JP2517886B2 - Anion analysis method using complexation reaction - Google Patents
Anion analysis method using complexation reactionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気伝導度検出器を有する液体クロマトグ
ラフによる水溶液中の陰イオンの分離分析において、錯
形成反応を用いた方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method using a complex formation reaction in the separation analysis of anions in an aqueous solution by a liquid chromatograph having an electric conductivity detector.
(従来技術) 電気伝導度検出器を有する液体クロマトグラフによ
り、水溶液中の陰イオンを分析する方法は、スモール,
スティーブンスおよびボーマー〔文献Anal.Chem.47,180
1(1975)〕によって既に開発されている。この方法
は、溶離液にアルカリ金属イオンの水酸化物あるいは炭
酸塩を含む溶液を用い、陰イオンを陰イオン交換カラム
により分離させた後、水素イオンを吸着させた陽イオン
交換カラムに導くことにより直接溶離液中のアルカリ金
属イオンと水素イオンをイオン交換させ、溶離液電解質
を弱イオン型に変換し測定陰イオンを高感度に分析する
ものである。その後、陽イオン交換カラムのイオン交換
容量の制限からくる再生という問題と陽イオン交換カラ
ムに特定の測定陰イオン(亜硝酸イオン)が吸着すると
いう欠点を解消するために、陽イオン交換膜を利用した
方法が、スティーブンス,デェイビスおよびスモール
〔文献Anal.Chem.53,1488(1981)〕によって開発され
た。これらの方法の基本的な原理は、アルカリ金属イオ
ンの水酸化物あるいは炭酸塩の無機化合物を陽イオン交
換カラムあるいは陽イオン交換膜によりアルカリ金属イ
オンと水素イオンを直接化学的に置換するものであり下
式のように表わすことができる。(Prior Art) A method for analyzing anions in an aqueous solution by a liquid chromatograph having an electric conductivity detector is described in Small,
Stevens and Boomer [Reference Anal. Chem. 47 , 180
1 (1975)]. This method uses a solution containing a hydroxide or carbonate of an alkali metal ion as an eluent, separates anions by an anion exchange column, and then guides them to a cation exchange column on which hydrogen ions are adsorbed. It directly exchanges the alkali metal ions and hydrogen ions in the eluent, converts the electrolyte of the eluent into a weak ion type, and analyzes the measured anions with high sensitivity. After that, in order to solve the problem of regeneration due to the limitation of the ion exchange capacity of the cation exchange column and the drawback of adsorbing the specific measurement anion (nitrite ion) on the cation exchange column, a cation exchange membrane was used. This method was developed by Stevens, Davis and Small [Literature Anal. Chem. 53 , 1488 (1981)]. The basic principle of these methods is to directly chemically replace an alkali metal ion hydroxide or carbonate inorganic compound with a cation exchange column or cation exchange membrane to replace an alkali metal ion with a hydrogen ion. It can be expressed as
(1)式においてM+はナトリウム,カリウムなどのア
ルカリ金属イオン,X-は水酸化物イオンあるいは炭酸イ
オンである。従って、M+とH+のイオン交換により生成す
るH+X-は、水酸化物イオンの場合水となり、炭酸イオン
の場合炭酸そのものの弱イオン型に変換される。陽イオ
ン交換膜を用いる方法では、溶離液を通す陽イオン交換
膜チューブの外側に設けた二重管の環状構造部に強酸で
ある硫酸の溶液を通し連続的に溶離液中のアルカリ金属
イオンを陽イオン交換膜チューブ壁を透過して水素イオ
ンと変換(再生)させる。 In the formula (1), M + is an alkali metal ion such as sodium or potassium, and X − is a hydroxide ion or a carbonate ion. Therefore, H + X produced by ion exchange of M + and H + - in the case of hydroxide ions becomes water is converted when the carbonate ions weakly ionic form of carbonate itself. In the method using a cation exchange membrane, a solution of sulfuric acid, which is a strong acid, is passed through the annular structure of the double tube provided outside the cation exchange membrane tube through which the eluent is passed, and alkali metal ions in the eluent are continuously fed. It permeates the cation exchange membrane tube wall and is converted (regenerated) with hydrogen ions.
(発明が解決しようとする問題点) このような従来法において問題となるのは、試料中に
溶離液組成の水酸化物イオンや炭酸イオンと反応して沈
殿を生じさせるような金属イオンが存在する場合であ
る。この現象は、クロマトグラムに影響を及ぼすだけで
なく、分離カラムの性能低下も引き起こす。松下〔文献
J.Chromatogr.,312,327(1984)〕は、錯形成試薬であ
るエチレンジアミン四酢酸(EDTA),trans−1,2−シク
ロヘキサンジアミン−N,N,N′,N′−四酢酸(CyDTA)お
よびグリコールエーテルジアミン−N,N,N′,N′−四酢
酸(GEDTA)の塩を溶離液とし試料中の陰イオン以外
に、カルシウム,マグネシウムなどのアルカリ土類金属
イオン,ニッケル,亜鉛などの遷移金属イオンを錯形成
試薬と反応させこれら金属イオンを負電荷の錯体として
溶出させている。これは、液体クロマトグラフにより試
料中の陰イオンを測定する際に問題となる金属イオンの
分離カラムへの汚染を解決する有効な方法であるが、溶
離液自体の電気伝導度(バックグラウンド)が高く、試
料中の陰イオンをppb(μg/)レベルで定常的に測定
することは困難である。(Problems to be Solved by the Invention) A problem with such a conventional method is that metal ions that react with hydroxide ions or carbonate ions of the eluent composition to cause precipitation are present in the sample. This is the case. This phenomenon not only affects the chromatogram, but also causes deterioration of the performance of the separation column. Matsushita [Reference
J. Chromatogr., 312 , 327 (1984)] is a complex forming reagent ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), trans-1,2-cyclohexanediamine-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid (CyDTA). And glycol ether diamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid (GEDTA) salt as an eluent, in addition to the anions in the sample, alkaline earth metal ions such as calcium and magnesium, nickel and zinc, etc. The transition metal ions are reacted with a complex forming reagent to elute these metal ions as a negatively charged complex. This is an effective method for solving contamination of the separation column with metal ions, which is a problem when measuring anions in a sample by liquid chromatography, but the electrical conductivity (background) of the eluent itself is Since it is high, it is difficult to constantly measure the anions in the sample at the ppb (μg /) level.
このように電気伝導度検出器を有する液体クロマトグ
ラフにより水溶液中の陰イオンを分析する方法として満
足なものはなく、従って高感度検出と同時に分離カラム
の劣化の防止が達成され安定な分析ができる方法が望ま
れていた。As described above, there is no satisfactory method for analyzing anions in an aqueous solution by a liquid chromatograph having an electric conductivity detector, and therefore, high sensitivity detection and prevention of deterioration of a separation column are achieved and stable analysis can be achieved. A method was desired.
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、これらの問題点を解決すべく鋭意研究
の結果、水溶液中に微量に存在する陰イオンを試料中の
金属イオンによる分離カラムの汚染を生じさせることな
く電気伝導度検出器による高感度検出ができる、液体ク
ロマトグラフ分析方法をここに完成した。(Means for Solving Problems) As a result of earnest research aimed at solving these problems, the present inventors have found that a small amount of anions existing in an aqueous solution are contaminated in the separation column by metal ions in the sample. We have completed a liquid chromatographic analysis method that enables highly sensitive detection with an electric conductivity detector without causing it.
すなわち本発明は、電気伝導度検出器を有する液体ク
ロマトグラフによる水溶液中の陰イオンの分離分析に際
し、アミノジカルボン酸のアルカリ金属又はアルカリ土
類金属塩を含む溶離液により、試料溶液中の陰イオンを
陰イオン交換体を充填した分離カラムで分離し、該分離
カラムと直列に接続された錯形成反応支持体に該溶離液
を導き、該錯形成反応支持体にイオン結合されている遷
移金属イオンとアミノジカルボン酸との錯体を該錯形成
反応支持体上で形成させた後、電気伝導度検出器により
試料溶液中の陰イオンの電気伝導度を測定することを特
徴とする錯形成反応を用いる陰イオンの分析方法を提供
するものである。That is, the present invention, when separating and analyzing anions in an aqueous solution by a liquid chromatograph having an electric conductivity detector, an anion in a sample solution is obtained by an eluent containing an alkali metal or alkaline earth metal salt of aminodicarboxylic acid. Is separated by a separation column filled with an anion exchanger, the eluent is led to a complex formation reaction support connected in series with the separation column, and a transition metal ion ionically bonded to the complex formation reaction support. A complex formation reaction characterized by measuring the electric conductivity of an anion in a sample solution by an electric conductivity detector after forming a complex of azole and aminodicarboxylic acid on the complex formation reaction support. An anion analysis method is provided.
(作用) 以下、本発明について詳細に説明する。(Operation) Hereinafter, the present invention will be described in detail.
第1図に本発明分析方法の一実施態様としての液体ク
ロマトグラフのフローダイヤグラムを示す。展開剤とし
てのアミノジカルボン酸塩を含む溶離液は、溶離液溜1
から送液ポンプ2によって試料液注入装置3に送られ、
ここで、この溶離液流に試料液を一定量注入した後、恒
温槽6の中に設置した陰イオン交換体を充填した分離カ
ラム4に送り込まれる。次いで溶離液流を錯形成反応支
持体5へ導くが、この錯形成反応支持体5は、前もって
遷移金属イオンがイオン結合されており、溶離液流との
接触によりアミノジカルボン酸に対し遷移金属イオンを
供給し、速やかに遷移金属錯体を形成させる場である。
錯形成反応支持体5の中で遷移金属錯体として化学交換
された溶離液流は、電気伝導度検出器8を通過し、その
検出シグナルは記録計9にクロマトグラムとして表示さ
れる。本発明で陰イオンを分離するための展開剤として
は、アミノジカルボン酸のアルカリ金属又はアルカリ土
類金属塩が用いられる。FIG. 1 shows a flow diagram of a liquid chromatograph as one embodiment of the analysis method of the present invention. The eluent containing aminodicarboxylate as a developing agent is the eluent reservoir 1
Is sent to the sample liquid injector 3 by the liquid sending pump 2,
Here, after injecting a fixed amount of the sample solution into this eluent flow, it is sent to the separation column 4 filled with an anion exchanger installed in the constant temperature bath 6. The eluent stream is then directed to the complexing reaction support 5, which is preliminarily ion-bonded to the transition metal ion, and upon contact with the eluent stream, the transition metal ion to the aminodicarboxylic acid is transferred to the complexing reaction support 5. Is a place for rapidly forming a transition metal complex.
The eluent flow chemically exchanged as a transition metal complex in the complex formation reaction support 5 passes through the electric conductivity detector 8, and the detection signal is displayed on the recorder 9 as a chromatogram. As a developing agent for separating anions in the present invention, an alkali metal or alkaline earth metal salt of aminodicarboxylic acid is used.
アミノジカルボン酸としては、イミノ二酢酸,メチル
イミノ二酢酸,N−(γ,γ−ジメチルブチル)−イミノ
二酢酸,イミノプロピオン酢酸,イミノ二プロピオン
酸,2−オキシエチルイミノ二プロピオン酸,β−メトキ
シエチルイミノ二酢酸,β−アミノエチルイミノ二酢
酸,N−(アセトアミド)−イミノ二酢酸,エチレンジア
ミン−N,N′−二酢酸,エチレンジアミン−N,N′−二プ
ロピオン酸,フェニルイミノ二酢酸,ニトロイミノ二酢
酸などが挙げられる。遷移金属イオンとの錯形成定数か
ら、イミノ二酢酸,メチルイミノ二酢酸,N−(γ,γ−
ジメチルブチル)−イミノ二酢酸,イミノプロピオン
酸,β−メトキシエチルイミノ二酢酸,β−アミノエチ
ルイミノ二酢酸,エチレンジアミン−N,N′−二酢酸,
エチレンジアミン−N,N′−二プロピオン酸が好ましく
使用される。Examples of aminodicarboxylic acids include iminodiacetic acid, methyliminodiacetic acid, N- (γ, γ-dimethylbutyl) -iminodiacetic acid, iminopropionacetic acid, iminodipropionic acid, 2-oxyethyliminodipropionic acid, β-methoxy Ethyliminodiacetic acid, β-aminoethyliminodiacetic acid, N- (acetamido) -iminodiacetic acid, ethylenediamine-N, N'-diacetic acid, ethylenediamine-N, N'-dipropionic acid, phenyliminodiacetic acid, nitroimino Examples include diacetic acid. From the complexation constants with transition metal ions, iminodiacetic acid, methyliminodiacetic acid, N- (γ, γ-
Dimethylbutyl) -iminodiacetic acid, iminopropionic acid, β-methoxyethyliminodiacetic acid, β-aminoethyliminodiacetic acid, ethylenediamine-N, N′-diacetic acid,
Ethylenediamine-N, N'-dipropionic acid is preferably used.
一方遷移金属イオンとしては、2価イオンが好まし
く、特に銅(II)イオンが好ましい。On the other hand, as the transition metal ion, a divalent ion is preferable, and a copper (II) ion is particularly preferable.
アミノジカルボン酸と遷移金属イオンの錯形成の組合
せは、溶離液のpHとの関係で、錯形成定数が遷移金属イ
オンの水酸化物形成定数より大きい様な組合せが適宜選
ばれる。The combination of aminodicarboxylic acid and the transition metal ion complex formation is appropriately selected such that the complex formation constant is larger than the hydroxide formation constant of the transition metal ion in relation to the pH of the eluent.
溶離液中の展開剤濃度は、分析すべき試料により適宜
選択すれば良い。The developing agent concentration in the eluent may be appropriately selected depending on the sample to be analyzed.
本発明で使用される分解カラム4としては、通常分析
に使用される陰イオン交換樹脂を充填したものであれ
ば、何らさしつかえない。The decomposition column 4 used in the present invention may be any one as long as it is packed with an anion exchange resin which is usually used for analysis.
本発明の錯形成反応支持体5としては、陽イオン交換
樹脂に遷移金属イオンがイオン結合されたものである。
該陽イオン交換樹脂としては、スルホン酸型陽イオン交
換基を化学結合されたポリスチレン,ポリアクリル,ポ
リメタクリレート,ポリ酢酸ビニル系のゲル基材が好ま
しく、イオン交換容量は大きいものほど遷移金属イオン
を供給する場としての錯形成反応支持体の持続能が高ま
り、特に限定されるものではないが一般的には0.3meq/g
以上が好ましい。As the complex formation reaction support 5 of the present invention, a cation exchange resin is ionically bonded to a transition metal ion.
The cation exchange resin is preferably a polystyrene-, polyacryl-, polymethacrylate-, or polyvinyl acetate-based gel substrate chemically bonded with a sulfonic acid type cation-exchange group. The larger the ion-exchange capacity, the more transition metal ions are contained. The ability of the complex-forming reaction support as a supply field is increased, and is not particularly limited, but generally 0.3 meq / g
The above is preferable.
該錯形成反応支持体5の調整方法としては、通常の公
知の方法で調整されたスルホン酸型陽イオン交換ゲルの
アルカリ金属又はアルカリ土類金属イオンを例えば銅
(II)イオンを含む溶液を流すことによりイオン交換を
行えば良い。As the method for preparing the complex formation reaction support 5, a solution containing, for example, a copper (II) ion as the alkali metal or alkaline earth metal ion of the sulfonic acid type cation exchange gel prepared by a commonly known method is flowed. Therefore, ion exchange may be performed.
溶離液中の展開剤陽イオンと該錯形成反応支持体5上
の銅(II)イオンがイオン交換され、アミノジカルボン
酸−銅錯体形成能力が失活されたならば、第1図に示す
ポンプ7により、該錯形成反応支持体5に銅(II)イオ
ン溶液を供給して、再生することができる。この様な再
生操作は、該錯形成反応支持体5の前後に切換えバルブ
を設けることにより簡単に行うことができる。If the developing agent cation in the eluent and the copper (II) ion on the complex forming reaction support 5 are ion-exchanged to deactivate the aminodicarboxylic acid-copper complex forming ability, the pump shown in FIG. 7, copper (II) ion solution can be supplied to the complex formation reaction support 5 for regeneration. Such a regeneration operation can be easily performed by providing a switching valve before and after the complex formation reaction support 5.
該錯形成反応支持体5においておきる化学変換の機構
は明確ではないが、第2図に一例として示す様なものと
考えることができる。第2(a)図に示す様に錯形成反
応支持体上には、スルホン酸基に銅(II)イオンがイ
オン結合されている。溶離液中には展開剤としてかなり
高い電気伝導度を有する塩M2L(M;アルカリ金属,L;アミ
ノジカルボン酸)が含まれている。第2(b)図の様に
溶離液中のM2Lが錯形成反応支持体上にくると、アミノ
ジカルボン酸(L)が銅(II)イオンと活性中間錯形成
をする。一般にアミノジカルボン酸に対する錯形成定数
は、銅(II)イオン≫アルカリ土類金属イオン≫アルカ
リ金属イオンの順であるので、第2(c)図にある様に
銅(II)イオンはアミノジカルボン酸(L)とCuL錯体
を形成し、スルホン酸基より離脱,静電的平衡を保つた
めに、M+がスルホン酸基とイオン結合する。この様な手
順を繰り返すことによって、第2(d)図の様に検出器
へは、CuLという電荷ゼロの錯体が通過することにな
り、検出器での電気伝導度は溶媒である水自体の有する
値に近くなる。Although the mechanism of the chemical conversion occurring in the complex formation reaction support 5 is not clear, it can be considered as shown in FIG. 2 as an example. As shown in FIG. 2 (a), copper (II) ions are ionically bonded to sulfonic acid groups on the complex formation reaction support. The eluent contains a salt M 2 L (M; alkali metal, L; aminodicarboxylic acid) having a considerably high electric conductivity as a developing agent. As shown in FIG. 2 (b), when M 2 L in the eluent reaches the complex formation reaction support, aminodicarboxylic acid (L) forms an active intermediate complex with copper (II) ion. In general, the complex formation constant for aminodicarboxylic acid is in the order of copper (II) ion >> alkaline earth metal ion >> alkali metal ion. Therefore, as shown in FIG. 2 (c), the copper (II) ion is an aminodicarboxylic acid. In order to form a CuL complex with (L), separate from the sulfonic acid group, and maintain electrostatic equilibrium, M + ionically bonds with the sulfonic acid group. By repeating such a procedure, the complex of CuL having no charge passes through the detector as shown in Fig. 2 (d), and the electric conductivity of the detector is that of water itself which is the solvent. It is close to the value you have.
このように本発明の第一の特徴は、試料中の金属イオ
ンの分離カラムへの汚染を妨ぐために溶離液にキレート
試薬であるアミノジカルボン酸を用い、更に第二の特徴
は試料中の測定陰イオンの高感度検出を得るためにキレ
ート試薬自体の性質を利用して錯形成反応支持体という
媒体を通して、キレート試薬に遷移金属イオンを供給し
安定なゼロ価の錯体を生成させることにより伝導度(バ
ックグラウンド)を溶媒である水そのものまで低下させ
ることにある。これは、先にスモール,スティーブンス
およびボーマー5によって開発された、溶離液にアルカ
リ金属イオンの水酸化物あるいは炭酸塩のような配意能
力のない無機化合物を用い、陽イオン交換体によりアル
カリ金属イオンと水素イオンを直接イオン交換させるこ
とにより水あるいは炭酸へ変換させて電気伝導度検出器
へ導く方法とは全く異なる化学原理に基づくものであ
る。すなわち両方法で用いる陽イオン交換体の役割は、
本発明においては銅のような遷移金属イオンをアミノジ
カルボン酸へ供給し、その結果として、アミノジカルボ
ン酸の対イオンが静電的平衡を保つために陽イオン交換
体に保持されるのに対し、スモールらの方法において
は、まず溶離液のアルカリ金属イオンが陽イオン交換体
に捕捉され、その結果水素イオンが脱離するという、前
者では金属イオンの供給の場が陽イオン交換体であり、
後者では金属イオンの除去の場が陽イオン交換体である
という全く正反対の機構を担うものである。既にボナー
とスミス〔文献J.Phys.Chem.,61,326(1957)〕によ
り、陽イオン交換体であるポリスチレンスルホン酸樹脂
における種々の陽イオンに対する選択係数が実験的に示
されており、H+<Na+<K+<Cu2+<Ca2+の順で吸着性が
高くなる。後ほど実施例によって示すように、アミノジ
カルボン酸としてイミノ二酢酸、その対イオンとしてナ
トリウム,カリウム,カルシウムのそれぞれを含む溶離
液を、陽イオン交換体として銅(II)イオンを予め吸着
させたポリスチレンスルホン酸ゲルを充填したカラムに
通液すると、電気伝導度は一様に10μS以下に低下し安
定化する。このことは、先のポリスチレンスルホン酸樹
脂に対する選択係数から判断すると、イミノ二酢酸のカ
ルシウム塩の場合は、陽イオン交換カラム内の銅(II)
イオンよりもカルシウムの方が吸着性が高いので、カル
シウムイオンがゲルに捕捉され、その結果銅(II)イオ
ンが脱離するというスモールの陽イオン交換体を金属イ
オンの除去の場とすることと同一観点になるかもしれな
いが、銅(II)イオンよりも吸着性の低いナトリウムや
カリウムの塩までもカルシウム塩と同様に電気伝導度の
低下をもたらすということにより、先に説明した様に第
一段階と反応としてイミノ二酢酸が銅(II)イオンと錯
形成し、ゼロ価錯体として脱離した後に第二段階として
単に静電的平衡を保つためにイミノ二酢酸の対イオンが
ゲルに保持されるという陽イオン交換体が金属イオンの
供給の場とすることで容易に説明できる。以上、本発明
の錯形成反応支持体として陽イオン交換樹脂カラムによ
り説明したが、本発明では、陽イオン交換膜を用いる方
法でも何らさしつかえない。Thus, the first feature of the present invention is to use an aminodicarboxylic acid, which is a chelating reagent, as an eluent to prevent contamination of the separation column with metal ions in the sample. In order to obtain highly sensitive detection of ions, the transition metal ion is supplied to the chelating reagent through a medium called a complexing reaction support by using the property of the chelating reagent itself to form a stable zero-valent complex, and thus the conductivity ( The background is to reduce the water itself as a solvent. This is because an inorganic compound such as a hydroxide or carbonate of an alkali metal ion, which has been developed by Small, Stevens, and Boomer 5 and has no coordination ability, is used as an eluent, and an alkali metal is used by a cation exchanger. It is based on a completely different chemical principle from the method in which ions and hydrogen ions are directly ion-exchanged to be converted into water or carbonic acid and led to an electric conductivity detector. That is, the role of the cation exchanger used in both methods is
In the present invention, a transition metal ion such as copper is provided to the aminodicarboxylic acid, with the result that the counterion of the aminodicarboxylic acid is retained on the cation exchanger to maintain electrostatic equilibrium. In the method of Small et al., First, the alkali metal ion of the eluent is captured by the cation exchanger, and as a result, the hydrogen ion is desorbed. In the former case, the field for supplying the metal ion is the cation exchanger,
In the latter case, the mechanism for removing metal ions is a cation exchanger, which is the exact opposite mechanism. Bonner and Smith [Reference J. Phys. Chem., 61 , 326 (1957)] have already experimentally shown selectivity coefficients for various cations in polystyrene sulfonate resin, which is a cation exchanger. Adsorption becomes higher in the order of + <Na + <K + <Cu 2+ <Ca 2+ . As will be shown later in Examples, an eluent containing iminodiacetic acid as an aminodicarboxylic acid and sodium, potassium, and calcium as its counterions was used as a cation exchanger, and polystyrene sulfone preadsorbed with copper (II) ions was used. When it is passed through a column filled with acid gel, the electric conductivity is uniformly lowered to 10 μS or less and stabilized. Judging from the selection coefficient for the polystyrene sulfonic acid resin, this shows that in the case of the calcium salt of iminodiacetic acid, the copper (II) in the cation exchange column was used.
Since calcium is more absorptive than ions, the small cation exchanger, in which calcium ions are trapped in the gel and copper (II) ions are desorbed as a result, is used as a place for removing metal ions. Although it may be from the same point of view, even sodium and potassium salts, which have lower adsorptivity than copper (II) ions, cause a decrease in electrical conductivity in the same manner as calcium salts. In the first step, iminodiacetic acid complexed with copper (II) ion, and after elimination as a zero-valent complex, in the second step, the counterion of iminodiacetic acid was retained in the gel just to maintain electrostatic equilibrium. This can be easily explained by using the cation exchanger that is said to be a place for supplying metal ions. Although the cation exchange resin column has been described above as the complex formation reaction support of the present invention, the method of using the cation exchange membrane may be used in the present invention.
陽イオン交換膜を錯形成反応支持体として使用する場
合でも、第1図のフローダイヤグラムがそのまま使え、
送液ポンプ7により連続的に遷移金属イオンを含む溶液
を供給することができる。膜としての使用として、平
膜,中空膜などの方法が適宜とられる。中空膜とした場
合、膜内側に展開剤を含む溶離液を、外側に再生するた
めの銅(II)イオンを含む溶液を通すことにより、錯形
成反応支持体上に銅(II)イオンを保持維持できること
となる。膜としては、種々の合成ポリマー、例えばポリ
スチレンのスルホン化などにより製造されるけれども、
耐溶剤性に優れたパーフルオロカーボン系陽イオン交換
膜、例えばパーフルオロ−3,6−ジオキサ−4−メチル
−7−オクテンスルホニルフルオライドと四フッ化エチ
レンの共重合体(登録商標Nafion)があげられる。Even when the cation exchange membrane is used as the complex formation reaction support, the flow diagram of FIG. 1 can be used as it is,
A solution containing a transition metal ion can be continuously supplied by the liquid feed pump 7. As the use as a membrane, a method such as a flat membrane or a hollow membrane is appropriately adopted. When a hollow membrane is used, the eluent containing the developing agent is passed inside the membrane and the solution containing copper (II) ions for regeneration is passed outside to retain the copper (II) ions on the complex formation reaction support. It can be maintained. Although the membrane is manufactured by various synthetic polymers such as sulfonation of polystyrene,
A perfluorocarbon cation exchange membrane having excellent solvent resistance, for example, a copolymer of perfluoro-3,6-dioxa-4-methyl-7-octenesulfonyl fluoride and tetrafluoroethylene (registered trademark Nafion) is cited. To be
(実施例) 以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。(Examples) The present invention is described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1〜5,比較例1 装置として送液ポンプ(東洋曹達工業(株)製、商品
名CCPM),試料注入バルブ(東洋曹達工業(株)製、商
品名インジェクションバルブユニット、試料注入量100
μ),カラム恒温槽(東洋曹達工業(株)製、商品名
CO−8000),陰イオン分析用分離カラム(東洋曹達工業
(株)製、商品名TSKgel IC−Anion−PW)及び電気伝導
度検出器(東洋曹達工業(株)製、商品名CM−8000)を
用い、カラム恒温槽温度は40℃とした。スルホン酸型陽
イオン交換カラム(東洋曹達工業(株)製、商品名TSKg
el IC−C、内径4.6mm、長さ5cm)を予め20mMの硫酸銅
溶液にて1.2ml/min,20分間送液し、完全に銅(II)イオ
ンを錯形成反応支持体上にイオン結合させた後、脱イオ
ン水で同流速,90分間洗浄し、カラム恒温槽内の分離カ
ラムの直後に接続した。溶離液中の展開剤としてのアミ
ノジカルボン酸塩を種々変えて錯形成前後の電気伝導度
を測定した。Examples 1 to 5, Comparative Example 1 As a device, a liquid feed pump (Toyo Soda Industry Co., Ltd., trade name CCPM), sample injection valve (Toyo Soda Industry Co., Ltd., trade name injection valve unit, sample injection amount 100)
μ), column constant temperature bath (manufactured by Toyo Soda Industry Co., Ltd., trade name
CO-8000), separation column for anion analysis (Toyo Soda Industry Co., Ltd., trade name TSKgel IC-Anion-PW) and electric conductivity detector (Toyo Soda Industry Co., Ltd. trade name CM-8000) And the column constant temperature bath temperature was 40 ° C. Sulfonic acid type cation exchange column (manufactured by Toyo Soda Kogyo Co., Ltd., trade name TSKg
el IC-C, inner diameter 4.6 mm, length 5 cm) was previously fed with 20 mM copper sulfate solution at 1.2 ml / min for 20 minutes to completely bond the copper (II) ion to the complex formation reaction support. After that, the column was washed with deionized water at the same flow rate for 90 minutes and connected immediately after the separation column in the column thermostat. The electrical conductivity before and after complex formation was measured by changing various aminodicarboxylic acid salts as a developing agent in the eluent.
以上の結果を第1表に示す。 The above results are shown in Table 1.
なお、実施例1の展開剤で飽和させられた錯形成反応
支持体上のカリウムイオンを20mM硫酸銅,50mM酢酸銅,20
mM酢酸銅によりそれぞれ再生処理を行った際の、電気伝
導度変化を第3図に示す。銅(II)イオンが完全にイオ
ン交換された状態で図中※に示す時間で脱イオン水によ
る洗浄を行ったところ、30分以内で銅(II)イオンが置
換され、120分以内に再生が終了できた。 The potassium ion on the complexing reaction support saturated with the developing agent of Example 1 was adjusted to 20 mM copper sulfate, 50 mM copper acetate, 20 mM.
FIG. 3 shows the change in electric conductivity when the regeneration treatment was carried out with mM copper acetate. When the copper (II) ion was completely ion-exchanged and washed with deionized water for the time shown in the figure *, the copper (II) ion was replaced within 30 minutes and regeneration was completed within 120 minutes. I was able to finish.
実施例6 塩化物イオン0.5ppm,亜硝酸イオン0.5ppm,臭化物イオ
ン1.0ppm,硝酸イオン1.0ppm及び硫酸イオン2.0ppmを含
む試料溶液を実施例3の溶離液で分離分析した結果を第
4図のクロマトグラムに示す。硝酸イオンと硫酸イオン
の間に試料溶液中の炭酸イオンが検出されている。溶液
の調整は、1000ppmの標準溶液から測定直前に希釈して
行った。Example 6 A sample solution containing chloride ion 0.5 ppm, nitrite ion 0.5 ppm, bromide ion 1.0 ppm, nitrate ion 1.0 ppm and sulfate ion 2.0 ppm was separated and analyzed with the eluent of Example 3 and the results are shown in FIG. Shown in the chromatogram. Carbonate ions in the sample solution are detected between nitrate ions and sulfate ions. The solution was adjusted by diluting it from a 1000 ppm standard solution immediately before measurement.
また、各種イオンの濃度を変化させて得た検量線の例
を第5図に示すが、いずれも良好な直線性が得られてい
る。Further, an example of a calibration curve obtained by changing the concentrations of various ions is shown in FIG. 5, and all show good linearity.
実施例7 錯形成支持体として市販のナフィオンチューブ(デュ
ポン社製、内径0.625mm,外径0.875mm,長さ4.8m)を内径
2mmのテフロンチューブに収め、カラム恒温槽の分離カ
ラムの直径に接続した。ナフィオンチューブの内側に、
1.2mMエチレンジアミン−N,N′−二酢酸と2.4mM水酸化
カリウムを含む溶液を流し、外側に種々の濃度の硫酸銅
溶液をそれぞれ1.2ml/minで流し、電気伝導度を測定し
た。その結果を第2表に示す。溶離液中の展開剤とモル
比で重量から10倍量位まで電気伝導度の低下が充分には
かられていることがわかる。Example 7 A commercially available Nafion tube (manufactured by DuPont, inner diameter 0.625 mm, outer diameter 0.875 mm, length 4.8 m) was used as the inner diameter of the complexing support.
It was placed in a 2 mm Teflon tube and connected to the diameter of the separation column in the column thermostat. Inside the Nafion tube,
A solution containing 1.2 mM ethylenediamine-N, N'-diacetic acid and 2.4 mM potassium hydroxide was flown, and copper sulfate solutions having various concentrations were flowed at 1.2 ml / min to measure the electric conductivity. Table 2 shows the results. It can be seen that the electrical conductivity is sufficiently reduced from the weight to about 10 times the molar ratio of the developing agent in the eluent.
また、硫酸銅の代わりに酢酸銅,硝酸銅でも同様の結
果がえられた。Similar results were obtained with copper acetate and copper nitrate instead of copper sulfate.
比較例2 1mMイミノ二酢酸と2mM水酸化カリウムを含む溶離液を
用いて硫酸濃度を変化させ、実施例7と同様に操作した
結果を第3表に示す。 Comparative Example 2 Table 3 shows the results of the same procedure as in Example 7 in which the sulfuric acid concentration was changed using an eluent containing 1 mM iminodiacetic acid and 2 mM potassium hydroxide.
実施例8 1.5mM硫酸銅を用い、実施例7と同様に操作を行い、
フッ化物イオン0.002ppm,塩化物イオン0.004ppm,亜硝酸
イオン0.004ppm,臭化物イオン0.010ppm,硝酸イオン0.01
0ppm,リン酸イオン0.020ppm及び硫酸イオン0.020ppmを
含む試料溶液を分析した。その結果のクロマトグラムを
第6図に示す。 Example 8 The same procedure as in Example 7 was performed using 1.5 mM copper sulfate,
Fluoride ion 0.002ppm, Chloride ion 0.004ppm, Nitrite ion 0.004ppm, Bromide ion 0.010ppm, Nitrate ion 0.01
A sample solution containing 0 ppm, phosphate ion 0.020 ppm and sulfate ion 0.020 ppm was analyzed. The resulting chromatogram is shown in FIG.
実施例9 水道水を実施例8と同様にして分析した結果のクロマ
トグラムを第7図に示す。塩化物イオン,硝酸イオン,
炭酸イオン及び硫酸イオンが検出されている。Example 9 A chromatogram of the result of analyzing tap water in the same manner as in Example 8 is shown in FIG. Chloride ion, nitrate ion,
Carbonate ion and sulfate ion are detected.
(本発明の効果) 以上説明した様に、本発明方法の錯形成反応を利用す
ることにより、溶離液中の錯形成剤により分離カラムで
の重金属イオンによる汚染を防ぐことができ、また錯形
成反応支持体での錯形成により溶離液の電気伝導度を数
μSという非常に低い値とすることができ、それにより
試料溶液中の陰イオンを低濃度まで高感度に測定でき
る。(Effects of the present invention) As described above, by utilizing the complex formation reaction of the method of the present invention, it is possible to prevent contamination by heavy metal ions in the separation column by the complex forming agent in the eluent, and to form the complex. Due to the complex formation on the reaction support, the electric conductivity of the eluent can be set to a very low value of several μS, whereby the anion in the sample solution can be measured with a high sensitivity up to a low concentration.
また、実施例中のクロマトグラムにて示される様に、
本発明方法では、低い濃度の陰イオンを感度を上げて定
量する際に問題となる試料中の電気伝導度の低い水その
ものに起因するウォーターディップの影響が少なく、さ
らにスモール5の方法では溶離液として炭酸イオンのア
ルカリ金属塩を用いるため試料中の炭酸イオンそのもの
を他の陰イオンと同時に検出することは困難であるが、
本発明による方法では他の陰イオンを妨害することなく
極めて容易に炭酸イオンが検出できるという優れた特徴
をも有する。In addition, as shown in the chromatogram in the examples,
In the method of the present invention, the influence of water dip caused by the water itself having low electric conductivity in the sample, which is a problem when quantifying anions of low concentration with increased sensitivity, is small, and in the method of small 5, the eluent is small. It is difficult to detect the carbonate ion itself in the sample at the same time as other anions because an alkali metal salt of carbonate ion is used as
The method according to the present invention also has an excellent feature that carbonate ions can be detected very easily without interfering with other anions.
第1図は本発明の一実施態様を示すフローダイヤグラ
ム,第2図は錯形成反応支持体上でのイオン交換反応機
構の模式図,第3図は飽和錯形成反応支持体を銅(II)
イオンで再生する際の再生時間経過を示す図,第4図は
本発明実施例6により得られたクロマトグラム,第5図
は本発明実施例6により得られた検量線の例,第6図は
本発明実施例8により得られたクロマトグラム,第7図
は本発明実施例9により得られた水道水のクロマトグラ
ムである。FIG. 1 is a flow diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an ion exchange reaction mechanism on a complex formation reaction support, and FIG. 3 is a saturated complex formation reaction support made of copper (II).
FIG. 4 is a diagram showing a lapse of regeneration time when regenerating with ions, FIG. 4 is a chromatogram obtained by Example 6 of the present invention, FIG. 5 is an example of a calibration curve obtained by Example 6 of the present invention, and FIG. Is a chromatogram obtained in Example 8 of the present invention, and FIG. 7 is a chromatogram of tap water obtained in Example 9 of the present invention.
Claims (4)
ルカリ土類金属塩を含む溶離液により、試料溶液中の陰
イオンを陰イオン交換体を充填した分離カラムで分離
し、該分離カラムと直列に接続された錯形成反応支持体
に該溶離液を導き、該錯形成反応支持体にイオン結合さ
れている遷移金属イオンとアミノジカルボン酸との錯体
を該錯形成反応支持体上で形成させた後、電気伝導度検
出器により試料溶液中の陰イオンの電気伝導度を測定す
ることを特徴とする錯形成反応を用いる陰イオンの分析
方法。1. An anion in a sample solution is separated by a separation column filled with an anion exchanger with an eluent containing an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt of aminodicarboxylic acid and connected in series with the separation column. After introducing the eluent to the complex-forming reaction support, and forming a complex of a transition metal ion ionically bonded to the complex-forming reaction support and aminodicarboxylic acid on the complex-forming reaction support, A method for analyzing anions using a complex formation reaction, characterized in that the electric conductivity of anions in a sample solution is measured by an electric conductivity detector.
遷移金属イオンが銅(II)イオンである特許請求の範囲
第(1)項記載の分析方法。2. The analysis method according to claim 1, wherein the transition metal ion ionically bonded to the complex formation reaction support is a copper (II) ion.
ン交換基を化学結合させたゲルを充填したカラムである
特許請求の範囲第(1)又は(2)項記載の分析方法。3. The analysis method according to claim 1, wherein the complex-forming reaction support is a column packed with a gel in which sulfonic acid type cation exchange groups are chemically bonded.
ン交換基を化学結合させた膜である特許請求の範囲第
(1)から(3)項のいずれかに記載の分析方法。4. The analysis method according to any one of claims (1) to (3), wherein the complex-forming reaction support is a membrane to which a sulfonic acid type cation exchange group is chemically bonded.
Priority Applications (1)
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JP62042797A JP2517886B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | Anion analysis method using complexation reaction |
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JPS63210660A JPS63210660A (en) | 1988-09-01 |
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