JPH11142387A - 溶液中の4価及び6価セレンの分別定量法 - Google Patents

溶液中の4価及び6価セレンの分別定量法

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JPH11142387A
JPH11142387A JP30238197A JP30238197A JPH11142387A JP H11142387 A JPH11142387 A JP H11142387A JP 30238197 A JP30238197 A JP 30238197A JP 30238197 A JP30238197 A JP 30238197A JP H11142387 A JPH11142387 A JP H11142387A
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selenium
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hydrochloric acid
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Hiroshi Nakagawa
博 中川
Emi Murasawa
恵美 村澤
Manabu Matsugami
学 松上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な操作で安定した定量結果が得られ、し
かもSe4+の含有量に対してSe6+の含有量が微量であ
る場合にも正確な測定値が得られる、溶液中の4価及び
6価セレンの分別定量法を提供すること。 【解決手段】 4価及び6価セレンが溶解した溶液中の
4価セレン濃度を測定し、別途4価及び6価セレンが溶
解した溶液に塩酸及び硝酸を添加して加熱することによ
って6価セレンを4価セレンに還元し、4価セレンと6
価セレンの合計量である全セレン濃度を測定し、得られ
た4価セレン濃度と全セレン濃度から4価及び6価セレ
ンの各々の濃度を算出する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は4価及び6価セレン
が溶解した溶液中の4価及び6価セレンのそれぞれの濃
度を測定可能な4価及び6価セレンの分別定量法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】水道水などの上水や各種排水などの水質
基準においてはセレン濃度が規定されており、各種溶液
中のセレンの定量が必要で種々の方法が実施されてい
る。例えば、1993年12月に水道水水質基準が施行
されたが、この新省令では、セレンは0.01mg/リ
ットル以下、すなわち10ppb以下の基準値が設定さ
れ、検査方法についても水素化物生成−原子吸光法等に
よることとされている。溶液中に存在するセレンは通常
4価及び6価であるが、セレン水素化物として生成する
ものは4価のみである。したがって、この方法により溶
液中のセレンを定量するためには6価のセレンを4価の
セレンに還元する必要があり、JISのK102では、
6価から4価への還元方法としてKBrによる方法を用
いている。その処理においては、50℃の温度で約50
分間処理する必要があるうえ、加熱条件によっては、金
属セレンまで還元されてしまう可能性が示唆されてお
り、厳密な条件管理が必要である。以下、4価のセレン
はSe4+と示し、6価のセレンはSe6+と表示する。ま
た、金属セレンはSe0 と表示する。
【0003】また、石炭火力発電所から多量に排出され
る灰にはセレンが含まれている。セレンそのものは硫黄
とよく似た性質から水と接触した場合、Se4+及びSe
6+として溶液側に溶け出してしまう。そのため、セレン
を含む灰をそのまま投棄するとセレンが溶出し環境基準
を満足しなくなるので、灰の投棄に際しては洗浄等の処
理が必要である。このような洗浄水中のセレン濃度が高
ければ、さらに排水処理も必要となる。このようなセレ
ンを含む排水の処理方法として、様々な処理法が検討さ
れているが、Se4+とSe6+とでは最適処理条件が異な
る場合が多く、適切な処理方法の確立のためには溶液中
におけるSe4+とSe6+との分別定量が必要である。
【0004】前記JISのK102の方法でも還元処理
前のSe4+の測定値と還元処理後の全セレン量から、S
4+とSe6+のそれぞれの値を算出することはできる
が、Se4+とSe6+の存在割合が、Se6+と比べてSe
4+の割合が非常に多い場合については、全セレン量の測
定値はSe4+に支配されることとなり、全セレン量−S
4+はそれぞれの測定誤差範囲となり、極微量のSe6+
の測定が困難となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の実状に鑑み、簡単な操作で安定した定量結果が
得られ、しかもSe4+の含有量に対してSe6+の含有量
が微量である場合にも正確な測定値が得られる、溶液中
の4価及び6価セレンの分別定量法を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
する手段として次の(1)及び(2)の構成を有するも
のである。 (1)4価及び6価セレンが溶解した溶液中の4価セレ
ン濃度を水素化物生成−ICP−AES法により測定
し、別途4価及び6価セレンが溶解した溶液に還元剤を
添加して6価セレンを4価セレンに還元し、水素化物生
成−ICP−AES法により4価セレンと6価セレンの
合計量である全セレン濃度を測定し、得られた4価セレ
ン濃度と全セレン濃度から4価及び6価セレンの各々の
濃度を算出する方法であって、前記6価セレンを4価セ
レンに還元する方法が4価及び6価セレンが溶解した溶
液に塩酸及び硝酸を添加して加熱する方法であることを
特徴とする溶液中の4価及び6価セレンの分別定量法。
【0007】(2)4価及び6価セレンが溶解した溶液
中の4価セレン濃度を水素化物生成−ICP−AES法
により測定し、別途4価及び6価セレンが溶解した溶液
にビスムチオールIIの水溶液を添加してビスムチオー
ルIIと4価セレンとの錯体を生成させ、生成した錯体
を抽出除去した後、6価セレンが溶解した抽出残液に塩
酸及び硝酸を添加して加熱することにより6価セレンを
4価セレンに還元し、水素化物生成−ICP−AES法
により生成した4価セレンの濃度を測定することによっ
て6価セレンの定量を行うことを特徴とする溶液中の4
価及び6価セレンの分別定量法である。
【0008】
【発明の実施の形態】前記(1)の発明においては、迅
速かつ確実な前処理法により溶液中に存在するSe4+
びSe6+を全てSe4+に還元して溶液中に存在する全セ
レン量を測定し、還元処理を行わずに測定したSe4+
量との差からSe6+量を算出する。還元方法としてはS
6+及びSe4+を含有する溶液に還元剤として塩酸を添
加し、加熱処理することによってSe6+をSe4+に還元
する。この時、還元処理条件が強すぎるとSe4+がさら
にSe0 にまで還元され、定量困難となる。そのため、
還元処理時に還元剤である塩酸に加えて還元抑制効果の
ある硝酸を添加し還元反応を抑制する。
【0009】還元処理時に添加する塩酸の量は、通常の
分析においては試料液37.5ミリリットルに対し塩酸
(35%)12.5〜37.5ミリリットル程度の範囲
とする。塩酸の量が少なすぎると還元が十分進行せず、
また、多すぎると還元が進みすぎてSe0 が生成するお
それがあるので好ましくない。還元抑制剤として添加す
る硝酸の量は試料液50ミリリットルに対し硝酸(61
%)1〜5ミリリットル程度の範囲とする。硝酸の量が
少なすぎるとSe0 が生成して回収率が低下するおそれ
があり、また、多すぎると分析時の水素化物の生成を妨
害するので好ましくない。
【0010】還元処理の温度及び処理時間は、測定対象
試料溶液の性状、溶液中のSe6+及びSe4+の含有量、
添加する塩酸及び硝酸の濃度、添加量等によって適宜定
めればよいが、一般的には温度95〜100℃、加熱時
間0.5〜1時間程度とすればよい。
【0011】前記発明(1)の具体的手法の1例を以下
に示す。 (イ)試料液37.5ミリリットルに塩酸(35%)1
2.5ミリリットルを加え50ミリリットルとする。こ
の液について水素化物発生−ICP−AES法(高周波
誘導結合プラズマ発光分光分析: Inductively Coupled
Plasma Atomic Emission Spectrometry)によりSe4+
濃度を測定することにより試料中のSe4+が定量でき
る。 (ロ)同じ試料液37.5ミリリットルに塩酸(35
%)12.5ミリリットル及び硝酸1ミリリットルを加
え、ビーカに移し、サンドバス上にて20ミリリットル
まで加熱濃縮する。冷却後50ミリリットルに定容す
る。この操作により試料液中のSe6+はSe4+に還元さ
れ、この処理液中のSe4+濃度を測定することにより全
セレンが定量できる。 (ハ)(ロ)の測定結果から(イ)の測定結果を差し引
いた結果がSe6+となる。
【0012】測定対象溶液中のSe4+とSe6+の存在割
合が、Se6+に比べてSe4+の割合が非常に多い場合に
は、前記発明(1)の手法においても、以下に示す不具
合が生じる。発明(1)のSe4+とSe6+の分別定量法
においては、Se4+は水素化物として生成するのでその
まま酸濃度を調整し測定し定量する。そしてSe6+は溶
液を還元処理し、すべてSe4+としたうえで、セレン水
素化物として生成させ全セレンを定量し、全セレン量か
らSe4+を差し引くことによりSe6+を定量するもので
あるが、Se4+が非常に多い場合、全セレン量の測定値
はSe4+に支配されることとなり、全セレン量−Se4+
はそれぞれの測定誤差範囲となり、極微量のSe6+の測
定が困難となる。
【0013】そこで、前記(2)の発明においては、S
4+をあらかじめ分離除去し、Se 6+単独としたうえ
で、このSe6+を前記発明(1)の還元処理によりSe
4+に還元したのち、水素化物発生−ICP−AES法に
より微量のSe6+を測定するようにしている。Se4+
分離除去法は、Se4+及びSe6+を含有する溶液にビス
ムチオールIIを添加してビスムチオールIIとSe4+
の錯体を生成させ、このビスムチオールII−Se4+
体をクロロホルム等の溶剤により抽出分離するものであ
る。この抽出分離によりSe4+は溶剤層へ抽出され、S
6+は水層へ残ることになり、極微量のSe6+の定量が
可能となる。
【0014】ビスムチオールIIの化学式はC8 5
2 3 K(分子量:264.42)であり、Se4+との
当量反応によりビスムチオールII−セレン錯体を生成
する。ここでSe4+1ppm溶液50ミリリットルに必
要なビスムチオールIIの量は0.05mg÷78.9
6×264.42=0.167mgである。したがっ
て、0.1%ビスムチオールII水溶液を1ミリリット
ル添加すればビスムチオールII−セレン錯体は完全に
生成される。すなわち、ビスムチオールIIの添加量は
試料50ミリリットルに対し0.1〜1mg程度で十分
である。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 (実施例1)前記発明(1)のSe4+とSe6+の分別定
量法のキーポイントは、Se6+をいかに確実にSe4+
還元することができるかということである。したがっ
て、還元条件について種々検討したので、得られた結果
を以下に示す。
【0016】先ず、還元試薬として塩酸を使用しSe6+
をSe4+へ還元する際の、塩酸濃度と加熱時間の関係を
調べた。試験は2.5μg/50ミリリットルのSe6+
を含む試料溶液50ミリリットルに所定量の塩酸を添加
して塩酸濃度をそれぞれ0.5N、1.0N、3.0N
及び6.0Nとし所定時間煮沸した後、水素化物発生−
原子吸光法によりSe4+の定量を行い、Se4+への還元
率を算出した。結果を表1に示す。表1の結果から、S
6+からSe4+への還元時の塩酸濃度は3Nであれば煮
沸時間は10分以上30分以下、6Nであれば5分以上
10分以下とする必要があることがわかる。
【0017】
【表1】
【0018】表1の結果から還元条件が強すぎるとSe
6+からSe4+への還元率が低下するが、これはSe4+
さらにSe0 にまで還元されるためであり、安定して還
元率100%を得るためにはSe4+からSe0 への還元
反応を抑制する必要がある。そのため、還元抑制剤とし
て硝酸(HNO3 )を選定し、還元操作時に硝酸を添加
させることによりその抑制効果を確認した。試験はそれ
ぞれ10μg/50ミリリットルのSe6+又はSe4+
含む試料溶液50ミリリットルに35%塩酸50ミリリ
ットルを添加し、硝酸をそれぞれ1、3又は5ミリリッ
トル添加して45分間煮沸した後、水素化物発生−原子
吸光法によりSe4+の定量を行い、Se4+の回収量を求
めた。結果を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】表2から、Se6+からSe4+への還元操作
時にHClを添加すると同時に硝酸を添加することによ
り、Se6+→Se0 及びSe4+→Se0 のような反応を
抑制する効果が認められ安定したSe6+からSe4+への
還元結果が得られた。このことは、HCl濃度6Nで4
5分間煮沸した場合、表1に示したように還元率が38
%に低下していた現象を、硝酸を添加することによって
抑制する効果が認められる。
【0021】(実施例2)前記発明(2)においては、
多量のSe4+と少量のSe6+とを含む溶液中のSe6+
を精度よく測定するために、先ずSe4+を分離除去し、
残留するSe6+のみを定量するようにしている。そこ
で、その効果を確認するための実験例を以下に示す。S
4+1.0ppmの溶液にSe6+をそれぞれ0.00p
pm、0.02ppm、0.05ppm、0.1ppm
添加した液を各々50ミリリットル用意した。
【0022】この溶液を100ミリリットルの分液漏斗
に移し、HClを15ミリリットル添加した。さらにビ
スムチオールIIの0.1%水溶液を1ミリリットル添
加し、軽く攪拌した後、1分間静置し、ビスムチオール
II−Se4+錯体を生成させた。この錯体をクロロホル
ム15ミリリットルを添加し、30秒間振とうすること
により水溶液相からクロロホルム相へ抽出した。クロロ
ホルム相を捨て、念のため、再度ビスムチオールIIの
水溶液を添加して、攪拌した後にクロロホルム15ミリ
リットルを添加して、抽出操作を行いSe4+の全てをク
ロロホルム相へ移行させ、水溶液相にはSe6+のみが残
留するようにした。水溶液相を分液漏斗からビーカに移
し、さらに塩酸35ミリリットル及び硝酸を1ミリリッ
トル添加して30分間煮沸してSe6+をSe4+へと還元
した。この一連の前処理を実施後、水素化物発生−IC
P−AES法によりセレン濃度を測定し、表3に示す結
果が得られた。
【0023】
【表3】
【0024】表3に示す結果より、Se4+はビスムチオ
ールII−セレン錯体としてクロロホルム相へ分離除去
され、Se6+は水溶液中に残留し、この水溶液中に残存
するSe6+を実施例1に示した方法によりSe4+に還元
後、測定することにより、比較的Se4+が高濃度で存在
する溶液においても、極微量のSe6+の分析定量ができ
ることがわかる。
【0025】
【発明の効果】本発明(1)の方法によれば、Se4+
びSe6+を含有する溶液中のSe4+及びSe6+のそれぞ
れの濃度を簡単な操作で測定することができ、しかも操
作条件に作用されず、安定した定量結果が得られる。ま
た、本発明(2)の方法によれば、Se4+の含有量に対
してSe6+の含有量が微量である場合にも、それぞれの
濃度を精度よく測定することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4価及び6価セレンが溶解した溶液中の
    4価セレン濃度を水素化物生成−ICP−AES法によ
    り測定し、別途4価及び6価セレンが溶解した溶液に還
    元剤を添加して6価セレンを4価セレンに還元し、水素
    化物生成−ICP−AES法により4価セレンと6価セ
    レンの合計量である全セレン濃度を測定し、得られた4
    価セレン濃度と全セレン濃度から4価及び6価セレンの
    各々の濃度を算出する方法であって、前記6価セレンを
    4価セレンに還元する方法が4価及び6価セレンが溶解
    した溶液に塩酸及び硝酸を添加して加熱する方法である
    ことを特徴とする溶液中の4価及び6価セレンの分別定
    量法。
  2. 【請求項2】 4価及び6価セレンが溶解した溶液中の
    4価セレン濃度を水素化物生成−ICP−AES法によ
    り測定し、別途4価及び6価セレンが溶解した溶液にビ
    スムチオールIIの水溶液を添加してビスムチオールI
    Iと4価セレンとの錯体を生成させ、生成した錯体を抽
    出除去した後、6価セレンが溶解した抽出残液に塩酸及
    び硝酸を添加して加熱することにより6価セレンを4価
    セレンに還元し、水素化物生成−ICP−AES法によ
    り生成した4価セレンの濃度を測定することによって6
    価セレンの定量を行うことを特徴とする溶液中の4価及
    び6価セレンの分別定量法。
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