JP2010117269A - スケール防止剤濃度の測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液膜型のイオン選択性電極11と参照電極12とからなるイオン電極10を用いて、酸化剤を含む試料溶液に含まれるスケール防止剤の濃度を測定する。前記スケール防止剤を含む試料溶液に液膜型のイオン選択性電極11及び参照電極12を浸漬して応答電位を測定し、前記応答電位と予め作成した検量線とから前記スケール防止剤の濃度を換算することが好ましく、前記試料溶液のpHと前記応答電位と前記検量線とから前記スケール防止剤濃度を換算してもよく、前記液膜型のイオン選択性電極11は、Cu、Zn、Mo、Cd、Tl、Pb、Sm及びYbのいずれかの金属イオンに選択的に応答する液膜型のイオン選択性電極11であることが好ましい。
【選択図】図1
Description
そこで、本願発明は、試料溶液中の有効なスケール防止剤濃度を簡便かつ正確に測定でき、自動化が容易なスケール防止剤濃度の測定方法及び測定装置を目的とする。
(スケール防止剤濃度の測定装置)
本発明のスケール防止剤濃度の測定装置(以下、濃度測定装置ということがある)の第一の実施形態について、図1を用いて説明する。図1は、第一の実施形態にかかる濃度測定装置8の模式図である。図1に示すように、本実施形態の濃度測定装置8は、イオン電極10と電位計測部20と演算部30とを有している。
濃度測定装置8を用いたスケール防止剤濃度の測定方法について、図1を用いて説明する。スケール防止剤を含む試料溶液Aを測定セル14に入れる。攪拌部16で試料溶液Aを攪拌しながら、イオン選択性電極11の液膜114及び参照電極12の感応部が試料溶液Aに接触するように、イオン電極10を試料溶液Aに浸漬する。イオン電極10を試料溶液Aに浸漬し、特定のイオンが接触すると、イオン選択性電極11では試料溶液A中のスケール防止剤濃度に応じた膜電位を生じる。イオン選択性電極11は、配線111を通じて膜電位を電位計測部20に出力する。一方、参照電極12は、基準電位を電位計測部20に出力する。電位計測部20は、イオン選択性電極11から出力された膜電位と、参照電極12から出力された基準電位との電位差である応答電位を測定する(電位測定操作)。電位計測部20は、応答電位を演算部30に出力する。演算部30は、予め作成された検量線と応答電位とから試料溶液A中のスケール防止剤濃度を換算する(濃度換算操作)。
固体膜型のイオン選択性電極では、感応膜表面において、下記(1)式で表される平衡関係が成立しており、試料溶液中に金属イオンが感応膜からわずかながら溶出する。
[上記(1)式中、Mは金属イオンを表す。]
[上記(2)式中、Mn+はn価の金属イオンを表し、Lはイオン選択性分子を表す。]
(スケール防止剤濃度の測定装置)
本発明の濃度測定装置の第二の実施形態について、図2、3を用いて説明する。図3は、第二の実施形態にかかる濃度測定装置101を示す模式図である。なお、第一の実施形態の濃度測定装置8と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。図3に示すように、濃度測定装置101は、イオン電極10と電位計測部20と演算部31とpHセンサ40とpH計測部42とを有している。
測定セル50の材質は、試料溶液に対する安定性を有するものであれば特に限定されず、例えば、ガラスや樹脂等が挙げられる。
濃度測定装置101を用いたスケール防止剤濃度の測定方法について、図3を用いて説明する。まず、試料用ポンプ52を起動して、工業用水を試料溶液Bとして試料流路51に流通させる。イオン選択性電極11の液膜114及び参照電極12の感応部が試料溶液Bに接触すると、イオン選択性電極11は、試料溶液B中のスケール防止剤濃度に応じて生じた膜電位を電位計測部20に出力する。一方、参照電極12は、基準電位を電位計測部20に出力する。電位計測部20は、膜電位と基準電位との電位差である応答電位を測定し、測定した応答電位を演算部31に出力する。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
第一の実施形態では、pHセンサ及びpH計測部を有していないが、pHセンサ及びpH計測部を有していてもよい。
実験例1、2では、Pbイオンに対し選択的に応答する液膜型のイオン選択性電極(以下、液膜型Pbイオン電極)、Pbイオンに対し選択的に応答する難溶性塩固体膜型のイオン選択性電極(以下、固体膜型Pbイオン電極)について、Pbイオンへの応答性の検証を行った。
(濃度測定装置)
図1の濃度測定装置8と同様の濃度測定装置を下記仕様にて作成し、濃度測定装置Aを得た。
イオン選択性電極:液膜型Pbイオン電極
参照電極:HS−205C(東亜ディーケーケー株式会社製)
電位計測部:直流電位差計IM−55G(東亜ディーケーケー株式会社製)
攪拌部:スターラー
得られた濃度測定装置Aを用い、Pbイオンの濃度(4.8×10−9mol/L〜4.8×10−5mol/L)が既知である0.1M−KNO3溶液(以下、Pb標準液という)について、25℃の条件下でPbイオン濃度を測定した。Pb標準液中のPbイオンは、Pb(NO3)2を添加して調整した。Pb標準液は、NaOHを用いてpH7.0±0.05に調整した。濃度測定装置AによるPb標準液の応答電位の測定結果を図4に示す。
(濃度測定装置)
液膜型Pbイオン電極を固体膜型Pbイオン電極(難溶性塩固体膜型電極7184L、東亜ディーケーケー株式会社製)とした以外は、実験例1と同様の濃度測定装置Bを得た。
濃度測定装置Aに換えて、濃度測定装置Bを用いた以外は、実験例1と同様にして、Pb標準液の応答電位を測定した。測定結果を図4に示す。
[参考例1]
実験例1で作成した濃度測定装置Aを用いて、以下の条件でスケール防止剤濃度を測定した。スケール防止剤としては、PAAを用いた。PAA濃度を1.0×10−6〜1.0×10−3mol/Lの任意の濃度とした0.1M−KNO3溶液(以下、PAA標準液という)を調製した。PAA標準液は、NaOHでpH7.0±0.05に調整した。このPAA標準液を試料溶液とし、25℃の条件下でPAA標準液の応答電位を測定した。測定した結果を図5に示す。
参考例1で用いたPAA標準液に酸化剤として次亜塩素酸を添加し、遊離残留塩素濃度を0.2mg/Lとした塩素添加PAA標準液を調製した。試料溶液を塩素添加PAA標準液とした以外は、参考例1と同様にして応答電位を測定した。測定結果を図5に示す。
濃度測定装置Aを実験例2で作成した濃度測定装置Bとした他は、参考例1と同様にしてPAA標準液の応答電位を測定した。測定した結果を図6に示す。
濃度測定装置Aを実験例2で作成した濃度測定装置Bとした他は、実施例1と同様にして塩素添加PAA標準液の応答電位を測定した。測定した結果を図6に示す。
実験例3、4では、Cuイオンに対し選択的に応答する液膜型のイオン選択性電極(以下、液膜型Cuイオン電極)、及び、Cuイオンに対し選択的に応答する難溶性塩固体膜型のイオン選択性電極(以下、固体膜型Cuイオン電極)について、Cuイオンへの応答性の検証を行った。
(濃度測定装置)
液膜型Pbイオン電極を後述の方法で作成した液膜型Cuイオン電極とした以外は、実験例1と同様の濃度測定装置Cを得た。
得られた濃度測定装置Cを用い、Cuイオンの濃度(1.6×10−8mol/L〜1.6×10−4mol/L)が既知である0.1M−KNO3溶液(以下、Cu標準液という)について、25℃の条件下でCuイオン濃度を測定した。Cu標準液中のCuイオンは、Cu(NO3)2を添加して調整した。Cu標準液は、NaOHを用いてpH7.0±0.05に調整した。濃度測定装置CによるCu標準液の応答電位の測定結果を図7に示す。
(濃度測定装置)
液膜型Pbイオン電極を固体膜型Cuイオン電極(難溶性塩固体膜型電極7184L、東亜ディーケーケー株式会社製)とした以外は、実験例1と同様の濃度測定装置Dを得た。
濃度測定装置Aに換えて、濃度測定装置Dを用いた以外は、実験例1と同様にして、Cu標準液を測定し、Cu標準液の応答電位を測定した。測定結果を図7に示す。
[参考例2]
濃度測定装置Aに換えて、実験例3で作成した濃度測定装置Cを用いた他は、参考例1と同様にして、PAA標準液の応答電位を測定した。測定した結果を図8に示す。
濃度測定装置Aに換えて、実験例3で作成した濃度測定装置Cを用いた他は、実施例1と同様にして、塩素添加PAA標準液の応答電位を測定した。測定結果を図8に示す。
実験例1で得られた濃度測定装置Aを用い、表1に記載の遊離塩素濃度となるように次亜塩素酸を添加したPAA濃度1.0×10−5mol/Lの試料溶液について、応答電位を測定した。測定結果を表1に示す。
濃度測定装置Aに換えて、実験例2で得られた濃度測定装置Bを用いた以外は、実施例3と同様にして試料溶液の応答電位を測定した。測定結果を表1に示す。
10 イオン電極
11 イオン選択性電極
12 参照電極
20 電位計測部
30、31 演算部
40 pHセンサ
42 pH計測部
Claims (7)
- 酸化剤を含む試料溶液に含まれるスケール防止剤の濃度をイオン電極を用いて測定する方法であって、前記イオン電極は液膜型のイオン選択性電極と参照電極とからなることを特徴とする、スケール防止剤濃度の測定方法。
- スケール防止剤を濃度既知として検量線を作成し、前記スケール防止剤を含む試料溶液に液膜型のイオン選択性電極及び参照電極を浸漬して応答電位を測定し、前記応答電位と前記検量線とから前記スケール防止剤の濃度を換算することを特徴とする、請求項1に記載のスケール防止剤濃度の測定方法。
- 前記試料溶液のpHを測定し、測定したpHと前記応答電位と前記検量線とから前記スケール防止剤濃度を換算することを特徴とする、請求項2に記載のスケール防止剤濃度の測定方法。
- 前記液膜型のイオン選択性電極は、Cu、Zn、Mo、Cd、Tl、Pb、Sm及びYbのいずれかの金属イオンに選択的に応答する液膜型のイオン選択性電極であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスケール防止剤濃度の測定方法。
- 酸化剤を含む試料溶液に含まれるスケール防止剤の濃度を測定するスケール防止剤濃度の測定装置であって、
液膜型のイオン選択性電極及び参照電極からなるイオン電極と、前記イオン電極が生じる応答電位を測定する電位計測部と、スケール防止剤を濃度既知として予め作成した検量線と前記応答電位とからスケール防止剤濃度を換算する演算部とを有することを特徴とする、スケール防止剤濃度の測定装置。 - pHセンサ及びpH計測部を有することを特徴とする、請求項5に記載のスケール防止剤濃度の測定装置。
- 前記液膜型のイオン選択性電極は、Cu、Zn、Mo、Cd、Tl、Pb、Sm及びYbのいずれかの金属イオンに選択的に応答する電極であることを特徴とする、請求項5又は6に記載のスケール防止剤濃度の測定装置。
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KR101903276B1 (ko) * | 2017-03-09 | 2018-11-13 | 가천대학교 산학협력단 | 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법 |
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