JPH0726951B2 - リン類の定量試薬及び定量方法 - Google Patents

リン類の定量試薬及び定量方法

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JPH0726951B2
JPH0726951B2 JP18863887A JP18863887A JPH0726951B2 JP H0726951 B2 JPH0726951 B2 JP H0726951B2 JP 18863887 A JP18863887 A JP 18863887A JP 18863887 A JP18863887 A JP 18863887A JP H0726951 B2 JPH0726951 B2 JP H0726951B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、リン類の定量試薬及び定量方法に関する。
さらに詳しくは、種々の液体中、ことに水中におけるリ
ン酸イオン、縮合リン酸イオン、加水分解性リン化合物
等の種々のリン類の定量試料及び定量方法に関する。
(ロ)従来の技術 リン類の定量法としては、従来から重量法、容量法、電
気分析法、光学分析法等の種々の方法が知られており、
ことに吸光光度による光学分析法は制度が良くJISやAST
Mで規格化されている。
かかる吸光光度法の中でも、リン酸イオンの定量に最も
よく使用されているのは、酸性水溶液中でリン酸とモリ
ブデン酸とが反応して生じるモリドデリン酸を適当な還
元剤で還元して生じる青色錯体の呈色の強度を測定する
方法であり、通常、モリブデン酸アンモニウムの酸性水
溶液を試料液に加えた後、塩化第1錫の酸性水溶液を添
加して呈色を行なう手法(モリブデン青法)が採られて
いる。しかしこの手法によれば分析時にモリブデン酸溶
液と還元剤溶液とを別々に試料に混合しなければなら
ず、さらにオルトリン酸以外のリン類を測定するために
は、予め試料を加水分解に付す等の前処理が必要であ
る。また、還元剤溶液が不安定で還元能を失い易くその
調整をしばしば行なわなければならないという分析操作
上の不都合がある。
この点に関しF.Lucena−conde及びL.pratは、五価のモ
リブデンの含むモリブデン酸塩試薬を用いることによ
り、還元剤溶液を用いることなく一種の試薬で呈色する
手法を提案している(“リン、ヒ素、及びゲルマニウム
の比色及び分光光度測定用の新しい試薬"Analytica Ch
imica Acta Vol.16 pp478〜479(1957))。この方
法はモリブデン酸塩の酸性水溶液中に金属水銀を添加す
ることにより六価のモリブデンを五価のモリブデンに還
元し、これを瀘過した溶液を、別に調整した六価のモリ
ブデン酸塩の酸性水溶液と混合して六価のモリブデンと
五価のモリブデンを共存させた一試薬とし、これを用い
て六価のモリブデンより生じるモリブドリン酸を共存す
る五価のモリブデンで加熱還元させて青色錯体を生成さ
せる方法であり、調整されたモリブデン酸試薬が安定で
あり、かつ、縮合リン酸塩等のオルトリン酸以外の加水
分解性リンの加水分解と呈色が同時に行なえる利点をも
有している。そして、本発明者らは上記方法においてモ
リブデンの還元用に用いる金属水銀の毒性に鑑み、この
代わりに安全で取り扱い易い金属錫、塩化第1錫又はア
スコルビン酸を還元剤として用いる方法について先に特
許出願している(特願昭61−80331(特開昭62−237355
号)号)。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 上記五価と六価のモリブデンを含むタイプの酸性の試薬
における酸としては塩酸、硫酸等が用いられるが、定量
時のリン類との反応性や呈色効率の点でこれらの酸量は
できるだけ低濃度であることが望ましい。さらに、試薬
取扱時の安全性の点でも含有する酸の濃度はできるだけ
低くすることが望まれる。
しかしながら、酸が低濃度のなるように調整した場合に
は、試薬自体としての安定性が劣り長時間放置した際に
は、定量性が失われたり呈色性が失われたりする傾向が
ある。従って、酸濃度を低下されるのにも限度があり、
例えば塩酸単独である程度の安定性を得ようとすると通
常酸濃度を20重量%以上に調整する必要があり、リン類
定量試薬としての実用上の長期間の安定性を得るために
はさらに塩酸量を増加させたり硫酸をさらに加える必要
があった。
この発明はかかる問題点に鑑みなされたものであり、こ
とに酸濃度が低くても長期間の安定性を保持しうる五価
/六価モリブデン含有タイプのリン類定量試薬を提供す
るものであり、それにより従来に比して酸濃度がより低
下され、安全性や呈色効率が改善されたリン類定量試薬
の提供を可能とせんとするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段及び作用 上記問題点から本発明者らは鋭意研究を行なった結果、
種々の無機塩化物のうち特定の塩化物を添加することに
より、前記五価/六価モリブデン含有タイプのリン類定
量試薬の安定性が著しく改善される事実を見出しこの発
明に到達した。
かくしてこの発明によれば、五価のモリブデンと六価の
モリブデンとを前者/後者として0.5〜2.0の比で共存す
るモリブデン酸塩の酸性水溶液に、この酸性水溶液に対
し5重量%から溶解度までの範囲の量のリチウム、マグ
ネシウム及び/又はカルシウムの塩化物が含有されてな
るリン類の定量試薬が提供される。
この発明で用いる五価及び六価のモリブデンを含むモリ
ブデン酸塩の酸性水溶液中における五価のモリブデンと
六価のモリブデンとの比率はMo(6)/Mo(5)として
0.5〜2.0とされる。この比が0.5未満ではモリブドリン
酸の生成量が少なくなるため試薬を多量用いる必要があ
り、2.0を越えると試薬自体が青色発色するため適さな
い。
かかる酸性水溶液は、六価のモリブデンの部分還元でも
可能だが、通常六価のモリブデン酸塩の酸性水溶液と五
価のモリブデン酸塩の酸性水溶液とを混合して調整する
のが好ましく、この場合五価のモリブデン酸塩の酸性水
溶液は、六価のモリブデン酸塩酸性水溶液中に還元剤を
充分な量添加して調整する。
ここで用いる還元剤としては、従来用いられている金属
水銀が使用でき、これ以外に金属錫、塩化第1錫又はア
スコルビン酸を用いるのが適している。ただし金属水銀
を用いた場合には、残留する水銀を回収する手間が必要
である共に水銀イオンの混入が無視できず排液処理が大
変であるため、かかる手間が不要でかつ排液処理も簡便
な金属錫塩化第1錫又はアスコルビン酸を用いるのが好
ましい。この際のモリブデン酸塩としては、モリブデン
酸アンモニウム又はナトリウムを用いるのが適してい
る。また、還元剤の添加量は、六価のモリブデン酸を五
価に重文還元できる量用いられる。通常モリブデン(M
o)を1として重量比で0.1〜0.5が適している。
上記酸性水溶液中の酸として塩酸、硫酸等の鉱酸が適し
ており、最終的な酸濃度は最大50重量%程度迄適宜調整
することもできるが、この発明においてはとくに酸濃度
を10重量%程度あるいはそれ以外迄減少させることがで
きる。かかる低濃度の酸濃度の水溶液のみでは呈色試薬
としての安定性は不充分である。
かかる酸性水溶液に、塩化リチウム、塩化マグネシウム
又は塩化カルシウムを含有させることによりこの発明の
定量試薬が得られる。この際の含有量は、酸性水溶液中
に少なくとも5重量%とされ、最大限その溶解度量迄含
有させることができ、通常、15重量%以上とするのが好
ましい。5重量%未満では試薬安定性が不充分であり、
酸性水溶液への溶解度以上含有させると過剰分が沈澱し
この際共沈等を起すおそれがあるため適さない。かかる
含有により、低濃度の酸濃度においても安定性が良好に
保たれ、また低濃度でない酸濃度においてはその試薬安
定性をより向上させることができる。なお、上記塩化物
と類似の塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化亜鉛等を
用いてもかかる効果は得られない。
なお、これら塩化物の含有は、前記酸性水溶液を調整し
たのち、これに直接添加することに行なうのが適してい
るが、場合によっては、酸性水溶液混合調整前の5価や
6価のモリブデン酸塩水溶液のいずれか又は両方に予め
添加しておいてもよく、結果的に前記塩化物が酸性水溶
液中に含有されるよう調整されておればよい。
このようにして得られるあこの発明の定量試薬を、測定
を意図する試料液と混合・加熱し生じうる青色の呈色の
強度を指標とすることにより、該試料液中のリン類を定
量することができるこの際、試料液との混合比は、モリ
ブデン酸塩濃度や試料液中のリン濃度によっても変化し
うるが、例えば、試料液50mlに対して約1.5〜4ml程度と
するのが適している。
加熱は通常50〜100℃の範囲で行なえばよく、青色呈色
の迅速性の点で沸騰水中で加熱するのが好ましい。この
場合、約15分で最大吸収となる。
吸光度測定は、通常、極大級収波長域である820〜830nm
で行なうのが適している。
(ホ)実施例 (実施例1) 試薬の調整 モリブデン酸アンモニウム6水和物5.0gを水60gに溶解
した。この溶液26gをビーカーにとり、36%塩酸3g、塩
化リチウム27g及び水23.9gを加え攪拌溶解後、これに下
記化学物質(還元剤) 0.1gを加え攪拌溶解した。この液80gをA液とする。
はじめに作成したモリブデン酸アンモニウム溶液36gに3
6%塩酸80g、塩化リチウム86g及び水115gを加え攪拌溶
解した。この液に上記A液80gを加え、五価及び六価の
モリブデンを含むモリブデン酸塩の酸性溶液を調整し
た。(塩酸濃度7.47w/w%)。
還元剤として各々用いた化学物質は以下の通りである。
A、金属錫 B、金属鉄 C、塩化第一錫 D、アスコルビン酸 E、ハイドロキノン F、亜硫酸ナトリウム G、亜硫酸水素ナトリウム H、硫酸第一鉄 I、硫酸ヒドラジン J、1−アミノ−2ナフトール−4−スルホン酸 K、アミドール L、金属水銀 分析操作 オルトリン酸根を2,4,6,8及び10ppm含有する試料液各々
20mlをメスフラスコに注入し、この中に各々上記モリブ
デン酸塩試薬3mlを加え、沸騰水中に浸漬して1時間放
置した。その後冷却し水を加えて50mlとした後、分光光
度計を用いて830nmにおける吸光度を各々測定した。こ
の吸光度とオルトリン酸根濃度との関係を第1図に示し
た。なお、金属水銀については、各化学物質をビーカー
中で攪拌溶解させて還元する代わりに、分液漏斗中で10
mlの水銀を加え5分間激しく振盪し瀘過して還元溶液を
得る以外、前記と同様にして吸光度を測定した結果であ
る(ただし、使用済みの水銀にはHg2Cl2が付着している
のでこれをNaClの濃厚溶液中で加温し水銀を完全に回収
した)。
このように、金属錫、塩化第1錫、アクコルビン酸、ハ
イドロキノン及び金属水銀(A、C、E、D、L)使用
時において、リン酸根濃度と吸光度に優れた直線関係が
得られた。これに対し、他の化学物質においては実質的
に呈色が生じず定量不能であることが判る。
なお、上記A、C、E、D、LのうちA、C、D、Lを
用いたモリブデン酸塩の酸性水溶液を−5℃及び50℃で
保存したところ、6ケ月後においても状態は変わらず優
れた安定性を有することが判明した。これに対し、E
(ハイドロキノン)を用いたものは、2ケ月で黒色化し
使用できなくなることが判明した。
これらの結果から、A、C、及びD(金属錫、塩化第1
錫及びアスコルビン酸)とし(金属水銀)が優れた還元
剤であることが判る。
なお、上記各調整試薬のうち金属錫を用いたものについ
てのJIS法(モリブデン青法)との相関を調べた結果を
第2図に示す。
なお、試料は、重合リン酸塩系腐食防止剤を含有する某
製作所から得た冷却水(濃度既知)からのものを用い
た。
このように、この発明の方法は良好な相関性を有してい
ることが判る。
(実施例2) モリブデン酸アンモニウム6水和物10gを水87.4gに溶解
した。この溶液にクエンイ酸2.5g、金属スズ0.1gを順次
加え、攪拌溶解した。これをA液とする。(クエン酸は
金属スズを溶解するために加えた。) 別に、モリブデン酸アンモニウム6水和物10gを水90gを
溶解した。この溶液2.3gに表−1に記載の無機化合物を
所定量、A液を1.5g及び水を加えて全量を38gとし、五
価及び六価のモリブデンを含むモリブデン酸塩の酸性溶
液(Mo(V)/Mo(VI)=2/3)を調整した。
この酸性溶液の安定性及び安全性を評価した。結果を表
1に併せて示す。
安定性の評価は、−5℃及び50℃で6ケ月間放置後、リ
ンを含有しない試料液及びリンを含有する試料液に添加
して発色させ、その吸光度を測定し、リン酸根濃度と吸
光度に直線関係が得られものを良好として○印で示す。
これに対し、呈色が生じず定量不能なものを不良として
×印で示す。(試験方法は、実施例1の分析操作に準じ
た。) また、安全性の評価は、塩酸及び/又は硫酸の含量χ重
量%が 0≦χ≦10……○ 10<χ≦15……Δ 15<χ ……× として示した。
上記結果から明らかなようにこの発明の定量試薬によれ
ば酸量が低減化されたにもかかわらず良好な安定性が発
現されていることが判る。
(ヘ)発明の効果 この発明の定量試薬及び定量方法によれば、一つの試薬
でリン類を効率良く定量することができる。そして試薬
としての安定性を阻害すうらことなく酸濃度を低減化す
ることが可能となるため実際の取扱いにおける危険性を
解消することができると共に呈色効率ひいては定量精度
の向上も期待できる。さらに試薬の安定性をさらに向上
することも可能となる。また、縮合リン酸塩等の加水解
性リン化合物の加水分解も呈色反応時に同時に行なえる
という利点も有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の方法によるリン酸根と吸光度との
関係を比較例と共に示すグラフ図、第2図は同じくJIS
方法との相関を示すグラフ図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】五価のモリブデンと六価のモリブデンとを
    前者/後者として0.5〜2.0の比で共存するモリブデン酸
    塩の酸性水溶液に、この酸性水溶液に対し5重量%から
    溶解度までの範囲の量のリチウム、マグネシウム及び/
    又はカルシウムの塩化物が含有されてなるリン類の定量
    試薬。
  2. 【請求項2】モリブデン酸塩の酸性水溶液が、六価のモ
    リブデン酸塩の酸性水溶液中に還元剤を添加して得られ
    る溶液と、六価のモリブデン酸塩の酸性水溶液とを混合
    して調整される特許請求の範囲第1項記載の定量試薬。
  3. 【請求項3】還元剤が金属錫、塩化第1錫及びアスコル
    ビン酸から選ばれる1種又は2種以上の還元剤である特
    許請求の範囲第2項記載の定量試薬。
  4. 【請求項4】五価のモリブデンと六価のモリブデンとを
    前者/後者として0.5〜2.0の比で共存するモリブデン酸
    塩の酸性水溶液に、この酸性水溶液に対し5重量%から
    溶解度までの範囲の量のリチウム、マグネシウム及び/
    又はカルシウムの塩化物が含有されてなるリン類の定量
    試薬を、試料液と混合・加熱し、生じうる青色の呈色に
    基づいて当該試料液中のリン類を定量することを特徴と
    するリン類の定量方法。
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