JP2003254936A - 酸化還元電位測定方法及び酸化還元電位測定装置 - Google Patents

酸化還元電位測定方法及び酸化還元電位測定装置

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JP2003254936A
JP2003254936A JP2002053288A JP2002053288A JP2003254936A JP 2003254936 A JP2003254936 A JP 2003254936A JP 2002053288 A JP2002053288 A JP 2002053288A JP 2002053288 A JP2002053288 A JP 2002053288A JP 2003254936 A JP2003254936 A JP 2003254936A
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electrode
redox potential
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solution
measuring
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Mitsuru Goto
満 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電気化学的測定において、測定液中に塩化カリ
ウムを流出すること無く測定を可能にする。 【解決手段】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
還元電位を測定する方法であり、参照電極としてガラス
電極を使用し、検知電極として白金ブラック電極を使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、酸化還元電位測
定方法及び酸化還元電位測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気化学測定の分野において、溶液の起
電力測定に使用される参照電極は、そのほとんどが塩化
銀電極やカロメル電極を内部電極とし、検知電極として
白金を用いて、種々の濃度の塩化カリウム溶液を内部液
として使用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内部液は参
照電極の基本的な機能として、セラミック等の液絡部を
通って測定液中に流出するが、測定液中に参照電極から
流出する銀イオン、水銀イオン、塩素イオン等のイオン
と反応して測定液の組成を変化させるような物質が含ま
れる場合や、工程中に塩化カリウム等のコンタミを極度
に嫌う半導体製造工程においては、従来の参照電極や検
知電極は使用することができなかったり、好ましい測定
結果が得られないため、半導体工場のクリーンルーム内
での電気化学的な測定器は、計測の必要があってもほと
んど使用されていないのが現状である。
【0004】この発明は、かかる実状に鑑みてなされた
もので、電気化学的測定において、測定液中に塩化カリ
ウムを流出すること無く測定を可能にする酸化還元電位
測定方法及び酸化還元電位測定装置を提供することを目
的にしている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、この発明は以下のように構成し
た。
【0006】請求項1に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する方法で
あり、前記参照電極としてガラス電極を使用したことを
特徴とする酸化還元電位測定方法。』である。
【0007】この請求項1に記載の発明によれば、酸化
還元電位測定において、参照電極に従来のカロメルや塩
化銀比較電極を使用せず、ガラス電極を使用すること
で、内部液流出による弊害を排除した測定が可能となる
酸化還元電位の測定方法であるが、この方法においては
ガラス電極を参照電極として使用することで、測定溶液
のpHの如何にかかわらず、酸化還元電位のみを測定す
ることができる。その例をmV標準液として使用されて
いるキンヒドロン溶液の酸化還元電位をもって説明す
る。キンヒドロン溶液は下記のような平衡状態にある。
【0008】このキンヒドロン溶液の酸化還元平衡式は
次式で表すことができる。
【0009】 Eq=Eo q−2.303RT/F×pHs−EAgCl・・・・・・・・(1) Eq:キンヒドロン溶液の酸化還元電位 Eo q:キンヒドロン溶液の標準酸化還元電位 2.303RT/F:ネルンスト定数 pHs:標準液のpH値 EAgCl:塩化銀比較電極の電位 (1)式を使って参照電極にガラス電極を使用した場合
の酸化還元式を示す。 Ep=Eo q−2.303RT/F×pHs−[−2.303RT/F(pHs― pHi)十EAgCl] =Eo q−2.303RT/F×pHs十2.303RT/F×pHs− 2.303RT/F×pHi―EAgCl =Eo q−2.303RT/F×pHi―EAgCl =Eo q−(2.303RT/F×pHi十EAgCl)・・・・・・・・(2) Eq:キンヒドロン溶液の酸化還元電位 Eo q:キンヒドロン溶液の標準酸化還元電位 2.303RT/F:ネルンスト定数 pHs:標準液のpH値 pHi:ガラス電極内部液のpH値 EAgCl:ガラス電極塩化銀内部電極の電位 なお、(2)式中の()内はガラス電極内部液のpHと
塩化銀内部電極の起電力で、測定液のpHに影響されな
い定数である。 となり、溶液のpH値を含まない酸化還元電位を表すこ
とができる。
【0010】請求項2に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する方法で
あり、前記検知電極として白金ブラック電極を使用した
ことを特徴とする酸化還元電位測定方法。』である。
【0011】この請求項2に記載の発明によれば、検知
電極に従来の白金を使用した場合、ガス分極を起こして
指示が低下してしまうという問題があるが、検知電極を
白金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒作用に
より反応が促進されるためガス分極は発生せず、正確な
酸化還元電位の測定ができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する方法で
あり、前記参照電極としてガラス電極を使用し、前記検
知電極として白金ブラック電極を使用したことを特徴と
する酸化還元電位測定方法。』である。
【0013】この請求項3に記載の発明によれば、ガラ
ス電極を参照電極とした場合、内部液は密閉系であるた
め測定液中への流出はなく、当然内部液補充の必要もな
い。さらに、白金ブラックを検知電極として組み合わせ
ることにより、溶存水素の酸化還元電位を正確に測定で
きるため、半導体や液晶の生産工程で使用される溶存水
素機能水の酸化還元電位測定での長期無保守管理が容易
となる。
【0014】請求項4に記載の発明は、『前記酸化還元
電位の測定は、溶存水素の酸化還元電位の測定であるこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の酸化還元電位測定方法。』である。
【0015】この請求項4に記載の発明によれば、溶存
水素の酸化還元電位測定で、検知電極に従来の白金を使
用した場合、特に一時に多量の水素ガスに接すると水素
ガスを水素イオンに酸化しきれなくなり、ガス分極を起
こして指示が低下してしまうという問題があるが、検知
電極を白金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒
作用により反応が促進されるためガス分極は発生せず、
正確な測定が可能である。
【0016】請求項5に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する装置で
あり、前記参照電極としてガラス電極を使用したことを
特徴とする酸化還元電位測定装置。』である。
【0017】この請求項5に記載の発明によれば、酸化
還元電位測定において、参照電極に従来のカロメルや塩
化銀比較電極を使用せず、ガラス電極を使用すること
で、内部液流出による弊害を排除した測定が可能とな
る。
【0018】請求項6に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する装置で
あり、前記検知電極として白金ブラック電極を使用した
ことを特徴とする酸化還元電位測定装置。』である。
【0019】この請求項6に記載の発明によれば、検知
電極を白金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒
作用により反応が促進されるためガス分極は発生せず、
正確な酸化還元電位の測定ができる。
【0020】請求項7に記載の発明は、『参照電極と検
知電極とを用いて溶液の酸化還元電位を測定する装置で
あり、前記参照電極としてガラス電極を使用し、前記検
知電極として白金ブラック電極を使用したことを特徴と
する酸化還元電位測定装置。』である。
【0021】この請求項7に記載の発明によれば、ガラ
ス電極を参照電極とした場合、内部液は密閉系であるた
め測定液中への流出はなく、当然内部液補充の必要もな
い。さらに、白金ブラックを検知電極として組み合わせ
ることにより、溶存水素の酸化還元電位を正確に測定で
きるため、半導体や液晶の生産工程で使用される溶存水
素機能水の酸化還元電位測定での長期無保守管理が容易
となる。
【0022】請求項8に記載の発明は、『前記酸化還元
電位の測定は、溶存水素の酸化還元電位の測定であるこ
とを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に
記載の酸化還元電位測定装置。』である。
【0023】この請求項8に記載の発明によれば、検知
電極を白金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒
作用により反応が促進されるためガス分極は発生せず、
正確な測定が可能である。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、この発明の酸化還元電位測
定方法及び酸化還元電位測定装置の実施の形態を、図面
に基づいて詳細に説明するが、この発明は、この実施の
形態に限定されない。
【0025】図1は従来の酸化還元電位測定装置のOR
P測定系で、検知電極としてのORP電極2は白金電極
3で構成されており、参照電極としての塩化銀比較電極
5は塩化カリウム内部液6と塩化銀内部電極7と液絡部
8で構成されている。
【0026】このような測定系で溶存水素を測定する場
合、白金電極3は多量の水素ガスに接すると水素ガスを
水素イオンに酸化しきれなくなり、ガス分極を起こして
ORP計1の指示が低下してしまう。
【0027】また、塩化銀比較電極5では塩化カリウム
内部液6が液絡部8を通って測定溶液4中に流出するた
め、半導体等測定溶液4中に塩化カリウムの流出を嫌う
ような工程では使用できない。
【0028】図2はこれらの不具合を解決するために考
案されたこの発明のORP測定系の一例で、検知電極と
してのORP電極9は白金ブラック電極10で構成され
ており、参照電極としてのガラス電極11はpH内部液
12と塩化銀内部電極13とpH感応ガラス膜14で構
成されている。
【0029】このような測定系で溶存水素を測定する
と、白金ブラックの触媒作用により水素ガスを水素イオ
ンに酸化する反応が促進されるため、ガス分極を起こし
てORP計1の指示が低下してしまうという問題が発生
せず、より正確な測定が可能である。
【0030】また、参照電極としてガラス電極11を使
用しているため、内部液は測定溶液4中に流出すること
がなく、半導体等塩化カリウムの流出を嫌うような工程
でも使用可能である。
【0031】さらに、従来のORP測定においては、電
極系で測定される起電力には常に測定液のpH値も含ま
れていたが、この発明の測定系においては、測定溶液の
pH値が排除されて、純粋なORP電位のみを測定する
ことが可能である。
【0032】このように、ガラス電極を参照電極とした
場合、内部液は密閉系であるため測定液中への流出はな
く、当然内部液補充の必要もない。さらに、白金ブラッ
クを検知電極として組み合わせることにより、溶存水素
の酸化還元電位を正確に測定できるため、半導体や液晶
の生産工程で使用される溶存水素機能水の酸化還元電位
測定での長期無保守管理が容易となる。
【0033】
【発明の効果】前記したように、請求項1に記載の発明
では、酸化還元電位測定において、参照電極にガラス電
極を使用することで、測定溶液のpHの如何にかかわら
ず、酸化還元電位のみを測定することができる。
【0034】請求項2に記載の発明では、検知電極を白
金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒作用によ
り反応が促進されるためガス分極は発生せず、正確な酸
化還元電位の測定ができる。
【0035】請求項3に記載の発明では、ガラス電極を
参照電極とした場合、内部液は密閉系であるため測定液
中への流出はなく、当然内部液補充の必要もない。さら
に、白金ブラックを検知電極として組み合わせることに
より、溶存水素の酸化還元電位を正確に測定できるた
め、半導体や液晶の生産工程で使用される溶存水素機能
水の酸化還元電位測定での長期無保守管理が容易とな
る。
【0036】請求項4に記載の発明では、検知電極を白
金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒作用によ
り反応が促進されるためガス分極は発生せず、正確な測
定が可能である。
【0037】請求項5に記載の発明では、酸化還元電位
測定において、参照電極に従来のカロメルや塩化銀比較
電極を使用せず、ガラス電極を使用することで、内部液
流出による弊害を排除した測定が可能となる。
【0038】請求項6に記載の発明では、検知電極を白
金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒作用によ
り反応が促進されるためガス分極は発生せず、正確な酸
化還元電位の測定ができる。
【0039】請求項7に記載の発明では、ガラス電極を
参照電極とした場合、内部液は密閉系であるため測定液
中への流出はなく、当然内部液補充の必要もない。さら
に、白金ブラックを検知電極として組み合わせることに
より、溶存水素の酸化還元電位を正確に測定できるた
め、半導体や液晶の生産工程で使用される溶存水素機能
水の酸化還元電位測定での長期無保守管理が容易とな
る。
【0040】請求項8に記載の発明では、検知電極を白
金ブラックとすることで、白金ブラックの触媒作用によ
り反応が促進されるためガス分極は発生せず、正確な測
定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のORP測定系を説明する図である。
【図2】この発明のORP測定系を説明する図である。
【符号の説明】
1 ORP計 2 ORP電極 3 白金電極 4 測定液 5 塩化銀比較電極 6 塩化カリウム内部液 7 塩化銀内部電極 8 液絡部 9 ORP電極 10 白金ブラック電極 11 ガラス電極 12 pH内部液 13 塩化銀内部電極 14 pH感応ガラス膜

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する方法であり、 前記参照電極としてガラス電極を使用したことを特徴と
    する酸化還元電位測定方法。
  2. 【請求項2】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する方法であり、 前記検知電極として白金ブラック電極を使用したことを
    特徴とする酸化還元電位測定方法。
  3. 【請求項3】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する方法であり、 前記参照電極としてガラス電極を使用し、前記検知電極
    として白金ブラック電極を使用したことを特徴とする酸
    化還元電位測定方法。
  4. 【請求項4】前記酸化還元電位の測定は、溶存水素の酸
    化還元電位の測定であることを特徴とする請求項1乃至
    請求項3のいずれか1項に記載の酸化還元電位測定方
    法。
  5. 【請求項5】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する装置であり、 前記参照電極としてガラス電極を使用したことを特徴と
    する酸化還元電位測定装置。
  6. 【請求項6】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する装置であり、 前記検知電極として白金ブラック電極を使用したことを
    特徴とする酸化還元電位測定装置。
  7. 【請求項7】参照電極と検知電極とを用いて溶液の酸化
    還元電位を測定する装置であり、 前記参照電極としてガラス電極を使用し、前記検知電極
    として白金ブラック電極を使用したことを特徴とする酸
    化還元電位測定装置。
  8. 【請求項8】前記酸化還元電位の測定は、溶存水素の酸
    化還元電位の測定であることを特徴とする請求項5乃至
    請求項7のいずれか1項に記載の酸化還元電位測定装
    置。
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