JPH09251017A - カールフィッシャー試薬を用いる水分測定法 - Google Patents

カールフィッシャー試薬を用いる水分測定法

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JPH09251017A
JPH09251017A JP5912596A JP5912596A JPH09251017A JP H09251017 A JPH09251017 A JP H09251017A JP 5912596 A JP5912596 A JP 5912596A JP 5912596 A JP5912596 A JP 5912596A JP H09251017 A JPH09251017 A JP H09251017A
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JP
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measurement
reagent
absorbance
sample
reagent solution
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JP5912596A
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English (en)
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Hiromasa Katou
弘眞 加藤
Naoko Katayama
尚子 片山
Hiroshi Hashimoto
宏志 橋本
Yamao Itou
日本男 伊藤
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Mitsubishi Chemical Corp
Dia Instruments Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Dia Instruments Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置が簡単であって保守が容易であり、微量
水分濃度の測定が可能で、且つ、近赤外領域に吸収を有
する試料にも適用することが出来る水分測定法を提供す
る。 【解決手段】 (イ)水分測定用容器に所定量の溶剤及
びカールフィッシャー試薬を導入して均一な試薬溶液を
形成する試薬溶液調製過程、(ロ)試薬溶液中のヨウ素
に基づく吸光度を測定する前測定過程、(ハ)試薬溶液
中に所定量の試料を導入して、その中の水分と試薬溶液
中のヨウ素とを反応させる反応過程、(ニ)反応終了後
の試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度を測定する後測定
過程、の各過程を順次行い、水分測定用容器に導入した
溶剤、カールフィッシャー試薬、及び試料量並びに前測
定及び後測定過程で得た吸光度測定値の差に基づいて、
試料中の水分量を算出することを特徴とする水分測定法
において、カールフィッシャー試薬の導入を0.5〜2
の吸光度になるまで導入量を制御しながら行うことを特
徴とする水分測定法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカールフィッシャー
試薬を用いて試料中の水分含有量を測定する方法に関す
る。特に本発明は、ほぼ同じ試料を定期的に分析するプ
ロセス分析に好適に適用される水分計の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】プロセス分析に用いられる水分測定法と
しては、幾つかの方法が知られている。その1つは近赤
外領域における水の吸収を測定する方法である。しか
し、この方法は簡単であるが、試料中に水と同じ波長領
域に吸収を有するものが含まれている場合には、もちろ
ん適用できない。他の方法としてカールフィッシャー試
薬を用いて容量及び電量滴定を行う方法がある。この方
法は正確な測定値を与えるが、検出電極が必要であった
り、終点近傍の滴定を精密に制御しなければならないた
め、装置が複雑となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は装置が簡単で
あって保守が容易であり、微量水分濃度の測定が可能
で、且つ、近赤外領域に吸収を有する試料にも適用する
ことが出来る水分測定法を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、カール
フィッシャー試薬の量とヨウ素の吸光度、特に545n
m近辺における吸光度の大きさと直線関係にあることを
利用して水分測定が行われる。即ち、本発明は、(イ)
水分測定用容器に所定量のカールフィッシャー試薬及び
溶剤を導入して均一な試薬溶液を形成する試薬溶液調製
過程、(ロ)試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度を測定
する前測定過程、(ハ)試薬溶液中に所定量の試料を導
入して、その中の水分と試薬溶液中のヨウ素とを反応さ
せる反応過程、(ニ)反応終了後の試薬溶液中のヨウ素
に基づく吸光度を測定する後測定過程、の各過程を順次
行い、水分測定用容器に導入した溶剤、カールフィッシ
ャー試薬、及び試料量並びに前測定及び後測定過程で得
た吸光度測定値の差に基づいて、試料中の水分量を算出
することを特徴とする水分測定法において、カールフィ
ッシャー試薬の導入を0.5〜2、好ましくは0.7〜
1.2の吸光度になるまで導入量を制御しながら行うこ
とを特徴とする水分測定法である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明について更に詳細に説明す
るに、本発明では通常のカールフィッシャー試薬を用い
て滴定を行う水分測定法とは異なり、カールフィッシャ
ー試薬のヨウ素が残存するように過剰のカールフィッシ
ャー試薬状態とし、その後、その過剰のカールフィッシ
ャー試薬と試料中の水分とを反応させる。そして反応前
のヨウ素の吸光度と、反応後のヨウ素の吸光度(但し、
反応の前後における容積変化に基づく吸光度の変化は補
正)とに基づいて水分量が算出される。
【0006】図1に従って説明する。まず水分測定用容
器1に所定量、例えば50mlの溶剤7及びカールフィ
ッシャー試薬6を自動ビュレット5により注入し、撹拌
棒8により撹拌して、均一な試薬溶液とする。溶剤とし
ては水分の少ない市販のメタノールが用いられる。その
他の溶剤としてはイソプロパノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、プロピレンカーボネート、
アセトニトリル、ジエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル等でも良く、単独又はそれらの混合溶媒系であっ
ても良い。カールフィッシャー試薬としては市販品、例
えば、容量滴定用のカールフィッシャー試薬SS−S
〔ミツビシ〕(三菱化学)が用いられる。カールフィッ
シャー試薬は一般に塩基性化合物、二酸化硫黄、ヨウ素
及び溶媒から成る。塩基性化合物としてはピリジン、ピ
リジン誘導体、イミダゾール、ジエタノールアミンなど
が用いられる。溶媒としてはクロロホルム、2−メトキ
シエタノール、プロピレンカーボネート、N−メチル−
2−ピロリドン、ジエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル等が用いられる。また、測定用容器としては図1
に示したような吸光度測定用の円筒部を有する適宜の容
器を用いることが出来る。材質はパイレックス製ガラス
又は石英が望ましい。また、光ファイバーを用いた吸光
度測定用センサを用いる場合には、吸光度測定用窓は有
しなくても良い。
【0007】本方法では試料注入前の試薬溶液の吸光度
の調製が重要となる。本発明はその吸光度の調製に関わ
るものである。なぜなら市販のメタノールを用いると季
節により、また製品ロットにより水分含有量は50〜2
000ppmと大きく変動する。従って、一定の吸光度
まで調節するのに要するカールフィッシャー試薬量は異
なる。そのためカールフィッシャー試薬の導入量を予め
設定することは出来ない。
【0008】例えば、メタノール中の水分量が多かった
ため、所定のカールフィッシャー試薬を添加しても、カ
ールフィッシャー試薬が過剰とならず、改めてカールフ
ィッシャー試薬量を変更して、やり直さなければならな
い。また、逆にメタノール中の水分量が少なすぎて所定
のカールフィッシャー試薬を添加したとき、過剰になな
りすぎて吸光度が2以上になってしまうと改めてやり直
さなければならない。同様のことが、試料注入時にも起
きる。例えば、吸光度が0.3程度の状態で試料を入れ
た場合、試料の水分が多すぎてカールフィッシャー試薬
溶液のヨウ素量が足りず正確な測定が得られないときが
ある。吸光度を1.0に調製しておけば測定は十分可能
であったはずである。
【0009】本発明はそのような問題を解決するため
に、カールフィッシャー試薬の導入を溶剤の水分量に応
じて制御するようにしたものである。制御の方法はカー
ルフィッシャー試薬を適当量、例えば、0.2mlずつ
滴下し、吸光度を常に監視しながら吸光度がある設定
値、例えば、1.0になるまで滴下する。設定吸光度を
超えたら滴下を停止し、それまでに要した滴下量を求め
ておく。
【0010】また、連続的に滴下量を吸光度を監視しな
がら制御してもよい。上記操作中は窒素ガス入口12よ
り乾燥窒素を約200〜500ml/minの速度で流
し、測定容器1内の湿分をパージすれば、大気からの湿
分の影響を防ぐことが出来る。試薬溶液のヨウ素は60
0nm付近から紫外領域にかけて連続的な吸収を示すの
で、適宜の位置、例えば、545nmの吸光度を測定す
る。吸光度は光源3から光を照射し、受光部2により光
量を求めて測定する。
【0011】次いで試薬溶液中に試料の所定量を導入し
て撹拌して反応させ、均一溶液とする。試料の導入量は
カールフィッシャー試薬と試料中の水分との反応後にカ
ールフィッシャー試薬(ヨウ素)が残存するような量で
なければならない。反応終了後に再び前と同一の波長に
おける吸光度を測定し、次式に従って試料中の水分含有
量を算出する。
【0012】
【数1】 水分含有量(μg/ml)=[A1−(S+M+L)A2/(M+L)] ×k/S …(1) S:試料導入量(ml) M:溶剤導入量(ml) L:カールフィッシャー試薬導入量(ml) A1:試料導入前の吸光度 A2:試料導入後の吸光度 k:定数(水分測定用容器中の(K+M)mlにおける
吸光度1.0当たりの水分μgである)
【0013】なお、測定は1回毎に上記操作を繰り返し
てもよいし、続けて測定してもよい。また、着色試料中
の水分の測定においては、(イ)水分測定用容器に所定
量の溶剤を導入する溶剤導入過程、(ロ)同上測定容器
に所定量の試料を導入して、ヨウ素に基づく吸光度と同
じ波長における吸光度を測定する測定過程、の各過程か
らなるブランク測定と、(ハ)上記溶液を廃棄した後、
水分測定用容器に所定量の溶剤及びカールフィッシャー
試薬を導入して均一な試薬溶液を形成する試薬溶液調製
過程、(ニ)試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度を測定
する前測定過程、(ホ)試薬溶液中に所定量の試料を導
入して、その中の水分と試薬溶液中のヨウ素とを反応さ
せる反応過程、(ヘ)反応終了後の試薬溶液中のヨウ素
に基づく吸光度を測定する後測定過程、の各過程を順次
行い、水分測定用容器に導入した溶剤、カールフィッシ
ャー試薬、及び試料量並びに前測定、後測定過程及びブ
ランク測定で得た吸光度測定値の差に基づいて着色試料
中の水分量を算出することを特徴とする水分測定法であ
る。着色試料中の水分測定においてカールフィッシャー
試薬の導入は0.5〜2、中でも特に0.7〜1.2の
吸光度になるまで導入量を制御しながら行うことが好ま
しい。ブランク測定における溶剤導入量は測定時と同一
にし、試料導入量も測定時と同一にする。
【0014】
【数2】 水分含有量(μg/ml)=[A1−(S+M+L)A2/(M+L)+ (M+S)B/(M+L)]×k/S …(2) S:試料導入量(ml) M:溶剤導入量(ml) L:カールフィッシャー試薬導入量(ml) A1:試料導入前の吸光度 A2:試料導入後の吸光度 k:定数(水分測定用容器中の(K+M)mlにおける
吸光度1.0当たりの水分μgである) B:ブランク測定の吸光度
【0015】着色試料の場合は、同一測定溶液で続けて
測定を行ってもよいが、測定毎に上記操作を繰り返すこ
とが望ましい。受光部2は545nm近辺に応答するも
のであればよい。シリコンフォトダイオードでもよく、
また他波長の入射を防ぐためにフィルターを設定しても
よい。測光部は水分測定用容器の円筒状下部で行った
が、角型の形状であってもよい。また、差し込みタイプ
のセンサでもよい。測定後の排液は排液ユニット11に
より自動的に排出される。
【0016】
【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 〔実施例1〕図1に示した装置を用いてアセトニトリル
の水分測定を行った。試料量としてアセトニトリル1m
lを取り測定した。試料添加前の吸光度は1.012
で、1回目の測定で吸光度は0.938になった。この
ようにして3回測定を行い、その平均値は268μg水
/mlであった。通常のカールフィッシャー微量水分計
CA−06(三菱化学製)で測定した結果は273μg
水/mlであった。(1)式のkは4800μg水/吸
光度1.0である。
【0017】〔実施例2〕試料としてアセトニトリルの
代わりに黄色の着色しているエステル系冷凍機油を用い
て測定を行った。試料添加前の吸光度は1.034で、
添加後の吸光度は0.892であった。またブランクの
吸光度は0.018であった。ブランク値を補正した測
定値は686μg/mlであった。市販の水分計CA−
06(三菱化学製)での測定値は667μg水/mlで
あった。
【0018】〔実施例3〕試料がエタノール、試料量が
1mlとした以外は実施例1に従った。試料添加前の吸
光度が1.032であった。試料添加後は0.503で
あった。計算式より水分量は2496μg/mlであっ
た。
【0019】〔比較例1〕試料添加前の吸光度が0.3
10である以外は実施例3に従った。試料中の水分が多
かったため、過剰カールフィッシャー試薬が不足して正
確な測定値が得られなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、カールフィッシャー試
薬、溶剤及び試料をそれぞれ正確に測定容器に導入する
手段と、吸光度を測定する手段で装置を構成できるの
で、装置が簡単であり、且つ、保守も容易である。ま
た、使用するカールフィッシャー試薬の力価が経時変化
しても測定精度になんら影響がない。従って本発明はプ
ロセス分析法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水分測定法の一例
【符号の説明】
1 測定容器 2 受光部 3 光源 4 乾燥筒 5 自動ビュレット 6 KF試薬 7 溶剤 8 撹拌棒 9 電磁弁 10 試料用タンク 11 排液ユニット 12 窒素ガス入口 13 試料入口 14 試料戻り口 15 排液口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 宏志 神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地 株式会社 ダイアインスツルメンツ内 (72)発明者 伊藤 日本男 神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地 株式会社 ダイアインスツルメンツ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (イ)水分測定用容器に所定量の溶剤及
    びカールフィッシャー試薬を導入して均一な試薬溶液を
    形成する試薬溶液調製過程、 (ロ)試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度を測定する前
    測定過程、 (ハ)試薬溶液中に所定量の試料を導入して、その中の
    水分と試薬溶液中のヨウ素とを反応させる反応過程、 (ニ)反応終了後の試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度
    を測定する後測定過程、の各過程を順次行い、水分測定
    用容器に導入した溶剤、カールフィッシャー試薬、及び
    試料量並びに前測定及び後測定過程で得た吸光度測定値
    の差に基づいて、試料中の水分量を算出することを特徴
    とする水分測定法において、カールフィッシャー試薬の
    導入を0.5〜2の吸光度になるまで導入量を制御しな
    がら行うことを特徴とする水分測定法。
  2. 【請求項2】 着色試料中の水分の測定において、
    (イ)水分測定用容器に所定量の溶剤を導入する溶剤導
    入過程、 (ロ)同上測定容器に所定量の試料を導入して、ヨウ素
    に基づく吸光度と同じ波長における吸光度を測定する測
    定過程、の各過程からなるブランク測定と、 (ハ)上記溶液を廃棄した後、水分測定用容器に所定量
    の溶剤及びカールフィッシャー試薬を導入して均一な試
    薬溶液を形成する試薬溶液調製過程、 (ニ)試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度を測定する前
    測定過程、 (ホ)試薬溶液中に所定量の試料を導入して、その中の
    水分と試薬溶液中のヨウ素とを反応させる反応過程、 (ヘ)反応終了後の試薬溶液中のヨウ素に基づく吸光度
    を測定する後測定過程、の各過程を順次行い、水分測定
    用容器に導入した溶剤、カールフィッシャー試薬、及び
    試料量並びに前測定、後測定過程及びブランク測定で得
    た吸光度測定値の差に基づいて着色試料中の水分量を算
    出することを特徴とする水分測定法。
  3. 【請求項3】 カールフィッシャー試薬の導入を0.5
    〜2の吸光度になるまで導入量を制御しながら行うこと
    を特徴とする請求項2に記載の水分測定法。
JP5912596A 1996-03-15 1996-03-15 カールフィッシャー試薬を用いる水分測定法 Pending JPH09251017A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110146607A (zh) * 2019-05-06 2019-08-20 北京水木滨华科技有限公司 一种有机体系中微量水分的定量检测方法
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