JP2013108916A - 超純水中の微量過酸化水素の濃度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】純水製造装置の配管から分取した試料水を第1の配管により電量滴定セルに導入して電気滴定により過酸化水素濃度を測定する試料水電気滴定工程と、実質的に過酸化水素を含まない水からなる基準水を第2の配管により前記電量滴定セルに導入して電気滴定により過酸化水素濃度を測定する基準水電気滴定工程と、前記試料水電気滴定工程における測定結果を、前記基準水電気滴定工程における測定結果で補正して、前記試料水中の過酸化水素濃度を求める過酸化水素の濃度測定方法において、第1の配管と第2の配管の途中にこれら配管の温度の高い側から温度の低い側へ熱を伝導させる共通の熱交換器を介在させて、微量過酸化水素の濃度を測定する。
【選択図】図2
Description
また、ユ−スポイントで使用した超純水のうち、薬品混入の少ないものは回収され、薬品等が除去されて、前処理システムや一次純水システムに返送され、再度超純水製造の原水として使用される。
このようにして発生した過酸化水素のほとんどは過酸化水素分解樹脂、触媒等により分解除去が可能である。
すなわち、
(試料水中の過酸化水素濃度)=(全チオ硫酸ナトリウム量)−(残留チオ硫酸ナトリウム量)
となる。
・ (1)の反応が比較的遅いため
・温度によって、チオ硫酸ナトリウムの電量滴定の電流効率が100%近傍でわずかに変動するため。
・電量滴定のセンサーの感度もしくは温度特性自体が測定の都度わずかに変化するため。
すなわち、基準水の電量滴定を行う直前に、基準水を、サンプリングポンプにより計量管を介して電量滴定セル5に導入してプレパージし、その後、計量管を介して定量を電量滴定セル5に導入して電量滴定を行う。
熱交換器3より出水した測定前の基準水と試料水の温度は、Pt100測温抵抗体を基準水ライン2と試料水ライン1のそれぞれの経路にT字型連結管を用いて挿入し測定した。熱交換器3を設置した場合には、熱交換器3と基準水ポット10または試料水ポット9の間で温度を測定した。さらに、バッファー容器を設置した場合には、バッファー容器と試料水ポット9の間で温度を測定した。
(熱交換器)
ブレージング式熱交換器 BXC−024 NU−20 (日阪製作所(株)製)
(バッファー容器)
大きさ:外径φ86mm、内径φ70mm、高さ300mm
材質:PTFE製
容量:1000ml
(ゼロ水カラム)
大きさ:外径φ86mm、内径φ70mm、高さ500mm
材質: PTFE製
酸化剤分解樹脂:N−Lite ANP(野村マイクロ・サイエンス(株))
1L充填
(過酸化水素濃度測定装置)
ノキシア(登録商標(野村マイクロ・サイエンス(株)製))
(基準水の純度)
電気抵抗:18.2MΩ・cm
(測定サイクル)
基準水 1回
試料水 1回
1サイクルの時間 60分
基準水として半導体工場純水装置末端の超純水(電気比抵抗として18.2MΩ・cm以上)を使用し、試料水は、上記半導体工場の排水の回収系の水とした。サンプリングポイントは、活性炭、ついで、混床式イオン交換樹脂で処理の直後とした。
図2に示した構成の装置においてゼロ水カラム12を設置しない装置を用い、試料水中の過酸化水素濃度を測定した。
試料水の温度変動が23℃から24℃、基準水の温度変動が26℃から28℃であったが、測定前の試料水及び基準水の温度は図3Bのようになり、試料水と基準水の温度はほぼ等温になっている。基準水の流量調整弁8での流量が60〜120ml/minで変動していたため、流量フィードバック制御を行った。電量滴定は基準水から行った。
測定は、1サイクルが、基準水を約10分間で測定した後、排水を行い、試料水を約10分測定、排水した。
データ数は122である。
図2に示した構成の装置のゼロ水カラム12に代えて、バッファー容器を試料水ライン2の経路の、熱交換器3と試料水ポット9の間に設置し、試料水中の過酸化水素濃度を測定した。電量滴定は基準水から行った。測定前の試料水及び基準水の温度は図3Cのようになり、試料水の温度の推移は、基準水の温度の推移よりちょうど10分遅れている。
流量調整弁7、8で測定された試料水及び基準水の流量は各々100ml/分であった。
その他の条件は実施例1と同様である。
データ数は88である。
図2に示した構成の装置で試料水中の過酸化水素濃度を測定した。電量滴定は試料水から行った。
その他の条件は実施例2と同様である。
データ数は145である。
図2に示される装置において、熱交換器3、バッファー容器(ゼロ水カラム12)を設置せず、流量フィードバック制御を行い、試料水中の過酸化水素濃度を測定した。
測定前の基準水と試料水には図3Aのように3〜4度の温度差がある。
データ数は56である。
図2に示される装置において、熱交換器を設置せず、ゼロ水カラムを設置し、流量調整弁8での基準水の流量フィードバック制御を行ない、試料水中の過酸化水素濃度を測定した。
その他の条件は実施例1と同様である。
データ数は92である。
次に、試料水として、図4のような純水装置の末端から採取した超純水を用い、過酸化水素濃度を測定した。基準水として、同じ超純水装置の末端から採取した超純水を用いた。末端の水質は、電気抵抗18.2MΩ・cm、溶存酸素濃度0.5ppbであった。
図2の装置を用いて、試料水の過酸化水素濃度を測定した。その他の条件は実施例3と同様である。
測定結果は図5Aのようである。
図2の装置のうち、熱交換器を設置せず、超純水中の過酸化水素濃度を測定した。その他の条件は実施例4と同様である。
測定結果は、図5Bのようである。
また、実施例4においては、1ppb以下の濃度測定が可能であったことが分かる。
Claims (7)
- 純水製造装置の配管から分取した試料水を第1の配管により電量滴定セルに導入して電気滴定により過酸化水素濃度を測定する試料水電気滴定工程と、実質的に過酸化水素を含まない水からなる基準水を第2の配管により前記電量滴定セルに導入して電気滴定により過酸化水素濃度を測定する基準水電気滴定工程と、前記試料水電気滴定工程における測定結果を、前記基準水電気滴定工程における測定結果で補正して、前記試料水中の過酸化水素濃度を求める過酸化水素の濃度測定方法において、
第1の配管と第2の配管の途中にこれら配管の温度の高い側から温度の低い側へ熱を伝導させる共通の熱交換器を介在させたことを特徴とする微量過酸化水素の濃度測定方法。 - 前記試料水電気滴定工程及び前記基準水電気滴定工程における電気滴定が電量滴定であることを特徴とする請求項1に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
- 前記電量滴定が、定量の試料水に酸性下で過剰のヨウ素イオンを加えて試料水中の過酸化水素とヨウ素イオンを化学量論的に反応させてヨウ素を生成させる第1のステップと、第1のステップで生成したヨウ素と過剰かつ定量のチオ硫酸ナトリウムとを反応させる第2のステップと、第2のステップの結果、残留した未反応の前記チオ硫酸ナトリウムを逆滴定する第3のステップとからなることを特徴とする請求項1または2に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
- 前記試料水電気滴定工程及び前記基準水電気滴定工程を所定の時間間隔で繰り返し行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
- 前記熱交換器と前記電量滴定セルは共通のケース内に収容されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
- 前記共通のケース内の第1の配管又は第2の配管の経路に、前記試料水の電気滴定又は前記基準水の電気滴定の一方が行われている間、他方の側の試料水又は基準水を貯留するバッファー容器を設置することを特徴とする請求項5に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
- 前記バッファー容器が第2の配管の経路に設置される、溶存過酸化水素を分解する、酸化剤分解材を充填したゼロ水カラムであることを特徴とする請求項6に記載の微量過酸化水素の濃度測定方法。
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