negative electrode (or a working electrode and a counter electrode) to measure COD from the amount of electricity, current or voltage generated when a sample is injected into the battery cell, or a coulometric titration method. As described above, there is a method of measuring COD from the amount of electricity, current or voltage using the electrode group consisting of the counter electrode, the reference electrode and the two electrolytic electrodes as the detection unit.

【0020】電池セルを使用する場合は、特開平1-1953
58号公報記載のように、正極および負極の両電極間に外
部から電圧を印加して測定してもよいし、特願平5-2225
27号出願明細書に記載のように、両電極間に外部から電
圧を印加しないで測定してもよく、電気計測器の測定原
理により応じて選択すれば問題なくCODを測定するこ
とができる。
When a battery cell is used, it is disclosed in JP-A-1-1953.
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-58, a voltage may be externally applied between the positive electrode and the negative electrode to perform the measurement.
As described in the specification of No. 27 application, measurement may be performed without applying a voltage between both electrodes from the outside, and COD can be measured without problems if selected according to the measurement principle of the electric measuring instrument.

【0021】以下、電池セルの正負両電極間に外部から
電圧を印加せずに試料のCODを測定する電気分析方法
について詳細に説明するが、本発明に利用できる電気分
析方法は、これに限定されるものではない。
The electrical analysis method for measuring the COD of a sample without applying a voltage between the positive and negative electrodes of the battery cell will be described in detail below, but the electrical analysis method applicable to the present invention is not limited to this. It is not something that will be done.

【0022】電池セルの一例を図2に示す。電池セル1
は、貫通穴20を有する上部部材2と、前記貫通穴20に収
容され、電極液を含有する導電性の材料からなる作用極
21と、凹部30を有するとともに、前記凹部30から底面に
貫通する液補充穴31およびその穴31を閉塞する底蓋32を
有する下部部材3と、前記凹部30に収容され、電極液を
含有する導電性の材料からなる対極33と、上部部材2お
よび下部部材3に挟持されたイオン透過性の隔膜4と、
前記作用極21に接続された集電用電極線50と、前記集電
用電極線50に接続され、上部部材2および下部部材3を
貫通して下部部材3の底面から突出する電極端子5と、
前記対極33に接続された集電用電極線60と、前記集電用
電極線60に接続され、下部部材3を貫通してその底面か
ら突出する電極端子6と、上部部材2の貫通穴20に嵌合
するゴムキャップ7とを有する。
An example of the battery cell is shown in FIG. Battery cell 1
Is an upper member 2 having a through hole 20, and a working electrode housed in the through hole 20 and made of a conductive material containing an electrode liquid.
21, a lower member 3 having a recess 30 and a liquid replenishing hole 31 penetrating from the recess 30 to the bottom surface and a bottom lid 32 closing the hole 31; and a lower member 3 housed in the recess 30 and containing an electrode liquid. A counter electrode 33 made of a conductive material, an ion-permeable diaphragm 4 sandwiched between the upper member 2 and the lower member 3,
A current collecting electrode wire 50 connected to the working electrode 21, and an electrode terminal 5 connected to the current collecting electrode wire 50 and penetrating the upper member 2 and the lower member 3 and protruding from the bottom surface of the lower member 3. ,
A current collecting electrode wire 60 connected to the counter electrode 33, an electrode terminal 6 connected to the current collecting electrode wire 60 and penetrating the lower member 3 to project from the bottom surface thereof, and a through hole 20 of the upper member 2. And a rubber cap 7 that fits in.

【0023】作用極21および対極33は、電池反応を迅速
に遂行するために、カーボンや金属などの集電効果が高
く導電性に優れた素材からなるのが好ましい。例えば、
カーボンとしては通常市販されているものならいずれで
もよく、カーボンフェルトなどが使用できる。また、金
属としては導電性の高いものならいずれでもよく、例え
ば金、白金、銀、鉛などが使用できる。
The working electrode 21 and the counter electrode 33 are preferably made of a material having a high current collecting effect and excellent conductivity, such as carbon or metal, in order to rapidly carry out a battery reaction. For example,
Any commercially available carbon may be used, and carbon felt or the like can be used. Further, as the metal, any metal having high conductivity may be used, and for example, gold, platinum, silver, lead or the like can be used.

【0024】作用極21の大きさは直径20±10mm程度、厚
さは3〜5mm程度が好ましく、対極33の大きさはおよび
厚さは、作用極21と同程度であるのが好ましい。対極33
と作用極21の大きさおよび厚さを同程度とすることによ
り、隔膜4との接触面積が同じになり、電気抵抗も少な
くなる。
The working electrode 21 preferably has a diameter of about 20 ± 10 mm and a thickness of about 3 to 5 mm, and the counter electrode 33 preferably has the same size and thickness as the working electrode 21. Counter electrode 33
By making the size and thickness of the working electrode 21 about the same, the contact area with the diaphragm 4 becomes the same, and the electric resistance also decreases.

【0025】作用極21が含有する電極液は、アルカリ性
を示す電解質溶液を含むのが好ましく、例えば水酸化ナ
トリウム溶液、水酸化リチウム溶液、水酸化カリウム溶
液または水酸化ナトリウム−塩化カリウム緩衝液などが
挙げられる。作用極21では、この電解質溶液に、前処理
後の過マンガン酸カリウム溶液が電池活物質として添加
される。
The electrode solution contained in the working electrode 21 preferably contains an alkaline electrolyte solution, such as sodium hydroxide solution, lithium hydroxide solution, potassium hydroxide solution or sodium hydroxide-potassium chloride buffer solution. Can be mentioned. At the working electrode 21, the pretreated potassium permanganate solution is added to this electrolyte solution as a battery active material.

【0026】一方、対極33が含有する電極液は、上記と
同様の電解質溶液を含むのが好ましいが、それ以外にヘ
キサシアノ鉄酸イオンなどの電池活物質を含む。ヘキサ
シアノ鉄酸イオンとしては、ヘキサシアノ鉄(III)酸カ
リウムやヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムなどの塩類のイ
オンが挙げられるが、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムを
単独でまたはヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムとヘキサシ
アノ鉄(III)酸カリウムとを組み合わせて電極液に溶解
して解離させたものを使用するのが好ましい。
On the other hand, the electrode solution contained in the counter electrode 33 preferably contains the same electrolyte solution as described above, but additionally contains a battery active material such as hexacyanoferrate ion. Examples of the hexacyanoferrate ion include ions of salts such as potassium hexacyanoferrate (III) and potassium hexacyanoferrate (II), but potassium hexacyanoferrate (II) alone or potassium hexacyanoferrate (II) It is preferable to use a combination of and potassium hexacyanoferrate (III) dissolved in the electrode solution and dissociated.

【0027】上記のように作用極21および対極33に含有
させる電解質溶液としてアルカリ性のものを使用すれ
ば、測定しようとする試料を電池セル(作用極21)に注
入した瞬間に電気エネルギーが発生し、短時間でCOD
を測定することができる。また、作用極21に注入された
試料中の電池活物質は、分析終了時点で電池反応に対し
て不活性な物質に変換しているので、続けて次の試料を
電池セルの作用極21に注入することにより、複数の試料
を連続して分析することができる。
As described above, when an alkaline electrolyte solution is used for the working electrode 21 and the counter electrode 33, electric energy is generated at the moment when the sample to be measured is injected into the battery cell (working electrode 21). , COD in a short time
Can be measured. Further, the battery active material in the sample injected into the working electrode 21 has been converted into a material inactive to the battery reaction at the end of the analysis, so that the next sample is continuously transferred to the working electrode 21 of the battery cell. By injecting, a plurality of samples can be continuously analyzed.

【0028】なお、作用極21および対極33に含有させる
電解質溶液が酸性である電池セルは、本発明には利用で
きない。即ち、電池セルの電解質溶液が酸性を示す場
合、測定しようとする試料を電池セルに注入した瞬間に
電気エネルギーが発生するが、該試料物質がアルカリ性
であるため、電池セル内で同時に酸アルカリによる中和
反応が起こり、試料物質と対極との電池活物質との電池
反応が妨げられ、中和反応が完結するまで電池反応が完
結せず、CODを測定することができない。
A battery cell in which the electrolyte solution contained in the working electrode 21 and the counter electrode 33 is acidic cannot be used in the present invention. That is, when the electrolyte solution of the battery cell exhibits acidity, electric energy is generated at the moment when the sample to be measured is injected into the battery cell, but since the sample substance is alkaline, it is simultaneously oxidized by acid and alkali in the battery cell. A neutralization reaction occurs, the battery reaction between the sample substance and the battery active material of the counter electrode is hindered, the battery reaction is not completed until the neutralization reaction is completed, and COD cannot be measured.

【0029】この電池反応により電極液中の電池活物質
が消費されるが、作用極21への電池活物質の補充は、ゴ
ムキャップ7を取り外すことにより速やかに行うことが
でき、対極33への電池活物質の補充は、底蓋32を外し、
液補充穴31から行うことができる。液補充穴31の大きさ
は、あまり小さいと電池活物質の補充が困難になるの
で、直径10mm以上とするのが好ましい。このように電池
活物質を適宜補充することで測定回数に制約されること
なく、繰り返し電池セルを使用することができる。な
お、ゴムキャップ7は、電池セルの保存中に電極が乾燥
するのを防止する役割を有する。
Although the battery active material in the electrode liquid is consumed by this battery reaction, the battery active material can be replenished to the working electrode 21 promptly by removing the rubber cap 7, and the counter electrode 33 can be quickly replenished. To replenish the battery active material, remove the bottom lid 32,
It can be performed from the liquid refill hole 31. If the size of the liquid replenishing hole 31 is too small, it becomes difficult to replenish the battery active material. Therefore, the diameter is preferably 10 mm or more. By appropriately replenishing the battery active material in this manner, the battery cell can be repeatedly used without being restricted by the number of times of measurement. The rubber cap 7 has a role of preventing the electrodes from drying during storage of the battery cell.

【0030】イオン透過性の隔膜4の材質としては、作
用極21および対極33内に含有される電池活物質が直接混
合せずに、イオンが通過できる材質であればいずれをも
使用することができる。例えばイオン交換膜や、電解質
を含む寒天ゲルからなる塩橋、あるいは硝子フィルター
などが用いられ、安定した測定を行うためにはイオン交
換膜、特に陽イオン交換膜を用いるのが好ましい。
As the material of the ion-permeable diaphragm 4, any material can be used as long as it can pass the ions without directly mixing the battery active material contained in the working electrode 21 and the counter electrode 33. it can. For example, an ion exchange membrane, a salt bridge made of an agar gel containing an electrolyte, or a glass filter is used, and it is preferable to use an ion exchange membrane, particularly a cation exchange membrane, for stable measurement.

【0031】上部部材2および下部部材3の材質として
は、絶縁性を有するものであればいかなるものであって
もよく、例えばポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂
が挙げられる。なお、上部部材2および下部部材3を接
合するには、ネジ等の適当な固定手段を用いればよい。
The material of the upper member 2 and the lower member 3 may be any material as long as it has an insulating property, and examples thereof include resins such as polypropylene and polyethylene. To join the upper member 2 and the lower member 3, a suitable fixing means such as a screw may be used.

【0032】集電用電極線50、60は、導電性を有するも
のであればいかなるものからなってもよいが、白金もし
くは金、またはニッケルを金で被覆したものを使用する
ことにより、腐食による電気抵抗値の上昇を避けること
ができる。また、電極端子5、6も、導電性を有するも
のであればいかなるものからなってもよいが、電極線5
0、60ほど耐腐食性を考慮する必要はなく、例えば真鍮
をニッケルで被覆したものなどを用いることができる。
The current collecting electrode wires 50, 60 may be made of any material as long as they have conductivity, but by using platinum or gold, or nickel coated with gold, corrosion due to corrosion It is possible to avoid an increase in the electric resistance value. The electrode terminals 5 and 6 may be made of any material as long as they have conductivity.
It is not necessary to consider corrosion resistance as much as 0 and 60, and for example, brass coated with nickel can be used.

【0033】電極端子5、6は計測器(の本体部)9に
接続している。本電池セルでは、電極間に外部から電圧
を印加するなどの電圧発生装置などは不要であり、検出
器として電圧計、電流計または電流積算計の少なくとも
1種があればよく、例えば特願平5-222527号出願明細書
に記載の計測器を用いることができる。この計測器9に
より、作用極中の電池活物質と対極中の電池活物質が反
応するときに発生する電気エネルギーを電池電流として
取り出し、それを積算して試料物質の定量を行うことが
できる。
The electrode terminals 5 and 6 are connected to (the body of) the measuring instrument 9. The battery cell does not require a voltage generator such as applying a voltage between the electrodes from the outside, and may have at least one of a voltmeter, an ammeter or a current integrator as a detector. The measuring instrument described in the specification of 5-222527 can be used. With this measuring instrument 9, the electric energy generated when the battery active material in the working electrode and the battery active material in the counter electrode react can be taken out as a battery current, which can be integrated to quantify the sample substance.

【0034】作用極および対極の電解質溶液に溶存して
いる電池活物質は、電気化学物質に活性な物質(電気化
学的活性種)であり、それぞれ固有の電位を示す。これ
らの物質により両電極間に電位差が生じ、外部から十分
な電圧を印加すれば電気分解することができる。この場
合、一方の電極では酸化反応が起こり、他方の電極では
還元反応が起こる。これは、電気分解の原理であり、電
気エネルギーから化学エネルギーへの変換と考えられ
る。
The battery active material dissolved in the electrolyte solution of the working electrode and the counter electrode is a substance (electrochemically active species) that is active in the electrochemical substance and exhibits its own potential. Due to these substances, a potential difference is generated between both electrodes, and electrolysis can be performed by applying a sufficient voltage from the outside. In this case, an oxidation reaction occurs at one electrode and a reduction reaction occurs at the other electrode. This is the principle of electrolysis and is considered to be the conversion of electrical energy into chemical energy.

【0035】しかしながら、当該電池セルでは、例えば
対極でヘキサシアノ鉄(II)酸イオンなどのように極めて
卑な電位で電極酸化される物質を用い、作用極に過マン
ガン酸イオンなどのように極めて貴な電位で電極還元さ
れる物質を添加することにより、外部から電気エネルギ
ーを加えることなく、化学エネルギーが電気エネルギー
に自発的にかつ迅速に変換することができる。即ち、試
料物質の有する化学エネルギーを電池反応によって発生
する電気エネルギーとして測定することにより、試料物
質を定量することができる。
However, in the battery cell, for example, a substance such as hexacyanoferrate (II) ion at the counter electrode, which is electrode-oxidized at a very base potential, is used, and the working electrode is extremely noble like permanganate ion. By adding a substance that is electrode-reduced at a different potential, chemical energy can be spontaneously and quickly converted into electric energy without externally applying electric energy. That is, the sample substance can be quantified by measuring the chemical energy of the sample substance as the electric energy generated by the battery reaction.

【0036】例えば、対極でヘキサシアノ鉄(III)酸カ
リウム溶液を用い、作用極に過マンガン酸カリウム溶液
を添加すると、両極中の溶液に含まれる電気化学的活性
種のいずれも酸化剤であるため、そのままでは反応が起
こらない。しかし、ここで対極のヘキサシアノ鉄(III)
酸カリウム溶液をヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム溶液に
交換すると、対極のヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム溶液
と作用極の過マンガン酸カリウム溶液との間に電気化学
ポテンシャルに基づく電位差が生じ、その結果電池反応
が起こり、対極の溶液が十分存在すれば作用極の過マン
ガン酸カリウムが全て還元されるまで反応が続く。この
電池反応によって流れる電流を測定すれば、過マンガン
酸カリウムの量を定量することができる。即ち、対極に
ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムが存在すればよい。
For example, when a potassium hexacyanoferrate (III) solution is used as the counter electrode and a potassium permanganate solution is added to the working electrode, all of the electrochemically active species contained in the solutions in both electrodes are oxidizing agents. , The reaction does not occur as it is. However, here the counter electrode hexacyanoiron (III)
When a potassium hexacyanoferrate (II) solution is exchanged with a potassium hexacyanoferrate (II) solution, a potential difference based on the electrochemical potential is generated between the counter electrode potassium hexacyanoferrate (II) solution and the working electrode potassium permanganate solution. When a battery reaction occurs and a sufficient solution exists at the counter electrode, the reaction continues until all potassium permanganate at the working electrode is reduced. The amount of potassium permanganate can be quantified by measuring the current flowing through this battery reaction. That is, potassium hexacyanoferrate (II) may be present on the counter electrode.

【0037】本発明では、前処理で得られた溶液(該反
応で残存した過マンガン酸カリウム含有溶液)をシリン
ジ等により作用極21に一定量注入し、上記原理に基づく
電池反応を起こさせ、その際に流れる電流を測定する。
それによって、前処理で残存した過マンガン酸カリウム
量が定量でき、前処理で用いた過マンガン酸カリウム量
と比較することにより、目的とする試料のCODを得る
ことができる。以上、導電性の材料からなる作用極21お
よび対極33を使用した電池セルの例について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、例えば導電性
の材料を使用せずに、電極液のみからなる作用極および
対極としてもよい。
In the present invention, the solution obtained by the pretreatment (the solution containing potassium permanganate remaining in the reaction) is injected into the working electrode 21 by a certain amount with a syringe or the like to cause a battery reaction based on the above principle, The current flowing at that time is measured.
Thereby, the amount of potassium permanganate remaining in the pretreatment can be quantified, and the target COD can be obtained by comparing with the amount of potassium permanganate used in the pretreatment. Although the example of the battery cell using the working electrode 21 and the counter electrode 33 made of a conductive material has been described above, the present invention is not limited to this, for example, without using a conductive material, the electrode liquid. It may be a working electrode and a counter electrode consisting of only.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明を製造例および実施例により具
体的に説明する。但し、本発明はこれら製造例および実
施例によりその技術的範囲が限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to production examples and examples. However, the technical scope of the present invention is not limited by these Production Examples and Examples.

【0039】(製造例)10.5%水酸化リチウム溶液40ml
および100mM過マンガン酸カリウム溶液10mlをビーカー
内で混合し、得られた混合液500μlを1.5ml容量のマイ
クロサンプリングチューブ内に正確に分注した。このサ
ンプルを−20℃で20時間放置し、凍結させた。凍結した
サンプルを、凍結乾燥機(東京理化社製、FDU-830)を
用いて20〜30℃で約16時間、さらに凍結乾燥した。得ら
れた凍結乾燥サンプルを、水質のCODを測定するため
に使用する粉末試薬とした。
(Production Example) 10.5% lithium hydroxide solution 40 ml
And 10 ml of 100 mM potassium permanganate solution were mixed in a beaker, and 500 μl of the obtained mixed solution was accurately dispensed into a 1.5 ml capacity micro sampling tube. This sample was left to freeze at -20 ° C for 20 hours. The frozen sample was further freeze-dried at 20 to 30 ° C. for about 16 hours using a freeze dryer (FDU-830 manufactured by Tokyo Rika Co., Ltd.). The freeze-dried sample obtained was used as a powder reagent used for measuring COD of water quality.

【0040】(実施例1)図3〜5に示されるような電
池セルを製造した。図3は、本実施例による電池セルの
斜視図、図4は断面図、図5は分解組み立て図である。
但し、図3はゴムキャップを外した状態を示している。
Example 1 A battery cell as shown in FIGS. 3 to 5 was manufactured. 3 is a perspective view of the battery cell according to the present embodiment, FIG. 4 is a sectional view, and FIG. 5 is an exploded assembly view.
However, FIG. 3 shows a state in which the rubber cap is removed.

【0041】本実施例による電池セル1は、電気絶縁材
料であるプラスチックからなる上部部材2、下部部材3
および底蓋32と、カーボンフェルトからなる作用極21お
よび対極33と、イオン交換膜からなる隔膜4と、ハイパ
ロン(デュポン社製)からなるパッキン41、42と、白金
からなる集電用電極線50、60と、ニッケルで被覆した真
鍮からなる電極端子5、6と、ゴムキャップ7とから構
成される。
The battery cell 1 according to this embodiment comprises an upper member 2 and a lower member 3 made of plastic which is an electrically insulating material.
And a bottom lid 32, a working electrode 21 and a counter electrode 33 made of carbon felt, a diaphragm 4 made of an ion exchange membrane, packings 41 and 42 made of Hypalon (manufactured by DuPont), and a collecting electrode wire 50 made of platinum. , 60, electrode terminals 5 and 6 made of brass coated with nickel, and a rubber cap 7.

【0042】上部部材2は、上下方向に貫通穴20を有す
るとともに、底部に下部部材3の凹部30’に嵌合する円
形の凸部24を有する。また、上部部材2には上面から下
方に貫通しないシーリング穴22が設けられているととも
に、このシーリング穴22から貫通穴20まで貫通する細孔
25およびシーリング穴22から上部部材2の下面まで貫通
する細孔26が設けられている。細孔25には集電用電極線
50が通され、細孔26には電極端子5が通され、互いに半
田付けされている。この半田付けがなされた後、シーリ
ング穴22、細孔25および細孔26に樹脂が充填され、電極
端子5が固定されるとともに、電池セル中の液の漏洩が
防止される。
The upper member 2 has a through hole 20 in the vertical direction, and a circular convex portion 24 which fits into the concave portion 30 'of the lower member 3 at the bottom. In addition, the upper member 2 is provided with a sealing hole 22 that does not penetrate downward from the upper surface, and a pore that penetrates from this sealing hole 22 to the through hole 20.
A pore 26 is provided which penetrates from 25 and the sealing hole 22 to the lower surface of the upper member 2. Electrode wire for current collection in pore 25
50 is passed through, the electrode terminals 5 are passed through the pores 26, and they are soldered to each other. After this soldering is performed, the sealing holes 22, the pores 25 and the pores 26 are filled with resin to fix the electrode terminals 5 and prevent leakage of the liquid in the battery cells.

【0043】下部部材3は、深い凹部30および浅い環状
の凹部30’を有し、凹部30’は上部部材2の凸部24に嵌
合する。凹部30から下部部材3の底部にかけては、液補
充穴31が設けられており、Oリング付きの底蓋32が脱着
自在に取り付けられている。また下部部材3には、上下
方向に貫通し、前記電極端子5が挿入される細孔35、上
面から下方に貫通しないシーリング穴34、シーリング穴
34から凹部30まで貫通する細孔36およびシーリング穴34
から下部部材3の下面まで貫通する細孔37が設けられて
いる。細孔36には集電用電極線60が通され、細孔37には
電極端子6が通され、互いに半田付けされている。この
半田付けがなされた後、電極端子6の固定および液漏洩
の防止のため、シーリング穴34、細孔36および細孔37に
樹脂が充填される。
The lower member 3 has a deep concave portion 30 and a shallow annular concave portion 30 ', and the concave portion 30' fits into the convex portion 24 of the upper member 2. A liquid replenishing hole 31 is provided from the recess 30 to the bottom of the lower member 3, and a bottom lid 32 with an O-ring is detachably attached. Further, the lower member 3 has a pore 35 penetrating in the vertical direction and into which the electrode terminal 5 is inserted, a sealing hole 34 that does not penetrate downward from the upper surface, a sealing hole.
Pores 36 and sealing holes 34 extending from 34 to the recess 30
To 37 and the lower surface of the lower member 3. A current collecting electrode wire 60 is passed through the pore 36, an electrode terminal 6 is passed through the pore 37, and they are soldered to each other. After this soldering is performed, the sealing holes 34, the pores 36, and the pores 37 are filled with resin in order to fix the electrode terminals 6 and prevent liquid leakage.

【0044】この電池セルを組み立てるには、まず下部
部材3の凹部30に対極33を挿入し、次いで作用極と対極
の溶液が混合しないように上下縁部をパッキン41、42で
挟んだ円形の隔膜4を用意し、パッキン42が凹部30’に
嵌合するように載置する。その後、作用極21を貫通穴20
に挿入した上部部材2を、凸状段部24が下部部材3の凹
部30’に嵌合し、電極端子5が細孔35の中を通るように
して載置する。この状態で、上部部材2および下部部材
3をネジ23により締め付けて接合すればよい。なお、本
実施例による電池セル1は、電池反応で発生した電流を
測定することによりCODを定量するものであり、外部
から電圧または電流を印加する機構は有しない。
In order to assemble this battery cell, first, the counter electrode 33 is inserted into the recess 30 of the lower member 3, and then a circular electrode having upper and lower edges sandwiched by packings 41 and 42 so that the solutions of the working electrode and the counter electrode are not mixed. The diaphragm 4 is prepared and placed so that the packing 42 fits into the recess 30 '. After that, the working electrode 21 and the through hole 20
The upper member 2 inserted in the above is placed so that the convex step portion 24 is fitted into the concave portion 30 ′ of the lower member 3 and the electrode terminal 5 passes through the pore 35. In this state, the upper member 2 and the lower member 3 may be joined together by tightening with the screw 23. The battery cell 1 according to the present example is for quantifying COD by measuring the current generated by the battery reaction, and does not have a mechanism for applying a voltage or current from the outside.

【0045】(実施例2)実施例1の電池セル1を用い
た電気計測器を製造した。この電気計測器の概略斜視図
を図6に、正面図を図7に示す。
Example 2 An electric measuring instrument using the battery cell 1 of Example 1 was manufactured. FIG. 6 shows a schematic perspective view of this electric measuring instrument, and FIG. 7 shows a front view thereof.

【0046】本実施例による電気計測器8は、単三乾電
池で起動し、電池セル1と計測器本体部80とから構成さ
れる。計測器本体部80は、電池セル1の電極端子5、6
を差し込む穴81、82、電源スイッチ83、タイマーボタン
84、スタートボタン85および表示部86を有する。電池セ
ル1の電極端子5、6を、図6における一点鎖線で示す
ように穴81、82に挿入することにより、電極端子5、6
が計測器本体部80内の端子に接触し、測定可能な状態に
なる。計測器本体部80の内部には、クーロンメーター
(電気量積算計)およびマイクロプロセッサが組み込ま
れている。スタートボタン84は、内部メモリをクリアし
て前回の測定値を消去する役割を有し、タイマーボタン
84は、前処理反応の時間を計測する役割を有する。
The electric measuring instrument 8 according to the present embodiment is activated by an AA battery and is composed of the battery cell 1 and the measuring instrument main body 80. The measuring device main body 80 includes the electrode terminals 5 and 6 of the battery cell 1.
Holes 81, 82 for inserting the power switch 83, timer button
It has 84, a start button 85 and a display section 86. By inserting the electrode terminals 5 and 6 of the battery cell 1 into the holes 81 and 82 as shown by the alternate long and short dash lines in FIG.
Comes into contact with the terminal inside the measuring device main body 80, and the measurement is possible. A coulomb meter (electric quantity integrating meter) and a microprocessor are incorporated in the measuring device main body 80. The start button 84 has a role of clearing the internal memory and erasing the previous measured value, and the timer button
84 has a role of measuring the time of the pretreatment reaction.

【0047】分析にあたっては、所定の電極液を入れた
電池セル1を計測器本体部80に装着し、スタートボタン
84を押し、測定すべき試料を作用極21に添加すればよ
く、それにより試料中の目的物質の濃度が定量され、表
示部86に表示される。本実施例による電気計測器8で
は、電池セル1が計測器本体部80から容易に脱着可能で
あるため、取扱いが非常に便利である。
In the analysis, the battery cell 1 containing a predetermined electrode solution is attached to the measuring instrument main body 80, and the start button is pressed.
By pressing 84, the sample to be measured may be added to the working electrode 21, whereby the concentration of the target substance in the sample is quantified and displayed on the display unit 86. In the electric measuring instrument 8 according to the present embodiment, the battery cell 1 can be easily attached to and detached from the measuring instrument main body 80, so that the handling is very convenient.

【0048】(実施例3)実施例2の電気計測器を用い
て、グルコース標準液のCODを求めた。電池セル1の
作用極21および対極33としては、上面面積7cm2、厚さ
5mm、体積3.5cm3のカーボンフェルト(日本カーボン社
製、GF−20−5F)を用い、隔膜4としてはイオン
交換膜(旭硝子社製、陽イオン交換膜CMV)を用い
た。作用極21には0.12Nの水酸化ナトリウム溶液、対極
33には0.2Mヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム含有0.12N
水酸化ナトリウム溶液を各3mlづつ入れた。
Example 3 The COD of the glucose standard solution was determined using the electrical measuring instrument of Example 2. As the working electrode 21 and the counter electrode 33 of the battery cell 1, carbon felt (GF-20-5F manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) having an upper surface area of 7 cm 2 , a thickness of 5 mm and a volume of 3.5 cm 3 was used, and the diaphragm 4 was an ion exchange. A membrane (a cation exchange membrane CMV manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used. Working electrode 21 is 0.12N sodium hydroxide solution, counter electrode
33 contains 0.2M potassium hexacyanoferrate (II) 0.12N
3 ml each of sodium hydroxide solution was added.

【0049】一方、1.5ml容量のマイクロサンプルチュ
ーブ6本に0.5%水酸化ナトリウム溶液400μlおよび10m
M過マンガン酸カリウム溶液100μlを正確に分注し、前
処理薬とした。この前処理薬に、各濃度のグルコース標
準液(COD換算値で20、40、70、100、130、160mgO/L
に相当)をそれぞれ500μl分注混合し、室温(25℃)で
10分間放置した。得られた混合液を測定試料とし、シリ
ンジを用いて電池セル1の作用極21にそれぞれ10μl注
入し、CODを測定した。結果を図8に示す。図8から
明らかなように、測定値は理論値(グルコース標準液の
濃度)とほぼ一致した。
On the other hand, 400 μl of 0.5% sodium hydroxide solution and 10 m were placed in six 1.5 ml capacity micro sample tubes.
100 μl of M potassium permanganate solution was accurately dispensed and used as a pretreatment drug. Glucose standard solution of each concentration (COD conversion value of 20, 40, 70, 100, 130, 160mgO / L
500 μl each) and mix at room temperature (25 ° C)
Let stand for 10 minutes. Using the obtained mixed liquid as a measurement sample, 10 μl of each was injected into the working electrode 21 of the battery cell 1 using a syringe, and COD was measured. The results are shown in Fig. 8. As is clear from FIG. 8, the measured value was almost the same as the theoretical value (concentration of glucose standard solution).

【0050】(実施例4)実施例2の電気計測器を用い
て、工場廃水のCODを求めた。電池セルとしては、作
用極21および対極33に添加する電極液以外、実施例3と
同様のものを使用した。作用極21には0.25M水酸化リチ
ウム−塩化カリウム緩衝液(pH12)、対極33には0.1M
ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム含有0.15N水酸化リチウ
ム−塩化カリウム緩衝液(pH12)を各3mlづつ入れた。
(Example 4) Using the electric measuring instrument of Example 2, the COD of factory wastewater was determined. As the battery cell, the same battery cell as in Example 3 was used except for the electrode liquid added to the working electrode 21 and the counter electrode 33. 0.25M lithium hydroxide-potassium chloride buffer (pH12) for working electrode 21, 0.1M for counter electrode 33
3 ml each of 0.15N lithium hydroxide-potassium chloride buffer (pH 12) containing potassium hexacyanoferrate (II) was added.

【0051】一方、前処理薬としては、製造例で得られ
た粉末試薬を用い、該粉末試薬200μgに下記の7種類
の工場廃水各1mlを注入混合し、室温(30℃)で5分間
放置した。 愛知県半田市(A)、静岡県静岡市(B)、愛知県岩倉
市(C)、宮崎県日向市(D)、愛知県名古屋市
(E)、新潟県新井市(F)、静岡県磐田市(G) その後、上記混合液を測定試料とし、シリンジを用いて
電池セル1の作用極21にそれぞれ10μl 注入し、COD
を測定した。結果を表1に示す。また、同じ試料につい
てJIS K 0102記載の方法でCODを測定し
た。結果を合わせて表1に示す。
On the other hand, as the pretreatment agent, the powdered reagent obtained in the production example was used, and 200 μg of the powdered reagent was mixed with 1 ml each of the following 7 kinds of factory wastewater, and left at room temperature (30 ° C.) for 5 minutes. did. Aichi Prefecture Handa City (A), Shizuoka Prefecture Shizuoka City (B), Aichi Prefecture Iwakura City (C), Miyazaki Prefecture Hyuga City (D), Aichi Prefecture Nagoya City (E), Niigata Prefecture Arai City (F), Shizuoka Prefecture. Iwata City (G) After that, using the above mixture as a measurement sample, 10 μl of each was injected into the working electrode 21 of the battery cell 1 using a syringe, and COD
Was measured. The results are shown in Table 1. The COD of the same sample was measured by the method described in JIS K 0102. The results are shown together in Table 1.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】表1から明らかなように、本発明の方法に
よる測定値とJIS K 0102記載の方法による測
定値とはほぼ一致した。
As is clear from Table 1, the measured value by the method of the present invention and the measured value by the method described in JIS K 0102 were substantially in agreement.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、加熱することなく常温
で測定対象試料と過マンガン酸カリウムとを反応させる
ことができ、なおかつCODを電気分析方法によって客
観的に評価することができる。
According to the present invention, a sample to be measured can be reacted with potassium permanganate at room temperature without heating, and COD can be objectively evaluated by an electric analysis method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 消費される過マンガン酸カリウム量と理論C
ODとの関係を示すグラフである。
Figure 1: Potassium permanganate consumed and theory C
It is a graph which shows the relationship with OD.

【図2】 本発明のCOD測定装置を示す概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view showing a COD measuring device of the present invention.

【図3】 実施例1における電池セルを示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a battery cell in Example 1.

【図4】 実施例1における電池セルを示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a battery cell in Example 1.

【図5】 実施例1における電池セルの分解組み立て図
である。
FIG. 5 is an exploded view of the battery cell according to the first embodiment.

【図6】 実施例2における電気計測器を示す概略斜視
図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an electric measuring instrument according to a second embodiment.

【図7】 実施例2における電気計測器を示す正面図で
ある。
FIG. 7 is a front view showing an electric measuring instrument according to a second embodiment.

【図8】 グルコース標準液のCOD測定結果を示すグ
ラフである。
FIG. 8 is a graph showing a COD measurement result of a glucose standard solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電池セル 2…上部部材 20…貫通穴 21…作用極 22、34…シーリング穴 23…ネジ 24…凸部 25、26、35、36、37
…細孔 3…下部部材 30、30’…凹部 31…液補充穴 32…底蓋 33…対極 4…隔膜 41、42…パッキン 5、6…電極端子 50、60…集電用電極線 7…ゴムキャップ 8…電気計測器 80…電気計測器本体
部 81、82…穴 83…電源スイッチ 84…タイマーボタン 85…スタートボタン 86…表示部 9…計測器
1 ... Battery cell 2 ... Upper member 20 ... Through hole 21 ... Working electrode 22, 34 ... Sealing hole 23 ... Screw 24 ... Convex portion 25, 26, 35, 36, 37
... Pores 3 ... Lower members 30, 30 '... Recesses 31 ... Liquid replenishing holes 32 ... Bottom lid 33 ... Counter electrodes 4 ... Separations 41, 42 ... Packings 5, 6 ... Electrode terminals 50, 60 ... Current collecting electrode wires 7 ... Rubber cap 8 ... Electric measuring instrument 80 ... Electric measuring instrument main body 81, 82 ... Hole 83 ... Power switch 84 ... Timer button 85 ... Start button 86 ... Display 9 ... Measuring instrument

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村中 勝 愛知県半田市西新町16 メイツ半田206 (72)発明者 秋田 澄男 愛知県名古屋市瑞穂区高田町1−23−3 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsura Muranaka 16 Nishishin-cho, Handa-shi, Aichi 206 Mates Handa 206 (72) Inventor Sumio 1-23-3 Takada-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料とアルカリ試薬と過マンガン酸カリ
ウムとを常温で反応させ、該過マンガン酸カリウムの消
費量または残存量を指標として化学的酸素要求量を電気
的に測定することを特徴とする化学的酸素要求量の電気
分析方法。
1. A method of reacting a sample, an alkaline reagent, and potassium permanganate at room temperature, and electrically measuring the chemical oxygen demand using the consumption or residual amount of the potassium permanganate as an index. Method for electroanalyzing chemical oxygen demand.
【請求項2】 アルカリ試薬がアルカリ金属の水酸化物
であり、反応液中における該水酸化物の濃度が0.0005〜
10Nであり、かつ過マンガン酸カリウムの濃度が0.01〜
200mMであることを特徴とする請求項1記載の化学的酸
素要求量の電気分析方法。
2. The alkaline reagent is an alkali metal hydroxide, and the concentration of the hydroxide in the reaction solution is 0.0005 to.
10N and the concentration of potassium permanganate is 0.01 to
The method for electrochemical analysis of chemical oxygen demand according to claim 1, wherein the method is 200 mM.
【請求項3】 アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナト
リウム、水酸化リチウムまたは水酸化カリウムであるこ
とを特徴とする請求項2記載の化学的酸素要求量の電気
分析方法。
3. The chemical analysis method for chemical oxygen demand according to claim 2, wherein the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide, lithium hydroxide or potassium hydroxide.
【請求項4】 アルカリ試薬および/または過マンガン
酸カリウムが、粉末化または顆粒化され、反応容器中に
混在していることを特徴とする請求項1記載の化学的酸
素要求量の電気分析方法。
4. The method for chemical analysis of chemical oxygen demand according to claim 1, wherein the alkaline reagent and / or potassium permanganate are powdered or granulated and mixed in the reaction vessel. .
【請求項5】 試料とアルカリ試薬と過マンガン酸カリ
ウムとを、10〜40℃の温度下で反応させることを特徴と
する請求項1記載の化学的酸素要求量の電気分析方法。
5. The method for chemical analysis of chemical oxygen demand according to claim 1, wherein the sample, the alkaline reagent and potassium permanganate are reacted at a temperature of 10 to 40 ° C.
【請求項6】 化学的酸素要求量の電気的な測定を、電
池セルを用いて行うことを特徴とする請求項1記載の化
学的酸素要求量の電気分析方法。
6. The electrical analysis method for chemical oxygen demand according to claim 1, wherein the electrical measurement of the chemical oxygen demand is performed by using a battery cell.
【請求項7】 電池セルの電極に電圧を印加しないで行
うことを特徴とする請求項6記載の化学的酸素要求量の
電気分析方法。
7. The chemical analysis method for chemical oxygen demand according to claim 6, wherein the method is performed without applying a voltage to the electrodes of the battery cells.
【請求項8】 電池セルが有する作用極が電極液を含有
し、該電極液中の電解質溶液が、アルカリ金属水酸化物
の水溶液またはアルカリ金属水酸化物を含有する緩衝液
であることを特徴とする請求項6記載の化学的酸素要求
量の電気分析方法。
8. The working electrode of the battery cell contains an electrode solution, and the electrolyte solution in the electrode solution is an aqueous solution of an alkali metal hydroxide or a buffer solution containing an alkali metal hydroxide. The electroanalytical method for chemical oxygen demand according to claim 6.
【請求項9】 過マンガン酸カリウムの消費量または残
存量を指標として化学的酸素要求量を電気的に測定する
装置であって、電池セル部と、演算・制御・表示部とが
脱着自在になっていることを特徴とする化学的酸素要求
量測定装置。
9. A device for electrically measuring a chemical oxygen demand amount by using an amount of consumption or residual amount of potassium permanganate as an index, wherein a battery cell unit and a calculation / control / display unit are detachable. A chemical oxygen demand measuring device characterized by:
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