JP2782713B2 - 重量滴定装置及びこれを用いる滴定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は重量滴定装置を用いる滴定方法に関するもの
である。詳しくは、本発明は、試薬の消費量を容積で測
定する代りに重量で測定する滴定方法に関するものであ
る。 ＜従来の技術＞ 滴定装置は、分析の分野における最も一般的な分析装
置の一つとして広く用いられている。市販の滴定装置は
いずれも被滴定物を収容した滴定容器にビュレットから
試薬を経済的に流入させ、この間における滴定容器内の
被滴定物の濃度等の変化を追跡し、当量点に達するまで
に流入した試薬の容積をビュレットで測定し、この容積
で測定された試薬の消費量に基づいて被滴定物の量を算
出している。近年は、試薬を間欠的に流入させ、毎回の
試薬流入に伴う被滴定物の濃度等の変化を測定し、これ
に基づいて次回の試薬流入量を制御する自動滴定装置が
広く普及している。 ＜従来技術の問題点＞ 然しながら、試薬の消費量を容積で算出する従来の滴
定装置には、温度変化によりビュレット及び試薬が膨張
・収縮するので、測定精度が低いという本質的な問題点
がある。この問題点は、滴定装置に更にこれを恒温に保
つ装置を付加したり、試薬使用量の温度補正をすること
により理論的には解決し得るが、これらの解決手段は滴
定装置を高価なものとし、また滴定操作を煩雑にする。 ＜問題点を解決するための手段＞ これらの問題点は、試薬の消費量を、容積の代りに重
量で測定することにより回避することができる。かつま
た、ビュレットの分解能は加工精度との関係で通常は２
μ程度であるのに比し、天秤の分解能は0.1mg、すな
わち水ならば0.1μを容易に達成することができるの
で、試薬の消費量を重量で測定する滴定装置は極めて高
性能のものとすることが可能である。 本発明はかかる見地からなされたもので、その要旨
は、天秤、該天秤上に載置されている試薬容器、滴定容
器、一端が該試薬容器の試薬中に挿入されており他端が
該滴定容器に挿入されていて且つ途中に試薬輸送手段を
備えた試薬導管、該滴定容器内の液の状態を検出する検
出手段及び該試薬導管を経ての該滴定容器への試薬の導
入を制御する制御手段を有しており、且つ該試薬導管が
該天秤とは分離した状態で支持されていてその重量が該
天秤の荷重とならないようになっていることを特徴とす
る重量滴定装置を用いて滴定を行なう方法であって、滴
定開始前に該試薬導管内に試薬を充満させておき、かつ
試薬輸送手段を作動させて （ｉ） 該試薬容器から該試薬導管内に試薬を吸引し、 （ii） 該試薬導管内に吸引した試薬量の少くとも一部
を該滴定容器に吐出し、 （iii） 吸引した試薬量の残部は該試薬容器に返戻す
ることにより該試薬導管内に試薬量を吸引前と同一と
し、次いで （iv） 天秤の秤量値と検出手段の検出値を制御装置で
読みとる ことを反復することにより滴定を行ない、滴定が当量点
に達した時点での該天秤の秤量値により算出される試薬
消費量に基づいて被滴定物の量を算出する滴定方法に存
する。 本発明を更に詳細に説明するに、本発明に係る滴定装
置では試薬の消費量を天秤で秤量する。天秤にかかる荷
重をできるだけ少なくし、もって天秤の感度を上げる為
に、本発明に係る滴定装置では、天秤（本発明において
天秤とは重量測定装置を意味する）上に載置されている
試薬容器から滴定容器まで試薬を輸送する試薬導管の重
量が天秤の荷重とならないように、試薬導管が天秤とは
分離した状態で支持されている。また、本発明に係る滴
定方法では、滴定の前後における試薬導管内の試薬量を
同一とし、もって試薬容器から抜出された試薬量と滴定
容器に導入された試薬量とが一致するようにする。 本発明を図面に基づいて更に具体的に説明するに、第
１図は本発明に係る滴定装置の１例を示す模式図であ
る。 図中（１）は試薬容器、（２）は試薬容器中の試薬で
ある。試薬容器（１）は電子天秤（３）上に載置されて
いる。天秤の感度を高くするため、試薬（２）の量は、
操作が煩雑とならない限度で、できるだけ少量とするの
が好ましい。（４）は試薬導管であり、その一端（流入
端）（５）は試薬（２）中に挿入されており、他端（流
出端）（６）は滴定容器（１）内に挿入されている。試
薬導管（４）は、その重量が電子天秤（３）の荷重とな
らないように、試薬容器（１）と切離して支持されてい
る。試薬導管（４）は、シリンダー（７′）、ピストン
（７″）及びピストンの駆動手段（７）より成る試薬
輸送手段（７）と、これを挾んで配置されている開閉弁
（８）、（８′）を有している。更に試薬導管（４）に
は、弁（10）を備えた枝管（９）が取付けられている。
この枝管（９）は試薬導管（４）に溶液を充満させる為
のもので、これを試薬貯槽（図示せず））に連結して貯
槽内の溶液をヘッド差により試薬導管（４）内に流入さ
せることにより、管内に溶液を充満させることができ
る。また、別法として、枝管（９）を真空源（図示せ
ず）に連結して、試薬容器（１）内の溶液を開閉弁
（８′）の位置まで吸引し、次いでサイホンの原理又は
試薬輸送手段（７）の作用により管内に充満させること
もできる。（12）は滴定容器内の被滴定物の濃度を検出
する検出手段である。検出手段としては、pH電極、イオ
ン選択性電極、酸化−還元電位や電導度、分極などの検
出装置、光度検出装置など周知のものを用いることがで
きる。（14）は制御手段であり、電子天秤（３）の秤量
値と検出手段（12）での検出値とに基づいて、試薬輸送
手段（７）のピストン駆動手段（７）と開閉弁
（８）、（８′）とを連動させて操作し、滴定毎に所定
量の試薬を滴定容器（11）に導入すると共に、滴定の進
行状況を表示部（13）に表示する。第１図の滴定装置を
用いて、本発明方法に従い、滴定を行なう方法の１例を
以下に説明する。 先ず試薬導管（４）内に試薬を充満させ、開閉弁
（８′）を閉じた状態で試薬導管の流出端（６）を滴定
容器（11）に挿入する。試薬輸送手段（７）のピストン
（７″）はその最低部まで降下させておく。滴定開始に
際しては、先ず電子天秤（３）の秤量値と検出手段（1
2）の検出値を制御手段（14）で読み取る。次いで制御
手段（14）からの信号で、ピストン駆動手段（７）を
駆動させて試薬（２）を一定量シリンダー（７′）に吸
引し、開閉弁（８）を閉じる。開閉弁（８′）を開き、
ピストン駆動手段（７）を駆動させて試薬を滴定容器
（11）に吐出する。ピストン（７″）の移動量、すなわ
ち滴定容器（11）への試薬の吐出量は、予じめ検出手段
（12）の検出値に基づいて決定しておく。開閉弁
（８′）を閉じ（８）を開き、ピストン（７″）を最低
部、すなわち吸引を開始する前の位置まで降下させて、
シリンダー（７′）内の試薬を試薬容器（１）に返戻す
る。天秤（３）の秤量値と検出手段（12）の検出値を制
御手段（14）に読み取り、先に読み取った数値と今回の
数値とに基づいて今回の操作における滴定容器への試薬
の導入量と、それによる被滴定物の濃度変化量を算出
し、これらの算出値に基づいて次回の操作における滴定
容器への試薬の導入量、すなわちピストン（７″）の移
動量を決定する。これにより今回の操作が完了する。 上述の操作を反復して滴定を進め、滴定の当量点に達
した時点での天秤（３）の秤量値と滴定開始時の秤量値
との差を以って試薬の消費量とする。なお厳密には、試
薬容器内の試薬量の減少により試薬から露出した試薬導
管の体積に相当する補正が必要であるが、試薬導管を細
くかつその管壁を薄くすることにより、通常は補正は省
略することができる。 上述の方法では、毎回のシリンダー（７′）への試薬
吸引量を一定と、制御手段（14）からの信号でその一部
を滴定容器（11）へ吐出し、残部を試薬容器（１）へ返
戻しているが、シリンダー（７′）への試薬吸引量を制
御するようにしてもよい。すなわち制御手段（14）から
の信号で、滴定容器（11）への試薬の予定導入量と等し
い量の試薬をシリンダー（７′）に吸引し、次いでその
全量を滴定容器（11）に吐出するようにしてもよい。こ
れらの滴定方法によるときは、試薬輸送手段（７）のシ
リンダー（７′）の容積は、例えば1ml以下という極め
て小さなものでよい。 第２図は開閉弁（８）、（８′）の１例であり、モー
ターで駆動される二方コックより成る。第２図の開閉弁
は開−閉の状態如何にもかからわず内部の液量は変化し
ない。なお、開−閉の状態に応じて内部の液量が変化す
る弁の場合には、天秤（３）での重量測定は弁を常に一
定の状態、すなわち弁の部分における液量が一定となる
状態で行なう。 また、第１図では試薬の輸送手段としてシリンダーと
ピストンとより成る定量性の高いものを用いているが、
これは他の輸送手段でもよい。重要なことは、天秤
（３）での重量測定時に、液の輸送手段の部分における
液量を正確に一定に為し得ることである。 ＜効 果＞ 本発明に係る滴定装置は、試薬の消費量を天秤で測定
するので、温度変化等の影響を受けることがなく、かつ
加工精度上の制約も少ない。また、本発明に係る滴定方
法によれば、毎回の滴定の前後における試薬導管内の試
薬量が一定の状態で、その回での試薬消費量を天秤で測
定するので、極めて正確に滴定を進めることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る滴定装置の１例の概念図である。 第２図は本発明に係る滴定装置で用いる開閉弁の１例の
模式図である。 （１）：試薬容器，（２）：試薬，（３）：電子天秤， （４）：試薬導管，（５）：試薬導管の流入端， （６）：試薬導管の流出端，（７）：試薬輸送手段， （７′）：シリンダー，（７″）：ピストン， （７）：ピストンの駆動手段，（８）、（８′）：開
閉弁， （９）：枝管，（10）：枝管の弁，（11）：滴定容器， （12）：検出手段，（13）：表示部，（14）：制御手
段，

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．天秤、該天秤上に載置されている試薬容器、滴定容
   器、一端が該試薬容器の試薬中に挿入されており他端が
   該滴定容器に挿入されていて且つ途中に試薬輸送手段を
   備えた試薬導管、該滴定容器内の液の状態を検出する検
   出手段及び該試薬導管を経ての該滴定容器への試薬の導
   入を制御する制御手段を有しており、且つ該試薬導管が
   該天秤とは分離した状態で支持されていてその重量が該
   天秤の荷重とならないようになっていることを特徴とす
   る重量滴定装置を用いて滴定を行なう方法であって、滴
   定開始前に該試薬導管内に試薬を充満させておき、かつ
   試薬輸送手段を作動させて （ｉ）該試薬容器から該試薬導管内に試薬を吸引し、 （ii）該試薬導管内に吸引した試薬量の少くとも一部を
   該滴定容器に吐出し、 （iii）吸引した試薬量の残部は該試薬容器に返戻する
   ことにより該試薬導管内の試薬量を吸引前と同一とし、
   次いで （iv）天秤の秤量値と検出手段の検出値を制御手段で読
   みとる ことを反復することにより滴定を行ない、滴定が当量点
   に達した時点での該天秤の秤量値により算出される試薬
   消費量に基づいて被滴定物の量を算出することを特徴と
   する滴定方法。 ２．吸引した試薬量の全量を滴定容器に吐出することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の滴定方法。