JPH04121644A - 電極中のコバルトの定量分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は高周波誘導結合型プラズマ発光法（以下、ＩＣ
Ｐ法という）による電極中、特に真空インタラプタ電極
（以下、ＶＩ電極という）のコバルトの定量分析方法に
関する。

Ｂ８発明の概要 本発明は電極中のコバルトの定量分析方法であって、 試料電極に硝酸及び塩酸を加えて加熱分解し、この分解
液を分析供試料液としてＩＣＰ法により発光強度を測定
することにより電極中のコバルトが高感度に定量されこ
れにより電極中のコバルトの組成と特性との関係を明確
にすると共に、電極の品質管理及び工程管理を向上させ
ることを可能とする。

Ｃ０従来の技術 ＶＩ電極の品質を決定する最も大きな要素としてその電
極原料の組成配合がある。即ち、この電極はＣｕ−Ｃｒ
−Ｃｏからなる電極であって、その特性は添加元素の種
類や組成によって大きく左右される。従って電極の配合
組成と特性の関係を明確にかつ定量的に把握する必要が
あり、そのため微量コバルトの分析方法の確立が不可欠
である。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 本発明はこのような問題点に着目して創案されたもので
あって、電極中のコバルトを高感度に定量するＩＣＰ法
を提供するものである。

Ｅ８課題を解決するための手段及び作用即ち、本発明は
試料電極に硝酸及び塩酸を加え、加熱により該試料電極
を分解させた後冷却し、次にこの分解液を濾過すること
により得られる濾液に標準物質としてイツトリウムを加
えてから水で一定量にして、これを試料溶液としてＩＣ
Ｐ法を用いて発光強度を測定すること、をその解決手段
としている。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

まず、本発明に係る方法を実施するに際し、試料となる
電極をよく分解する。

この分解には硝酸と塩酸を用いて行うが、本発明に係る
分析方法をより高精度に行うため、ホールピペット、マ
イクロピペットなどで計るのが好ましい。

次に、試料となる電極は、上記硝酸等の存在下で加熱撹
拌する必要性から、コニカルビーカーを用いて分解する
。

更に上記で得られた分解液を冷却し、濾紙などで濾過し
、濾液をメスフラスコなどに受ける。

次にこの濾液に標準物質としてイツトリウムを加え、水
を加えて一定量とし、これをＩＣＰ法による電極中のコ
バルトの定量分析方法における試料溶液とする。この際
、試料中に含まれるコバルトの濃度が高いときは必要に
応じて、濾液を少量分取し、これに硝酸、イツトリウム
を加えて、試料溶液とするのが望ましい。なお、使用水
はイオン交換水を用いるのが好ましい。

Ｆ、実施例 以下、本発明に係るＩＣＰ法による電極中のコバルトの
定量分析方法の詳細を実施例に基づいて説明する。

（１１分析方法の操作手順 〔試料の分解および調製方法〕 （１）試料電極をコニカルビーカーに採取する。

（２）硝酸及び塩酸を入れて加熱により試料電極を分解
する。

（３）冷却後、濾紙を用いて濾過し、濾液をメスフラス
コに受ける。

（４）イツトリウムを加えてイオン交換水で一定量とす
る。

［検量線作成用溶液の調製方法］ １００藁ｌメスフラスコに塩酸（１＋１）１．５ｍｇ及
び硝酸（１＋１）２０．５ｒｒｌを加え、次にコバルト
を０．　０．１．　０．３．　０．５．　０．８ｍｇ、
イツトリウムを２．０ｍｇ、銅を５ｍｇ及びクロム５ｍ
ｇ加えてから、イオン交換水で１００ｒｎ／一定とした
。

〔測定モード〕

（１）波長２３８．８９２ｎｍによるピークサーチ内部
標準法とする。

〔２〕　実施例 ■１分析装置及び試薬 １．１　　分析装置及び測定条件 ＩＣＰ発光分光装置は島津製ＩＣＰＡ−１０００■型を
用いた。測定条件を表１に示す。

（以下余白） 表１ 測定条件 出力 １．２ＫＷ Ａｒガス流量 冷却ガス １５、ＯＡ’／＋ｉｎ プラズマガス １．２　ｊ’／＋＋＋ｉｎ サンプルガス ■、０１／鳳ｉｎ 分析線 ２３８．８９２　ｎｉ＋ Ｖ 内部標準物質 （Ｙ） ３７１．０２９　　ｎｍ トーチ観測高さ １５　菖冨 ２゜ 試薬 実験に使用した試薬のリストを表２に示す。

表２　　試薬リスト Ｎｏ３ ＣＩ Ｏ Ｃｕ Ｃｒ Ｃｒ ｉ Ｍ。

和光純薬製　有害金属測定用 原子吸光分析用 １１０００ｐｐ標準溶液 ３、試料の分解及び調製方法 まず、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｃｏからなる電極をコニカルビーカ
ーに０．２ｇ採取した。次いで、硝酸１０ｍ１及び塩酸
３０ｍ１をホールピペットで加えて上記電極を分解した
。

更に冷却後、Ｎｏ、５Ｃの濾紙を用いて成過し２００ｍ
／一定とした。次にこの濾紙を１０ｍＪ分取して硝酸（
１＋１）２０ｍＪ、イツトリウム２．０ｍｇを加えて１
００ｍ１一定にして分析供試液とした。

４、実験及び結果 ４゜１　分析線の選定 コバルト、銅、クロム以外にビスマス、モリブデン等も
将来添加される可能性が考えられるため、分析線の選定
元素として加えた。イツトリウムとストロンチウムは内
部標準法による標準物質である。コバルトの代表的な発
光線のプロファイルを第１図〜第３図に示す。第１図は
波長２２８．６１６ｎｍのプロファイルでクロム（■：
Ｃｒ５０ｐｐｍ）の小さな発光線が観察されることを示
している。また、第２図はコバルト以外の元素はベース
ライン上を通っており、発光線は観察されないことを示
している。更に第３図は全ての元素（■〜■）が小さな
発光線を示している。

従って分析線として第２図に示す波長２３８゜８９２ｎ
ｍを採用した。

４．２　感度（ＨＶ）の選定 感度（ＨＶ）とはホトマルに印加する高電圧のことで、
濃度により最適なＨＶが存在する。

このためコバルト濃度８ｐｐｍ溶液を用いてＨＶの選定
を行った。その結果を第４図〜第９図に示す。

第４図及び第５図にそれぞれ示す感度１０及び２０では
正規のスペクトルを示さない。これに対して第６図〜第
８図にそれぞれ示す感度３０〜５０では正規の発光スペ
クトルを示す。但し、第９図に示す感度６０になると発
光強度が飽和する。

ＨＶは飽和しない限り、高い方が好ましいので、ここで
はＨＶとして５０を採用した。

４．３　　内部標準物質とその波長の選定内部標準物質
としてイツトリウム及びストロンチウムを各々３ｐｐｍ
溶液を用いてそれぞれの波長の選定を行った。その結果
を第１θ図〜第１５図に示す。第１０図〜第１２図はイ
ツトリウムと共存元素の発光スペクトルである。第１０
図に示す波長３７１．０２９ｎｍでは共存物質の発光ス
ペクトルは観察されず、全てベースライン上を通ってい
る。第１１図に示す波長３２４．２２８ｎｍではクロム
の弱い発光線が観察される。第１２図に示す波長３６０
．０７３ｎｍはモリブデン。

銅、コバルト及びストロンチウムの弱い発光線が観察さ
れる。

従ってイツトリウムを内部標準物質とした場合の測定波
長は３７１．０２９ｎｍが最も良い。

第１３図〜第１５図はストロンチウムと共存元素の発光
スペクトルである。第１３図及び第１４図にそれぞれ示
す波長４０７．７７１ｎｍ及び４２１．５５２ｎｍでは
共存物質の発光スペクトルは観察されず、全てベースラ
イン上を通っている。

これに対し、第１５図に示す波長２１６．５９６ｎｍで
はストロンチウム自身の発光スペクトルでもＢ、Ｇの上
昇が観察される。従ってストロンチウムを内部標準物質
とした場合の測定波長は４０７．７７１ｎｍと４２１．
５５２ｎｍが考えられる。

以上の結果、イツトリウム、ストロンチウムとも内部標
準物質として使用出来ることが確認された。ここでは各
種材料に不純物として含まれている可能性の少ないイツ
トリウムを内部標準物質として選定し、測定波長は３７
１．０２９ｎｍとした。

４．４　　検量線の精度 上記３に記載した試料の分解・調製した供試液中のコバ
ルト濃度は約６ｐｐｍとなる。このためコバルト濃度０
〜７．５ｐｐｍ　（０〜０．７５ｍｇ／１００ｍ１）の
範囲で検量線の精度を確かめた。

その結果を第１６図に示す。

なお、内部標準物質としてイツトリウムを２ｐｐｍ添加
した。検量線はほぼ原点を通り、相関係数は０．９９９
９”、標準偏差はＯ６００８３ｐｐｍと非常に良い精度
を示していることがわかる。

４．５　試薬の影響 コバルト濃度６ｐｐｍ溶液に硝酸及び塩酸を各々段階的
に加えてその影響を定量的に調べた。その結果を第１７
図及び第１８図に示す。

第１７図及び第１８図はそれぞれ塩酸の影響及び硝酸の
影響を調べた結果で、両者とも濃度が増すとコバルトの
測定値は低下する傾向を示した。

この原因は試薬の共存により、試料の粘度が上昇して、
試料吸い込み量が低下し、発光強度が低下したためであ
る。従って検量線作成用溶液と分析供試液中の試薬濃度
を同一にして影響を抑えることにした。

４．６　共存元素の影響 コバルト濃度６ｐｐｍにＣｕ及びＣｒを各々段階的に加
えてそれらの共存元素の影響を調べた。

その結果を第１９図及び第２０図に示す。

これらの図から、Ｃｕ及びＣｒはいずれの元素も破線で
示した許容範囲内で影響のないことが判明した。しかし
、−マトリックスを合わせるため、銅、クロムを各々５
ｏｐｐｍずつ検量線作成用溶液に添加することにした。

４．７　　合成溶液による分析精度の検証上記検討した
条件での分析精度を検証するため、合成溶液を５個調製
した。その結果、コバルトの回収率は１０１．０％、変
動係数は０．２６％及び測定値Ｘは３．Ｏ３ｐｐｍと実
用上、十分満足出来る精度が得られた。

以下、表３に合成溶液の組成、及び表４に測定結果をそ
れぞれ示す。

表３ 合成溶液の組成 表４ 合成溶液の測定結果 ４．８　実試料の分析結果 ３項の方法で分解して実試料２個を測定した結果、コバ
ルト濃度は２．６（％）であった。表５に測定結果を示
す。

（以下余白） 表５ 実試料の分析例 ５、考察 以上の結果から、本発明に係るＩＣＰ法によるコバルト
の分析方法を倹約することにより、次の知見が得られた
。

（１）試料の分解方法 ０．２ｇの試料をＨＣ／　　（１＋１）３０ｍｌ。

ＨＮＯ３（１＋　１　）　１０　ｍｌ　テ比較的容易ニ
分解することが出来た。しかし、この方法では微量のク
ロムが残るので、クロムを測定する時は残査を融剤で分
解して含量として求める。なお、試薬の添加順は塩酸−
硝酸の順とする。逆にするとり「ムが溶解し難くなる。

（２）分析線 コバルトの代表的な発光線（２２８，６１６゜２３８．
８９２，２３７．８６２ｎｍ）で定量性イ調べた結果、
波長：　２２８．６１６ｎｍはクロム波長：２３７．８
６２ｎｍは銅、クロム、イツトリウム及びストロンチウ
ムの発光線が観察されｔコ波長：２３８．８９２ｎｍは
共存元素の発光線は観察されなかった。従って、分析線
は波長：２３８．８９２ｎｍを採用した。

（３）内部標準物質 イツトリウムとストロンチウムの発光スペクトルを測定
した結果、両者とも内部標準物質として使用可能であっ
た。ここでは、イツトリウムを採用し、δ１り定波長は
３７１．０２９ｎｍとした。

（４）試薬の影響 塩酸、硝酸とも負の干渉を示した。従って、供試液と検
量線作成用標準溶液中の酸濃度を同一にして、影響を抑
えた。

（５）共存元素の影響 銅、クロムとも±２％の許容範囲内で影響はなかった。

しかし、供試液のマトリックスを合わせるため、検量線
作成用標準溶液中に銅とクロムを一定量添加することに
した。

（６）分析精度 合成溶液５個測定した結果、変動係数は０．２６（％）
と実用上、十分満足できる精度であった。

Ｇ０発明の効果 本発明に係るＩＣＰ法によれば、電極中のコバルトが高
感度に定量され、これにより電極中のコバルトの組成と
特性との関係を明確にすると共に電極の品質管理及び工
程管理を向上させることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は各種元素の発光スペクトルを示すグラ
乙第４図〜第９図は感度（ＨＶ）の選定を示すグラフ、
第１０図〜第１５図はイツトリウム（Ｙ）及びストロン
チウム（Ｓｒ）との共存物質のプロファイルを示すグラ
フ、第１６図はコバルトの検量線を示すグラフ、第１７
図〜第１８図は試薬の影響を示すグラフ、第１９図〜第
２０図は各共存物質中のコバルトの定性分析の結果を示
すグラフである。 第１図 波長２２８．６１６ｎｍのプロファイル第２図 波長２３８．８９２ｎｍのプロファイル第３図 波長２３７．８６２ｎｍのプロファイルＣ。 →波長（ｎｍ） ／１００ｍ１ 第４図 Ｈ，Ｖ：１０ 試料名工Ｃ０ ＰＰＩｎ 第５図 Ｈ，Ｖ：２０ 試料名：ＣＯ ＰＰｍ 第６図 Ｈ，Ｖ：３０ 試料名工Ｃ０ ｐｐｍ 第７図 Ｈ，Ｖ：４０ 試料名工Ｃ０ ｐＰｍ 第８図 Ｈ，Ｖ：５０ 試料名：００ ＰＰｍ 第９図 Ｈ，Ｖ：６０ 試料名工００ ｐｐｍ 第１０図 Ｙ：３７１．０２９ｎｍのプロファイル第１１図 Ｙ：　３２４．２２８ｎｍのプロファイル／１００ｍ１ ／１００ｍ１ 第１２図 Ｙ：　３６０．０７３　ｎｍのプ０７ｙイル→波長（ｎ
ｍ） ／１００ｍｆｆ 第１３図 Ｓｒ：４０７．７７１ｎｍのプロファイル第１４図 Ｓｒ：４２１，５５２ｎｍのプ０７ｙイル／１００ｒｎ
ｌ ／１００ｍ１ 第１５図 Ｓｒ　：　２１６．５９６ｎｍのプロファイルｒ →波長（ｎｍ） 第１６図 Ｃｏの検量線 元素：ＣＯ波長＋２３８．８９２ｎｍ １次式：（含有量）＝ＡＩＸ　（強度）ＡＩ−０，００
３３５４４８ Ａｏ＝−０，０１１５８９１７ 検量線＝１次式 ％式％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料電極に硝酸及び塩酸を加え、加熱により該試
   料電極を分解させた後冷却し、次にこの分解液を濾過す
   ることにより得られる濾液に標準物質としてイットリウ
   ムを加えてから水で一定容にして、これを試料溶液とし
   て高周波誘導結合型プラズマ発光法を用いて発光強度を
   測定することを特徴とする電極中のコバルトの定量分析
   方法。
2. （２）試料電極がＣｕ−Ｃｒ−Ｃｏ系である請求項第（
   １）項記載の電極中のコバルトの定量分析方法。