JPS5838851A - 酸素濃度の電気化学的測定方法 - Google Patents
酸素濃度の電気化学的測定方法Info
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- JPS5838851A JPS5838851A JP56136180A JP13618081A JPS5838851A JP S5838851 A JPS5838851 A JP S5838851A JP 56136180 A JP56136180 A JP 56136180A JP 13618081 A JP13618081 A JP 13618081A JP S5838851 A JPS5838851 A JP S5838851A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気相中あるいは液相中の濃度の測定において、
特に０．１ ｗ′を以下の極低濃度領域を電気化学的方
法で迅速に測定する方法に関する。
特に０．１ ｗ′を以下の極低濃度領域を電気化学的方
法で迅速に測定する方法に関する。
一般に液相中の酸素濃度（溶存酸素）は水中で生育する
生物の呼吸に必要である反面、金属の腐食促進因子であ
ることから、特にボイラー用水等は予め脱酸素剤を添加
する等して溶存酸素を除去して用いる必要がある。
生物の呼吸に必要である反面、金属の腐食促進因子であ
ることから、特にボイラー用水等は予め脱酸素剤を添加
する等して溶存酸素を除去して用いる必要がある。
この為に１ボイラーの給水及びボイラー水の試験方法の
日本工業規格（ＪＩ８１８２２４）が制定されており、
ｏ、ｏｏｓ〜０．０１ ｐｐｍ という低濃度の溶存酸
素の測定方法が掲載されている。上記ＪＩＳの分析方法
はウィンクラ−法に立脚した。ものであるが、感度を大
巾に上げるため、１／２０ＯＮという通常は使用されな
い極めて低濃度のチオ硫酸ノーダ液でよう素滴定して、
低濃度の溶存酸素量を求めるのである。
日本工業規格（ＪＩ８１８２２４）が制定されており、
ｏ、ｏｏｓ〜０．０１ ｐｐｍ という低濃度の溶存酸
素の測定方法が掲載されている。上記ＪＩＳの分析方法
はウィンクラ−法に立脚した。ものであるが、感度を大
巾に上げるため、１／２０ＯＮという通常は使用されな
い極めて低濃度のチオ硫酸ノーダ液でよう素滴定して、
低濃度の溶存酸素量を求めるのである。
しかし、このような低濃度のチオ硫酸ソーダ標準液は極
めて安定性に乏しく、長期保存に耐えない不便がある。
めて安定性に乏しく、長期保存に耐えない不便がある。
また、滴定の終点の確認も目測では困難のため電位差あ
るいは電流滴定法を用いざるを得ないため、装置も複雑
化し、迅速簡易性に欠けている。
るいは電流滴定法を用いざるを得ないため、装置も複雑
化し、迅速簡易性に欠けている。
また、他の分野においては微生物培養液中の０．１ ｐ
ｐｍ以下の溶存酸素領域では、微生物の代謝が微妙に変
化することが推察されているが、直接側室が不可能なた
め、酸化還元電位等による間接的な測定で代用せざるを
得ない現状にある。
ｐｍ以下の溶存酸素領域では、微生物の代謝が微妙に変
化することが推察されているが、直接側室が不可能なた
め、酸化還元電位等による間接的な測定で代用せざるを
得ない現状にある。
本発明の目的は、極低濃度例えば０．１ ｐｐｍ以下の
気相中又は液相中の酸素濃度を簡易かつ迅速で正確に測
定する方法を提供することである。
気相中又は液相中の酸素濃度を簡易かつ迅速で正確に測
定する方法を提供することである。
即ち、本発明は酸素検出素子とそれの出力と増巾器およ
び記録針、前記酸素検出素子の装着口、ガ′ス（又は液
）導入管、ガス（又は液−）−排出管、検液を気密裡に
注入できる蓋、攪拌子を備えたセルからなる装置を使用
し、その装置のガス（又は液）導入管から無酸素ガスを
セルに導入しながら酸素検出素子の出力変化を記録して
セル内の無酸素状態を確認し、無酸素ガス導入を停止し
た後に検体を蓋から注入して生じた出力の増加により酸
素濃度を求める酸素濃度の電気化学的測定方法である。
び記録針、前記酸素検出素子の装着口、ガ′ス（又は液
）導入管、ガス（又は液−）−排出管、検液を気密裡に
注入できる蓋、攪拌子を備えたセルからなる装置を使用
し、その装置のガス（又は液）導入管から無酸素ガスを
セルに導入しながら酸素検出素子の出力変化を記録して
セル内の無酸素状態を確認し、無酸素ガス導入を停止し
た後に検体を蓋から注入して生じた出力の増加により酸
素濃度を求める酸素濃度の電気化学的測定方法である。
以下、本発明について詳しく述べる。
本発明を実施する装置としては第１図に例示したものが
用いられる。図中１は酸素検出素子で、例えばガルバニ
電池式やポーラログラフ式の隔膜被覆電極が用いられる
。２は酸素検出素子装着口、３はガス（又は液）導入管
、４はガス（又は液）排出管、５はセル１１の気密性能
を有する蓋（セプタム）で針の侵入が可能なゴムからな
る。８は注射器である。
用いられる。図中１は酸素検出素子で、例えばガルバニ
電池式やポーラログラフ式の隔膜被覆電極が用いられる
。２は酸素検出素子装着口、３はガス（又は液）導入管
、４はガス（又は液）排出管、５はセル１１の気密性能
を有する蓋（セプタム）で針の侵入が可能なゴムからな
る。８は注射器である。
９は検体攪拌用のマグネチックスターラーで１０は攪拌
子である。１２はセル、１１内の検体の温度を測定する
温度検出素子である。尚セル１１はジャケットを設はセ
ルの外周辺を恒温水が循環するような構造圧することが
望ましい。６は酸素検出素子の出力電流の増巾器である
。本発明の場合の増巾器としては１ｎＡ＠の電流感度を
有するものが望ましい。
子である。１２はセル、１１内の検体の温度を測定する
温度検出素子である。尚セル１１はジャケットを設はセ
ルの外周辺を恒温水が循環するような構造圧することが
望ましい。６は酸素検出素子の出力電流の増巾器である
。本発明の場合の増巾器としては１ｎＡ＠の電流感度を
有するものが望ましい。
上記装置を使用しての測定方法は次のようである。第１
図に示す導入管及び排出管の弁を開放して数１Ｍｔ／−
流速で窒素ガス或いはアルゴンガス等の無酸素ガスを通
してセル１１内の酸素を追い出し無酸素状態にする。そ
の過程を酸素検出素子１によってセル１１内の酸素分圧
を検知し、その出力の減少を読みとり配置して確かめる
（第２図１）。通常２〜３分でこの操作は終るが、もは
や出力の減少が認められなくなった時点（ｔ ”ｔ ）
で排出管及び導入管の弁を閉じる。第２図の１曲線がゼ
ロ点のところまでおちなくても良い、このＨの出力中は
酸素検出素子に由来する残余電流である。次に検体の入
った注射器の針を蓋５を介して深くさし込み、検体をセ
ル１１内に注入する（第２図Ｓ）と同時に、マグネチツ
クスターラ−９の電源を入れ、スターラー１０を回転し
ながら酸素検出素子１によってセル１１内の酸素分圧を
検知し、その出力の上昇変化を記録する（第２図１′）
。出力が最高値（ｉ ｍａｘ、 ）に達する時間は、電
極にもよるが通常１５〜３０ ｓｅｃ程の短かい時間で
あるので、−検体当り数分で定量操作は終了する。出力
増加（ｉ ｍａＸｌ −ｉ ｓｉｔ ）が検体の酸素濃
度に比例する関係にある（第２図ｈ＋）。
図に示す導入管及び排出管の弁を開放して数１Ｍｔ／−
流速で窒素ガス或いはアルゴンガス等の無酸素ガスを通
してセル１１内の酸素を追い出し無酸素状態にする。そ
の過程を酸素検出素子１によってセル１１内の酸素分圧
を検知し、その出力の減少を読みとり配置して確かめる
（第２図１）。通常２〜３分でこの操作は終るが、もは
や出力の減少が認められなくなった時点（ｔ ”ｔ ）
で排出管及び導入管の弁を閉じる。第２図の１曲線がゼ
ロ点のところまでおちなくても良い、このＨの出力中は
酸素検出素子に由来する残余電流である。次に検体の入
った注射器の針を蓋５を介して深くさし込み、検体をセ
ル１１内に注入する（第２図Ｓ）と同時に、マグネチツ
クスターラ−９の電源を入れ、スターラー１０を回転し
ながら酸素検出素子１によってセル１１内の酸素分圧を
検知し、その出力の上昇変化を記録する（第２図１′）
。出力が最高値（ｉ ｍａｘ、 ）に達する時間は、電
極にもよるが通常１５〜３０ ｓｅｃ程の短かい時間で
あるので、−検体当り数分で定量操作は終了する。出力
増加（ｉ ｍａＸｌ −ｉ ｓｉｔ ）が検体の酸素濃
度に比例する関係にある（第２図ｈ＋）。
賞、連続測定の場合には、前記したセル１１肉の酸素を
除去の後、導入管の弁のみを閉じて検体を３′のごとき
枝管を使って連続的に注れの場合でも同様に操作すれば
良い。
除去の後、導入管の弁のみを閉じて検体を３′のごとき
枝管を使って連続的に注れの場合でも同様に操作すれば
良い。
ちなみに上記のような酸素検出素子の出力から液相中の
溶存酸素濃度を求めるにはＪＩＳＫＯＩＯｌ等に記載さ
れた各温度における酸素の溶解度表が用いられる。この
溶解度表は常圧の空気を飽和した（即ち酸素分圧０．２
１ ａｔｍ ）純水または食塩水の溶存酸素量をｐｐｍ
単位で示したものであるためｐｐｍ以上の濃度領域の測
定では、セル内で空気飽和水を調整してこれを標準液と
して用いて、標準液と検液の出力の比から飽和度〜を求
め溶存酸素濃度（ｑ／ｌあるいはｐＰｆｍｌ）のように
して溶存酸素を計算するのが常であるが、本発明では濃
度領域がはるかに低いところにあるため次のようにして
酸素濃度を求めることが出来る。
溶存酸素濃度を求めるにはＪＩＳＫＯＩＯｌ等に記載さ
れた各温度における酸素の溶解度表が用いられる。この
溶解度表は常圧の空気を飽和した（即ち酸素分圧０．２
１ ａｔｍ ）純水または食塩水の溶存酸素量をｐｐｍ
単位で示したものであるためｐｐｍ以上の濃度領域の測
定では、セル内で空気飽和水を調整してこれを標準液と
して用いて、標準液と検液の出力の比から飽和度〜を求
め溶存酸素濃度（ｑ／ｌあるいはｐＰｆｍｌ）のように
して溶存酸素を計算するのが常であるが、本発明では濃
度領域がはるかに低いところにあるため次のようにして
酸素濃度を求めることが出来る。
例えばセルをはぼ充九す特定容量（Ｖ−）の水を入れ、
前記した方法で無酸素ガスを導入して溶存酸素を除いて
出方の減少が認められなくなった時点ｉ−ｔを確認した
後（第２図ｂ）、セル内の水の１／１００ 程度の小
量（マー）の温度既知の空気飽和水を注射器にとりセル
の蓋より注入して、出力の最高値ｌ ｍ！ＬＸ２を記録
して出力増加（ｉ ｍａｘｌ−１ｍｇ ）を求め（第２
図ｈｔ ） 、（２）式にょ抄標準液との比によって検
体の酸素濃度を□求める。
前記した方法で無酸素ガスを導入して溶存酸素を除いて
出方の減少が認められなくなった時点ｉ−ｔを確認した
後（第２図ｂ）、セル内の水の１／１００ 程度の小
量（マー）の温度既知の空気飽和水を注射器にとりセル
の蓋より注入して、出力の最高値ｌ ｍ！ＬＸ２を記録
して出力増加（ｉ ｍａｘｌ−１ｍｇ ）を求め（第２
図ｈｔ ） 、（２）式にょ抄標準液との比によって検
体の酸素濃度を□求める。
Ｃｌ＝Ｃ１×−Ｖ−×で・・・・・・（２）ただしＣ１
：空気飽和水の溶存酸素濃度（ＪＩＳＫＯＩＯＩから求
めたもの） ■＝温度既知の空気飽和水量 Ｖ：セルをほぼ充たす特定容量の水 量 ｈＩ：検液の出力増加による波高 ｈｔ ： ＩＩ準液の出力増加による波高マ／Ｖは検液
の波高にはソ近い波高に選ぶととが好ましい。
：空気飽和水の溶存酸素濃度（ＪＩＳＫＯＩＯＩから求
めたもの） ■＝温度既知の空気飽和水量 Ｖ：セルをほぼ充たす特定容量の水 量 ｈＩ：検液の出力増加による波高 ｈｔ ： ＩＩ準液の出力増加による波高マ／Ｖは検液
の波高にはソ近い波高に選ぶととが好ましい。
賞、窒素ガスやアルゴンガスのよう々無酸素ガス中に微
量の酸素を含ませた標準ガスを用いた場合は、（３）式
のようにして検液の酸素濃度を求めることもできる。
量の酸素を含ませた標準ガスを用いた場合は、（３）式
のようにして検液の酸素濃度を求めることもできる。
Ｐ：校正用標準ガスの酸素含有率〜
Ｃ１：検体の温度における空気飽和水の溶存酸素濃度
ｈｌ：検体の波高（、、）
ｈ、：標準ガスを通した時の波ＩＩ３（ｍ）以上のよう
に、本発明は第１図に例示したような極めて簡単な装置
に無酸素ガスを使用して酸素濃度を測定する仁とによね
、従来一般に使われている残余電流の大きい（とうてい
通常では０．１ ｐｐｍ単位など計れない）隔膜被覆電
極を酸素検出素子として使用することが出来る。これに
よって検体が気体、液体に関係なく検体中の低漫度領域
の酸素の定量が可能であ抄、ま九特に酸素検出素子の取
扱いＫついて熟練を要することもない。
に、本発明は第１図に例示したような極めて簡単な装置
に無酸素ガスを使用して酸素濃度を測定する仁とによね
、従来一般に使われている残余電流の大きい（とうてい
通常では０．１ ｐｐｍ単位など計れない）隔膜被覆電
極を酸素検出素子として使用することが出来る。これに
よって検体が気体、液体に関係なく検体中の低漫度領域
の酸素の定量が可能であ抄、ま九特に酸素検出素子の取
扱いＫついて熟練を要することもない。
更に本発明は極めて簡単な装置で、μｆ／ｌのオーダー
の極低濃度の酸素濃度を電気化学的に、迅速かつ正確に
測定することが出来るという優れた利点を有している１
、もちろん連続測定も可能である。
の極低濃度の酸素濃度を電気化学的に、迅速かつ正確に
測定することが出来るという優れた利点を有している１
、もちろん連続測定も可能である。
また、本発明はウィンクラ−法等の分析法に必要な試薬
は一際不要であるから、分析廃液の処理が不要である。
は一際不要であるから、分析廃液の処理が不要である。
ま九セルは小型で良く検体及びセル内の酸素を除くため
に′使用する無酸素ガスや標準酸素ガスの使用量も極め
て小量ですむため経済的利点も備えている。
に′使用する無酸素ガスや標準酸素ガスの使用量も極め
て小量ですむため経済的利点も備えている。
従って、本発明はボイラー水の溶存酸素の定量に有効利
用されるばかりでなく 、Ｗ／ を以下の微量の溶存酸
素濃度の測定に広く利用できる。
用されるばかりでなく 、Ｗ／ を以下の微量の溶存酸
素濃度の測定に広く利用できる。
第１図は本発明の方法を実施するに適した装置の一例を
示した系統図であり、第２図は本発明による測定方法を
説明する酸素検出素子の出力の経過を例示した曲線であ
る。 １・・・酸素検出素子 ２・・・酸素検出素子装着口 ３・・・ガス（又は液）導入管 ３′・・・検体導入用枝管 ４・・・ガス（又は液）排出管、５・・・蓋６・・・増
巾器、７・・・記録計、８・・・注射器９・・・マグネ
チツクスターラー １０・・・攪拌子、１１・・・セル １２・・・温度検出素子。
示した系統図であり、第２図は本発明による測定方法を
説明する酸素検出素子の出力の経過を例示した曲線であ
る。 １・・・酸素検出素子 ２・・・酸素検出素子装着口 ３・・・ガス（又は液）導入管 ３′・・・検体導入用枝管 ４・・・ガス（又は液）排出管、５・・・蓋６・・・増
巾器、７・・・記録計、８・・・注射器９・・・マグネ
チツクスターラー １０・・・攪拌子、１１・・・セル １２・・・温度検出素子。
Claims (1)
- 酸素検出素子とそれの出力増巾器および記録計、前記酸
素検出素子の装着口、ガス（又は液）導入管、ガス（又
は液）排出管、検液を気密裡に注入できる蓋、攪拌子を
備えたセルからなる装置を使用し、その装置のガス（又
は液）導入管から無酸素ガスをセルに導入しながら酸素
検出素子の出力変化を記録してセル内の無酸素状態を確
認し、無酸素ガス導入を停止した後に検体を蓋から注入
して生じ九出力の増加によ抄酸素濃度を求める酸素濃度
の電気化学的測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56136180A JPS5838851A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 酸素濃度の電気化学的測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56136180A JPS5838851A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 酸素濃度の電気化学的測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5838851A true JPS5838851A (ja) | 1983-03-07 |
Family
ID=15169199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56136180A Pending JPS5838851A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 酸素濃度の電気化学的測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838851A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109793A (ja) * | 1974-02-05 | 1975-08-29 |
-
1981
- 1981-09-01 JP JP56136180A patent/JPS5838851A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109793A (ja) * | 1974-02-05 | 1975-08-29 |
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