JP2017133935A - 残留塩素測定方法及び残留塩素測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
pH<4
次亜塩素酸濃度を測定し、図1より塩素の発生量を推定する。
4<pH<5.5
次亜塩素酸濃度を測定する。
5.5<pH<8.9
試料溶液をpH5.5以下に、またはpH8.9以上に調整し、次亜塩素酸または次亜塩素酸イオン濃度を測定する。
8.9<pH
次亜塩素酸イオン濃度を測定する。
[1] 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
(i)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを加算し、
前記加算して得られた合計残留塩素濃度を前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[2] 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液のpHを測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
(i)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを比較して組成比率を算出し、
(iv)前記算出された組成比率を有効塩素組成比率曲線にあてはめることによりpHを算出し、前記算出されたpHを前記試料溶液のpHとする、pHを測定する方法。
[3] 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5以下の場合、
前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[4] 試料溶液のpHが4〜7.5である、3に記載の方法。
[5] 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5より大きい場合、
前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオン濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸イオン濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[6] 試料溶液のpHが7.5より大きく10以下である、5に記載の方法。
[7] フローインジェクション法により測定を連続的に行う、1〜5のいずれかに記載の方法。
作用電極と、対電極と、参照電極と、前記作用電極と前記参照電極との間に電圧を印加する電圧印加部と、当該印加電圧における前記作用電極に流れる電流値を測定する電流測定部と、前記電流測定部からの電流測定信号に基づいて残留塩素濃度を算出する情報処理装置と、を備え、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記情報処理装置が、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(iii)前記(i)の測定された電流値から次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、前記(ii)の測定された電流値から次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを加算して合計残留塩素濃度を前記試料溶液の残留塩素濃度とするものであり、
ここで(i)の測定と(ii)の測定とは任意の順で逐次的に、または同時に行うことができる、
残留塩素測定装置。
[9] 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液のpHを測定する装置であって、
作用電極と、対電極と、参照電極と、前記作用電極と前記参照電極との間に電圧を印加する電圧印加部と、当該印加電圧における前記作用電極に流れる電流値を測定する電流測定部と、前記電流測定部からの電流測定信号に基づいて、残留塩素濃度を算出する情報処理装置と、を備え、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記情報処理装置が、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(iii)前記(i)の電流値から次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、前記(ii)の電流値から次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、前記(i)から算出された残留塩素濃度と、前記(ii)から算出された残留塩素濃度とを比較して組成比率を算出し、
(iv)前記算出された組成比率を有効塩素組成比率曲線にあてはめることによりpHを算出し、前記算出されたpHを前記試料溶液のpHとするものであり、
ここで(i)の測定と(ii)の測定とは任意の順で逐次的に、または同時に行うことができる、
pHを測定する装置。
[10] バイポテンショスタット及び2つの作用電極を備え、(i)の測定と(ii)の測定とを同時に行うことができる、8または9に記載の装置。
[11] 作用電極を2つ、対電極を2つ及び参照電極を2つ備え、(i)の測定と(ii)の測定とを同時に行うことができる、8または9に記載の装置。
[12] さらにフローセルを備え、該フローセルに前記作用電極、参照電極、及び対電極が内蔵されており、該フローセルは試料溶液が通過するための流通管を有し、該フローセル内の流通管を試料溶液が通過するときに試料溶液が前記作用電極、参照電極、及び対電極に接触するよう前記作用電極、参照電極、及び対電極が該フローセル内に配置されている、フローインジェクション分析用の8〜11のいずれかに記載の装置。
<定義>
「有効塩素」および「残留塩素」は一般に次のように定義される。
「有効塩素」:殺菌消毒作用を持つ塩素系化学種をまとめた呼称のこと
「残留塩素」:水中に残留して持続的に殺菌効果を示す塩素のこと
本明細書において残留塩素とは、水溶液中に残留しているすべての有効塩素のことを示すため、残留塩素と有効塩素を相互に置き換え可能な同意語として用いる。
遊離残留塩素は、次亜塩素酸(HClO)、次亜塩素酸イオン(ClO-)、溶存塩素(Cl2(aq))(ここでaqは溶液の略記号である)からなり、
結合残留塩素は、モノクロラミン(NH2Cl)、ジクロラミン(NHCl2)、トリクロラミン(NCl3)などからなる。
[残留塩素(有効塩素)]=[遊離残留塩素(HClO+ClO-+Cl2(aq))]
+[結合残留塩素(クロラミンなど)]
ある実施形態において本発明は、測定対象である残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、参照電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記残留塩素濃度を算出する残留塩素測定方法を提供する。ある実施形態において、前記作用電極はホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、前記参照電極は銀/塩化銀電極である。この方法では前記参照電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流測定値から得られる残留塩素濃度(本明細書において、酸化側残留塩素濃度、または次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度ということがある。)と、前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流測定値から得られる残留塩素濃度(本明細書において、還元側残留塩素濃度、または次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度ということがある。)を加算した数値により、合計残留塩素濃度を測定する。
むしろ、本発明に係る残留塩素測定方法を利用して、以下のように試料溶液のpHを測定することが可能である。すなわち、ある実施形態において、本発明は、試料溶液のpHを測定する方法を提供する。
1.還元電流のみが測定された場合:
図1の有効塩素の組成比率曲線より試料溶液のpHは5以下であると特定できる。
2.還元電流と酸化電流が測定された場合:
還元電流と酸化電流が測定された場合には、pHは、5<pH<10であると特定でき、還元側残留塩素濃度(次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度)と酸化側残留塩素濃度(次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度)との組成比率により、図1の有効塩素の組成比率曲線から試料溶液のpHを算出することができる。例えば、還元側残留塩素濃度=酸化側残留塩素濃度であった場合、pH=7.5であることがわかる。
3.酸化電流のみが測定された場合:
図1の有効塩素の組成比率曲線より、試料溶液のpHは10以上であると特定できる。
ある実施形態では、pHが既知の試料溶液について、本発明に係る残留塩素測定方法を行うことができる。pHが既知の試料溶液の場合においては、試料溶液のpHにあわせて次亜塩素酸イオン濃度または次亜塩素酸濃度のどちらかを測定することにより、測定困難であったpH6以下の領域も含めて残留塩素濃度を測定することができる。
1.試料溶液のpHが4未満と測定された場合、または既知の試料溶液のpHが4未満であることがわかっている場合:
次亜塩素酸が化学的に変化することによる溶存塩素の影響で還元電流に誤差を与えるため、pHが4〜10の場合とは異なる測定が必要となりうる。異なる残留塩素濃度測定法としては、例えば吸光度分析法が挙げられる。この場合は、実際の試料溶液を使って当該pHの場合における還元電流測定による検量線を作成し、残留塩素濃度測定を行う。
組成比率の高い次亜塩素酸濃度を測定し、測定結果とpH情報を用いて、図1の有効塩素の組成比率曲線より残留塩素濃度に換算することができる。次亜塩素酸イオン濃度測定値から換算するよりも誤差が少ない。例えば試料溶液のpHが7であり、還元電流測定により次亜塩素酸濃度が50ppmとなった場合、次亜塩素酸の組成比率77%であることより、残留塩素濃度=50ppm/0.77=64.9ppm、となる。
試料溶液のpHが4〜7.5の場合、ある実施形態では、次亜塩素酸イオン濃度は測定しない。これにより測定時間を短縮しうる。
試料溶液のpHが4〜7.5の場合、ある実施形態では、場合により次亜塩素酸イオン濃度も測定してよい。これにより測定精度を高めうる。
ある実施形態において、本発明の残留塩素測定方法は、pHが7.5以下、例えば7.4以下、7.3以下、7.2以下、7.1以下、例えば7.0以下、6.9以下、6.8以下、6.7以下、6.6以下、6.5以下の試料溶液について行うことができる。ある実施形態において、本発明の残留塩素測定方法は、pHが4以上、例えば4.1以上、4.2以上、4.3以上、4.4以上、4.5以上、4.6以上、4.7以上、4.8以上、4.9以上、例えば5.0以上の試料溶液について行うことができる。
組成比率の高い次亜塩素酸イオン濃度を測定し、測定結果とpH情報を用いて、図1の有効塩素の組成比率曲線より残留塩素濃度に換算することができる。次亜塩素酸濃度測定値から換算するよりも誤差が少ない。例えば試料溶液のpHが8であり、酸化電流測定により次亜塩素酸イオン濃度が50ppmとなった場合、次亜塩素酸イオンの組成比率75%であることより、残留塩素濃度=50ppm/0.75=66.7ppm、となる。
試料溶液のpHが7.5〜10の場合、ある実施形態では、次亜塩素酸濃度は測定しない。これにより測定時間を短縮しうる。
試料溶液のpHが7.5〜10の場合、ある実施形態では、場合により次亜塩素酸濃度も測定してよい。これにより測定精度を高めうる。
ある実施形態において、本発明の残留塩素測定方法は、pHが7.5以上の試料溶液について行うことができる。また、ある実施形態において、本発明の残留塩素測定方法は、7.5より大きいpHを有する試料溶液について行うことができる。ある実施形態において、本発明の残留塩素測定方法は、pHが10以下、例えば9.5以下、9以下、8.5以下、8以下の試料溶液について行うことができる。
OH-が酸化電流に誤差を与えるため、pHが4〜10の場合とは異なる測定が必要となりうる。異なる残留塩素濃度測定法としては、例えば吸光度分析法が挙げられる。この場合は、実際の試料溶液を使って当該pHの場合における酸化電流測定による検量線を作成し、残留塩素濃度測定を行う。
以下、図面を参照しながら本発明の第1実施形態について説明する。
第1実施形態において、本発明は残留塩素測定装置100を提供する。この残留塩素測定装置100は、試料溶液101に電解質を溶解して電解質溶液とした後に電圧を印加することにより、試料溶液の分析を行う三電極方式によるボルタンメトリー測定を行うバッチ式の電気化学測定装置である。
pH5以上の任意のpHを持つ試料溶液において、酸化電流から次亜塩素酸イオン濃度を求めるための検量線(以後、酸化側検量線という。作成方法は後述する。)を用いて求めた次亜塩素酸イオン濃度と、還元電流から次亜塩素酸濃度を求めるための検量線(以後、還元側検量線という。作成方法は後述する。)を用いて求めた次亜塩素酸濃度を加算することにより、任意のpHを持つ試料溶液の残留塩素濃度を求めることができる。
検量線は次のようにして作成することができる。
1.酸化側検量線
(1)例えばpH9の試料溶液101を、残留塩素の濃度ごと(例えば、0ppm、20ppm、40ppm、60ppm、80ppm、100ppm等)に調製する。pH9の場合の次亜塩素酸イオン濃度は、残留塩素濃度の97%であるから、試料溶液101の次亜塩素酸イオン濃度は、例えば、0ppm、19.4ppm、38.8ppm、58.2ppm、77.6ppm、97ppm等、となる。次いで試料溶液101の酸化電流を測定する。図7に測定結果の例を示す。図7より、残留塩素濃度が増大するにつれ、大きな応答電流(酸化電流)が見られた。この結果に基づき、次亜塩素酸イオン濃度vs酸化電流のグラフを作成し、酸化側検量線とする。図8に、図7の測定結果に基づいた酸化側検量線の作成例を示す。
(2)例えば残留塩素濃度100ppmで、pH4以上、例えばpH5以上の種々の異なるpHの試料溶液101を調製する。調製した種々の試料溶液101のうち、1番目の試料溶液101の酸化電流を測定する。例えば1番目の試料溶液101のpHが7であった場合、図1より次亜塩素酸イオン組成比率は23%である。したがって、測定された酸化電流は次亜塩素酸イオン濃度が23ppmの場合であると判断し、次亜塩素酸イオン濃度vs酸化電流のグラフにプロットする。次に2番目の試料溶液101の酸化電流を測定する。2番目の試料溶液101のpHが例えば8であった場合、図1より次亜塩素酸イオン組成比率は75%である。したがって、測定された酸化電流は次亜塩素酸イオン濃度が75ppmの場合であると判断し、次亜塩素酸イオン濃度vs酸化電流のグラフにプロットする。この手順を繰り返し調製した種々のpHの試料溶液101について測定を行い、酸化側検量線とする。
(3)上記(1)と(2)を組み合わせて、酸化側検量線を作成することもできる。
(1)例えばpH6の試料溶液101を、残留塩素の濃度ごと(例えば、0ppm、20ppm、40ppm、60ppm、80ppm、100ppm等)に調製する。pH6の場合の次亜塩素酸濃度は、残留塩素濃度の97%であるから、試料溶液101の次亜塩素酸濃度は、例えば、0ppm、19.4ppm、38.8ppm、58.2ppm、77.6ppm、97ppm等、となる。次いで試料溶液101の還元電流を測定する。図9に測定結果の例を示す。図9より残留塩素濃度が増大するにつれ、大きな応答電流(還元電流)が見られた。この結果に基づいて次亜塩素酸濃度vs還元電流のグラフを作成し、還元側検量線とする。図10に、図9の測定結果に基づいた還元側検量線の作成例を示す。
(2)例えば残留塩素濃度100ppmで、pH4以上、例えばpH5以上の種々のpHの試料溶液101を調製する。調製した種々の試料溶液101のうち、1番目の試料溶液101の還元電流を測定する。例えば1番目の試料溶液のpHが7であった場合、図1より次亜塩素酸組成比率は77%である。したがって、測定された還元電流は次亜塩素酸濃度が77ppmの場合であると判断し、次亜塩素酸濃度vs還元電流のグラフにプロットする。次に2番目の試料溶液101の還元電流を測定する。例えば2番目の試料溶液101のpHが8であった場合、図1より次亜塩素酸組成比率は25%である。したがって、測定された還元電流は次亜塩素酸濃度が25ppmの場合であると判断し、次亜塩素酸濃度vs酸化電流のグラフにプロットする。この手順を繰り返し調製した種々のpHの試料溶液101について測定を行い、還元側検量線とする。
(3)上記(1)と(2)を組み合わせて、還元側検量線を作成することもできる。
予め作成した検量線を用いて、残留塩素濃度が未知の試料溶液について応答電流を測定し、当該測定された応答電流から残留塩素濃度を決定することができる。
以下、本発明に係る残留塩素濃度測定装置の第2実施形態について説明する。第1実施形態に対応するものには同一の符号を付す。
測定対象の残留塩素を含む可能性のある試料溶液101がポンプ207によって溶液タンク208から流通管211を通ってフローセル207に送られる。フローセル207内において、内蔵された作用電極102、参照電極103および対電極104が試料溶液101に接触した状態で、作用電極102と参照電極103との間に電圧が印加されることにより電気化学的反応が生じる。当該電気化学的反応によって生じた電流値(電気信号)はポテンショスタット105に伝達され各電極における信号の制御・検出が行われる。ポテンショスタット105で検出された信号は情報処理装置106により解析され、残留塩素の検出、及び残留塩素濃度の測定が行われる。測定が終了した試料溶液101は流出口214を経てフローセル207外に排出される。
(1)電位連続掃引方式
(i) 作用電極102に印加する電位を、-1.6V〜+2.0Vの間で反復的に掃引する。例えば、+0.4Vから+2.0Vまで掃引し、次いで+0.4Vから-1.6Vまで掃引し、再度+0.4Vから+2.0Vまで掃引し、次いで+0.4Vから-1.6Vまで掃引する。以下、これを任意の回数だけ反復する。
(ii) 作用電極に印加される電位が+1.4Vとなったときの酸化電流を測定し、予め作成された検量線を用いて酸化側残留塩素濃度を算出する。
(iii) また作用電極に印加される電位が-0.5Vとなったときの還元電流を測定し、予め作成された検量線を用いて還元側残留塩素濃度を算出する。
(iv) 酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度とを加算し、試料溶液の残留塩素濃度とする。
(v)場合により、(iv)で得られた酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度の比率から、試料溶液のpHを算出することもできる。
(i) 作用電極102に印加する電位を、-0.5Vと+1.4Vとで交互に切り替える。例えば、-0.5Vで一定時間保持する。次いで+1.4Vで一定時間保持する。次いで再び-0.5Vで一定時間保持する。次いで再び+1.4Vで一定時間保持する。以下、これを任意の回数だけ反復する。
(ii) 作用電極に印加される電位を+1.4Vで保持しているときの酸化電流を測定し、作成済みの検量線を用いて酸化側残留塩素濃度を算出する。
(iii) 作用電極に印加される電位を-0.5Vで保持しているときの還元電流を測定し、作成済みの検量線を用いて還元側残留塩素濃度を算出する。
(iv) 酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度とを加算し、試料溶液の残留塩素濃度とする。
(v)場合により、(iv)で得られた酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度の比率から、試料溶液のpHを算出することもできる。
作用電極、対電極、参照電極の三電極を一組として、6電極二組の電極をフローセル内に組み込む。
(i) 一組の作用電極に印加する電位を、+1.4Vで固定する。また、他方の一組の作用電極に印加する電位を、-0.5Vで固定する。
(ii) 作用電極に印加される電位を+1.4Vで保持している側で酸化電流を測定し、予め作成された検量線を用いて酸化側残留塩素濃度を算出する。
(iii) 作用電極に印加される電位を-0.5Vで保持している側で還元電流を測定し、予め作成された検量線を用いて還元側残留塩素濃度を算出する。
(iv) 酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度とを加算し、試料溶液の残留塩素濃度とする。
(v)場合により、(iv)で得られた酸化側残留塩素濃度と還元側残留塩素濃度の比率から、試料溶液のpHを算出することもできる。
2つの作用電極、及び1つの対電極、及び1つの参照電極をフローセル内に組み込む。ポテンショスタットとして、バイポテンショスタットを用いる。
バイポテンショスタット(デュアルポテンショスタットともいう)は、2つの作用電極を制御することのできるポテンショスタットのことをいい、1つの溶液系に挿入された2つの作用電極を独立に制御してそれぞれの応答電流を測定することができる。バイポテンショスタットを用いるには、一般に、対極と参照電極がそれぞれ1つずつあれば足りる。バイポテンショスタットでは、通常のポテンショスタットにもう一つの作用電極を電位制御するための回路が付加されている。本発明のバイポテンショスタットには、任意の公知のものを用いることができる。例えばBardらL.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2nd Edition, 2000;Handbook of Electrochemistry. Elsevier, 2007;Kissingerら、Laboratory Techniques in Electroanalytical Chemistry. CRC Press, 1996等を参照のこと。
4電極方式で測定を行う場合、動作は基本的に上記の(3)6電極方式の場合と同様に行う。
101 試料溶液
102 作用電極
103 参照電極
104 対電極
105 ポテンショスタット
106 情報処理装置
107 セル
110 配線
200 FIA用残留塩素測定装置
207 フローセル
208 溶液タンク
209 ポンプ
211 流通管
212 流路
213 流入口
214 流出口
[1] 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを加算し、
前記加算して得られた合計残留塩素濃度を前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[2] 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液のpHを測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを比較して組成比率を算出し、
(iv)前記算出された組成比率を有効塩素組成比率曲線にあてはめることによりpHを算出し、前記算出されたpHを前記試料溶液のpHとする、pHを測定する方法。
[3] 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5以下の場合、
前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[4] 試料溶液のpHが4〜7.5である、3に記載の方法。
[5] 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5より大きい場合、
前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオン濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸イオン濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。
[6] 試料溶液のpHが7.5より大きく10以下である、5に記載の方法。
[7] フローインジェクション法により測定を連続的に行う、1〜5のいずれかに記載の方法。
Claims (12)
- 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
(i)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを加算し、
前記加算して得られた合計残留塩素濃度を前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。 - 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液のpHを測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
(i)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、
(ii)前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、
(iii)前記(i)の算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、前記(ii)の算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを比較して組成比率を算出し、
(iv)前記算出された組成比率を有効塩素組成比率曲線にあてはめることによりpHを算出し、前記算出されたpHを前記試料溶液のpHとする、pHを測定する方法。 - 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5以下の場合、
前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。 - 試料溶液のpHが4〜7.5である、請求項3に記載の方法。
- 残留塩素を含有する可能性のあるpHが既知である試料溶液に、作用電極、対電極および参照電極を接触させ、前記作用電極と、前記参照電極との間に電圧を印加して、当該電圧下における前記作用電極に流れる電流値を測定することにより、前記試料溶液に含まれる残留塩素濃度を測定する方法であって、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/酸化銀電極であり、
前記試料溶液のpHが7.5より大きい場合、
前記銀/酸化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位としたときの電流値を測定して次亜塩素酸イオン濃度を算出し、
前記試料溶液のpHと、前記算出された次亜塩素酸イオン濃度とを有効塩素組成比率曲線にあてはめることにより算出された残留塩素濃度を、前記試料溶液の残留塩素濃度とする、残留塩素濃度測定方法。 - 試料溶液のpHが7.5より大きく10以下である、請求項5に記載の方法。
- フローインジェクション法により測定を連続的に行う、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 試料溶液中の残留塩素濃度を測定するための残留塩素測定装置であって、
作用電極と、対電極と、参照電極と、前記作用電極と前記参照電極との間に電圧を印加する電圧印加部と、当該印加電圧における前記作用電極に流れる電流値を測定する電流測定部と、前記電流測定部からの電流測定信号に基づいて残留塩素濃度を算出する情報処理装置と、を備え、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記情報処理装置が、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(iii)前記(i)の測定された電流値から次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、前記(ii)の測定された電流値から次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、算出した次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度と、算出した次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度とを加算して合計残留塩素濃度を前記試料溶液の残留塩素濃度とするものであり、
ここで(i)の測定と(ii)の測定とは任意の順で逐次的に、または同時に行うことができる、
残留塩素測定装置。 - 残留塩素を含有する可能性のある試料溶液のpHを測定する装置であって、
作用電極と、対電極と、参照電極と、前記作用電極と前記参照電極との間に電圧を印加する電圧印加部と、当該印加電圧における前記作用電極に流れる電流値を測定する電流測定部と、前記電流測定部からの電流測定信号に基づいて、残留塩素濃度を算出する情報処理装置と、を備え、
前記作用電極がホウ素をドープした導電性ダイヤモンド電極であり、
前記参照電極が銀/塩化銀電極であり、
前記情報処理装置が、
(i)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を0V〜+1.6Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(ii)前記銀/塩化銀電極に対する前記導電性ダイヤモンド電極の電位を+0.4V〜-1.0Vの範囲内の所定の電位に制御して電流値を測定し、
(iii)前記(i)の電流値から次亜塩素酸イオンに基づく残留塩素濃度を算出し、前記(ii)の電流値から次亜塩素酸に基づく残留塩素濃度を算出し、前記(i)から算出された残留塩素濃度と、前記(ii)から算出された残留塩素濃度とを比較して組成比率を算出し、
(iv)前記算出された組成比率を有効塩素組成比率曲線にあてはめることによりpHを算出し、前記算出されたpHを前記試料溶液のpHとするものであり、
ここで(i)の測定と(ii)の測定とは任意の順で逐次的に、または同時に行うことができる、
pHを測定する装置。 - バイポテンショスタット及び2つの作用電極を備え、(i)の測定と(ii)の測定とを同時に行うことができる、請求項8または9に記載の装置。
- 作用電極を2つ、対電極を2つ及び参照電極を2つ備え、(i)の測定と(ii)の測定とを同時に行うことができる、請求項8または9に記載の装置。
- さらにフローセルを備え、該フローセルに前記作用電極、参照電極、及び対電極が内蔵されており、該フローセルは試料溶液が通過するための流通管を有し、該フローセル内の流通管を試料溶液が通過するときに試料溶液が前記作用電極、参照電極、及び対電極に接触するよう前記作用電極、参照電極、及び対電極が該フローセル内に配置されている、フローインジェクション分析用の請求項8〜11のいずれか1項に記載の装置。
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