JP2688432B2

JP2688432B2 - カリウム比濁定量用試薬

Info

Publication number: JP2688432B2
Application number: JP32274988A
Authority: JP
Inventors: 脩三井田
Original assignee: 富士平工業株式会社
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JPH02167472A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、例えば土壌中や水中のカリウムを比濁法
により分析定量するためのカリウム比濁定量用試薬に関
する。

「従来の技術」従来、カリウムの定量法として、塩化白金法、過塩素
酸法、亜硝酸コバルトナトリウム法などの重量法や比濁
・比色定量法などが知られている。また、近年では機器
分析器の発達伴い、炎光光度法や原子吸光光度法によっ
ても広く行なわれ、さらに一部ではイオン電極法によっ
ても行なわれている。

一方、機器分析とは別に、カリウムと反応する試薬と
してテトラフェニルホウ素ナトリウムを用いる分析法も
知られている。このテトラフェニルホウ素ナトリウムを
用いる分析法としては容量法（滴定法）が一般的である
が、重量法としても応用することができる。さらに、別
の試薬を用いる方法としては、近年ではカリウムと選択
的に錯体を形成して発色するクラウンエーテル化合物か
らなる試薬が見出だされ、これによる抽出吸光光度法も
試みられている。

ところで、上記定量法のうち塩化白金法や過塩素酸法
などの重量法は正確ではあるものの操作が極めて複雑で
あり、高度の熟練を要するといった問題がある。また、
亜硝酸コバルトナトリウム法やジピクリルアミン法など
の比濁・比色法は信頼性に欠けるといった問題がある。
また、イオン電極法は妨害イオンが多く、分析対象が限
定されるといった問題があり、クラウンエーテル化合物
を用いる吸光光度法は歴史が浅く十分な精度が得られる
までには至っていない。

炎光光度法および原子吸光光度法は、操作が簡便であ
り分析精度も高いため、現在幅広い分野で多く採用され
ている。また、テトラフェニルホウ素ナトリウムを用い
る滴定法も操作が簡便であることから多く用いられ、例
えば肥料中のカリウムの定量の公定法として採用されて
いる。しかし、炎光光度法やテトラフェニルホウ素ナト
リウム滴定法は一定水準以上の施設を備えた研究室等で
行うには適した方法であるが、設備のない現場にてカリ
ウム量を測定したい場合、例えば土壌診断や水質検査な
どを行う場合には不適である。すなわち、このような現
場には十分な設備や高価な装置を持ち込むのが困難であ
り、また操作が簡便であるとともに測定が迅速に行える
ことが必須となるからである。

このような現場にて分析を行うための条件を満たす簡
易迅速定量法としては、従来テトラフェニルホウ素ナト
リウム比濁法が知られている。ここで、テトラフェニル
ホウ素ナトリウム比濁法は、テトラフェニルホウ素ナト
リウムとカリウムイオン（K⁺）とが反応して難溶性の沈
澱（白濁）を生成するのを利用するもので、その濁度を
測定することによってカリウムを定量する分析法であ
る。そして、これに用いられる試薬としては、テトラフ
ェニルホウ素ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナ
トリウム、ホルマリンを含有してなるものが知られてい
る。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、上記試薬を用いてなるテトラフェニル
ホウ素ナトリウム比濁法にあっては、その操作は簡便で
あるものの分析精度（再現性）が悪く、満足すべきカリ
ウムの定量値が得られないといった問題があり、これに
代わるべきカリウムの簡易迅速定量法の提供が望まれて
いる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、テトラ
フェニルホウ素ナトリウム比濁法の分析精度を向上し、
十分な信頼性を有するカリウムの定量分析を可能にする
カリウム比濁定量用試薬を提供することにある。

「課題を解決するための手段」この発明のカリウム比濁定量用試薬では、テトラフェ
ニルホウ素ナトリウムを含有する第１剤と、エチレンジ
アミン四酢酸二ナトリウム、ホルマリンおよび芳香族炭
化水素の硫酸ソーダ塩水溶液を含有する水溶液の第２剤
とからなることを上記課題の解決手段とした。

ここで、各試薬の作用について説明すると、テトラフ
ェニルホウ素ナトリウムはLi⁺、Na⁺を除くアルカリ金属
イオン（K⁺,Rb⁺,Cs⁺,Fr⁺）およびNH₄ ⁺とその誘導体（ア
ミン類、第四級アンモニア塩、アルカロイド類、オニウ
ム化合物）、一価金属イオン（Ag⁺,Ti⁺,Cu⁺）とそれぞ
れ反応して難溶性沈澱を生成し、一方多価金属イオンと
は沈澱を生成しない。

また、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（以下、
EDTA−2Naとする）は妨害イオン（金属イオン）のマス
キング剤として作用するものであり、ホルマリンはカリ
ウムと同じ反応をするイオンのうち特に影響の大きいア
ンモニウムイオンなどの分解剤として作用するものであ
る。

芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液は、陰イオン性
界面活性剤の１種であって、このものは、反応生成物
（テトラフェニルホウ素ナトリウム）の溶解度を低下さ
せるとともに沈澱物を極めて微細なものにする。すなわ
ち、比濁測定法においては一般に沈澱物が微粒子になる
ほど濁度が高まって感度が向上し、これにより再現性が
良くなるとともに懸濁液も安定する。一方、反対に沈澱
粒子が粗くなればこれらの現象は全て逆になり、測定感
度が低下して再現性も劣るものとなる。したがって、上
記芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液は比濁測定法の
感度を向上せしめ、その再現性をも良くするものとな
る。この芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液の具体例
としては、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ソーダの水
溶液「ティーポールＢ−81」（商品名、第一工業製薬
（株）製）などが用いられる。

「実施例」以下、この発明のカリウム比濁定量用試薬の一例を詳
しく説明する。

カリウム比濁用試薬として、以下の配合の試薬を調製
した。

・第１剤テトラフェニルホウ素ナトリウム;2g、水酸化ナトリウム（１規定）;1ml を純水に溶解して100mlの水溶液を調製した。

・第２剤エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA−2Na）;
3g、水酸化ナトリウム;0.8g、ホルマリン（ホルムアルデヒド37％）;50ml、ティーポールＢ−81（第一工業製薬株式会社製）［20
vol％水溶液］;2.5ml、酸化カリウム（K₂O）［1000ppm水溶液］;0.5ml、を純水に溶解して100mlの水溶液を調製した。

また、比較のため、従来のテトラフェニルホウ素ナト
リウム比濁法に用いられる試薬を以下の配合に調製し
た。

・第１′剤テトラフェニルホウ素ナトリウム;5g、水酸化ナトリウム（１規定）;1ml、を純水に溶解して100mlの水溶液を調製した。

・第２′剤エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA−2Na）;
3g、水酸化ナトリウム;3g、ホルマリン（ホルムアルデヒド37％）;20ml、を純水に溶解して100mlの水溶液を調製した。

これらの試薬を用い、以下の操作に基づいて濃度既知
のK₂O標準液を比濁分析することによりそれぞれの分析
精度を調べた。

［本発明品による比濁分析］まず濃度既知のK₂O標準液1mlを用意し、これに第２剤
1mlを加えて３分間放置した。次いで、これに第１剤1ml
を加えて15分間放置し、懸濁せしめた後さらに純水を2m
l加えた。

その後、純水を対照液として波長530nmの光を照射
し、吸光度を測定した。

［従来品による比濁分析］まず濃度既知のK₂O標準液1mlを用意し、これに純粋4m
lを加えた後、第２′剤3mlを加えて３分間放置した。次
いで、これに第１′剤1mlを加えて15分間放置し、懸濁
せしめた。

これらの分析結果を以下の第１表に示す。なお、第１
表中に示したように本発明品による分析においては測定
回数を16回とし、また従来品による分析においては測定
回数を14回とした。また、本発明品ではK₂O濃度が2.5pp
mの標準液についても分析を行った。

第１表に示した結果より、本発明品を用いた分析法は
従来品を用いた分析法に比較して個々の濃度における変
動係数CVが小さく、再現性が高いことが確認された。ま
た、本発明品を用いた分析法では、第２剤にK₂O（1000p
pm）液を加えたことによって検出限界の下限が小さくな
り、2.5ppmの濃度の標準液をも十分に定量できることが
確認された。

なお、本発明の試薬は上記配合に限定されることなく
任意の配合に調製することが可能であるが、特に以下の
点に留意して配合するのが好ましい。

・テトラフェニルホウ素ナトリウムの濃度沈澱生成物であるテトラフェニルホウ素ナトリウム
は、テトラフェニルホウ素ナトリウムの濃度が高いほど
その濁度が高くなって感度が良くなるが、反面テトラフ
ェニルホウ素ナトリウムはその原価が高いため、試薬全
体のコストの上昇を抑えるべくテトラフェニルホウ素ナ
トリウムを適宜な濃度とするのが望ましい。

・ホルマリンの濃度試薬中のホルマリン濃度と沈澱生成物の濁度との関係
は、ホルマリン濃度が低ければ濁度が高く、濃度が高く
なれば逆に濁度が低くなる。しかし、ホルマリン濃度が
低すぎるとNH₄ ⁺イオンの分解が不十分となり、また試薬
ブランクに濁りを生じて好ましくない。

・芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液の濃度芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液はその濃度が低
すぎると再現性が悪くなるため、所定量以上を配合する
い必要があり、例えば上記実施例のごとくその濃度が第
２剤中0.5％となるように配合するのが好ましい。

・K₂O添加量カリウムイオンの低濃度域（例えばK₂O2.5ppm）にお
いては、カリウム無添加の状態では沈澱がほとんど生成
しないことから定量が行えない。したがって、測定限界
の下限を拡げるため濃度既知のカリウムイオンを一定量
添加し、これにより沈澱の生成量を増大せしめる。しか
し、カリウムの添加量が多すぎると試薬ブランクに濁り
を生ずるので、所望する測定下限値に応じて添加量を適
宜に決める必要がある。

また、本発明の試薬を用いてカリウム定量を行うにあ
たり、テトラフェニルホウ素ナトリウムと反応して難溶
性沈澱を生成するRb⁺,Cs⁺,Fr⁺のアルカリ金属イオンやA
g⁺,Ti⁺,Cu⁺の一価金属イオンが試料中に含まれている場
合には、予め前処理を施してこれらイオンを除去する必
要があるが、例えば土壌中のカリウム量を調べる場合な
どでは上記イオンの含有量はほとんど無視できるため、
簡易的にこれらイオンを除去するための前処理を省略す
ることもできる。

「発明の効果」以上説明したようにこの発明のカリウム比濁定量用試
薬は、テトラフェニルホウ素ナトリウムを含有する第１
剤と、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、ホルマリ
ンおよび芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液を含有す
る水溶液の第２剤とからなるものであるから、これを用
いて比濁分析を行うことによりその操作が簡便で迅速に
測定することができ、しかも従来に比較して格段に再現
性が高く、したがって測定精度の高いカリウム定量を行
うことができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テトラフェニルホウ素ナトリウムを含有す
る第１剤と、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、ホ
ルマリンおよび芳香族炭化水素の硫酸ソーダ塩水溶液を
含有する水溶液の第２剤とからなるカリウム比濁定量用
試薬。