JP2002228629A - 硝酸イオン濃度測定方法 - Google Patents
硝酸イオン濃度測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硝酸イオン電極法を用いてＮＯ3 - 濃度を精
度良く測定できる硝酸イオン濃度測定方法を提供するこ
と。 【解決手段】 硝酸イオン電極５を用いて、硝酸イオン
濃度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオ
ンの影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補
正を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に
応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づい
て試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすよう
にし、更に、前記イオン強度の演算補正が、（１）試料
水のトータルの導電率値を求める工程と、（２）試料水
のイオン強度Ｉを演算する工程と、（３）硝酸イオン電
極のイオン強度調整液によるイオン強度Ｉa ，…，
Ｉg ，…，Ｉm ，…，Ｉw と硝酸イオン濃度とに関係す
る多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg，…，Ｘm ，…，Ｘw を
予め求める工程と、（４）これら検量線Ｘa ，…，
Ｘg，…，Ｘm ，…，Ｘw と前記試料水の前記イオン強
度Ｉに基づいて硝酸イオン濃度を求める工程とよりな
る。
度良く測定できる硝酸イオン濃度測定方法を提供するこ
と。 【解決手段】 硝酸イオン電極５を用いて、硝酸イオン
濃度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオ
ンの影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補
正を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に
応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づい
て試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすよう
にし、更に、前記イオン強度の演算補正が、（１）試料
水のトータルの導電率値を求める工程と、（２）試料水
のイオン強度Ｉを演算する工程と、（３）硝酸イオン電
極のイオン強度調整液によるイオン強度Ｉa ，…，
Ｉg ，…，Ｉm ，…，Ｉw と硝酸イオン濃度とに関係す
る多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg，…，Ｘm ，…，Ｘw を
予め求める工程と、（４）これら検量線Ｘa ，…，
Ｘg，…，Ｘm ，…，Ｘw と前記試料水の前記イオン強
度Ｉに基づいて硝酸イオン濃度を求める工程とよりな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、硝酸イオン電極
を用いて、例えば一般排水、農業用水や農作物の土壌
（抽出液）あるいは自然水（湖沼、河川等）中の硝酸イ
オンを測定する硝酸イオン濃度測定方法に関する。
を用いて、例えば一般排水、農業用水や農作物の土壌
（抽出液）あるいは自然水（湖沼、河川等）中の硝酸イ
オンを測定する硝酸イオン濃度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般排水、農業用水や農作物の土壌抽出
液あるいは自然水（湖沼、河川等）などでは多数のイオ
ンが存在するが、そのうち硝酸イオンを含む窒素化合物
は、その試料水をアルカリ性ペルオキソ二硫酸およびカ
リウムと共に１２０°Ｃで加熱分解を行い、２２０ｎｍ
の紫外線吸光光度法により測定されている。また、紫外
線吸光光度法の代わりに化学発光法やガスクロマトグラ
フ法も用いられている。
液あるいは自然水（湖沼、河川等）などでは多数のイオ
ンが存在するが、そのうち硝酸イオンを含む窒素化合物
は、その試料水をアルカリ性ペルオキソ二硫酸およびカ
リウムと共に１２０°Ｃで加熱分解を行い、２２０ｎｍ
の紫外線吸光光度法により測定されている。また、紫外
線吸光光度法の代わりに化学発光法やガスクロマトグラ
フ法も用いられている。
【０００３】しかし、いずれの方法においても、用いる
装置が大がかりで、かつ、高価であり一般に普及してい
ないのが現状である。
装置が大がかりで、かつ、高価であり一般に普及してい
ないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、前記測定方法に
比して低価格で小型の装置を用いて前記試料水中の硝酸
イオン濃度を簡易分析できる硝酸イオン電極法がある。
比して低価格で小型の装置を用いて前記試料水中の硝酸
イオン濃度を簡易分析できる硝酸イオン電極法がある。
【０００５】この硝酸イオン電極法では、硝酸イオン電
極が示す電位差、すなわち、硝酸イオン電極電位Ｅ（ｍ
ｖ）と測定対象である硝酸イオン（ＮＯ3 - ）の活量
（ａ） NO3-との間に下記に示すネルンストの式が絶対温
度Ｔで成立し、硝酸イオン電極電位Ｅの測定から目的の
ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-が計算できる。
極が示す電位差、すなわち、硝酸イオン電極電位Ｅ（ｍ
ｖ）と測定対象である硝酸イオン（ＮＯ3 - ）の活量
（ａ） NO3-との間に下記に示すネルンストの式が絶対温
度Ｔで成立し、硝酸イオン電極電位Ｅの測定から目的の
ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-が計算できる。
【０００６】Ｅ＝Ｅ0 ＋〔（ＲＴ）／（ｎＦ）〕×ｌｏ
ｇ〔（ａ）NO3-＋（１／Ｋ）×ａx 〕 但し、Ｅ0 ：基準電位（標準水素電極の電位に対する硝
酸イオン濃度が １Ｍｏｌ／Ｌ時の電位） Ｅ：硝酸イオン電極電位（硝酸イオン起電力） （ａ）NO3-：ＮＯ3 - 活量 Ｋ：共存許容限界値 Ｘ：塩化物イオン（硝酸イオン電極の応答膜が応答す
る） ａx ：塩化物イオン活量 Ｒ：気体定数 Ｆ：ファラデー定数 ｎ：価数 Ｔ：絶対温度 （ＲＴ）／（ｎＦ）：ネルンスト勾配
ｇ〔（ａ）NO3-＋（１／Ｋ）×ａx 〕 但し、Ｅ0 ：基準電位（標準水素電極の電位に対する硝
酸イオン濃度が １Ｍｏｌ／Ｌ時の電位） Ｅ：硝酸イオン電極電位（硝酸イオン起電力） （ａ）NO3-：ＮＯ3 - 活量 Ｋ：共存許容限界値 Ｘ：塩化物イオン（硝酸イオン電極の応答膜が応答す
る） ａx ：塩化物イオン活量 Ｒ：気体定数 Ｆ：ファラデー定数 ｎ：価数 Ｔ：絶対温度 （ＲＴ）／（ｎＦ）：ネルンスト勾配
【０００７】そして、前記ネルンストの式を用いて硝酸
イオン電極電位Ｅの測定から目的のＮＯ3 - 活量（ａ）
NO3-を得ることができる。
イオン電極電位Ｅの測定から目的のＮＯ3 - 活量（ａ）
NO3-を得ることができる。
【０００８】しかし、以下の（１）および（２）に示す
問題点があった。
問題点があった。
【０００９】（１）前記試料水中には硝酸イオン電極電
位Ｅに影響を及ぼす共存物質として塩化物イオンがあ
る。
位Ｅに影響を及ぼす共存物質として塩化物イオンがあ
る。
【００１０】すなわち、図３は、塩化物イオン（Ｃ
ｌ- ）の影響を示す図で、実線は、１０ｍｇ／Ｌ濃度の
例えばＫＮＯ3 溶液にＣｌ- を添加していったときの特
性（検量線）を示している。図３から、Ｃｌ- 濃度が濃
くなるにつれてＮＯ3 - 濃度は実際の１０ｍｇ／Ｌから
上昇することが分かる。これは、硝酸イオン電極の応答
膜がＣｌ- に応答するからである。なお、図５は、この
場合のＣｌ- 濃度の変化に対する硝酸イオン電極電位Ｅ
の指示値の変化を示す図である。
ｌ- ）の影響を示す図で、実線は、１０ｍｇ／Ｌ濃度の
例えばＫＮＯ3 溶液にＣｌ- を添加していったときの特
性（検量線）を示している。図３から、Ｃｌ- 濃度が濃
くなるにつれてＮＯ3 - 濃度は実際の１０ｍｇ／Ｌから
上昇することが分かる。これは、硝酸イオン電極の応答
膜がＣｌ- に応答するからである。なお、図５は、この
場合のＣｌ- 濃度の変化に対する硝酸イオン電極電位Ｅ
の指示値の変化を示す図である。
【００１１】（２）前記試料水中には前記試料水中のＮ
Ｏ3 - 活量（ａ）NO3-を大きく低減させる物質として硫
酸イオンが存在する。
Ｏ3 - 活量（ａ）NO3-を大きく低減させる物質として硫
酸イオンが存在する。
【００１２】すなわち、図４は、硫酸イオン（Ｓ
Ｏ4 2- ）の影響を示す図で、ＫＮＯ3 溶液の検量線が二
点鎖線で示されており、実線は、このＫＮＯ3 溶液に
０．００２Ｍｏｌ／ＬのＮａ2 ＳＯ4 溶液を添加したと
きの検量線の変化を示している。なお、ＤＩＷは純水の
ことである。
Ｏ4 2- ）の影響を示す図で、ＫＮＯ3 溶液の検量線が二
点鎖線で示されており、実線は、このＫＮＯ3 溶液に
０．００２Ｍｏｌ／ＬのＮａ2 ＳＯ4 溶液を添加したと
きの検量線の変化を示している。なお、ＤＩＷは純水の
ことである。
【００１３】図４において、硝酸イオン電極はＳＯ4 2-
に応答しないけれども、ＳＯ4 2- の影響でＮＯ3 - 濃度
が実際は例えば１０ｍｇ／Ｌの場合、正しい９０ｍＶの
硝酸イオン電極電位Ｅを示さずに１３０ｍＶを示してい
ることが分かる。
に応答しないけれども、ＳＯ4 2- の影響でＮＯ3 - 濃度
が実際は例えば１０ｍｇ／Ｌの場合、正しい９０ｍＶの
硝酸イオン電極電位Ｅを示さずに１３０ｍＶを示してい
ることが分かる。
【００１４】要するに、一般排水、農業用水や農作物の
土壌抽出液あるいは自然水（湖沼、河川等）中には硝酸
イオン電極電位Ｅに影響を及ぼす共存物質としてＣｌ-
が存在し、また、ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-を大きく低減
させる物質としてＳＯ4 2- が大量に存在することから、
Ｃｌ- ，ＳＯ4 2- の影響をなくす必要がある。
土壌抽出液あるいは自然水（湖沼、河川等）中には硝酸
イオン電極電位Ｅに影響を及ぼす共存物質としてＣｌ-
が存在し、また、ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-を大きく低減
させる物質としてＳＯ4 2- が大量に存在することから、
Ｃｌ- ，ＳＯ4 2- の影響をなくす必要がある。
【００１５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、硝酸イオン電極法を用いてＮＯ
3 - 濃度を精度良く測定できる硝酸イオン濃度測定方法
を提供することである。
たもので、その目的は、硝酸イオン電極法を用いてＮＯ
3 - 濃度を精度良く測定できる硝酸イオン濃度測定方法
を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、硝酸イオン電極を用いて、硝酸イオン
濃度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオ
ンの影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補
正を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に
応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づい
て試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすよう
にし、更に、前記イオン強度の演算補正が、（１）試料
水のトータルの導電率値を求める工程と、（２）試料水
のイオン強度を演算する工程と、（３）硝酸イオン電極
のイオン強度調整液によるイオン強度と硝酸イオン濃度
とに関係する多数の検量線を予め求める工程と、（４）
これら検量線と前記試料水の前記イオン強度に基づいて
硝酸イオン濃度を求める工程とよりなる。
め、この発明は、硝酸イオン電極を用いて、硝酸イオン
濃度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオ
ンの影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補
正を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に
応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づい
て試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすよう
にし、更に、前記イオン強度の演算補正が、（１）試料
水のトータルの導電率値を求める工程と、（２）試料水
のイオン強度を演算する工程と、（３）硝酸イオン電極
のイオン強度調整液によるイオン強度と硝酸イオン濃度
とに関係する多数の検量線を予め求める工程と、（４）
これら検量線と前記試料水の前記イオン強度に基づいて
硝酸イオン濃度を求める工程とよりなる。
【００１７】また、この発明は、硝酸イオン電極を用い
て、硝酸イオン濃度を測定するにあたり、試料水中に含
まれる硫酸イオンの影響を無くすために、試料水のイオ
ン強度の演算補正を行うようにするとともに、異なる硝
酸イオン濃度に応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の
検量線に基づいて試料水中に含まれる塩化物イオンの影
響を無くすようにし、更に、前記イオン強度の演算補正
が、試料水のトータルの導電率値を求める工程と、試料
水のイオン強度を演算する工程と、このイオン強度の値
に対応する硝酸イオン濃度の導電率値を検量線から求め
る工程と、前記トータルの導電率値が、前記求めた硝酸
イオン濃度の導電率値になるまで試料水にイオン強度調
整液を添加する工程とよりなることを特徴とする硝酸イ
オン濃度測定方法を提供する。
て、硝酸イオン濃度を測定するにあたり、試料水中に含
まれる硫酸イオンの影響を無くすために、試料水のイオ
ン強度の演算補正を行うようにするとともに、異なる硝
酸イオン濃度に応じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の
検量線に基づいて試料水中に含まれる塩化物イオンの影
響を無くすようにし、更に、前記イオン強度の演算補正
が、試料水のトータルの導電率値を求める工程と、試料
水のイオン強度を演算する工程と、このイオン強度の値
に対応する硝酸イオン濃度の導電率値を検量線から求め
る工程と、前記トータルの導電率値が、前記求めた硝酸
イオン濃度の導電率値になるまで試料水にイオン強度調
整液を添加する工程とよりなることを特徴とする硝酸イ
オン濃度測定方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、試料水のトータル
の導電率を測定し、その値から当量分のイオン強度調整
液を添加してＮＯ3 - 活量の安定化を図ることができる
とともに、Ｃｌ- による干渉影響も無くすよう構成した
この発明の第１の実施形態を示す。
面を参照しながら説明する。図１は、試料水のトータル
の導電率を測定し、その値から当量分のイオン強度調整
液を添加してＮＯ3 - 活量の安定化を図ることができる
とともに、Ｃｌ- による干渉影響も無くすよう構成した
この発明の第１の実施形態を示す。
【００１９】図１において、１は、排水、農業用水や農
作物の土壌抽出液あるいは湖沼、河川等の自然水の試料
水が入口ＩＮから出口ＯＵＴへ流れるフロースルー方式
のサンプルラインである。このサンプルライン１の上流
には三方電磁弁２が設けられている。３は、試料水のト
ータルの導電率値を測定する導電率計（電気導電率セン
サ）、４は、試料水に多数存在するＣｌ- （塩化物イオ
ン）の濃度を測定するＣｌ- 電極（塩化物イオンセン
サ）、５は、ＮＯ3 （硝酸）の濃度を測定するＮＯ3 -
電極（硝酸イオンセンサ）で、これら３種類のセンサ
３，４，５は試料水に浸漬したときに同時測定可能なよ
うにユニット化された状態で計器本体に組み込まれてい
る。すなわち、１つのハンディ型計器に３種類のセンサ
３，４，５が設けられている。
作物の土壌抽出液あるいは湖沼、河川等の自然水の試料
水が入口ＩＮから出口ＯＵＴへ流れるフロースルー方式
のサンプルラインである。このサンプルライン１の上流
には三方電磁弁２が設けられている。３は、試料水のト
ータルの導電率値を測定する導電率計（電気導電率セン
サ）、４は、試料水に多数存在するＣｌ- （塩化物イオ
ン）の濃度を測定するＣｌ- 電極（塩化物イオンセン
サ）、５は、ＮＯ3 （硝酸）の濃度を測定するＮＯ3 -
電極（硝酸イオンセンサ）で、これら３種類のセンサ
３，４，５は試料水に浸漬したときに同時測定可能なよ
うにユニット化された状態で計器本体に組み込まれてい
る。すなわち、１つのハンディ型計器に３種類のセンサ
３，４，５が設けられている。
【００２０】６は、試料水のイオン強度を調整するため
のイオン強度調整液で、ポンプ７によって三方電磁弁２
を介してサンプルライン１に送り込むよう構成されてい
る。このイオン強度調整液６として、例えば、０．１Ｍ
ｏｌ／Ｌ程度の高濃度のＮａ 2 ＳＯ4 溶液を用いてい
る。８は、演算器で、試料水のイオン強度Ｉを演算する
とともに、ＮＯ3 - 濃度を演算する。この演算器８に
は、１０ｍｇ／Ｌ，１５ｍｇ／Ｌ，…１００ｍｇ／Ｌ，
…というように異なる硝酸イオン濃度毎に図２、図４に
対応する検量線が多数プログラムされている。
のイオン強度調整液で、ポンプ７によって三方電磁弁２
を介してサンプルライン１に送り込むよう構成されてい
る。このイオン強度調整液６として、例えば、０．１Ｍ
ｏｌ／Ｌ程度の高濃度のＮａ 2 ＳＯ4 溶液を用いてい
る。８は、演算器で、試料水のイオン強度Ｉを演算する
とともに、ＮＯ3 - 濃度を演算する。この演算器８に
は、１０ｍｇ／Ｌ，１５ｍｇ／Ｌ，…１００ｍｇ／Ｌ，
…というように異なる硝酸イオン濃度毎に図２、図４に
対応する検量線が多数プログラムされている。
【００２１】而して、一般排水、農業用水や農作物の土
壌抽出液、あるいは、自然水（湖沼、河川等）では多数
のイオンが存在するが、これら種々の試料水の多くは、
多数存在する１価アニオン（１価の陰イオン）としてＣ
ｌ- が代表されるとともに、多数存在する２価アニオン
（２価の陰イオン）としてＳＯ4 2- が代表される一方、
Ｃｌ- およびＳＯ4 2- の対イオンであるアニオン（陽イ
オン）としてはＮａ+が多く存在すると予想される。こ
の点に着目してこの発明はなされている。すなわち、こ
の実施形態では、前記試料水に多数存在するＣｌ- およ
びＳＯ4 2- の対イオンがＮａ+ であると仮定して以下の
演算を行うものである。
壌抽出液、あるいは、自然水（湖沼、河川等）では多数
のイオンが存在するが、これら種々の試料水の多くは、
多数存在する１価アニオン（１価の陰イオン）としてＣ
ｌ- が代表されるとともに、多数存在する２価アニオン
（２価の陰イオン）としてＳＯ4 2- が代表される一方、
Ｃｌ- およびＳＯ4 2- の対イオンであるアニオン（陽イ
オン）としてはＮａ+が多く存在すると予想される。こ
の点に着目してこの発明はなされている。すなわち、こ
の実施形態では、前記試料水に多数存在するＣｌ- およ
びＳＯ4 2- の対イオンがＮａ+ であると仮定して以下の
演算を行うものである。
【００２２】そこで、試料水のイオン強度〔＝ＮＯ3 -
活量（ａ）NO3-〕を決定するイオンは、Ｎａ+ 、Ｃ
ｌ- 、ＳＯ4 2- であるという観点から、Ｎａ+ 、Ｃ
ｌ- 、ＳＯ4 2 - の濃度が分かればイオン強度〔＝ＮＯ3
- 活量（ａ）NO3-〕を推定できることになる。なお、イ
オン強度Ｉは、次式〔１〕で表される。 Ｉ＝１／２×Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）… 〔１〕 （ここで、Ｃi は、硝酸イオンを除いた試料水中に含ま
れる代表的なイオンの濃度値、すなわち、Ｎａ+ 濃度
値，Ｃｌ- 濃度値、２Ｎａ+ 濃度値，ＳＯ4 2- 濃度値、
Ｚは、前記各イオンの価数）
活量（ａ）NO3-〕を決定するイオンは、Ｎａ+ 、Ｃ
ｌ- 、ＳＯ4 2- であるという観点から、Ｎａ+ 、Ｃ
ｌ- 、ＳＯ4 2 - の濃度が分かればイオン強度〔＝ＮＯ3
- 活量（ａ）NO3-〕を推定できることになる。なお、イ
オン強度Ｉは、次式〔１〕で表される。 Ｉ＝１／２×Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）… 〔１〕 （ここで、Ｃi は、硝酸イオンを除いた試料水中に含ま
れる代表的なイオンの濃度値、すなわち、Ｎａ+ 濃度
値，Ｃｌ- 濃度値、２Ｎａ+ 濃度値，ＳＯ4 2- 濃度値、
Ｚは、前記各イオンの価数）
【００２３】以下、ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-を安定させ
る手順について説明する。
る手順について説明する。
【００２４】（１）まず、導電率計３で試料水の導電率
値（トータルの導電率値）（単位はｍＳ／ｃｍ）を測定
するとともに、Ｃｌ- 電極４で試料水中のＣｌ- 濃度
（単位はｍｇ／Ｌ）を測定する。
値（トータルの導電率値）（単位はｍＳ／ｃｍ）を測定
するとともに、Ｃｌ- 電極４で試料水中のＣｌ- 濃度
（単位はｍｇ／Ｌ）を測定する。
【００２５】（２）続いて、試料水中のＣｌ- が寄与す
る導電率値を求める。これは、予め作成してあるＣｌ-
濃度対Ｃｌ- 導電率検量線から得られる。
る導電率値を求める。これは、予め作成してあるＣｌ-
濃度対Ｃｌ- 導電率検量線から得られる。
【００２６】（３）そして、前記トータルの導電率値か
ら前記Ｃｌ- 導電率値を引き算する。
ら前記Ｃｌ- 導電率値を引き算する。
【００２７】（４）続いて、この引き算した値を試料水
中のＳＯ4 2- が寄与する導電率値と仮定する。
中のＳＯ4 2- が寄与する導電率値と仮定する。
【００２８】（５）そして、前記ＳＯ4 2- が寄与する導
電率値から試料水中のＳＯ4 2- の濃度値を求める。これ
は、予め作成してあるＳＯ4 2- 濃度対ＳＯ4 2- 導電率検
量線から得られる。そして、この得られたＳＯ4 2- 濃度
値を試料水中のＳＯ4 2- 濃度値（単位はｍｇ／Ｌ）と仮
定する。
電率値から試料水中のＳＯ4 2- の濃度値を求める。これ
は、予め作成してあるＳＯ4 2- 濃度対ＳＯ4 2- 導電率検
量線から得られる。そして、この得られたＳＯ4 2- 濃度
値を試料水中のＳＯ4 2- 濃度値（単位はｍｇ／Ｌ）と仮
定する。
【００２９】（６）次に前記〔１〕式から試料水のイオ
ン強度〔＝ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-〕を求める。すなわ
ち、 ２×Ｉ＝Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）＝（Ｎａ+ 濃度値）×１2 ＋
（Ｃｌ- 濃度値）×１2 ＋２×（Ｎａ+ 濃度値）×１2
＋（ＳＯ4 2- 濃度値）×２2 となる。
ン強度〔＝ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-〕を求める。すなわ
ち、 ２×Ｉ＝Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）＝（Ｎａ+ 濃度値）×１2 ＋
（Ｃｌ- 濃度値）×１2 ＋２×（Ｎａ+ 濃度値）×１2
＋（ＳＯ4 2- 濃度値）×２2 となる。
【００３０】（７）一方、一般に活量は濃度に比例する
〔ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-＝γ×ＣNO 3-：γは活量係
数、ＣNO3-はＮＯ3 - 濃度〕ことから、前記ＮＯ3 - 活
量（ａ） NO3-の値に対応するＮＯ3 - 濃度（ＣNO3-）か
らＮＯ3 - の導電率値を、ＮＯ3 - 濃度対導電率の検量
線から求める。
〔ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-＝γ×ＣNO 3-：γは活量係
数、ＣNO3-はＮＯ3 - 濃度〕ことから、前記ＮＯ3 - 活
量（ａ） NO3-の値に対応するＮＯ3 - 濃度（ＣNO3-）か
らＮＯ3 - の導電率値を、ＮＯ3 - 濃度対導電率の検量
線から求める。
【００３１】（８） 続いて、既に求めた前記トータル
の導電率値が、得られた前記ＮＯ3 -導電率値になるよ
う試料水にＮａ2 ＳＯ4 溶液（イオン強度調整液）６を
添加する。これにより硫酸イオンによって大きく低減し
ていたＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-の安定化を図ることがで
きる。
の導電率値が、得られた前記ＮＯ3 -導電率値になるよ
う試料水にＮａ2 ＳＯ4 溶液（イオン強度調整液）６を
添加する。これにより硫酸イオンによって大きく低減し
ていたＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-の安定化を図ることがで
きる。
【００３２】（９）一方、Ｃｌ- による干渉影響は、図
２、図４に示すような検量線を用いて無くすことができ
る。すなわち、１０ｍｇ／Ｌ，１５ｍｇ／Ｌ，…１００
ｍｇ／Ｌ，…というように異なる硝酸イオン濃度毎に図
２、図４に対応する検量線が多数予め演算器８にプログ
ラムされているので、当該試料水の硝酸イオン電極電位
Ｅの指示値と、既にＣｌ- 電極４で測定してある試料水
中の前記Ｃｌ- 濃度値から塩化物イオンの影響の無いＮ
Ｏ3 - 濃度を求めることができる。この演算も上述した
ように、演算器８で行われる。
２、図４に示すような検量線を用いて無くすことができ
る。すなわち、１０ｍｇ／Ｌ，１５ｍｇ／Ｌ，…１００
ｍｇ／Ｌ，…というように異なる硝酸イオン濃度毎に図
２、図４に対応する検量線が多数予め演算器８にプログ
ラムされているので、当該試料水の硝酸イオン電極電位
Ｅの指示値と、既にＣｌ- 電極４で測定してある試料水
中の前記Ｃｌ- 濃度値から塩化物イオンの影響の無いＮ
Ｏ3 - 濃度を求めることができる。この演算も上述した
ように、演算器８で行われる。
【００３３】このように、Ｎａ2 ＳＯ4 溶液を試料水に
所定量添加してＮＯ3 - 活量（ａ） NO3-の安定化を図る
ことができ、硫酸イオンによってＮＯ3 - 活量（ａ）
NO3-が大きく低減していたことによる測定誤差を無くす
ことができるとともに、図２、図４に示すような検量線
を用いた演算によりＣｌ- による干渉影響も無くすこと
ができるので、ＮＯ3 - 濃度を精度良く測定できる。
所定量添加してＮＯ3 - 活量（ａ） NO3-の安定化を図る
ことができ、硫酸イオンによってＮＯ3 - 活量（ａ）
NO3-が大きく低減していたことによる測定誤差を無くす
ことができるとともに、図２、図４に示すような検量線
を用いた演算によりＣｌ- による干渉影響も無くすこと
ができるので、ＮＯ3 - 濃度を精度良く測定できる。
【００３４】以下、上記第１の実施形態のように試料水
にイオン強度調整液を添加することなく、多成分解析演
算処理により予め求めた多数の、硝酸イオン電極のイオ
ン強度調整液によるイオン強度（活量）と硝酸イオン濃
度との検量線からＮＯ3 - 濃度を演算するようにしたこ
の発明の第２の実施形態について説明する。
にイオン強度調整液を添加することなく、多成分解析演
算処理により予め求めた多数の、硝酸イオン電極のイオ
ン強度調整液によるイオン強度（活量）と硝酸イオン濃
度との検量線からＮＯ3 - 濃度を演算するようにしたこ
の発明の第２の実施形態について説明する。
【００３５】図２は、硝酸イオン電極のイオン強度調整
液によるイオン強度（活量）と硝酸イオン濃度における
多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw を示
す。例えば、検量線Ｘg は、検量線Ｘa よりも高濃度の
イオン強度調整液（硝酸イオンと反応しない溶液、例え
ば、Ｎａ2 ＳＯ4 溶液）を添加したときの硝酸イオン濃
度に対する硝酸イオン電極電位Ｅの変化を示している。
また、検量線Ｘm は、検量線Ｘg よりも高濃度のＮａ2
ＳＯ4 溶液を添加したときの硝酸イオン濃度に対する硝
酸イオン電極電位Ｅの変化を示している。同様に、検量
線Ｘw は、検量線Ｘm よりも高濃度のＮａ2 ＳＯ4 溶液
を添加したときの硝酸イオン濃度に対する硝酸イオン電
極電位Ｅの変化を示している。
液によるイオン強度（活量）と硝酸イオン濃度における
多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw を示
す。例えば、検量線Ｘg は、検量線Ｘa よりも高濃度の
イオン強度調整液（硝酸イオンと反応しない溶液、例え
ば、Ｎａ2 ＳＯ4 溶液）を添加したときの硝酸イオン濃
度に対する硝酸イオン電極電位Ｅの変化を示している。
また、検量線Ｘm は、検量線Ｘg よりも高濃度のＮａ2
ＳＯ4 溶液を添加したときの硝酸イオン濃度に対する硝
酸イオン電極電位Ｅの変化を示している。同様に、検量
線Ｘw は、検量線Ｘm よりも高濃度のＮａ2 ＳＯ4 溶液
を添加したときの硝酸イオン濃度に対する硝酸イオン電
極電位Ｅの変化を示している。
【００３６】以下、ＮＯ3 - 濃度の測定手順について説
明する。
明する。
【００３７】（イ）この実施形態では、多成分解析演算
処理により求めた多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘ
m ，…，Ｘw と、各検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，
…，Ｘ w におけるイオン強度Ｉa ，…，Ｉg ，…，
Ｉm ，…，Ｉw を演算し、これらを演算器に予めプログ
ラムしておく。
処理により求めた多数の検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘ
m ，…，Ｘw と、各検量線Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，
…，Ｘ w におけるイオン強度Ｉa ，…，Ｉg ，…，
Ｉm ，…，Ｉw を演算し、これらを演算器に予めプログ
ラムしておく。
【００３８】（ロ）そこで、まず、上記第１の実施形態
で用いた３種類のセンサ３，４，５を有する１つのハン
ディ型計器を試料水に漬けることにより、上記第１の実
施形態と同様の手法で、前記〔１〕式から、試料水のイ
オン強度〔＝ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-〕Ｉを演算する。
すなわち、 ２×Ｉ＝Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）＝（Ｎａ+ 濃度値）×１2 ＋
（Ｃｌ- 濃度値）×１2 ＋２×（Ｎａ+ 濃度値）×１2
＋（ＳＯ4 2- 濃度値）×２2
で用いた３種類のセンサ３，４，５を有する１つのハン
ディ型計器を試料水に漬けることにより、上記第１の実
施形態と同様の手法で、前記〔１〕式から、試料水のイ
オン強度〔＝ＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-〕Ｉを演算する。
すなわち、 ２×Ｉ＝Σ（Ｃi ×Ｚ2 ）＝（Ｎａ+ 濃度値）×１2 ＋
（Ｃｌ- 濃度値）×１2 ＋２×（Ｎａ+ 濃度値）×１2
＋（ＳＯ4 2- 濃度値）×２2
【００３９】続いて、この実施形態では、演算で得られ
た前記試料水の前記イオン強度Ｉ（＝Ｉg ）と同じイオ
ン強度Ｉg を持つ検量線を前記各検量線Ｘa ，…，
Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw から抽出する。この場合、イ
オン強度Ｉg の検量線Ｘg が抽出される。そして、この
検量線Ｘg に基づいて前記ハンディ型計器に表示されて
いる硝酸イオン電極電位Ｅの値Ｅ1 から正確な硝酸イオ
ン濃度Ｃを求めることができる。
た前記試料水の前記イオン強度Ｉ（＝Ｉg ）と同じイオ
ン強度Ｉg を持つ検量線を前記各検量線Ｘa ，…，
Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw から抽出する。この場合、イ
オン強度Ｉg の検量線Ｘg が抽出される。そして、この
検量線Ｘg に基づいて前記ハンディ型計器に表示されて
いる硝酸イオン電極電位Ｅの値Ｅ1 から正確な硝酸イオ
ン濃度Ｃを求めることができる。
【００４０】更に、この実施形態では、その後、別の試
料水に前記ハンディ型計器を漬けるだけで、同様の手順
にて別の試料水の正確な硝酸イオン濃度Ｃ’を求めるこ
とができる。
料水に前記ハンディ型計器を漬けるだけで、同様の手順
にて別の試料水の正確な硝酸イオン濃度Ｃ’を求めるこ
とができる。
【００４１】つまり、この実施形態では、上記第１の実
施形態のように試料水にイオン強度調整液を添加するこ
となく、前記ハンディ型計器を漬けるだけの簡単な操作
で複数の試料水の硝酸イオン濃度を間欠的に測定でき
る。
施形態のように試料水にイオン強度調整液を添加するこ
となく、前記ハンディ型計器を漬けるだけの簡単な操作
で複数の試料水の硝酸イオン濃度を間欠的に測定でき
る。
【００４２】
【発明の効果】この発明によれば、試料水にイオン強度
調整液を所定量添加することにより、ＮＯ3 - 活量の安
定化を図ることができるとともに、Ｃｌ- による干渉影
響も無くすよう構成したので、ＮＯ3 - 濃度を精度良く
測定できる。
調整液を所定量添加することにより、ＮＯ3 - 活量の安
定化を図ることができるとともに、Ｃｌ- による干渉影
響も無くすよう構成したので、ＮＯ3 - 濃度を精度良く
測定できる。
【００４３】更に、この発明では、硝酸イオン電極のイ
オン強度調整液によるイオン強度と硝酸イオン濃度との
関係式を予め演算しておき、この関係式と試料水のイオ
ン強度に基づいて硝酸イオン濃度を求めるように構成し
たので、試料水にイオン強度調整液を添加することな
く、簡単な操作で複数の試料水の硝酸イオン濃度を間欠
的に測定できる。
オン強度調整液によるイオン強度と硝酸イオン濃度との
関係式を予め演算しておき、この関係式と試料水のイオ
ン強度に基づいて硝酸イオン濃度を求めるように構成し
たので、試料水にイオン強度調整液を添加することな
く、簡単な操作で複数の試料水の硝酸イオン濃度を間欠
的に測定できる。
【図１】この発明の第１の実施形態を説明するための図
である。
である。
【図２】この発明の第２の実施形態を説明するために用
いる硝酸イオン電極のイオン強度調整液によるイオン強
度と硝酸イオン濃度とに関係する多数の検量線を示す図
である。
いる硝酸イオン電極のイオン強度調整液によるイオン強
度と硝酸イオン濃度とに関係する多数の検量線を示す図
である。
【図３】塩化物イオンが硝酸イオン電極電位に影響を及
ぼすことを示す図である。
ぼすことを示す図である。
【図４】硫酸イオンがＮＯ3 - 活量（ａ）NO3-を低減さ
せることを示す図である。
せることを示す図である。
【図５】Ｃｌ- 濃度の変化に対する硝酸イオン電極電位
の支持値の変化を示す図である。
の支持値の変化を示す図である。
１…サンプルライン、３…導電率計、４…Ｃｌ- 電極、
５…ＮＯ3 - 電極、６…イオン強度調整液、Ｉ…試料水
のイオン強度、Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw …
検量線、Ｉa ，…，Ｉg ，…，Ｉm ，…，Ｉw …硝酸イ
オン電極のイオン強度調整液によるイオン強度。
５…ＮＯ3 - 電極、６…イオン強度調整液、Ｉ…試料水
のイオン強度、Ｘa ，…，Ｘg ，…，Ｘm ，…，Ｘw …
検量線、Ｉa ，…，Ｉg ，…，Ｉm ，…，Ｉw …硝酸イ
オン電極のイオン強度調整液によるイオン強度。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 27/46 ３６１Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 硝酸イオン電極を用いて、硝酸イオン濃
度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオン
の影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補正
を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に応
じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づいて
試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすように
し、更に、前記イオン強度の演算補正が、（１）試料水
のトータルの導電率値を求める工程と、（２）試料水の
イオン強度を演算する工程と、（３）硝酸イオン電極の
イオン強度調整液によるイオン強度と硝酸イオン濃度と
に関係する多数の検量線を予め求める工程と、（４）こ
れら検量線と前記試料水の前記イオン強度に基づいて硝
酸イオン濃度を求める工程とよりなることを特徴とする
硝酸イオン濃度測定方法。 - 【請求項２】 前記（２）の工程が、塩化物イオンセン
サを用いて測定された塩化物イオン濃度から試料水中の
塩化物イオンが寄与する導電率値を求め、この塩化物イ
オン導電率値を前記トータルの導電率値から引き算し、
この引き算した値を試料水中に含まれる硫酸イオンが寄
与する導電率値としてこの値に対応する硫酸イオン濃度
値を求め、更に、この得られた硫酸イオン濃度値および
前記塩化物イオン濃度値と、前記硫酸イオンの対イオン
の濃度値と、前記塩化物イオンの対イオンの濃度値とを
用いて、 Ｉ＝１／２×Σ（Ｃi ×Ｚ2 ） （ここで、Ｉは、イオン強度、Ｃi は、硝酸イオンを除
いた試料水中に含まれる代表的なイオンの濃度値、Ｚ
は、前記イオンの価数）の式からイオン強度を求めるこ
とからなる一方、前記（３）の工程が、イオン強度調整
液の異なる濃度に応じて硝酸イオン濃度対硝酸イオン電
極電位の検量線を作成するとともに、この硝酸イオン濃
度対硝酸イオン電極電位の前記各検量線におけるイオン
強度を演算することよりなり、更に、前記（４）の工程
が、前記硝酸イオン濃度対硝酸イオン電極電位の前記各
検量線のうち、演算で得られた前記試料水の前記イオン
強度と同じイオン強度を持つ検量線から硝酸イオン濃度
を求めることよりなる請求項１に記載の硝酸イオン濃度
測定方法。 - 【請求項３】 硝酸イオン電極を用いて、硝酸イオン濃
度を測定するにあたり、試料水中に含まれる硫酸イオン
の影響を無くすために、試料水のイオン強度の演算補正
を行うようにするとともに、異なる硝酸イオン濃度に応
じた塩化物イオン対硝酸イオン濃度の検量線に基づいて
試料水中に含まれる塩化物イオンの影響を無くすように
し、更に、前記イオン強度の演算補正が、試料水のトー
タルの導電率値を求める工程と、試料水のイオン強度を
演算する工程と、このイオン強度の値に対応する硝酸イ
オン濃度の導電率値を検量線から求める工程と、前記ト
ータルの導電率値が、前記求めた硝酸イオン濃度の導電
率値になるまで試料水にイオン強度調整液を添加する工
程とよりなることを特徴とする硝酸イオン濃度測定方
法。 - 【請求項４】 前記試料水のイオン強度を演算する工程
が、塩化物イオンセンサを用いて測定された塩化物イオ
ン濃度から試料水中の塩化物イオンが寄与する導電率値
を求め、この塩化物イオン導電率値を前記トータルの導
電率値から引き算し、この引き算した値を試料水中に含
まれる硫酸イオンが寄与する導電率値としてこの値に対
応する硫酸イオン濃度値を求め、この得られた硫酸イオ
ン濃度値および前記塩化物イオン濃度値と、前記硫酸イ
オンの対イオンの濃度値と、前記塩化物イオンの対イオ
ンの濃度値を用いて、 Ｉ＝１／２×Σ（Ｃi ×Ｚ2 ） （ここで、Ｉは、イオン強度、Ｃi は、硝酸イオンを除
いた試料水中に含まれる代表的なイオンの濃度値、Ｚ
は、前記イオンの価数）の式からイオン強度を求めるこ
とからなる請求項３に記載の硝酸イオン濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023399A JP4567895B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 硝酸イオン濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023399A JP4567895B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 硝酸イオン濃度測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228629A true JP2002228629A (ja) | 2002-08-14 |
| JP4567895B2 JP4567895B2 (ja) | 2010-10-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002239594A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-27 | Sinto Brator Co Ltd | 廃水の脱窒方法 |
| WO2019163281A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 自動分析装置、自動分析方法 |
| CN114428064A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-03 | 江苏和达电子科技有限公司 | 一种铜蚀刻液中硝酸根离子含量的检测方法 |
| JP7365581B2 (ja) | 2020-02-27 | 2023-10-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 塩素含有灰の塩素濃度の測定方法 |
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-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023399A patent/JP4567895B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN114428064B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-09-19 | 江苏和达电子科技有限公司 | 一种铜蚀刻液中硝酸根离子含量的检测方法 |
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