JPH0557540B2 - - Google Patents

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JPH0557540B2
JPH0557540B2 JP62182848A JP18284887A JPH0557540B2 JP H0557540 B2 JPH0557540 B2 JP H0557540B2 JP 62182848 A JP62182848 A JP 62182848A JP 18284887 A JP18284887 A JP 18284887A JP H0557540 B2 JPH0557540 B2 JP H0557540B2
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ion
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membrane
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Shujiro Shiga
Hideo Nagata
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本願発明は、ウラニル・イオン交換液膜型電極
に関する。更に詳しくは、ウラニル・イオン交換
膜を有する、濃度応答性が優れ、また再現性、正
確度および耐久性に優れた寿命の長いウラニル・
イオン交換液膜型電極に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a uranyl ion exchange liquid membrane type electrode. More specifically, the uranyl ion exchange membrane has excellent concentration response, and has a long lifespan with excellent reproducibility, accuracy, and durability.
This invention relates to an ion-exchange liquid membrane type electrode.

<従来の技術> 近年の原子力工業の発展に伴ない、かかる原子
力工業に不可欠のウラニル・イオン分析用電極の
実用的研究が進められている。既に、内部に比較
電極を置き、これと外筒の間に一定濃度のラウニ
ル・イオン内部液を満たしたイオン交換液膜型の
ウラニル・イオン選択性電極については、種々の
報告がなされている。例えば、デイトリツヒ
(W.C.Dietrich)はジ−2−エチルヘキシルフオ
スフエート(D2EHP)とウラニル・イオンとの
錯体を含むポリ塩化ビニル(PVC)膜がウラニ
ル・イオンに感応すると報告した(Technical
Progress Report No.Y1174D、Y−12
Development Division、Aug.−Oct.(1971))。
一方、マニングら(D.L.Manning et al.)は酸
性中性のホスホン酸エステルまたはリン酸エステ
ルを希釈剤となる酸性リン酸エステル−ウラニ
ル・イオン錯体のPVC基材反応膜の性質を調べ、
数種の感応性の良好な膜を得たが、濃度応答性と
相関のある電位差の常用対数表示濃度に体する勾
配(以下単に電位差勾配と称する。)はせいぜい
26mV/decadeでNernst式の2価イオンに対す
る理論電位差勾配(以下単にNernst勾配と称す
る。)より小さかつた(Anal.Chem.、Vol.46、
No..8、pp.1116−1119(1974))。更に、ゴールド
バークら(I.Golderg et al.)はD2EHP、リン酸
トリブチル(TBP)および多種のホスホン酸エ
ステルのいずれかを希釈剤とし、酸性、中性のリ
ン酸エステル、亜リン酸エステルあるいは酸性ホ
ルホン酸エステルとウラニル・イオンとの錯体の
PVC基材感応膜の性質を調べ、亜リン酸エステ
ル系の感応膜によりネルンスト勾配に近い電位差
勾配を得た(Anal.Chem.、Vol.52、pp.2105−
2108(1980))。志賀らはイオン交換体と相溶性に
優れた希釈剤及び膜形成基材と親和性を有する溶
剤で処理した感応膜を用いることを特徴とした電
位差勾配の大きいウラニル・イオン選択性電極を
得た(特願昭61−150559号)。しかしながら、こ
れらの文献には電極の寿命に関する報告は一例を
除いてない。その例では、寿命は2週間で、はな
はだ不充分である。
<Prior Art> With the recent development of the nuclear power industry, practical research is underway on electrodes for uranyl ion analysis, which are essential to the nuclear power industry. Various reports have already been made regarding ion-exchange membrane-type uranyl ion-selective electrodes in which a reference electrode is placed inside and an internal solution of launyl ions at a certain concentration is filled between this and the outer cylinder. For example, WCDietrich reported that polyvinyl chloride (PVC) membranes containing a complex of di-2-ethylhexyl phosphate (D2EHP) and uranyl ions were sensitive to uranyl ions (Technical
Progress Report No.Y1174D, Y-12
Development Division, Aug.-Oct. (1971)).
On the other hand, DL Manning et al. investigated the properties of a PVC-based reaction membrane of an acidic phosphate ester-uranyl ion complex using an acidic and neutral phosphonate or phosphate ester as a diluent.
Although several types of membranes with good sensitivity were obtained, the gradient of the potential difference correlated with the concentration response in the common logarithmic concentration (hereinafter simply referred to as the potential difference gradient) was at best
At 26 mV/decade, it was smaller than the theoretical potential difference gradient for divalent ions according to the Nernst equation (hereinafter simply referred to as the Nernst gradient) (Anal.Chem., Vol. 46,
No... 8, pp. 1116-1119 (1974)). Additionally, I. Golderg et al. used D2EHP, tributyl phosphate (TBP), and any of a variety of phosphonates as diluents to dilute acidic, neutral phosphates, phosphites, or Complex of acidic phosphonic acid ester and uranyl ion
We investigated the properties of the PVC-based sensitive membrane and obtained a potential difference gradient close to the Nernst gradient using a phosphite-based sensitive membrane (Anal.Chem., Vol.52, pp.2105-
2108 (1980)). Shiga et al. developed a uranyl ion-selective electrode with a large potential difference gradient using a sensitive membrane treated with a diluent that has excellent compatibility with the ion exchanger and a solvent that has affinity with the membrane-forming substrate. (Special Application No. 150559/1983). However, these documents do not include any reports regarding the lifespan of the electrodes, except for one example. In that example, the lifespan is two weeks, which is grossly inadequate.

<発明が解決すべき問題点> 一般に、電極の寿命は長いほど、センサーとし
ての実用性は高い。しかし、上記報告では電極の
寿命に関する報告は殆ど無く、工業的センサーと
しての水準に到達したものかどうか疑わしい。後
述の比較例に示すように、本発明者らの研究で
は、これらの寿命は充分と言えなかつた。
<Problems to be Solved by the Invention> Generally, the longer the life of an electrode, the more practical it is as a sensor. However, in the above reports, there is almost no report on the lifespan of the electrodes, and it is doubtful whether the standards have been reached as industrial sensors. As shown in the Comparative Examples described below, the lifespan of these products could not be said to be sufficient according to the research conducted by the present inventors.

本発明者は、かかる現状に鑑み鋭意検討を行な
つた結果、5ケ月以上の寿命を持つ、工業的利用
可能のウラニル・イオン電極を実現し、本発明を
完成するに至つた。
As a result of intensive studies in view of the current situation, the present inventor has realized an industrially usable uranyl ion electrode that has a lifespan of 5 months or more, and has completed the present invention.

<問題点を解決する為の手段> 本発明は、イオン交換液膜型電極おいて、膜形
成基材を、中性リン酸エステルまたは中性亜リン
酸エステルのウラニル・イオン錯体の一種または
二種以上よりなるイオン交換体、該イオン交換体
と相溶性に優れた希釈剤、及び膜形成基剤と親和
性を有する溶剤の、三種の試薬にて処理した感応
膜を用い、内部比較電極として銀塩化銀電極を用
いるウラニル・イオン電極において、感応膜に接
触する内部液として、LiCl、CsCl、KNO3、Mg
(NO32あるいはSr(NO32の中から選んだすくな
くとも1種の化合物をウラニル・イオンと共存さ
せることを特徴とするウラニル・イオン交換液膜
型電極に係るものである。
<Means for Solving the Problems> The present invention provides an ion-exchange liquid membrane type electrode in which the membrane-forming substrate is made of one or two uranyl ion complexes of neutral phosphate or neutral phosphite. Using a sensitive membrane treated with three types of reagents: an ion exchanger consisting of more than one species, a diluent with excellent compatibility with the ion exchanger, and a solvent with affinity with the membrane-forming base, a sensitive membrane was used as an internal reference electrode. In a uranyl ion electrode using a silver-silver chloride electrode, LiCl, CsCl, KNO 3 , Mg are used as internal liquids in contact with the sensitive membrane.
The present invention relates to a uranyl ion exchange liquid membrane electrode characterized in that at least one compound selected from (NO 3 ) 2 or Sr(NO 3 ) 2 coexists with uranyl ions.

以下、本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically explained below.

本発明に関わるウラニル・イオン交換液膜型電
極はイオン交換液膜型である。即ち、ジヤンクシ
ヨンを備えた独立の内部比較電極を内部に置き、
これと外筒の間に一定濃度のウラニル・イオン内
部液を満たし、試験溶液と内部液は外筒の一部で
あるラウニル・イオン交換液膜をはさんで接触し
ているか、あるいは上記内部比較電極を電極素子
のみとし、内部液として内部比較電極のための内
部液組成とウラニル・イオン電極のための内部液
組成すなわちウラニル・イオンを共存させた構造
である。
The uranyl ion exchange liquid membrane type electrode according to the present invention is of the ion exchange liquid membrane type. That is, an independent internal comparison electrode with a juncture is placed inside;
A certain concentration of uranyl ion internal solution is filled between this and the outer cylinder, and the test solution and the internal liquid are in contact with each other through a launyl ion exchange liquid membrane that is part of the outer cylinder, or the internal comparison described above This is a structure in which the electrode is only the electrode element, and the internal liquid composition for the internal comparison electrode and the internal liquid composition for the uranyl ion electrode, that is, uranyl ions, coexist.

本発明における内部比較電極は、銀塩化銀電電
極である。その構造には、特に制限はなく、シン
グル・ジヤンクシヨン型でもよく、ダブル・ジヤ
ンクシヨン型でもよい。また内部比較電極と、イ
オン交換膜の間の隔壁を取払つた、電極素子が内
部比較電極としての内部液に浸つている形式でも
よい。本発明で使用する膜形成基材とは、イオン
交換液膜を形成しうるものである。例えば、ポリ
酢酸ビニル、シリコンゴム、酢酸セルローズ、ポ
リ塩化ビニール、エポキシ樹脂等が好適に使用さ
れる。中でも、ポリ塩化ビニルが特に好ましい。
The internal comparison electrode in the present invention is a silver-silver chloride electrode. There is no particular restriction on its structure, and it may be of a single-junction type or a double-junction type. Alternatively, a type may be used in which the partition wall between the internal comparison electrode and the ion exchange membrane is removed, and the electrode element is immersed in the internal liquid as the internal comparison electrode. The membrane-forming substrate used in the present invention is one that can form an ion-exchange liquid membrane. For example, polyvinyl acetate, silicone rubber, cellulose acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin, etc. are preferably used. Among these, polyvinyl chloride is particularly preferred.

イオン交換体を形成する錯化剤としては中性リ
ン酸エステルまたは中性亜イン酸エステルが使用
される。これらのエステルはアルコール残基がそ
れそれ炭素数2から20のアルキル基が好適に使用
される。炭素数2から20のアルキル基としては例
えばエチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オク
チル、ドデシルがある。3個のアルコール残基は
もちろん同一でなくてもよい。
As the complexing agent for forming the ion exchanger, a neutral phosphate ester or a neutral insinite is used. In these esters, each alcohol residue preferably has an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms. Examples of alkyl groups having 2 to 20 carbon atoms include ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, and dodecyl. Of course, the three alcohol residues do not have to be the same.

具体的には、亜リン酸トリ−n−ブチル、リン
酸トリオクチル、亜リン酸ジブチンデシル、亜リ
ン酸ジエチルデシル、リン酸ジブチルデシル、リ
ン酸ジエチルデシル等が挙げられる。これらは、
単独または複数併用して使用できる。
Specific examples include tri-n-butyl phosphite, trioctyl phosphate, dibutynedecyl phosphite, diethyldecyl phosphite, dibutyldecyl phosphate, diethyldecyl phosphate, and the like. these are,
Can be used alone or in combination.

次に、上記のイオン交換体と相溶性が優れた希
釈剤としては、中性リン酸エステルが好適に使用
できる。これらのエステルはアルコール残基がそ
れぞれ炭素数2から20のアルキル基が好ましい。
炭素数2から20のアルキル基としては、エチル、
プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、ドデシ
ルなどが挙げられ、中でも、炭素数3から8のア
ルキル基が好ましい。
Next, as a diluent having excellent compatibility with the above-mentioned ion exchanger, a neutral phosphoric acid ester can be suitably used. In these esters, each alcohol residue is preferably an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms.
As the alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, ethyl,
Examples include propyl, butyl, hexyl, octyl, dodecyl, etc. Among them, alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms are preferred.

具体的には、リン酸トリエチル、リン酸トリプ
ロピレン、リン酸トリヘキシル、リン酸トリオク
チル、リン酸トリデシル等であり、中でもリン酸
トリブチルが好適に使用される。
Specifically, triethyl phosphate, tripropylene phosphate, trihexyl phosphate, trioctyl phosphate, tridecyl phosphate, etc. are used, among which tributyl phosphate is preferably used.

また、膜形成基剤と親和性を有する溶剤(親和
溶剤)には、可塑剤等が用いられ、例えば、フタ
ル酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸
エステル、その他グリコール誘導体等が挙げられ
る。そのなかでも好ましいのはフタル酸エステ
ル、アジピン酸エステル及びセバシン酸エステル
である。これらのエステルはアルコール残基がそ
れぞれ炭素数2から20のアルキル基が好ましい。
炭素数2から20のアルキル基としては、エチル、
プロピル、ブチル、ヘプチル、ドデシル等であ
る。この中でも、炭素数3から8のアルキル基が
好ましい。
In addition, a plasticizer or the like is used as a solvent having affinity with the film forming base (compatible solvent), and examples thereof include phthalic acid ester, adipic acid ester, sebacic acid ester, and other glycol derivatives. Among them, phthalate esters, adipate esters and sebacate esters are preferred. In these esters, each alcohol residue is preferably an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms.
As the alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, ethyl,
Propyl, butyl, heptyl, dodecyl, etc. Among these, an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferred.

具体的には、フタル酸ジオクチル(DOP)、ア
ジピン酸ジオクチル(DOA)、セバジン酸ジオク
チル(DOS)等が挙げられる。
Specific examples include dioctyl phthalate (DOP), dioctyl adipate (DOA), dioctyl sebadate (DOS), and the like.

錯化剤は、後記のウラニル・イオン内部液調整
の為の硝酸ウラニル、6水塩1モルに対し2モル
〜3モル特に好ましくは、2.0モル〜2.5モルの比
率で用いられる。希釈剤と親和溶剤の混合比率
は、重量比で3/1〜1/3特に好ましくは、
2/1〜1/2であり、錯化剤と硝酸ウラニルか
ら作られたイオン交換体は希釈剤と親和溶剤との
混合物と重量比で1/7〜1/20好ましくは、
1/8〜1.15で混合され、さらにこれらのイオン
交換体、希釈剤、親和溶剤の混合物は膜形成基材
が全体の20重量%〜50重量%好ましくは25重量%
〜35重量%になるように混合して膜形成基材とし
て用いられる。
The complexing agent is used in a ratio of 2 mol to 3 mol, particularly preferably 2.0 mol to 2.5 mol, per 1 mol of uranyl nitrate hexahydrate for preparing the uranyl ion internal solution described later. The mixing ratio of the diluent and the compatible solvent is preferably 3/1 to 1/3 by weight,
The ion exchanger made from the complexing agent and uranyl nitrate preferably has a weight ratio of 1/7 to 1/20 to the mixture of the diluent and the compatible solvent.
The mixture of these ion exchangers, diluents, and affinity solvents contains 20% to 50%, preferably 25% by weight of the film-forming base material.
It is used as a film forming base material by mixing it to a concentration of ~35% by weight.

本発明において、膜形成基材を、中性リン酸エ
ステルまたは中性亜リン酸エステルのウラニン・
イオン錯体の一種または二種以上よりなるイオン
交換体と、該イオン交換体と相溶性に優れた希釈
剤及び膜形成基材と親和性を有する溶剤にて処理
せしめ感応膜を得る方法は、いかなる方法でもよ
い。例えば膜形成基剤と錯体、希釈剤、親和溶剤
とを、直接混合したのち、熱成型する方法もある
が、一般的には、溶解力のある例えばテトラヒド
ロフラン、シクロヘキサノン等の揮発性の良溶媒
に膜形成基剤を溶解後、上記イオン交換体、希釈
剤、親和溶剤と混合したのち、あるいは順次加え
て均一な溶液としたのち、該良溶倍媒を蒸発させ
ることにより得られる。
In the present invention, the film forming base material is a neutral phosphate ester or a neutral phosphite ester containing uranine.
Any method can be used to obtain a sensitive membrane by treating an ion exchanger consisting of one or more types of ion complexes, a diluent having excellent compatibility with the ion exchanger, and a solvent having affinity with the membrane-forming substrate. It may be a method. For example, there is a method of directly mixing the film-forming base and the complex, diluent, or compatible solvent and then thermoforming the mixture, but generally speaking, it is better to use a volatile good solvent such as tetrahydrofuran or cyclohexanone that has a dissolving power. It can be obtained by dissolving the membrane-forming base, mixing it with the ion exchanger, diluent, and affinity solvent, or adding them sequentially to form a homogeneous solution, and then evaporating the good solvent.

膜の厚みは0.1mm〜0.8mmが適当であり特に好ま
しくは0.2mm〜0.6mmになるように調整する。
The thickness of the film is suitably adjusted to 0.1 mm to 0.8 mm, particularly preferably 0.2 mm to 0.6 mm.

イオン交換膜と接触しているウラニル・イオン
内部液、すなわち指示電極としての内部液は、ウ
ラニル・イオンと、LiCl、CsCl、KNO3あるいは
Mg(NO32あるいはSr(NO32の中から選んだす
くなくとも1種の化合物(以下選択化合物と云
う。)を溶解させている。濃度にはどちらにも特
に制限は無い。ウラニル・イオン濃度としては被
測定液の濃度に近いことが望ましく、選択化合物
濃度には0.1〜4M程度の濃度が好適である。
The uranyl ion internal solution in contact with the ion exchange membrane, i.e. the internal solution as an indicator electrode, contains uranyl ions and LiCl, CsCl, KNO3 or
At least one compound selected from Mg(NO 3 ) 2 or Sr(NO 3 ) 2 (hereinafter referred to as the selected compound) is dissolved. There are no particular restrictions on the concentration. The uranyl ion concentration is preferably close to the concentration of the liquid to be measured, and the selected compound concentration is preferably about 0.1 to 4M.

<実施例> (実験方法) 感応膜試作より電位差測定までの共通的な実験
方法を以下に記す。本発明では、特に記さないか
ぎり、これらに基づき実験を行なつた。
<Example> (Experimental method) A common experimental method from the production of a sensitive membrane prototype to potential difference measurement is described below. In the present invention, experiments were conducted based on these unless otherwise specified.

(1) PVC−イオン交換体感応膜の調製 (1) イオン交換体の調製 1.00gの硝酸ウラニル6水塩に対し、モル
比で2となるようにリン酸エステル(または
亜リン酸エステル)を加える。これを硝酸ウ
ラニルの固相が無くなるまで良く撹拌振盪し
錯体を生成させる。この時下層に水相が生じ
た場合は、遠心分離後により水相と油相を完
全に分離した後、注射器等を用いて水相を取
り除く。残つた粘ちような黄色の液体(油
相)がリン酸エステル(または亜リン酸エス
テル)と硝酸ウラニルとの錯体であり、これ
に100mgの無水硫酸ソーダを2回加え、その
度毎に遠心分離して、錯体中の水分を除去す
る。このイオン交換体(錯体)は乾燥したキ
ヤツプ付き試験管に保存する。
(1) Preparation of PVC-ion exchanger sensitive membrane (1) Preparation of ion exchanger Add phosphate ester (or phosphite ester) to 1.00 g of uranyl nitrate hexahydrate at a molar ratio of 2. Add. This is thoroughly stirred and shaken until the solid phase of uranyl nitrate disappears to form a complex. If an aqueous phase is generated in the lower layer at this time, the aqueous phase and oil phase are completely separated by centrifugation, and then the aqueous phase is removed using a syringe or the like. The remaining viscous yellow liquid (oil phase) is a complex of phosphate ester (or phosphite) and uranyl nitrate, and 100 mg of anhydrous sodium sulfate is added twice to this, centrifuging each time. Separate to remove water in the complex. This ion exchanger (complex) is stored in a dry, capped test tube.

(2) 感応膜の調製 イオン交換体と混合溶剤との重量比が、約
1:9になるようにイオン交換体45mgと混合
溶剤40mgを乾燥した50〜100mlビーカーに計
り取り、良く撹拌する。混合溶液中の希釈剤
と親和溶剤の比率は1:1とした。ただし希
釈剤か親和溶剤の一方しか使わない場合もあ
る。その場合にはもちろんその溶媒を400mg
加える。この溶液に、あらかじめ硬質PVC
(住友化学製SX−DH 粘度平均重合度
2620)1.75gをテトラハイドロフラン
(THF)60mlに溶解させた溶液6mlを加え良
く撹拌する。この溶液を直径約30mmの乾燥し
たシヤーレにあけ、上に紙を2〜3枚かぶ
せて、ドラフト内へ水平を保つようにして静
置し溶媒であるTHFを徐々に蒸発させて乾
燥させる。乾燥時間は36時間以上とする。
(2) Preparation of sensitive membrane Measure 45 mg of ion exchanger and 40 mg of mixed solvent into a dry 50-100 ml beaker so that the weight ratio of ion exchanger and mixed solvent is about 1:9, and stir well. The ratio of diluent and compatible solvent in the mixed solution was 1:1. However, there are cases where only one of the diluent and the compatible solvent is used. In that case, of course, use 400 mg of the solvent.
Add. In this solution, pre-rigid PVC
(Sumitomo Chemical SX-DH viscosity average degree of polymerization
Add 6 ml of a solution of 1.75 g of 2620) dissolved in 60 ml of tetrahydrofuran (THF) and stir well. Pour this solution into a dry shear dish with a diameter of about 30 mm, cover it with two or three sheets of paper, and leave it in a fume hood in a horizontal position to gradually evaporate the solvent THF and dry it. Drying time should be at least 36 hours.

(2) 電極の組立て 乾燥を終えたPVC感応膜を直径12mmの円盤
上にコルクポーラー、カツター等を利用して切
り抜き、外形12mm長さ30〜40mmのPVCチユー
ブの一端に装着する。接着剤にはPVC7gを
THF60mlに溶解したものを用いた。接着部分
が充分乾燥した後電極膜に使用する前に24時間
以上のぞましくは72時間以上PVC感応膜の両
側が10-2Mのウラニル標準濃度液に接つするよ
うに浸し所謂コンデイシヨニングを行なう。ま
た電極膜を取り外して保存する場合もこの標準
溶液に浸しておく。電極の組立ては銀塩化銀比
較電極の先に膜を接着した上記のPVCチユー
ブを取付けシールテーブルで外れないように固
定する。なおこの電極膜と比較電極との間には
内部液として10-2Mの硝酸ウラニル溶液(PH=
3.0)をあらかじめ満たしておく。従つてこの
電極(指示電極)の構造は次のように書ける。
(2) Electrode assembly Cut out the dried PVC sensitive membrane onto a disk with a diameter of 12 mm using a cork polarizer, cutter, etc., and attach it to one end of a PVC tube with an outer diameter of 12 mm and a length of 30 to 40 mm. 7g of PVC for adhesive
A solution dissolved in 60 ml of THF was used. After the adhesive part has sufficiently dried, before using it as an electrode membrane, soak the PVC sensitive membrane for at least 24 hours, preferably for at least 72 hours, so that both sides are in contact with a 10 -2 M uranyl standard concentration solution. Perform shioning. Also, when removing the electrode membrane and storing it, soak it in this standard solution. To assemble the electrode, attach the above-mentioned PVC tube with the film adhered to the tip of the silver-silver chloride reference electrode and fix it on a sealing table so that it does not come off. A 10 -2 M uranyl nitrate solution (PH=
3.0) must be satisfied in advance. Therefore, the structure of this electrode (indicator electrode) can be written as follows.

Ag/AgCl、KCl‖UO2(NO32、10-2M (PH=3)|膜| 内部比較電極 内部液 〓―――〓―――〓 指示電極 (3) 標準濃度の硝酸ウラニル水溶液の調製 電位差設定前にPH3.0となるよう1N HNO3
または1N KOH溶液を用いれ調節した10-1
10-2、10-3、10-4Mのウラニル・イオン標準液
を調製使用した。
Ag/AgCl, KCl‖UO 2 (NO 3 ) 2 , 10 -2 M (PH=3) | Membrane | Internal reference electrode Internal solution〓――――〓――――〓 Indicator electrode (3) Standard concentration of uranyl nitrate Preparation of aqueous solution Add 1N HNO 3 to pH 3.0 before setting the potential difference.
or 10 -1 adjusted using 1N KOH solution,
Uranyl ion standard solutions of 10 -2 , 10 -3 and 10 -4 M were prepared and used.

(4) 電位差測定法 上記指示電極と、その内部比較電極と同じ電
極を外部比較電極として電池を組立て、その起
電力(電位差)を堀場製のPH/mV系F−
8AT型によつて25±2℃で測定した。試料液
をいれたビーカーはマグネチツク・スターラー
でゆつくり撹拌した。ビーカーとスターラーの
間には断熱マツトをはさみ液温の上昇を防止し
た。10分間での電位変化が1mV以下となつた
点をその濃度での確定電位であるとして読取つ
た。
(4) Potential difference measurement method Assemble a battery using the above indicator electrode and the same electrode as its internal comparison electrode as an external comparison electrode, and measure the electromotive force (potential difference) using Horiba's PH/mV system F-
Measurements were made at 25±2° C. by Model 8AT. The beaker containing the sample solution was gently stirred with a magnetic stirrer. An insulating mat was placed between the beaker and the stirrer to prevent the temperature of the liquid from rising. The point at which the potential change in 10 minutes became 1 mV or less was read as the confirmed potential at that concentration.

(5) 寿命測定法 上記電位差測定法により測定を終つた指示電
極を、試料液より引上げたのち保存液の中に浸
す。保存液はコンデイシヨニングに用いたのと
同じ10-2Mのウラニル標準濃度液である。所定
時間(約10日)が経過したら(4)の方法で電位差
を測定する。この保存、測定を繰返す。電位差
勾配はほとんど経時変化しないが、指示電位は
時間とともに振動をはじめる。その振幅が2回
以上続けて2mVを越した場合その最初の測定
時点を電極寿命の終点と判断する。
(5) Lifespan measurement method The indicator electrode, which has been measured using the potentiometric method described above, is lifted from the sample solution and then immersed in the storage solution. The storage solution was the same 10 -2 M uranyl standard concentration solution used for conditioning. After a predetermined period of time (approximately 10 days) has passed, measure the potential difference using method (4). Repeat this storage and measurement. Although the potential difference gradient hardly changes over time, the indicated potential begins to oscillate over time. If the amplitude exceeds 2 mV two or more times in a row, the first measurement point is determined to be the end point of the electrode life.

比較例 1 DBPまたはD2EHPのそれぞれ倍モル量(対ウ
ラニル・イオン)を使つて上記実験方法(1)(1)のイ
オン交換体を調製し、混合溶剤にTBPだけを(2)
の感応膜の調製に用いた電極の寿命は約15日であ
つた。
Comparative Example 1 An ion exchanger according to the above experimental method (1) was prepared using twice the molar amount (based on uranyl ions) of DBP or D2EHP, and only TBP was added to the mixed solvent (2).
The life of the electrode used to prepare the sensitive membrane was approximately 15 days.

この比較例1はデイトリツヒやらマニングらの
実験の代表例としての、リン酸ジブチル(DBP)
またはD2EHP−ウラニル・イオン錯体をイオン
交換体としTBPを希釈剤とするPVC基剤の感応
膜の寿命試験である。この結果は彼らの試作電極
の寿命が工業的に使用するためには充分でないこ
とを示す。
Comparative Example 1 uses dibutyl phosphate (DBP) as a representative example of experiments by Deitrich and Manning et al.
Or, it is a life test of a PVC-based sensitive membrane using D2EHP-uranyl ion complex as an ion exchanger and TBP as a diluent. This result indicates that the lifetime of their prototype electrode is not sufficient for industrial use.

比較例 2 亜リン酸トリ−n−ブチルを錯化剤とする、希
釈剤がTBPで、親和溶剤がDOAまたはDOSであ
る感応膜を調製して寿命の測定をした。その結果
約30日の寿命を得た。
Comparative Example 2 A sensitive membrane was prepared using tri-n-butyl phosphite as a complexing agent, TBP as a diluent, and DOA or DOS as an affinity solvent, and its life was measured. As a result, we obtained a lifespan of approximately 30 days.

この比較例2は志賀らの実験の代表例として
の、亜リン酸トリ−n−ブチル−ウラニル・イオ
ン錯体をイオン交換体とし、TBPを希釈剤とし、
DOAまたはDOSを親和溶剤とするPVC基材の感
応膜の寿命試験である。この結果は彼らの試作電
極の寿命が比較例1よりは優れるが、まだ工業的
使用のためには充分でないことを示す。
Comparative Example 2 is a representative example of Shiga et al.'s experiment, using tri-n-butyl-uranyl phosphite ion complex as an ion exchanger and TBP as a diluent.
This is a lifespan test of a PVC-based sensitive membrane using DOA or DOS as an affinity solvent. This result shows that although the life of their prototype electrode is better than Comparative Example 1, it is still not sufficient for industrial use.

実施例 1 比較例2において、(2)電極の組立ての際電極膜
と比較電極との間に内部液として10-2Mの硝酸ウ
ラニル溶液で、PH=3、かつ3.33NのLiClを含む
ように調製した溶液を使用した。その結果150日
を越す寿命を得た。
Example 1 In Comparative Example 2, (2) When assembling the electrode, a 10 -2 M uranyl nitrate solution was used as an internal solution between the electrode membrane and the reference electrode so that the pH was 3 and LiCl was 3.33N. A solution prepared in 1 was used. As a result, we obtained a lifespan of over 150 days.

実施例 2 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
2.96MのCsClを含む溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 2 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 2.96M CsCl was used. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 3 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
同濃度のKNO3を含む溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 3 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
Solutions containing the same concentration of KNO 3 were used. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 4 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
1.17MのMg(NO33を含む溶液を用いた。この場
合も150日を越す寿命であつた。
Example 4 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 1.17M Mg( NO3 ) 3 was used. In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 5 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
1.47MのSr(NO33を含む溶液を用いた。この場
合も150日を越す寿命であつた。
Example 5 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 1.47M Sr(NO 3 ) 3 was used. In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 6 実施例1において、錯化剤をリン酸ジエチリン
ドデシルとするイオン交換体を用いた。この場合
も150日を越す寿命であつた。
Example 6 In Example 1, an ion exchanger in which diethylindecyl phosphate was used as the complexing agent was used. In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 7 実施例6において、内部液に、LiClの代りに、
2.96MのCsClを含む溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 7 In Example 6, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 2.96M CsCl was used. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 8 実施例6において、内部液に、LiClの代りに、
3.33MのKNO3を含む溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 8 In Example 6, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 3.33M KNO3 was used. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 9 実施例6において、内部液に、LiClの代りに、
1.17MのMg(NO33を含む溶液を用いた。この場
合も150日を越す寿命であつた。
Example 9 In Example 6, the internal solution contained, instead of LiCl,
A solution containing 1.17M Mg( NO3 ) 3 was used. In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 10 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
1.41MのSr(NO33を含む溶液を用いた。この場
合も150日を越す寿命であつた。
Example 10 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
A solution containing 1.41M Sr(NO 3 ) 3 was used. In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 11 比較例2において、銀塩化銀内部電極の外筒を
とりはずし、電極素子のみとし、それを実施例1
のイオン交換膜と内部液をいれた筒に浸した指示
電極の寿命を測定した。その結果すべてが150日
以上の寿命を得た。
Example 11 In Comparative Example 2, the outer cylinder of the silver-silver chloride internal electrode was removed, leaving only the electrode element, and it was replaced with Example 1.
The life of an indicator electrode immersed in a cylinder containing an ion exchange membrane and an internal solution was measured. As a result, all had a lifespan of more than 150 days.

実施例 12 比較例2において、銀塩化銀内部電極の外筒を
とりはずし、電極素子のみとし、それをそれぞれ
実施例2のイオン交換膜と内部液をいれた筒に浸
した指示電極の寿命を測定した。その結果すべて
が150日以上の寿命を示した。
Example 12 In Comparative Example 2, the outer cylinder of the silver-silver chloride internal electrode was removed, leaving only the electrode element, and the life of the indicator electrode was measured by immersing it in the cylinder containing the ion exchange membrane and internal liquid of Example 2. did. The results showed that all of them had a lifespan of more than 150 days.

実施例 13 実施例1において、内部液に、更にSr(NO32
を飽和するまで加えた溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 13 In Example 1, Sr(NO 3 ) 2 was further added to the internal solution.
A solution was used in which the solution was added to saturation. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 14 実施例6において、内部液に、更にSr(NO32
を飽和するまで加えた溶液を用いた。この場合も
150日を越す寿命であつた。
Example 14 In Example 6, Sr(NO 3 ) 2 was further added to the internal solution.
A solution was used in which the solution was added to saturation. In this case too
It had a lifespan of over 150 days.

実施例 15 実施例11において、内部液に、更にSr(NO)2
を飽和するまで加えた溶液を用いた。
Example 15 In Example 11, Sr(NO) 2 was further added to the internal solution.
A solution was used in which the solution was added to saturation.

この場合も150日を越す寿命であつた。 In this case as well, the lifespan exceeded 150 days.

実施例 16 実施例1において、内部液に、更にCsSO4を飽
和するまで加えた溶液を用いた。この場合も150
日を越す寿命であつた。
Example 16 In Example 1, a solution was used in which CsSO 4 was further added to the internal solution until it was saturated. In this case also 150
It had a life span of more than a day.

実施例 17 実施例6において、内部液に、更にMgCl2を飽
和するまで加えた溶液を用いた。この場合も150
日を越す寿命であつた。
Example 17 In Example 6, a solution was used in which MgCl 2 was further added to the internal solution until it was saturated. In this case also 150
It had a life span of more than a day.

比較例 3 実施例1において、内部液に、LiClの代りに、
3.33MのLiNO4を用いた場合、1.56MのLi2SO4
用いた場合、1.43MCs2SO4を用いた場合、0.82M
のCsNO3を用いた場合、1.47MのMgCl2を用いた
場合および0.811MのMgSO4を用いた場合および
1.05MのSrCl2を用いた場合のそれぞれについて、
寿命試験を行なつた。いずれの場合でも寿命は
高々30日であつた。
Comparative Example 3 In Example 1, instead of LiCl in the internal solution,
With 3.33M LiNO4 , 1.56M Li2SO4 , 1.43MCs2SO4 , 0.82M
with CsNO3 , with 1.47M MgCl2 and with 0.811M MgSO4 and
For each case using 1.05M SrCl2 ,
We conducted a lifespan test. In either case, the lifespan was 30 days at most.

<発明の効果> 本発明によりウラニル・イオン選択性、濃度応
答性に優れ、かつ寿命の長いウラニル・イオン交
換液膜型電極が提供される。本電極は、再現性、
正確度、耐久性も良好であり、特にラウニル・イ
オン分析用電極として原子力工業において実用的
な電極を提供するものといえる。
<Effects of the Invention> The present invention provides a uranyl ion exchange liquid membrane type electrode that has excellent uranyl ion selectivity and concentration responsiveness and has a long life. This electrode has excellent reproducibility,
It has good accuracy and durability, and can be said to provide a practical electrode in the nuclear power industry, especially as an electrode for launyl ion analysis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 イオン交換液膜型電極において、膜形成基材
を、中性リン酸エステルまたは中性亜リン酸エス
テルのウラニル・イオン錯体の一種または二種以
上よりなるイオン交換体、該イオン交換体と相溶
性に優れた希釈剤、及び膜形成基材と親和性を有
する溶剤の、三種の試薬にて処理した感応膜を用
い、内部比較電極として銀塩化銀電極を用いるウ
ラニル・イオン電極において、感応膜に接触する
内部液として、LiCl、CsCl、KNO3、Mg
(NO32あるいはSr(NO32の中から選んだすくな
くとも1種の化合物をウラニル・イオンと共存さ
せることを特徴とするウラニル・イオン交換液膜
型電極。
1. In an ion-exchange liquid membrane type electrode, the membrane-forming substrate is an ion exchanger made of one or more uranyl ion complexes of a neutral phosphate ester or a neutral phosphite, and an ion exchanger that is compatible with the ion exchanger. In a uranyl ion electrode that uses a silver-silver chloride electrode as an internal reference electrode, the sensitive membrane is LiCl, CsCl, KNO 3 , Mg
A uranyl ion exchange liquid membrane electrode characterized in that at least one compound selected from (NO 3 ) 2 or Sr(NO 3 ) 2 coexists with uranyl ions.
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