JP6540999B2 - Moisture content measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、水分率測定方法に属する。 The present invention belongs to a moisture content measurement method.
従来、工業製品の製造過程において、当該製品に付着する水の水分率を把握する必要がある。多くの場合、試料における付着水の水分率(以降、付着水分率と称する。)は、その純度の把握であったり、試料の変質を防止するためであったり、後工程や製品の不具合を防止するためであったり、様々な理由で測定が行われている。その測定方法は、乾燥減量法や比色法、近赤外吸収法、熱重量測定法、カールフィッシャー気化法、ヨウ素の滴定を利用したカールフィッシャー法(例えば非特許文献1)など、多岐にわたる方法が利用されている。 Conventionally, in the manufacturing process of industrial products, it is necessary to grasp the moisture content of water adhering to the products. In many cases, the moisture content of the attached water in the sample (hereinafter referred to as "adhesion moisture content") is to grasp the purity, to prevent deterioration of the sample, or to prevent defects in post-processes and products. Measurement is being done for various reasons. The measurement methods include various methods such as loss on drying, colorimetric method, near infrared absorption method, thermogravimetry, Karl Fischer vaporization method, Karl Fischer method using titration of iodine (for example, non-patent document 1), etc. Is used.
本発明者が得た知見によれば、付着水分率を定量する際に、対象となる製品を構成する化合物如何によって、定量の精度が大きく変わる。 According to the knowledge obtained by the present inventor, when quantifying the attached moisture content, the accuracy of the determination largely changes depending on the compound that constitutes the product of interest.
一例を挙げると、金属水酸化物のように粉体でかつ塩基性が強い固体の付着水分率を定量する場合、定量の精度が大きく下がるおそれがある。なぜなら、一例として挙げると、当該固体に付着した水の水分率を開放系にて測定すると、当該固体において炭酸化の反応(以下に記載)が生じてしまうおそれがある。
M(OH)2+H2O+CO2→MCO3+2H2O↑ ・・・(式1)
乾燥減量法や近赤外吸収法による定量法では、上記の反応が示すように、大気中の二酸化炭素と容易に反応し、試料の増量のせいで相対的に水分率が減少して見積もられてしまい、付着水分率を過小に評価することが懸念される。
また、試料となる化合物に対して測定を行う際、化合物中における水酸基や結晶水が付着水と共に検出され、水分率を過大評価することが懸念される。
For example, in the case of quantifying the attached moisture content of a solid powder having high basicity such as metal hydroxide, the accuracy of the determination may be greatly reduced. This is because, as an example, when the moisture content of water adhering to the solid is measured in an open system, carbonation reaction (described below) may occur in the solid.
M (OH) 2 + H 2 O + CO 2 → MCO 3 + 2 H 2 O ・ ・ ・ · · · (Equation 1)
In the quantification method by the loss on drying method and the near infrared absorption method, as the above reaction shows, it easily reacts with carbon dioxide in the atmosphere, and the moisture content relatively decreases due to the increase in the amount of samples, It is feared to underestimate the adhesion moisture rate.
Moreover, when measuring with respect to the compound used as a sample, the hydroxyl group and crystal water in a compound will be detected with adhering water, and it is feared to overestimate a moisture content.
本発明の主な目的は、アルカリ性の固体であっても、当該固体に付着した水の水分率を精度良く定量可能な技術を提供することにある。 The main object of the present invention is to provide a technology capable of accurately quantifying the moisture content of water adhering to the solid even if it is an alkaline solid.
上記の課題を解決すべく、本発明者は鋭意検討を行った。アルカリ性の固体(例えば金属水酸化物)は、それ自体が有する水酸基によって水の増減が容易に起こり得る。そのため、当該固体そのものを測定にかけると、どうしても水が生成されるおそれを排除しづらい。 The present inventors diligently studied to solve the above problems. An alkaline solid (for example, a metal hydroxide) can easily cause increase or decrease of water due to the hydroxyl group that it has. Therefore, it is difficult to eliminate the possibility that water is generated if the solid itself is measured.
そこで本発明者は、当該固体そのものを水分率の測定にかけるのではなく、当該固体に付着した水を、別に用意した溶媒へと抽出した上で、その溶媒を水分率の測定にかけるという画期的な手法を想到した。そして、その際の溶媒として、当該固体とは反応しない溶媒を選択するという手法を想到した。こうすることにより、当該固体そのものを水分率の測定にかけずに済むため、当該固体の変質(増量)のように試料に与える影響、そして、当該固体からの水の生成のように試料の組成に起因する影響を、共に排することが可能となる。その結果、当該固体における付着水分率を精度良く定量できるという知見を本発明者は得た。 Therefore, the inventor does not use the solid itself for the measurement of the moisture content, but extracts water attached to the solid into a separately prepared solvent, and then applies the solvent for the measurement of the moisture content. I thought of a timely method. And the method of selecting the solvent which does not react with the said solid as a solvent in that case was considered. By doing this, it is not necessary to subject the solid itself to the measurement of the moisture content, so the influence on the sample like deterioration (increase) of the solid and the composition of the sample like the formation of water from the solid It is possible to eliminate the resulting effects together. As a result, the inventor obtained the knowledge that the moisture content on the solid can be accurately quantified.
上記の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第1の態様は、
アルカリ性の固体に付着した水の水分率を測定する方法であって、
前記固体とは反応しない溶媒であって水を溶解可能な溶媒に対して前記固体を接触させることにより、前記固体から付着水を分離して前記溶媒へと抽出する抽出工程と、
前記溶媒へと抽出された水の量から前記固体における付着水の水分率を定量する定量工程と、
を有する、水分率測定方法である。
Aspects of the present invention made based on the above findings are as follows.
The first aspect of the present invention is
A method of measuring the moisture content of water adhering to an alkaline solid,
Extracting the separated water from the solid and extracting it into the solvent by bringing the solid into contact with a solvent which does not react with the solid and which can dissolve water;
Determining the moisture content of the attached water in the solid from the amount of water extracted into the solvent;
Moisture content measuring method.
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の発明において、
前記固体は金属水酸化物の粉体である。
In a second aspect of the present invention, in the invention described in the first aspect,
The solid is a powder of metal hydroxide.
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に記載の発明において、
前記固体は結晶水を含有する。
A third aspect of the present invention is the invention described in the first or second aspect, wherein
The solid contains water of crystallization.
本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様のいずれかに記載の発明において、
前記溶媒はメタノールであり、
前記定量工程にはヨウ素の滴定を用いたカールフィッシャー法を用い、
前記カールフィッシャー法には前記抽出工程後の前記メタノールを用いる。
In a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects,
The solvent is methanol,
In the determination step, Karl Fischer method using iodine titration is used.
The Karl Fischer method uses the methanol after the extraction step.
本発明の第5の態様は、第1〜第4の態様のいずれかに記載の発明において、
前記抽出工程においては、密閉容器内での撹拌抽出を行った後、遠心分離による固液分離を行う。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects,
In the extraction step, stirring and extraction in a closed vessel are performed, and then solid-liquid separation by centrifugation is performed.
本発明によれば、アルカリ性の固体であっても、当該固体に付着した水の水分率を精度良く定量可能となる。 According to the present invention, even if it is an alkaline solid, the moisture content of water adhering to the solid can be accurately quantified.
以下、本発明の実施の形態について、以下の順に説明する。
1.水分率測定方法
1−1.準備工程
1−2.抽出工程
1−3.定量工程
2.実施の形態における効果
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
1. Moisture content measuring method 1-1. Preparation process 1-2. Extraction process 1-3. Quantitative process 2. Effect in the embodiment
<1.水分率測定方法>
本実施形態においては、定量対象となるのは、水を生成可能かつ二酸化炭素を吸収可能なアルカリ性の固体に付着した水である。そして当該固体に対し、主に以下の工程を行うことにより、固体に付着した水の水分率を定量する。
・固体とは反応しない溶媒であって水を溶解可能な溶媒に対して当該固体を接触させることにより、当該固体から付着水を分離して溶媒へと抽出する抽出工程
・溶媒へと抽出された水の量から当該固体における付着水分率を定量する定量工程
<1. Moisture content measurement method>
In the present embodiment, the target of quantification is water attached to an alkaline solid capable of generating water and absorbing carbon dioxide. And the moisture content of the water adhering to a solid is quantified by mainly performing the following processes with respect to the said solid.
Extraction step of separating attached water from the solid by extracting the solid from the solid by bringing the solid into contact with a solvent which does not react with the solid and can dissolve water; extracted into the solvent Quantification process to quantify the moisture content on the solid concerned from the amount of water
なお、本実施形態における「固体に付着した水の水分率」とは、固体の重量に水の重量を足した値に対する水の重量%(wt%)のことを指す。その一方で、この「固体に付着した水」とは、あくまで固体に吸着した水のことであって、固体が反応(化学反応、熱反応等)することにより生じた水は含まない。
以下、各工程について説明する。
In addition, "the moisture content of the water adhering to solid" in this embodiment refers to the weight% (wt%) of water with respect to the value which added the weight of water to the weight of solid. On the other hand, the “water attached to solid” is the water adsorbed to the solid to the last, and does not include the water generated by the reaction of the solid (chemical reaction, thermal reaction, etc.).
Each step will be described below.
1−1.準備工程
本工程においては、上記の抽出工程および定量工程を行うための前準備を行う。
本実施形態における固体としては、水が付着する可能性があるものならば特に限定はない。
1-1. Preparation Step In this step, preparation for performing the above extraction step and quantification step is performed.
The solid in the present embodiment is not particularly limited as long as water may adhere.
なお、当該固体が金属水酸化物の粉体である場合、金属水酸化物の表面積が大きくなるため、水を生成するような反応が起こりやすくなる。ただ、以下に述べる本実施形態の手法を採用することにより、溶媒に対して付着水を抽出した後に当該溶媒に対して測定を行うことから、金属水酸化物の粉体であっても付着水分率を精度良く定量可能となる。 In addition, when the said solid is a powder of a metal hydroxide, since the surface area of a metal hydroxide becomes large, reaction which produces | generates water will occur easily. However, by adopting the method according to the present embodiment described below, the adhesion water is extracted to the solvent and then the measurement is performed to the solvent, so that even if it is a powder of metal hydroxide, the adhesion water is The rate can be quantified accurately.
また、当該固体が結晶水を含有する場合も、水を生成するような反応が起こりやすくなるが、以下に述べる本実施形態の手法を採用することにより、付着水分率を精度良く定量可能となる。 In addition, even when the solid contains water of crystallization, a reaction to generate water is likely to occur, but by employing the method of the present embodiment described below, it is possible to quantify the moisture content with high accuracy. .
もちろん、当該固体が金属水酸化物の粉体であり且つ結晶水を含有する場合、従来だと付着水分率の定量が極めて難しくなるところ、本実施形態の手法を採用することにより付着水分率を精度良く定量可能となる。 Of course, when the solid is a powder of metal hydroxide and contains crystal water, it is extremely difficult to determine the moisture adhesion rate in the prior art, but by employing the method of the present embodiment, the moisture adhesion rate is It becomes possible to quantify accurately.
また、付着水を抽出するための溶媒(抽出溶媒)としては、当該固体とは反応しない溶媒であって水を溶解可能であるならば特に限定はない。つまり、当該固体と当該溶媒とが接触したときに何ら反応(固体の溶解等)を生じないような、固体と溶媒との組み合わせを採用する。さらに具体的に言うと、「水に対する溶解度」「固体を溶解しない極性」をバランス良く備えた溶媒を準備する。こうすることにより、例えば溶媒により固体が溶解することを防ぐことができ、水を抽出した後の溶媒と固体とを固液分離にて容易かつ確実に分離可能となり、その結果、溶媒中には付着水のみが含まれることになり、付着水の量を確実に把握することが可能となる。 Moreover, as a solvent (extraction solvent) for extracting adhesion water, it is a solvent which does not react with the said solid, and if it can dissolve water, there will be no limitation in particular. That is, a combination of a solid and a solvent is employed such that no reaction (dissolution of solid, etc.) occurs when the solid and the solvent contact each other. More specifically, a solvent is prepared which has a good balance of "solubility in water" and "polarity which does not dissolve solid". By this, for example, the solvent can be prevented from dissolving the solid, and the solvent and solid after water extraction can be separated easily and reliably by the solid-liquid separation, and as a result, in the solvent Only the adhesion water is included, and it becomes possible to reliably grasp the amount of adhesion water.
本実施形態においては、固体として結晶水を含有する金属水酸化物の粉体を使用する場合、当該粉体に対する化学反応や熱反応が起こりにくくし、当該粉体から溶媒へと抽出した付着水を溶媒内に保持すべく、溶媒としては有機溶媒(炭化水素または水素置換物)を使用するのが好ましい。 In the present embodiment, when a powder of metal hydroxide containing water of crystallization is used as a solid, chemical reaction or thermal reaction on the powder is less likely to occur, and adhesion water extracted from the powder to a solvent is used. Preferably, an organic solvent (hydrocarbon or hydrogen substitute) is used as the solvent to keep the solvent in the solvent.
さらに、後述の定量工程においてヨウ素の滴定を用いたカールフィッシャー法(ヨウ素KF法)を採用する場合、溶媒としてはメタノールを使用するのが非常に好ましい。なぜなら、ヨウ素KF法において使用されるメタノールに、当該粉体から付着水を抽出した後の溶媒(メタノール)を使用することが可能となるためである。 Furthermore, in the case where Karl Fischer's method (iodine KF method) using titration of iodine is employed in the determination step described later, it is highly preferable to use methanol as the solvent. This is because it is possible to use, as methanol used in the iodine KF method, a solvent (methanol) after extracting attached water from the powder.
ちなみに、メタノールは有機溶媒でありながらも水に対する溶解度をある程度有している。もちろん、後述の抽出工程の前の溶媒の水分率は、極力低い状態(例えば0.001wt%以下)が好ましい。そのため、溶媒に対して脱水処理を行っておくのが好ましい。また、メタノールは有機溶媒であることから、当該粉体はメタノールにほとんど溶解されない。その結果、溶媒中には付着水のみが含まれることになり、付着水の量を確実に把握することが可能となる。
以下、本実施形態においては結晶水を含有する金属水酸化物の粉体とメタノールとの組み合わせについて例示する。
Incidentally, although methanol is an organic solvent, it has a certain degree of solubility in water. Of course, the moisture content of the solvent before the extraction step described later is preferably as low as possible (for example, 0.001 wt% or less). Therefore, it is preferable to dehydrate the solvent. In addition, since methanol is an organic solvent, the powder is hardly dissolved in methanol. As a result, only the adhesion water is contained in the solvent, and the amount of adhesion water can be reliably grasped.
Hereinafter, in the present embodiment, the combination of powder of metal hydroxide containing crystal water and methanol is exemplified.
1−2.抽出工程
本工程においては、メタノールに対して当該粉体を接触させることにより、当該粉体に付着した水を当該粉体から分離してメタノールへと抽出する。具体的には、メタノールに対して当該粉体を添加する。こうすることにより、当該粉体から付着水が分離し、付着水はメタノールへと抽出される。
1-2. Extraction Step In this step, by bringing the powder into contact with methanol, water attached to the powder is separated from the powder and extracted into methanol. Specifically, the powder is added to methanol. By doing this, the adhering water is separated from the powder, and the adhering water is extracted into methanol.
なお、本工程において用いられる一連の装置および作業は、公知のものを採用して構わない。例えば、後述の実施例に示すように、密閉容器内に粉体を秤量し、当該容器内にメタノールを添加し、振とう撹拌しても構わない。そして、撹拌後、遠心分離、フィルター濾過等により固液分離を行っても構わない。ここでいう固液分離における固体は、付着水が抽出された後の固体(結晶水を含有する金属水酸化物の粉体)に該当し、液体は、溶媒(メタノール)および当該溶媒に抽出された付着水に該当する。 In addition, you may employ | adopt a well-known series of apparatuses and operation | work used in this process. For example, as shown in the below-mentioned Example, powder may be measured in an airtight container, methanol may be added in the said container, and it may shake and stir. Then, after stirring, solid-liquid separation may be performed by centrifugation, filter filtration or the like. The solid in the solid-liquid separation referred to here corresponds to a solid (powder of metal hydroxide containing water of crystallization) after the adhesion water is extracted, and the liquid is extracted by the solvent (methanol) and the solvent It corresponds to the adhesion water.
1−4.定量工程
本工程においては、溶媒へと抽出された水の量から固体における付着水分率を定量する。また、本工程においてはヨウ素KF法を用いる場合を例示し、抽出工程後のメタノール(付着水含む)に対して測定を行う。なお、ヨウ素KF法の具体的な手法としては非特許文献1に記載の手法を採用しても構わないが、概要としては以下の通りである。
1-4. Determination Step In this step, the attached moisture content of the solid is determined from the amount of water extracted to the solvent. Moreover, in this process, the case where the iodine KF method is used is illustrated, and it measures with respect to methanol (adhesion water is included) after an extraction process. In addition, although the method of a nonpatent literature 1 may be employ | adopted as a concrete method of the iodine KF method, it is as follows as a summary.
まず、ヨウ素KF法は、ヨウ素と水の反応を利用し、密閉系において水分の測定を行う。そして、乾燥した窒素ガス等雰囲気下の電気炉中で、測定対象に熱をかける。なお、本実施形態においては測定対象は固体ではなく、付着水を抽出した後の溶媒(メタノール)である。熱をかけることにより、メタノール中の水分が揮発する。この揮散した水分は、大気と遮断した容器内のヨウ素、二酸化硫黄、ピリジン及びメタノールを混合した液に導入される。そして、以下に示す反応が生じる。なお、Baseはアミンであるピリジンを指す。
I2+SO2+H2O+3Base+CH3OH
→2Base・HI+Base・HSO4CH3 ・・・(式2)
First, the iodine KF method measures water in a closed system using the reaction of iodine and water. Then, heat is applied to the object to be measured in an electric furnace under an atmosphere of dry nitrogen gas or the like. In the present embodiment, the measurement target is not a solid, but a solvent (methanol) after extraction of the attached water. By applying heat, the water in methanol is volatilized. The volatilized water is introduced into a mixture of iodine, sulfur dioxide, pyridine and methanol in a container which is shut off from the atmosphere. And the reaction shown below arises. Base refers to pyridine which is an amine.
I 2 + SO 2 + H 2 O + 3Base + CH 3 OH
→ 2Base · HI + Base · HSO 4 CH 3 ... (Equation 2)
上記の(式2)の反応により、水とヨウ素が当モル反応する。そのため、消費されたヨウ素の量から水分率を定量することが可能となる。そして、本実施形態ならば、付着水の抽出後の溶媒であるメタノールを、上記の(式2)のメタノールとして使用することが可能となる。この手法ならば、ヨウ素KF法のための事前処理(熱反応や新たな試薬の添加等)が不要となり、付着水の定量の精度が向上する。具体的に言うと、水分率を小数点一桁オーダーで測定することが可能となる。その上、わざわざヨウ素KF法のためのメタノールを別途用意する必要がなくなり、余分な作業が不要となる。 Water and iodine react equimolarly by the reaction of the above (formula 2). Therefore, it becomes possible to quantify the moisture content from the amount of iodine consumed. And if it is this embodiment, it becomes possible to use methanol which is a solvent after extraction of adhesion water as methanol of the above (formula 2). With this method, the pretreatment (thermal reaction, addition of a new reagent, etc.) for the iodine KF method becomes unnecessary, and the accuracy of the determination of the attached water is improved. Specifically, it becomes possible to measure the moisture content in the order of one decimal place. Moreover, it is not necessary to separately prepare methanol for iodine KF method, and extra work is not necessary.
従来知られているヨウ素KF法だと、測定対象は固体であるところの試料そのものとなってしまう。これは、水を生成可能かつ二酸化炭素を吸収可能なアルカリ性の固体であっても、従来だと変わりはなかった。しかしながら本実施形態によれば、測定対象は、試料そのものではなく付着水を抽出した後の溶媒である。そのため、結晶水を含有する金属水酸化物の粉体におけるOH基が熱分解することにより水が生成するおそれを排することが可能となる。同様に、結晶水から水が生じるおそれを排することも可能となる。その結果、本工程により、当該粉体に対する付着水分率を精度良く定量することが可能となる。 In the case of the conventionally known iodine KF method, the measurement object is the sample itself which is a solid. This has not changed in the past even though it is an alkaline solid capable of generating water and absorbing carbon dioxide. However, according to the present embodiment, the measurement target is not the sample itself but the solvent after extracting the attached water. Therefore, it is possible to eliminate the possibility that water is generated by thermal decomposition of the OH group in the powder of the metal hydroxide containing crystal water. Similarly, it is also possible to eliminate the possibility of water being generated from crystal water. As a result, according to this process, it is possible to accurately determine the adhering moisture percentage to the powder.
なお、ヨウ素KF法だと、金属元素(ここでは金属イオン)が上記の(式2)の反応を阻害することが考えられる。つまり、ヨウ素KF法を行う際には金属元素を可能な限り排しておくのが好ましい。この点においても、本実施形態の手法は優れている。先ほどから述べているように、本実施形態においては、ヨウ素KF法にかけるのは試料そのものではなく付着水を抽出した後の溶媒であり、当該溶媒には金属元素はほとんど含まれていない。その結果、ヨウ素KF法により得られる付着水分率の定量結果の精度を向上させることが可能となる。 In the iodine KF method, it is considered that the metal element (here, metal ion) inhibits the reaction of the above (formula 2). That is, when performing the iodine KF method, it is preferable to remove the metal element as much as possible. Also in this respect, the method of the present embodiment is excellent. As described above, in the present embodiment, the iodine KF method is not the sample itself but the solvent after extracting the adhering water, and the solvent hardly contains the metal element. As a result, it is possible to improve the accuracy of the determination result of the attached moisture content obtained by the iodine KF method.
また、上記の例ではヨウ素KF法を用いた定量を例示したが、それ以外の手法を採用しても構わない。 Moreover, although quantification using the iodine KF method was illustrated in said example, you may employ | adopt the method of other than that.
<2.実施の形態における効果>
本実施形態によれば、主に以下の効果を奏する。
まず、アルカリ性の固体そのものを水分率の測定にかけるのではなく、固体に付着した水を別に用意した溶媒へと抽出しておき、その溶媒を水分率の測定にかける。こうすることにより、当該固体そのものを水分率の測定にかけずに済む。そのため、当該固体となる化合物中に水酸基や結晶水が含まれていたとしても、それらの影響を払しょくできる上、大気中の二酸化炭素との反応がほとんど起こらなくなる。ひいては、固体増量および付着水分率の過小評価のおそれを抑制できる。
<2. Effect in the embodiment>
According to the present embodiment, the following effects are mainly achieved.
First, the alkaline solid itself is not subjected to the measurement of the moisture content, but the water adhering to the solid is extracted into a separately prepared solvent, and the solvent is subjected to the measurement of the moisture content. By doing this, it is not necessary to subject the solid itself to measurement of moisture content. Therefore, even if a hydroxyl group or crystal water is contained in the compound to be the solid, it is possible to pay for the influence thereof, and the reaction with carbon dioxide in the atmosphere hardly occurs. As a result, it is possible to suppress the possibility of an increase in the amount of solid and an underestimate of the moisture content attached.
以上の結果、本実施形態によれば、アルカリ性の固体であっても、当該固体に付着した水の水分率を精度良く定量可能となる。 As a result of the above, according to this embodiment, even if it is an alkaline solid, the moisture content of water adhering to the solid can be quantified with high accuracy.
以下、本実施例について説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described. The technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
(事前例1)
本実施例を行う前に、測定されるものが本当に水なのか否かを確認すべく、以下の試験を行った。
後述の実施例にて用いる予定の試料であって本発明者の手元にあった金属水酸化物(後述のサンプルA〜N。なおサンプルA〜Nは同種。)のうちサンプルAに対し、乾燥条件(乾燥時間や温度)を変動させた上で、従来のようにサンプルAをヨウ素KF法に直接かけた上で水分率を測定した。その結果、以下の表のように、乾燥の度合いを強くしたときに水分率が低下した。なお、乾燥条件(中)については2例行った。
Before carrying out the present example, the following test was conducted to confirm whether the thing to be measured is really water.
Of the metal hydroxides (samples A to N described later, samples A to N are the same type) which were samples to be used in the examples described later and were at the present inventor's hand, the samples A were dried. Under varying conditions (drying time and temperature), the moisture content was measured after sample A was directly applied to the iodine KF method as in the prior art. As a result, as shown in the following table, the moisture content decreased when the degree of drying was increased. In addition, about drying conditions (middle), two examples were performed.
(事前例2)
次に、実施の形態で述べた抽出工程を行っていないメタノールをブランクとし、後述の実施例で用いるヨウ素KF法を用いた測定を行った。これにより、ヨウ素KF法に係る作業でどれだけ水分率が変動するかを確認した。その結果を以下の表に示す。
Next, the methanol which did not perform the extraction process described in the embodiment was used as a blank, and the measurement using the iodine KF method used in the below-mentioned Example was performed. As a result, it was confirmed how much the moisture content fluctuates in the work related to the iodine KF method. The results are shown in the following table.
(実施例)
本実施例においては、上記のサンプルA〜Iに付着した水をメタノールに抽出した上で、当該メタノールをヨウ素KF法にかけた。これにより、サンプルA〜Iの付着水分率を定量した。
(Example)
In the present example, the water attached to the above samples A to I was extracted into methanol, and then the methanol was subjected to the iodine KF method. Thereby, the adhesion moisture content of sample AI was quantified.
なお、具体的な定量の手法は上記の実施の形態に記載の通りであるが、その概要については図1に示す。図1に示すように、各サンプルを各々5g秤量し、50mLのバイヤル瓶に挿入した。そして、超脱水したメタノール(水分0.001%未満)(和光純薬工業社製)を50mL添加した。その上で、振とう撹拌、静置、10mLスチレン管への移入、遠心分離、駒濾過を行った。そして、ヨウ素KF法を用い、サンプルA〜Iの付着水の定量を行った。 The specific quantitative method is as described in the above embodiment, but the outline is shown in FIG. As shown in FIG. 1, 5 g of each sample was weighed and inserted into a 50 mL vial. Then, 50 mL of superdehydrated methanol (water content less than 0.001%) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Then, shaking and stirring, stationary, transfer to a 10 mL styrene tube, centrifugation and membrane filtration were performed. And the adhesion water of sample AI was quantified using the iodine KF method.
(比較例)
本比較例においては、別途用意した上記のサンプルA〜Iに対して乾燥減量法により、付着水分率の測定を試みた。具体的には、乾燥機により105℃で8時間乾燥させ、重量の増減から付着水分率の測定を試みた。
(Comparative example)
In the present comparative example, the adhesion moisture percentage was tried to be measured by the loss on drying method with respect to the samples A to I separately prepared. Specifically, it was dried at 105 ° C. for 8 hours by a drier, and the measurement of the adhesion moisture percentage was tried from the increase and decrease of the weight.
上記の実施例および比較例の結果を以下の表に示す。
(実施例の結果と比較例の結果の差が炭酸化によるものであることを示す検証試験)
本発明の課題においても述べたように、金属水酸化物のサンプルA〜Iに付着した水の水分率を開放系にて測定すると、当該固体において炭酸化の反応(以下に記載)が生じてしまうおそれがある。
M(OH)2+H2O+CO2→MCO3+2H2O↑ ・・・(式1)
従来の乾燥減量法や近赤外吸収法による定量法では、上記の反応が示すように、大気中の二酸化炭素と容易に反応し、試料の増量のせいで相対的に水分率が減少して見積もられてしまい、付着水分率を過小に評価することが懸念される。
そこで、本検証試験においては、乾燥重量法の前後での炭酸化量の視標としてT−C(炭酸化による重量増減の見積もり)を測定した。ここではサンプルA〜Iと同種の金属水酸化物(サンプルJ〜N)を使用した。T−C測定の結果を以下の表に示す。
以上の内容から、比較例だと炭酸化による定量結果への影響が生じている一方、実施例においてはその影響を排することができていることがわかる。
(Verification test showing that the difference between the result of the example and the result of the comparative example is due to carbonation)
As described in the subject of the present invention, when the moisture content of water attached to the samples A to I of the metal hydroxide is measured in an open system, a carbonation reaction (described below) occurs in the solid. There is a risk of
M (OH) 2 + H 2 O + CO 2 → MCO 3 + 2 H 2 O ・ ・ ・ · · · (Equation 1)
In the conventional method of loss on drying and near infrared absorption determination, as the above reaction shows, it easily reacts with carbon dioxide in the atmosphere, and the moisture content decreases relatively due to the increase in the amount of samples. It is estimated that there is a concern that the attached moisture rate is underestimated.
Therefore, in this verification test, T-C (estimate of weight increase or decrease due to carbonation) was measured as a marker of carbonation amount before and after the dry weight method. Here, metal hydroxides (samples J to N) of the same type as samples A to I were used. The results of the TC measurements are shown in the following table.
From the above contents, it can be seen that while the influence on the quantitative result by the carbonation occurs in the comparative example, the influence can be excluded in the example.
(実施例における金属元素によるヨウ素KF法への影響の有無)
ちなみに、実施例で用いた金属水酸化物のうちサンプルA、Bにおいて、ヨウ素KF法を行う前かつ付着水の抽出を行った後のメタノールに対して金属元素の定量を行った。先に述べたように、ヨウ素KF法だと、金属元素がヨウ素KF法に係る(式2)の反応を阻害することが考えられるため、ヨウ素KF法を行う際には金属元素を測定対象中から可能な限り排しておくのが好ましい。なお、金属元素の定量の具体的な手法としては、サンプルA、Bにおいて、ヨウ素KF法を行う前かつ付着水の抽出を行った後のメタノールを抽出乾固したものに硝酸を加え、それをICP(誘導結合プラズマ:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置(セイコーインスルメンツ社製SPS3000)で分析した。その結果を以下に示す。
Incidentally, among the metal hydroxides used in the examples, metal elements were quantified with respect to methanol before performing the iodine KF method and after extracting the adhesion water in the samples A and B. As described above, in the case of the iodine KF method, it is considered that the metal element inhibits the reaction of the formula (2) related to the iodine KF method, so when performing the iodine KF method, the metal element is to be measured It is preferable to eliminate as much as possible. In addition, as a specific method of the determination of the metal element, in samples A and B, nitric acid is added to methanol which has been extracted and dried before performing the iodine KF method and after the attached water is extracted, Analysis was performed using an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer (SPS 3000 manufactured by Seiko Instruments Inc.). The results are shown below.
(まとめ)
以上の結果、本実施例においては、アルカリ性の固体であっても、当該固体に付着した水の水分率を精度良く定量できていることがわかった。
(Summary)
As a result of the above, it was found that, in this example, even if it is an alkaline solid, the moisture content of water adhering to the solid can be accurately quantified.
Claims (2)
前記固体とは反応しない溶媒であって水を溶解可能な溶媒に対して前記固体を接触させることにより、前記固体においてOH基を熱分解させず且つ結晶水から水を生じさせず、前記固体から付着水を分離して前記溶媒へと抽出する抽出工程と、
前記溶媒へと抽出された水の量から前記固体における付着水の水分率を定量する定量工程と、
を有し、
前記溶媒はメタノールであり、
前記定量工程にはヨウ素の滴定を用いたカールフィッシャー法を用い、
前記カールフィッシャー法には前記抽出工程後の前記メタノールを用いる、水分率測定方法。 A method for measuring the moisture content of water attached to an alkaline solid which is a powder of a metal hydroxide containing crystal water ,
By bringing the solid into contact with a solvent which does not react with the solid and which can dissolve water, it does not thermally decompose the OH group in the solid and does not produce water from the water of crystallization; Extracting the separated water for extraction into the solvent;
Determining the moisture content of the attached water in the solid from the amount of water extracted into the solvent;
I have a,
The solvent is methanol,
In the determination step, Karl Fischer method using iodine titration is used.
A method of measuring moisture content using the methanol after the extraction step in the Karl Fischer method.
The moisture content measuring method according to claim 1, wherein solid-liquid separation by centrifugation is performed after stirring and extraction in a closed vessel in the extraction step.
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