JP2004212174A - METHOD OF pH MEASUREMENT, COMPARISON ELECTRODE, AND MULTIPLE ELECTRODE - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機溶媒系被検液のpH測定方法、更にはこれに用いる比較電極及び複合電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、溶液のpH測定には、水素イオン選択性の感応膜を有するpH測定電極が使用され、その代表的なものにガラスをpH感応膜とするガラス電極がある。pHを測定する場合には、上記pH測定電極を作用電極とし、この作用電極を甘こう電極や銀−塩化銀電極などの比較電極と共に、測定すべき溶液(被検液)中に浸漬する。そして、両電極間の電位差から被検液のpH値が求められる。
【0003】
図7は、一般的な、pH測定電極と比較電極とが一体的に構成されたpH測定用の複合電極の概略断面を示す。複合電極3は、略円柱状形状とされ、比較電極1とpH測定電極2とを有する。
【0004】
pH測定電極2は、内部に測定電極内部液23を収容し得る測定電極内部液収容部を画成する筒体20を有し、その先端部に被検液に接触し得るように形成されたpH感応膜たるガラス膜22を有する。又、測定電極内部液23に浸漬された測定電極内極21を具備している。
【0005】
比較電極1は、pH測定電極2を囲包して、内部に比較電極内部液13を収容し得る比較電極内部液収容部を画成する筒体10を有し、その側壁に筒体10から外部への比較電極内部液13の流通を許す液絡部(ジャンクション)12が形成されている。図示の例では、液絡部12は、貫通孔に液透過性のセラミックを封入したセラミック形のものである。比較電極内部液13は、被検液に少量ずつ流出するため、適宜、補給口15から補充する。又、比較電極内部液13には、比較電極内極11が浸漬されている。
【0006】
比較電極内極11と、測定電極内極21とは、それぞれリード線14、24に電気的に接続され、これらリード線14、24は更に、電極端子18、28を介して信号処理回路を備えるpH測定装置(図示せず)に電気的に接続される。
【0007】
比較電極1は、被検液に浸漬されると、液絡部12を通して比較電極内部液13が少量ずつ外部に流出することで、被検液と電気的導通がとられる。これにより、比較電極1とpH測定電極2との間の電位差をpH測定装置の電圧計で測定することにより、pH測定電極2のガラス膜22に発生した起電力を知ることができる。pH測定装置は、この検知した起電力をpH値に変換して表示などする。
【0008】
比較電極内部液13としては、被検液の性質、種類によって定まる被検液との間の液間起電力が最も少ない性質等の理由から、塩化カリウム(KCl)溶液が広く用いられている。又、液絡部12からの比較電極内部液13の流出量が同じである場合、比較電極内部液13の濃度が高い程液間起電力は小さくなるため、比較電極内部液13としては、塩化カリウムの飽和溶液又は3.3mol/L溶液が一般に使用される。
【0009】
通常、pHなどの測定の対象は水溶液であり、様々な分野で適用されているが、特殊な用途においては、非水溶液として有機溶媒単独又は有機溶媒と水との混合溶液がpHなどが測定対象となることがある。例えば、PCBの処理に用いられるイソプロピルアルコール(IPA)のアルカリ系溶液の中和処理工程で、該溶液のpHを測定することが行われる。この他、油脂類の酸化度中和滴定などが行われる。
【0010】
しかし、有機溶媒系被検液のpHを測定する場合に、pH測定装置の応答が遅くなると共に、指示が不安定となり、信頼性のある測定値が得られないという問題があった。
【0011】
その一因として、比較電極1の液絡部12が比較電極内部液の結晶によって詰まることが挙げられる。
【0012】
そこで、従来、有機溶媒系被検液のpHなどの測定のために、図3に示すような、内筒10A及び外筒10Bにそれぞれ内筒側液絡部12A、外筒側液絡部12Bを有するダブルジャンクション形の液絡部を有する比較電極(二重管式比較電極など)が用いられることがある。図示の例では、比較電極1は、外筒10Bの側壁に貫通穴12aが設けられ、この貫通穴12aが設けられた部分を含む外筒10Bの側壁外周に、外筒内部液16の薄層12cを介して可変スリーブ12bが嵌合されている、可変スリーブ形の液絡部12Bを有する。斯かる比較電極1において、外筒10Bに収容する内部液16として被検液と同種の有機溶媒系溶液(飽和KCl溶液)を用いることにより、有機溶媒系被検液と接する外筒側液絡部12Bが比較電極内部液の結晶で詰まるのを防ぐことができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ダブルジャンクション形の比較電極を用いて、外筒10Bに収容する内部液16として、有機溶媒系の溶液を用いる場合、内筒10A側の内部液(飽和KCl溶液)13と外筒10B側の内部液16とが接するため、内筒側液絡部12Aに結晶が生じることは免れ得ず、やはり測定値の不安定さ、応答の遅さの問題を解決することはできない。
【0014】
従って、本発明の目的は、極めて簡易な方法により、応答性が速く、指示が安定し、信頼性の高い測定値を得ることができる有機溶媒系被検液のpH測定方法、これに用いる比較電極及び複合電極を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るpH測定方法、比較電極及び複合電極にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、第1の比較電極内部液収容部と、第2の比較電極内部液収容部と、前記第1の比較電極内部液収容部から前記第2の比較電極内部液収容部への液の流出を許す第1の液絡部と、前記第2の比較電極内部液収容部から外部への液の流出を許す第2の液絡部と、を有し、前記第2の比較電極内部液収容部に収容する第2の比較電極内部液として水溶性の有機酸塩溶液を用いた比較電極を使用することを特徴とする有機溶媒系被検液のpH測定方法である。
【0016】
第2の本発明によると、第1の比較電極内部液収容部と、第2の比較電極内部液収容部と、前記第1の比較電極内部液収容部から前記第2の比較電極内部液収容部への液の流出を許す第1の液絡部と、前記第2の比較電極内部液収容部から外部への液の流出を許す第2の液絡部と、を有し、有機溶媒系被検液のpH測定に用い得る比較電極であって、前記第2の比較電極内部液収容部に、第2の比較電極内部液として水溶性の有機酸塩溶液が収容されることを特徴とする比較電極が提供される。
【0017】
第3の本発明によると、測定電極内部液を収容する測定電極と;第1の比較電極内部液収容部と、第2の比較電極内部液収容部と、前記第1の比較電極内部液収容部から前記第2の比較電極内部液収容部への液の流出を許す第1の液絡部と、前記第2の比較電極内部液収容部から外部への液の流出を許す第2の液絡部と、を有する比較電極と;を一体的に有し、有機溶媒系被検液のpH測定に用い得る複合電極であって、前記第2の比較電極内部液収容部に、第2の比較電極内部液として水溶性の有機酸塩溶液が収容されることを特徴とする複合電極が提供される。
【0018】
上記各本発明の一実施態様によると、前記第2の比較電極内部液として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸のアルカリ金属塩溶液を用いる。一実施態様では、前記第2の比較電極内部液の濃度は、0.1mol/L〜3mol/Lである。好ましい一実施態様によると、前記第1の比較電極内部液収容部に収容する第1の比較電極内部液として、前記比較電極と組み合わされて使用される測定電極の内部液と実質的に同一の溶液を用いる。一実施態様では、前記第1の比較電極内部液として、塩化カリウム溶液を用いる。好ましくは、この塩化カリウム溶液は、飽和溶液又は3.3mol/L溶液である。
【0019】
上記各本発明の一実施態様によると、前記第1の比較電極内部液収容部は、前記第2の比較電極内部液収容部内に入れ子式に形成されている。
【0020】
ここで、有機溶媒とは、固体、気体、液体(とけ合う)の溶質を溶解することのできる液体の有機化合物をいう。
【0021】
又、有機溶媒系溶液(若しくは有機溶媒系被検液)とは、有機溶媒単独及び有機溶媒と水との混合溶液を含むものとする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機溶媒系被検液のpH測定方法、比較電極及び複合電極を図面に則して更に詳しく説明する。
【0023】
上述のように、比較電極の液絡部にて発生する液間起電力などの影響により指示が不安定となるのを防止するために、従来、溶液のpH測定に用いる比較電極の内部液としては、塩化カリウム(KCl)の飽和若しくは3.3mol/L溶液が広く用いられている。即ち、比較電極の内部液は濃度が高い程、測定値を安定化することができる。塩化カリウム溶液は、どのような液に対しても液間起電力がほとんど生じないことから、比較電極内部液として最も好ましく使用されている。
【0024】
そして、斯かる比較電極と組み合わされて使用されるpH測定電極の内部液としても、従来一般に、塩化カリウムの飽和溶液又は3.3mol/L溶液を用い、内部発生電位を比較電極1とpH測定電極2とで同じにして、pH測定装置での検出信号の処理を容易ならしめている。
【0025】
一方、上述のように、有機溶媒系被検液のpH測定する場合に、例えば、単一の液絡部を有する比較電極の内部液として、或いは内筒と外筒を具備するダブルジャンクション形の液絡部を有する比較電極の外筒側の内部液として、従来一般に用いられている塩化カリウムの飽和溶液又は3.3mol/L溶液を用いると、比較電極内部液と有機溶媒中とでその溶質の溶解度が相違することから、液絡部から流出してきた比較電極内部液が有機溶媒と接したときに、液絡部で直ちに結晶が析出し、液絡部が内部液の結晶によって詰まる。又、上述のように、ダブルジャンクション形の液絡部を有する比較電極を用いて、外筒側の内部液として被検液と同種の有機溶媒の飽和KCl溶液を用いた場合においても、内筒側液絡部に結晶が生じる。これにより、指示値の応答性、安定性、信頼性が低下する。
【0026】
このように、有機溶媒系被検液のpH測定においては、比較電極内部液をより高濃度として測定値の安定化する一方、液絡部での結晶の析出を防止するという、相反する要求を同時に満たすことが必要である。
【0027】
そこで、本発明の有機溶媒系被検液のpH測定方法では、有機溶媒系被検液と接する比較電極の液絡部に結晶が析出しないようにするために、ダブルジャンクション形の液絡部を具備する比較電極を用い、有機溶媒と接する側の内部液(外筒側の内部液)に、有機溶媒に対する溶解度が比較的高く、液絡部で結晶が析出しない、水溶性の有機酸塩溶液を用いる。
【0028】
本発明にて使用し得る水溶性の有機酸系塩には、カルボン酸、芳香族カルボン酸の塩が含まれる。水に対する溶解度の点で、実用上カルボン酸の塩、特に、C1〜C4カルボン酸、即ち、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸のアルカリ金属塩が好ましい。
【0029】
有機酸塩溶液の濃度は、0.1mol/L〜3mol/Lが好適である。この範囲よりも低濃度であると、液絡部での抵抗が増大してノイズを受け易くなる虞がある。又、この範囲よりも高濃度であると、例えば、後述のように内筒側の内部液として例えばKCl水溶液を用いた場合に、内筒側の液絡部でKClの析出が生じる虞がある。より好ましくは、1〜3mol/Lである。
【0030】
一般に、液絡部からの比較電極内部液の流出量は極めて僅か(通常、1mL/日以下)であり、液絡部を介して被検液に流出した比較電極内部液が拡散希釈されることから、比較電極を静置状態の被検液に、極端に長時間浸漬するようなことがなければ、外筒側の内部液は、上記範囲内の濃度で実用上何ら問題ない。
【0031】
一方、ダブルジャンクション形の液絡部を具備する比較電極において、有機溶媒系被検液とは直接接触しない側の内部液(内筒側の内部液)としては、当業者には周知のpH測定技術における一般的な理論、実践を背景に、適当な電解質溶液を適当な濃度にて用いることができる。好ましくは、アルカリ金属のハロゲン化物であり、上述のように、最も好ましくは塩化カリウム(KCl)溶液である。又、上述のように、この塩化カリウム溶液は、飽和溶液又は3.3mol/L溶液とするのが一般的であり、又最も好ましい。
【0032】
又、内筒側の内部液には、当該比較電極が組み合わされて使用されるpH測定電極の内部液と実質的に同一のものを用いるのが望ましい。
【0033】
上述の構成とすることにより、液間起電力の影響等が測定値を不安定とすることのない高濃度の比較電極内部液を用いながら、比較電極の有機溶媒系被検液と接する液絡部が結晶で詰まることを防止することができる。又、従来、ダブルジャンクション形の液絡部を具備する比較電極を用いて外筒側の内部液に有機溶媒系被検液と同種の有機溶媒系溶液とした場合に生じていた内筒側の液絡部の内筒側の内部液の結晶による詰まりを防止することもできる。従って、有機溶媒系被検液のpH測定における複合電極3の応答性、安定性の低下といった問題を回避することができる。
【0034】
又、比較電極の内筒側の内部液としてpH測定電極の内部液と実質的に同一の溶液を用いることで、比較電極1とpH測定電極との内部発生電位が同じになり、pH測定装置による検出信号の処理を容易にすることができる。
【0035】
以下、本発明に従う有機溶媒系被検液のpH測定方法、比較電極及び複合電極を、具体的な実施例を通して更に説明する。以下の実施例は、本発明のより良い理解のために供されるものであって、本発明を限定する意図はない。又、以下の実施例における操作、用いられる器具、試薬自体は、特に言及しない場合、斯界にて一般的なものである。
【0036】
実施例1
本実施例では、本発明に従い、有機溶媒系被検液としてイソプロピルアルコール(IPA)のアルカリ系溶液のpH測定を行った。
【0037】
図2は、本実施例で用いたpH測定系の概略構成を示す。pHの測定系は、ガラス電極とされるpH測定電極(東亜ディーケーケー(株)製、型番HGS−2005)2と、塩化カリウム溶液に接触させた銀−塩化銀電極とされる比較電極(東亜ディーケーケー(株)製、型番HS−305DS)1と、電圧計50を具備するpH測定装置(東亜ディーケーケー(株)製、型番HM−60G)とを有する。そして、比較電極1及びpH測定電極2は、容器100に収容した被検液Sに浸漬される。
【0038】
pH測定電極2は、略円柱状形状であり、測定電極内部液23を収容し得る測定電極内部液収容部を画成する筒体20を有し、その先端にpH感応膜たるガラス膜22が設けられている。筒体20内の測定電極内部液23内には、測定電極内極21が浸漬されている。測定電極内極21は、リード線24と電気的に接続され、更にリード線は筒体20の外部に導かれて、電極端子28を介してpH測定装置の電圧計50に電気的に接続されている。本実施例では、測定電極内部液23は、3.3mol/LのKCl水溶液である。
【0039】
又、比較電極1としては、ダブルジャンクション形の液絡部を有するものを用いた。図3は本実施例にて用いた比較電極の要部概略断面をより詳しく示す。斯かる比較電極1は、略円柱形状とされ、同軸的に、第1の比較電極内部液収容部としての内筒10Aと、第2の比較電極内部液収容部としての外筒10Bとが、入れ子式に形成されている。内筒10A、外筒10Bには、それぞれ外部から内部液を充填し得るように補充口(図示せず)が設けられている。
【0040】
内筒10A内には、第1の比較電極内部液たる内筒内部液13が収容され、これに比較電極内極(銀−塩化銀電極)が浸漬されている。又、内筒10Aの先端には、第1の液絡部としてのセラミック形の内筒側液絡部12Aが設けられている。又、外筒10B内には、第2の比較電極内部液たる外筒内部液16が収容され、その先端近傍の側壁には、貫通孔12aが設けられている。この貫通孔12aが設けられた部分を含む外筒10Bの外周壁を取り巻くように、外筒内部液16の薄層12cを介して可変スリーブ12bが嵌合され、第2の液絡部としての可変スリーブ形の外筒側液絡部12Bが形成されている。可変スリーブ12bは、貫通孔12aからの液流出量を所定量以下にする使用状態における閉鎖位置と、貫通孔12bを開放する開位置との間で、図中矢印にて示す方向に移動可能である。
【0041】
このようなダブルジャンクション形の液絡部により、比較電極1を被検液Sに浸漬したときに、内筒側液絡部12Aを介して内筒10Aから外筒10Aへと内筒内部液13が少量ずつ流出し、又外筒側液絡部12Bを介して外筒10Bから外部へと外筒内部液16が少量ずつ流出して、比較電極1は被検液Sと電気的な導通がとられる。
【0042】
本実施例では、水溶性の有機酸塩溶液として、1mol/Lの酢酸リチウム(CH3COOLi)水溶液を、外筒内部液16に用いた。又、内筒内部液13としては、従来一般に用いられている3.3mol/LのKCl水溶液(東亜ディーケーケー(株)製、KCL−3.3N)を用いた。
【0043】
そして、比較電極1とpH測定電極2とを、有機溶媒系被検液としてNaOHのイソプロピルアルコール溶液に浸漬すると同時にpH測定を開始し、その後のpH指示を記録した。尚、pH測定中、被検液は磁気攪拌子により適度に攪拌した。
【0044】
比較例として、比較電極1の内筒内部液13及び外筒内部液16に、従来一般に用いられている3.3mol/LのKCl水溶液を用いた場合についても、同様にpH指示を記録した。結果を図1に示す。
【0045】
図1から分かるように、外筒内部液16として3.3mol/LのKCl水溶液を用いた比較例では、測定開始からpH指示が徐々に上昇し続け、測定時間18分を超えてもなお安定値に達し得なかった。
【0046】
これに対して外筒内部液16として1mol/Lの酢酸リチウム水溶液を用いた本実施例では、測定開始後直ちにpH指示は安定値に達し、その後この指示を維持した。
【0047】
測定後に本実施例の比較電極1における内筒側液絡部12A、外筒側液絡部12Bを観察したが、いずれにおいても結晶は見当たらなかった。その後、その比較電極1を用いて再びpH測定を行ったが、pH指示の再現性、安定性は良好であった。
【0048】
尚、本実施例では、外筒側液絡部12Bが可変スリーブ形であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明によれば、液絡部の詰まりは発生せず、内部液の流出が確保されるので、液絡部の構造は問わない。例えば、図4に示すように、外筒側液絡部12Bはセラミック形であってもよい。その他、液絡部としては、ファイバ形、ピンホール形、固定スリーブ形など、斯界にて周知のものを任意に利用し得る。ファイバ形の液絡部は、液絡部を毛細管状に形成したもので、ピンホール形の液絡部は、液絡部を微小な貫通孔として形成したものである。又、固定スリーブは、上記可変スリーブを移動不可能にしたものに相当する。本実施例の比較電極1の内筒側液絡部12Aについても、セラミック形に限られるものではない。
【0049】
以上、本発明に従って、極めて簡易な方法によって、有機溶媒系被検液のpH測定において安定した指示を得ることができる。
【0050】
実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、本発明は、pH測定用の複合電極に具現化される。
【0051】
図5は、本発明を適用し得る複合電極3の一実施例の要部概略断面を示す。尚、比較電極1とpH測定電極2とは、一体的に構成されている以外は、基本的に上記実施例1のものと同じ作用を成す。従って、同じ機能を有する要素には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0052】
図示するように、複合電極3は、ガラス電極とされるpH測定電極2と、ダブルジャンクション形の液絡部を具備する比較電極1とが一体的に構成されて成る。ここでは、比較電極1における第2の液絡部たる外筒側液絡部12Bは、可変スリーブ形とされる。又、本実施例では、複合電極3は、略円柱形状とされ、同軸的に、pH測定電極2、比較電極の内筒10A、比較電極1の外筒10Bが、ほぼ内側からこの順に形成されている。pH測定電極2のガラス膜22は、複合電極3の先端に、被検液と接し得るように形成されている。
【0053】
上記同様、外筒側液絡部12Bは可変スリーブ形に限らず、例えば、図6に示すようにセラミック形であってもよい。その他、液絡部としては、ファイバ形、ピンホール形、固定スリーブ形など、斯界にて周知のものを任意に利用し得る。内筒側液絡部12Aについても、セラミック形に限られるものではない。
【0054】
尚、当業者には容易に理解されるように、複合電極3は更に、温度検知手段など一体に有していてもよい。
【0055】
本発明に従い、複合電極3の外筒内部液16として、測定対象の有機溶媒系被検液と接触したときに結晶を析出しない、水溶性の有機酸塩溶液を用いる。これにより、液間起電力の影響等が測定値を不安定とすることのない高濃度の比較電極内部液を用いながら、外筒側液絡部12Bが外筒内部液16の結晶で詰まることを防止することができる。又、従来、外筒内部液16に有機溶媒系被検液を用いる場合に生じていた、内筒側液絡部12Aにおける結晶による詰まりを防止することもできる。従って、有機溶媒系被検液のpH測定における複合電極3の応答性、安定性の低下といった問題を回避することができる。
【0056】
又、内筒内部液13として、pH測定電極2の内部液23と実質的に同一の溶液を用いる。これによって、比較電極1と測定電極2とで内部発生電位が同じになり、pH測定装置での検出信号の処理が容易となる。
【0057】
以上、本発明を比較電極1とpH測定電極2とが一体的に構成された複合電極3に適用することによって、有機溶媒系被検液のpH測定において、1つのセンサ部材を被検液に適用すれば測定が可能であるという複合電極の利便性を生かしつつ、極めて簡易な方法によって、応答性よく、安定した指示を得ることができる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明よれば、有機溶媒系被検液のpH測定方法は、第1の比較電極内部液収容部と、第2の比較電極内部液収容部と、第1の比較電極内部液収容部から第2の比較電極内部液収容部への液の流出を許す第1の液絡部と、第2の比較電極内部液収容部内から外部への液の流出を許す第2の液絡部と、を有し、第2の比較電極内部液収容部に収容する第2の比較電極内部液として、水溶性の有機酸塩溶液を用いた比較電極を使用する構成とされるので、極めて簡易な方法により、応答性が速く、指示が安定し、信頼性の高い測定値を得ることができる。又、本発明によれば、斯かる本発明の方法を具現化する比較電極及び複合電極が提供され、それぞれ上記本発明のpH測定方法に対応する作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機溶媒系被検液のpH測定値の安定性を示すグラフ図である。
【図2】本発明を適用し得るpH測定系の概略構成図である。
【図3】本発明を適用し得る比較電極の一例の要部概略断面図である。
【図4】本発明を適用し得る比較電極の他の例の要部概略断面図である。
【図5】本発明を適用し得る複合電極の一例の要部概略断面図である。
【図6】本発明を適用し得る複合電極の他の例の要部概略断面図である。
【図7】従来のpH測定用複合電極の一例の要部概略断面図である。
【符号の説明】
1 比較電極
2 pH測定電極(測定電極)
3 複合電極
10 比較電極内部液収容部
10A 内筒(第1の比較電極内部液収容部)
10B 外筒(第2の比較電極内部液収容部)
11 比較電極内極
12 液絡部
12b 可変スリーブ
12A 内筒側液絡部(第1の液絡部)
12B 外筒側液絡部(第2の液絡部)
13 比較電極内部液、内筒内部液
16 比較電極内部液、外筒内部液
20 測定電極内部液収容部
21 測定電極内極
22 ガラス膜(感応膜)
23 測定電極内部液[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring the pH of an organic solvent-based test liquid, and further to a comparative electrode and a composite electrode used for the method.
[0002]
[Prior art]
As is well known, for measuring the pH of a solution, a pH measuring electrode having a hydrogen ion-selective sensitive membrane is used, and a typical example thereof is a glass electrode using glass as a pH sensitive membrane. When measuring pH, the above-mentioned pH measuring electrode is used as a working electrode, and this working electrode is immersed in a solution (test liquid) to be measured together with a comparative electrode such as a ginger electrode or a silver-silver chloride electrode. Then, the pH value of the test solution is determined from the potential difference between the two electrodes.
[0003]
FIG. 7 shows a schematic cross section of a general composite electrode for pH measurement in which a pH measurement electrode and a reference electrode are integrally formed. The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
The reference electrode
[0007]
When the
[0008]
As the reference electrode
[0009]
Usually, the measurement target of pH and the like is an aqueous solution, which is applied in various fields.However, in special applications, a non-aqueous solution such as an organic solvent alone or a mixed solution of an organic solvent and water is used as a measurement target It may be. For example, in a neutralization treatment step of an alkaline solution of isopropyl alcohol (IPA) used for treating PCB, the pH of the solution is measured. In addition, titration for neutralization of the degree of oxidation of fats and oils is performed.
[0010]
However, when measuring the pH of an organic solvent-based test solution, there has been a problem that the response of the pH measuring device becomes slow, the indication becomes unstable, and a reliable measured value cannot be obtained.
[0011]
One reason for this is that the
[0012]
Conventionally, as shown in FIG. 3, an inner cylinder
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an organic solvent-based solution is used as the
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for measuring the pH of an organic solvent-based test liquid capable of obtaining a highly responsive, fast-reading, and reliable measurement value by an extremely simple method, and a comparative method used for the method. It is to provide an electrode and a composite electrode.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by a pH measuring method, a comparative electrode and a composite electrode according to the present invention. In summary, the first aspect of the present invention provides a first comparative electrode internal liquid storage section, a second comparative electrode internal liquid storage section, and a first comparative electrode internal liquid storage section to the second comparative electrode. A first liquid junction that allows the liquid to flow out to the internal liquid storage part, and a second liquid junction that allows the liquid to flow out of the second comparison electrode internal liquid storage part to the outside, PH measurement of an organic solvent-based test liquid, wherein a reference electrode using a water-soluble organic acid salt solution is used as the second reference electrode internal liquid contained in the second reference electrode internal liquid storage section. Is the way.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, the first comparative electrode internal liquid storage section, the second comparative electrode internal liquid storage section, and the second comparative electrode internal liquid storage section from the first comparative electrode internal liquid storage section. An organic solvent system, comprising: a first liquid junction that allows liquid to flow out of the liquid storage portion; and a second liquid junction that allows liquid to flow out of the second comparison electrode internal liquid storage portion to the outside. A comparison electrode that can be used for pH measurement of a test liquid, wherein the second comparison electrode internal liquid storage section contains a water-soluble organic acid salt solution as a second comparison electrode internal liquid. A comparison electrode is provided.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, a measurement electrode for storing a liquid inside the measurement electrode; a first comparison electrode internal liquid storage part, a second comparison electrode internal liquid storage part, and the first comparison electrode internal liquid storage. A first liquid junction for allowing the liquid to flow from the portion to the second reference electrode internal liquid storage, and a second liquid for allowing the liquid to flow from the second comparison electrode internal liquid storage to the outside And a comparison electrode having a entangled portion; and a composite electrode that can be used for measuring the pH of the organic solvent-based test liquid, wherein the second reference electrode internal liquid storage section has a second electrode. A composite electrode is provided, wherein a water-soluble organic acid salt solution is contained as a reference electrode internal liquid.
[0018]
According to one embodiment of the present invention, an alkali metal salt solution of formic acid, acetic acid, propionic acid, and butyric acid is used as the internal liquid of the second comparative electrode. In one embodiment, the concentration of the second comparative electrode internal liquid is 0.1 mol / L to 3 mol / L. According to a preferred embodiment, the first reference electrode internal liquid contained in the first reference electrode internal liquid storage portion is substantially the same as the internal liquid of the measurement electrode used in combination with the reference electrode. Use solution. In one embodiment, a potassium chloride solution is used as the first reference electrode internal liquid. Preferably, the potassium chloride solution is a saturated solution or a 3.3 mol / L solution.
[0019]
According to one embodiment of the present invention, the first comparative electrode internal liquid storage section is nested in the second comparison electrode internal liquid storage section.
[0020]
Here, the organic solvent refers to a liquid organic compound that can dissolve a solid, gas, or liquid (melt) solute.
[0021]
The organic solvent-based solution (or the organic solvent-based test liquid) includes an organic solvent alone or a mixed solution of an organic solvent and water.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the method for measuring the pH of an organic solvent-based test liquid, a comparative electrode, and a composite electrode according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0023]
As described above, in order to prevent the indication from becoming unstable due to the effect of the liquid electromotive force generated at the liquid junction of the comparative electrode, conventionally, the internal liquid of the comparative electrode used for pH measurement of the solution is used. Is widely used as a saturated or 3.3 mol / L solution of potassium chloride (KCl). That is, the higher the concentration of the liquid inside the comparative electrode, the more stable the measured value. The potassium chloride solution is most preferably used as a reference electrode internal solution because almost no liquid electromotive force is generated for any solution.
[0024]
Conventionally, a saturated solution of potassium chloride or a 3.3 mol / L solution of potassium chloride is generally used as an internal solution of the pH measuring electrode used in combination with the comparative electrode, and the internally generated potential is measured with the
[0025]
On the other hand, as described above, when measuring the pH of the organic solvent-based test solution, for example, as the internal solution of a comparative electrode having a single liquid junction, or a double junction type having an inner tube and an outer tube When a saturated solution or a 3.3 mol / L solution of potassium chloride, which is conventionally used, is used as the internal liquid on the outer cylinder side of the reference electrode having a liquid junction, the solute in the reference electrode internal liquid and the organic solvent is used. When the liquid inside the comparative electrode flowing out of the liquid junction comes into contact with the organic solvent, crystals are immediately precipitated at the liquid junction, and the liquid junction is clogged with crystals of the internal liquid. In addition, as described above, even when a saturated KCl solution of the same kind of organic solvent as the test liquid is used as the internal liquid on the outer cylinder side using the comparative electrode having the double junction type liquid junction, as described above, Crystals form at the side junction. As a result, the responsiveness, stability, and reliability of the indicated value decrease.
[0026]
As described above, in the pH measurement of the organic solvent-based test solution, there is a conflicting demand that the concentration of the liquid in the reference electrode be made higher to stabilize the measured value while preventing precipitation of crystals at the liquid junction. It is necessary to meet at the same time.
[0027]
Therefore, in the method for measuring the pH of an organic solvent-based test liquid of the present invention, a double junction type liquid junction is formed in order to prevent crystals from being deposited at a liquid junction of a comparative electrode in contact with the organic solvent-based test liquid. A water-soluble organic acid salt solution that has a relatively high solubility in an organic solvent and does not precipitate crystals at a liquid junction in an internal liquid on the side in contact with the organic solvent (an internal liquid on the outer cylinder side) using a comparative electrode provided. Is used.
[0028]
Water-soluble organic acid-based salts that can be used in the present invention include salts of carboxylic acids and aromatic carboxylic acids. From the viewpoint of solubility in water, salts of carboxylic acids, particularly, C1 to C4 carboxylic acids, that is, alkali metal salts of formic acid, acetic acid, propionic acid, and butyric acid are preferred in practice.
[0029]
The concentration of the organic acid salt solution is preferably from 0.1 mol / L to 3 mol / L. If the concentration is lower than this range, there is a possibility that the resistance at the liquid junction increases and noise is easily received. If the concentration is higher than this range, for example, when KCl aqueous solution is used as the internal liquid on the inner cylinder side as described later, KCl may be precipitated at the liquid junction on the inner cylinder side. . More preferably, it is 1-3 mol / L.
[0030]
In general, the amount of the reference electrode internal solution flowing out of the liquid junction is extremely small (usually 1 mL / day or less), and the reference electrode internal liquid flowing out to the test liquid through the liquid junction is diffused and diluted. Therefore, unless the reference electrode is immersed in the test liquid in the stationary state for an extremely long time, the internal liquid on the outer cylinder side has no practical problem at a concentration within the above range.
[0031]
On the other hand, in the comparative electrode having a double junction type liquid junction, the internal solution on the side that is not in direct contact with the organic solvent-based test solution (the internal solution on the inner cylinder side) is a pH measurement known to those skilled in the art. Against the background of general theory and practice in technology, appropriate electrolyte solutions can be used at appropriate concentrations. Preferably, it is a halide of an alkali metal, and, as mentioned above, most preferably a potassium chloride (KCl) solution. As described above, this potassium chloride solution is generally and most preferably a saturated solution or a 3.3 mol / L solution.
[0032]
Further, it is desirable that the inner liquid on the inner cylinder side be substantially the same as the inner liquid of the pH measuring electrode used in combination with the comparative electrode.
[0033]
With the above configuration, the liquid junction in contact with the organic solvent-based test liquid of the reference electrode can be obtained while using a high-concentration internal liquid of the reference electrode, which does not make the measured value unstable due to the effect of the liquid electromotive force. The portion can be prevented from being clogged with crystals. Also, conventionally, the inner cylinder side which has been generated when the same solution of the organic solvent test liquid as the organic solvent test liquid is used for the inner liquid on the outer cylinder side using a comparative electrode having a double junction type liquid junction. It is also possible to prevent the internal liquid on the inner cylinder side of the liquid junction from being clogged with crystals. Therefore, it is possible to avoid problems such as a decrease in responsiveness and stability of the
[0034]
Further, by using a solution that is substantially the same as the internal solution of the pH measuring electrode as the internal solution on the inner cylinder side of the comparative electrode, the internally generated potential of the
[0035]
Hereinafter, the method for measuring the pH of an organic solvent-based test solution, a comparative electrode, and a composite electrode according to the present invention will be further described through specific examples. The following examples are provided for a better understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. Unless otherwise specified, the operations, instruments and reagents used in the following examples are common in the art.
[0036]
Example 1
In this example, according to the present invention, the pH of an alkaline solution of isopropyl alcohol (IPA) was measured as an organic solvent-based test solution.
[0037]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the pH measurement system used in this example. The pH measurement system includes a pH measurement electrode (available from Toa DKK Ltd., Model No. HGS-2005) 2, which is a glass electrode, and a comparison electrode (available from Toa DKK, Inc.) which is a silver-silver chloride electrode brought into contact with a potassium chloride solution. (Model: HS-305DS, manufactured by K.K.) and a pH measuring device (Model: HM-60G, manufactured by Toa DKK Ltd.) equipped with a
[0038]
The
[0039]
As the
[0040]
In the
[0041]
With such a double junction type liquid junction, when the
[0042]
In this embodiment, a 1 mol / L aqueous solution of lithium acetate (CH 3 COOLi) was used as the liquid 16 inside the outer cylinder as a water-soluble organic acid salt solution. As the inner cylinder
[0043]
Then, the
[0044]
As a comparative example, a pH instruction was similarly recorded in a case where a 3.3 mol / L aqueous KCl solution, which is conventionally used, was used as the
[0045]
As can be seen from FIG. 1, in the comparative example in which the 3.3 mol / L KCl aqueous solution was used as the liquid 16 inside the outer cylinder, the pH indication was gradually increased from the start of the measurement, and was still stable even after the measurement time of 18 minutes. The value could not be reached.
[0046]
On the other hand, in this example using a 1 mol / L aqueous solution of lithium acetate as the liquid 16 inside the outer cylinder, the pH value reached a stable value immediately after the start of the measurement, and was maintained thereafter.
[0047]
After the measurement, the inner cylinder
[0048]
In the present embodiment, the outer cylinder
[0049]
As described above, according to the present invention, a stable instruction can be obtained in the pH measurement of an organic solvent-based test liquid by an extremely simple method.
[0050]
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the present invention is embodied in a composite electrode for measuring pH.
[0051]
FIG. 5 shows a schematic cross section of a main part of an embodiment of the
[0052]
As shown in the figure, the
[0053]
Similarly to the above, the outer cylinder
[0054]
In addition, as will be easily understood by those skilled in the art, the
[0055]
According to the present invention, a water-soluble organic acid salt solution that does not precipitate crystals when it comes into contact with the organic solvent-based test liquid to be measured is used as the liquid 16 inside the outer cylinder of the
[0056]
Further, as the inner cylinder
[0057]
As described above, by applying the present invention to the
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the method for measuring the pH of an organic solvent-based test solution includes a first comparative electrode internal liquid storage section, a second comparative electrode internal liquid storage section, and a first comparative electrode. A first liquid junction for allowing the liquid to flow from the internal liquid container to the second comparative electrode internal liquid container, and a second liquid junction for allowing the liquid to flow from inside the second comparative electrode internal liquid container to the outside. And a liquid junction section, and a comparative electrode using a water-soluble organic acid salt solution is used as the second comparative electrode internal liquid contained in the second comparative electrode internal liquid storage section. With a very simple method, the response is fast, the indication is stable, and a highly reliable measured value can be obtained. Further, according to the present invention, a comparative electrode and a composite electrode embodying the method of the present invention are provided, and the same effects as those of the above-described pH measuring method of the present invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the stability of a measured pH value of an organic solvent-based test liquid.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a pH measurement system to which the present invention can be applied.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a comparative electrode to which the present invention can be applied.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of another example of a comparative electrode to which the present invention can be applied.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a main part of an example of a composite electrode to which the present invention can be applied.
FIG. 6 is a schematic sectional view of a main part of another example of a composite electrode to which the present invention can be applied.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a main part of an example of a conventional composite electrode for pH measurement.
[Explanation of symbols]
1
10B outer cylinder (second comparative electrode internal liquid storage part)
11 Reference electrode
12B outer cylinder side liquid junction (second liquid junction)
13 Reference electrode internal liquid, inner cylinder internal liquid 16 Comparative electrode internal liquid, outer cylinder internal liquid 20 Measurement electrode internal
23 Liquid inside measurement electrode
Claims (21)
前記第2の比較電極内部液収容部に、第2の比較電極内部液として水溶性の有機酸塩溶液が収容されることを特徴とする比較電極。A first comparison electrode internal liquid storage section, a second comparison electrode internal liquid storage section, and a flow of liquid from the first comparison electrode internal liquid storage section to the second comparison electrode internal liquid storage section is allowed. It has a first liquid junction part and a second liquid junction part that allows the liquid to flow out of the second comparison electrode internal liquid storage part to the outside, and is used for pH measurement of an organic solvent-based test liquid. A reference electrode to obtain,
A comparative electrode, wherein a water-soluble organic acid salt solution is accommodated in the second comparative electrode internal liquid storage section as a second comparative electrode internal liquid.
第1の比較電極内部液収容部と、第2の比較電極内部液収容部と、前記第1の比較電極内部液収容部から前記第2の比較電極内部液収容部への液の流出を許す第1の液絡部と、前記第2の比較電極内部液収容部から外部への液の流出を許す第2の液絡部と、を有する比較電極と、
を一体的に有し、有機溶媒系被検液のpH測定に用い得る複合電極であって、
前記第2の比較電極内部液収容部に、第2の比較電極内部液として水溶性の有機酸塩溶液が収容されることを特徴とする複合電極。A measuring electrode for containing a liquid inside the measuring electrode;
A first comparison electrode internal liquid storage section, a second comparison electrode internal liquid storage section, and a flow of liquid from the first comparison electrode internal liquid storage section to the second comparison electrode internal liquid storage section is allowed. A comparison electrode having a first liquid junction portion and a second liquid junction portion that allows the liquid to flow out of the second liquid storage portion inside the comparison electrode;
Is a composite electrode that can be used for measuring the pH of an organic solvent-based test liquid,
A composite electrode, wherein a water-soluble organic acid salt solution is accommodated in the second comparative electrode internal liquid storage section as the second comparative electrode internal liquid.
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