JP2696533B2 - 硬度指示薬 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、サンプル中に存在する硬度分を検知する
ための新規な硬度指示薬に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、水道水は、飲用には適していても、ボイラー
用水や食品工業用水としては、種々の不純物（たとえ
ば、カルシウム，マグネシウム等の硬度成分）が含有さ
れているため、不適である。

このような水道水をそのままボイラー用水として使用
すれば、スケール付着や腐食の原因となるので、通常、
硬水軟化装置や純水装置等を用いて、これらの不純物を
取り除いた水を供給している。この種の硬水軟化装置に
は、たとえば強酸性陽イオン交換樹脂のうち、Na型のも
のが用いられており、これによって原水中の硬度分（Ca
²⁺とMg²⁺）をNa⁺に置換して軟水としているが、前記イ
オン交換樹脂の劣化あるいは再生が不充分である等、装
置の不備如何によっては、硬度漏れを起こすことにな
る。したがって、常に処理水をチェックし、硬度漏れを
起こしていないかどうかを判別する必要がある。

そのための判別方法として、硬度指示薬を軟水に加
え、その色の変化で判別する方法を採用する場合、検知
は人間の目で行われるため、色の変化は少しの硬度漏れ
でも大きく出ることが望まれる。

通常、前記硬度指示薬の主成分は、EBT（エリオクロ
ムブラックＴ）であるケースが多いが、その水溶液は、
pH8〜10では青色を呈しているけれども、Mg²⁺が混入す
ると速やかに赤色の水溶液に変化する性質を持ってお
り、この性質を利用して、軟水中にMg²⁺,すなわち硬度
分が混在していないかをチェックできるようになってい
る。

このタイプの指示薬は、Ca²⁺に対しても水溶性化合物
を作るが、Mg²⁺との化合物に比べると安定しておらず、
変色は鈍い。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のように、EBTは、Mg²⁺に対しては鋭敏な変色を
呈する反面、Ca²⁺に対しては変色が鈍く、条件によって
は、その感度に十数倍の差が生じる。ところが、通常、
原水中のCa²⁺とMg²⁺の濃度は、地域によって差はある
が、圧倒的にCa²⁺の方が多く、Mg²⁺のほぼ３〜10倍は存
在するので、Ca²⁺が軟水中に漏れる可能性は高く、この
Ca²⁺の硬度漏れは、早期の検知が必要であり、微量のCa
²⁺に対しても、反応が速やかに行われなければならな
い。

［課題を解決するための手段］ この発明は、サンプル中に存在するCa²⁺をMg型イオン
交換体によりMg²⁺に置換することで、EBTの反応性を良
くし、微量のCa²⁺の存在に対しても、鋭敏な変色が見ら
れる硬度指示薬を提供するもので、EBT,pH緩衝剤および
マスキング剤を主成分とする硬度指示薬であって、Mg型
イオン交換体を混入して成ることを特徴としている。

［実施例］ 以下、この発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

この発明における硬度指示薬の主成分としては、前記
のEBTを適用する。これは、式C₂₀H₁₂N₃NaO₇Sで示される
金属指示薬であり、金属塩の存在を青色から赤色に変色
することで検知するようになっている。ただし、その際
の変色は、pH8〜10の領域で顕著に現れるので、この発
明にあっては、サンプルをpH8〜10にするためのpH緩衝
剤を必要とする。たとえば、塩化アンモニウムとアンモ
ニア水から成るアンモニア緩衝液等を混入する。これ
に、シアン化カリウムやトリエタノールアミン等のマス
キング剤を混入し、さらにMg型イオン交換体を加える
と、微量のCa²⁺を効果的に検知することのできる硬度指
示薬が得られる。

この発明に用いられるMg型イオン交換体としては、た
とえば強酸性陽イオン交換樹脂が挙げられる。かかるイ
オン交換樹脂は、通常、Na型のものが市販されているに
すぎないものであるから、Na型のものを塩化マグネシウ
ム水溶液に浸漬することにより、Na⁺をMg²⁺に容易に置
換できる。

なお、前記硬度指示薬は、水あるいはアルコール類で
増量後、適宜サンプルに数滴滴下し変色を見れば良く、
前記イオン交換樹脂は、粉末のものを混入しておけば、
使用時に撹拌し、混濁させることで常に定量滴下可能で
ある。

つぎに、この発明の硬度指示薬の成分例を示す。

以上のような組成の硬度指示薬によれば、サンプル中
に存在するCa²⁺は、Mg型イオン交換体により、つぎのよ
うな反応を起こし、Mg²⁺と置換される。

Ｒ−SO₃Mg＋Ca²⁺→Ｒ−SO₃Ca＋Mg²⁺ これは、イオン交換樹脂のイオン選択係数がMg²⁺より
Ca²⁺の方が大きいために起こることであり、このような
イオン選択傾向を持つイオン交換体なら、何を使用して
も良い。

また、前記のように、イオン交換体により置換される
Ca²⁺とMg²⁺のモル数は同量なので、これによる硬度分の
増加は生じず、イオン交換体より遊離するMg²⁺は、純粋
にCa²⁺と置換されたものである。

よって、サンプル中のCa²⁺は、EBTの反応性が良好なM
g²⁺に置換され、硬度指示薬の感度が向上する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、サンプル中のCa²⁺
を容易にMg²⁺に置換でき、これによりEBTとの反応性を
高めて、少量のCa²⁺の硬度漏れにおいても、青色から赤
色への変色が見られる硬度指示薬とすることができる。

よって、初期段階での微量の硬度漏れに対しても、鋭
敏に検知可能な変色を呈するので、看者の目で硬度漏れ
を正確に検知することができ、ボイラー等のスケール付
着の初期段階における防止対策を実現することができ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】EBT,pH緩衝剤およびマスキング剤を主成分
   とする硬度指示薬であって、Mg型イオン交換体を混入し
   て成ることを特徴とする硬度指示薬。