JPS59214752A - ナトリウムイオン選択性電極 - Google Patents

ナトリウムイオン選択性電極

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JPS59214752A
JPS59214752A JP58087759A JP8775983A JPS59214752A JP S59214752 A JPS59214752 A JP S59214752A JP 58087759 A JP58087759 A JP 58087759A JP 8775983 A JP8775983 A JP 8775983A JP S59214752 A JPS59214752 A JP S59214752A
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JP
Japan
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sodium ion
ion
selective
ion selective
selective electrode
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Pending
Application number
JP58087759A
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English (en)
Inventor
Kenichi Sugano
菅野 憲一
Tetsuya Katayama
潟山 哲哉
Masao Koyama
小山 昌夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333Ion-selective electrodes or membranes
    • G01N27/3335Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、ナトリウムイオン濃度を選択的に測定するだ
めのイオン選択性電極に関する。更に詳しくは、ネルン
スト応答性に優れ、かつ応答時間の短い改良されたナト
リウムイオン選択性電極に関する。
[発明の技術的背景と冬の問題点] ナトリウムイオン選択性電極は従来より液中のナトリウ
ムイオンの濃度を選択的に定量出来るという特色があり
、これまでにも、ナトリウムイオンの濃度のモニタ、水
質分析などの広い分野において使用されてきた。
このイオン選択性電極の指示電位Eと、ナトリウムイオ
ンの活量aやの対数との間には、E=E0+2.303
(RT/zF) log a。
のような比例する関係が理論的に成立し、電位の測定値
から目的とするイオンの活量が簡単に計算出来る。
尚、前式において、Rは気体定数、Tは絶対温度、Zは
イオン価、Fはファラデ一定数、Boは系の標準電極電
位である。
このように、ナトリウムイオン選択性電極を用いれば、
理論的には、電位を測定するだけで広い濃度範囲でのイ
オン濃度の定量が可能となる。また、このイオン選択性
電極を用い、電極部を小型にすれば少量のサンプルでの
ナトリウムイオン濃度の測定が可能となる。このように
、イオン選択性電極は極めて便利であるため、最近では
これを医療用、特に、血液中に存在するNa+イオンの
定量に用いる試みが盛んになっている。
これらナトリウムイオン選択性電極のうち、最近、内部
電解質溶液がなく、金属表面に直接、ナトリウムイオン
選択膜を形成した、簡素な構造のナトリウムイオン選択
性電極(以下、被覆型ナトリウムイオン選択性電極とい
う。)が、特に、電極の製造、取扱、保守等が簡単なた
め注目を浴びている。
従来の被覆型ナトリウムイオン選択性電極のイオン選択
膜は、ナトリウム選択物質のモネンシンと、膜基材のポ
リ塩化ビニルと、可塑剤のアジピン酸ジオクチルもしく
はフタル酸ジオクチル等とから成る。
然しなから、かかる被覆型イオン選択性電極では、ナト
リウムイオンの活量a+の対数とイオン選択性電極の指
示電位Eとの間の直線的比例関係(ネルンスト応答)が
成立するナトリウムイオンの濃度範囲が極めて狭すぎ、
しかも、応答時間が長いという問題を有していた。
被覆型ナトリウムイオン選択性電極を実用化するには、
これらの問題を解決することが先決であったにもかかわ
らず、今日まで、その解決の糸口をつかむことが出来な
かった。
その原因の−は、これまで、被覆型すI・リウムイオン
選択性電極の開発が被覆型カリウムイオン選択性電極に
倣って進められてきたことにある。
ナトリウム選択物質のモネンシンはカリウム選択パリノ
マイシンと類似の化合物であるため、被覆型カリウムイ
オン選択性電極に適用されることは、被覆型ナトリウム
イオン選択性電極にも適用されると一般に信じられてい
た。
例えば、被覆型カリウムイオン選択性電極は、イオン選
択膜中に膜基材のポリ塩化ビニルIgに対してパリノマ
イシンを10mg程度の少量含有せしめれば、良好なネ
ルンスト応答を示し、しかも、応答時間が短くなるとい
う事実がある。従って、被覆型ナトリウムイオン選択性
電極にあっては、パリノマイシンとほぼ同程度のモネン
シンをイオン選択膜に含有せしめれば、十分であると考
えられていた。このため、従来の被覆型ナトリウムイオ
ン選択性電極にあっては、モネンシンをポリ塩化ビニル
1gに対して30111g以上含ませたものがない。
然しなから、本発明の詳細な説明で明らかにされる通り
、被覆型ナトリウムイオン選択性電極と被覆型カリウム
イオン選択性電極とでは、そのネルンスト応答性が最適
となるイオン選択物質の必要量が著しく異なっていたの
である。
[発明の目的] 本発明は、広いナトリウム濃度範囲でネルンスト応答性
に優れ、しかも:応答時間が短く、安定な電位特性を示
す被覆型ナトリウムイオン選択性電極を提供することを
目的とする。
[発明の概要] 本発明者らは上記目的を達成すべく、鋭意研究を重ねた
結果、イオン選択膜中のモネンシン含有量を高めると、
被覆型ナトリウムイオン選択性電極のネルンスト応答性
および電位安定性が著しく改善される事実を見出し、本
発明を完成した。
即ち、本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極は導
電材と;該導電材表面の一部を被覆するイオン選択膜と
;該導電材に接続されたリード線と;該導電材を支持す
ると共に、被測定液が該イオン選択膜以外の部分と接触
することを防止するための電気絶縁性外装とから成るイ
オン選択性電極において: 該イオン選択膜がポリ塩化ビニル1重量部と、オルトニ
トロフェニルオクチルエーテル0.5〜2.5重量部と
、モネンシン0.06〜0.3重量部とから成ることを
特徴とする。
本発明に於いて、導電材は、イオン選択膜を担持すると
共に、その電気的信号を集電する役割をなす必須構成要
素である。
導電材としては、金、銀、銅、白金等の金属またはこれ
らの合金、黒鉛等の周知の電極劇料を挙げることが出来
る。特に、銀、銅が好ましく、更には、これらの金属表
面に酸化物、ハロゲン化物等の金属化合物の薄層を形成
することが好ましい。金属表面に金属化合物の薄層が存
在すると、イオン選択膜の接着性が改善され、更には、
金属表面の腐食等に伴う電位変動を防止することが出来
る。
イオン選択膜に用いられるポリ塩化ビニルはイオン選択
膜の膜基材として必須の成分である。ポリ塩化ビニルと
しては、重合度700〜1500のものが好ましい。重
合度700未満では膜強度が低すぎ、また、重合度が1
500を超えると成膜が困難と本発明に於いて、オルト
ニトロフェニルオクチルエーテルは多量のモネンシンを
可溶化するために必須の成分である。
オルト二l・ロフェニルオクチルエーテルの含有量はポ
リ塩化ビニル1重量部に対して、0.5〜2.5重量部
とする。含有量が0.5重量部未満では所定量のモネン
シンを可溶化することが出来ず、一方、含有量が2,5
重量部を超えると、イオン選択膜の強度が低下してしま
う。
モネンシンはすトリウムイオンの選択物質として、必須
のイオン選択膜の成分である。
モネンシンの含有量はポリ塩化ビニル1gに対して0.
06〜0.3重量部とし、好ましくは0.1〜0.2重
量部とする。モネンシンの含有量がo、oe重量部未満
であると被覆型すトリウムイオン選択性電極のネルンス
ト応答性が低下する。また、0.3重量部を超えると、
モネンシンの一部が結晶化し、この結晶化したモネンシ
ンはすトリウムイオン選択物質としては機能を営まない
ので無駄となる。
ナトリウムイオン選択膜の膜厚は、通常、100〜70
0 p、 mとする。膜厚が100gm未満では膜強度
が低すぎ、一方、膜厚が7001i、fflを超えると
電気抵抗が過大となってしまう。
次に、本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極を図
面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極の
一態様の断面を示す概念図である。
図中、内部が中空で内部電解質溶液を含まない筒体状外
装工の先端(図では下端)開口部を閉成する金属板2の
表面に金属化合物層3が形成されている。金属板2は金
属化合物層3を介してナトリウムイオン選択IN 4に
よって被覆されている。
このナトリウムイオン選択膜4は膜基材のポリ塩化ビニ
ルと可塑剤のオルトニトロフェニルオクチルエーテルと
モネンシンとから形成されており、その該表面は(図示
されていない)被測定液と接触すると、被測定液中のナ
トリウムイオン濃度に選択的に感応する測定面となって
いる。ナトリウムイオン選択膜4で生じた電気的信号は
金属化合層3、金属板2に伝達され、更に、金属板2に
接続されたリード線4を経て、(図示されていない)外
部の起電力表示装置系に導かれる。尚、外装置はナトリ
ウムイオン濃度測定の際、測定液と金属化合物層3、金
属板lもしくはリード線4との間の短絡的接触を防止す
る。
本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極は、例えば
、次のような方法で得ることが出来る。
先ず、筒体状外装工の一端開口端部に、予めリード線を
接続した金属板2を密着閉成せしめた後、金属板2の表
面に、所望により、電解、薬品処理、スバタリング等に
よって金属化合物の層を形成せしめる。
次に、ポリ塩化ビニル、オルトニトロフェニルオクチル
エーテル、モネンシンおよびテトラヒドロフランを所定
量混合して、ナトリウムイオン選択膜の成膜溶液を調製
し、これを金属板2の表面に塗布し、乾燥して、本発明
の被覆型ナトリウムイオン選択性電極を得る。
[発明の効果] 本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極は、モネン
シンに対する溶解度の大きなオルトニトロフェニルオク
チルエーテルを可塑剤としてイオン選択膜に用いること
によって、モネンシンの含有量が最適量になるように調
整されているので、ネルンスト応答性に優れ、しかも、
応答時間が短いという効果を奏し、その工業的価値は極
めて大である。
[発明の実施例] 以下、本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極を実
施例に沿って詳説する。
よび 先ず、直径5mmφ、厚さ Q、1mmの銀円盤の片面
に銅線をハンダ付し、これをポリ塩化ビニル製の内径5
 、 IIBmφ、長さ 100+amの円筒状外装の
開口端に密着せしめ、端部を閉成した。その際、銅線は
円筒状外装の内部に延設せしめた。
次に、該銀表面を陽極として、次表に示す電解条件で電
解処理を行なうことによって、銀表面に塩化銀層を形成
した。
表  電解条件 次に、ポリ塩化ビニル1gとオルトニトロフェニルオク
チルエーテル2gとモネンシン 13010gをテトラ
ヒドロフラン20gで溶解した溶液を調製し、この溶液
を上記塩化銀層の−Lに塗布し、乾燥し、膜厚350 
p、 mのイオン選択膜を形勢せしめ、本発明の被覆型
ナトリウムイオン選択性電極を得た。
一方、ポリ塩化ビニルtg、アジピン酪ジオクチル 1
.7g、モネンシン2Off1g、テトラヒドロフラン
20gの溶液によってイオン選択膜を作成した以外は上
記の方法と同様にして、比較用のナトリウムイオン選択
性電極を作成した。
尚、得られた比較用の被覆型ナトリウムイオン選択性電
極は、従来の電極としては、最もモネンシン含有量の多
い電極の−である。
以上の様にして作成した本発明および比較用の被覆型ナ
トリウムイオン選択性電極について、ナトリウムイオン
濃度10″〜10’mol/Rの溶液中、基準電極とし
て飽和カロメル電極を用い、これらのネルンスト応答性
を調べた。その結果を第2図に示す。
第2図において、それぞれ曲線aおよびbは本発明およ
び比較用の被覆型ナトリウムイオン選択性電極のす)・
リウムイオンと指示電位との関係を表わす。
第2図から明らかな通り、本発明の被覆型ナトリウムイ
オン選択性電極はナトリウムイオン濃度10−3〜10
’ mol/ i (1)広い範囲でネルンスト応答を
示した。
また、本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極は応
答時間がいずれも2秒以下であったのに対し、比較用の
被覆型ナトリウムイオン選択性電極は10〜20秒であ
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の被覆型ナトリウムイオン選択性電極の
一態様の断面を示す概念図である。 第2図は、本発明および比較用の被覆型ナトリウムイオ
ン選択性電極のすトリウムイオンと指示電位との関係を
表す本発明の説明図である。 1・・・円筒状外装、  2・・・金属板、3・・・金
属化合物層、4・・・リード線、5・・・ナトリウムイ
オン選択膜。 第1凶 5 0 第2図 [No”] mat/

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電材と;該導電材表面の一部を被覆するイオン
    選択膜と;該導電材に接続されたリード線と;該導電材
    を支持すると共に、被測定液が該イオン選択膜以外の部
    分と接触することを防止するための電気絶縁性外装とか
    ら成るイオン選択性電極において: 該イオン選択膜がポリ塩化ビニル1重量部と、オルトニ
    トロフェニルオクチルエーテル0.5〜2.5重量部と
    、モネンシン0.06〜0.3重量部とから成ることを
    特徴とするナトリウムイオン選択性電極。
  2. (2)該導電材が金属であり、該金属表面番こ形成され
    た金属化合物を介してイオン選択膜が金属表面を被覆し
    ている特許請求の範囲第1項記載のナトリウムイオン選
    択性電極。
  3. (3)該モネンシン含有量がポリ塩化ビ゛ニル1重量部
    に対して0.1〜0.2重量部である特許請求の範囲第
    1項記載のナトリウムイオン選択性電極。
JP58087759A 1983-05-20 1983-05-20 ナトリウムイオン選択性電極 Pending JPS59214752A (ja)

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JPS59214752A true JPS59214752A (ja) 1984-12-04

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243860A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Denki Kagaku Keiki Co Ltd 界面活性剤センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243860A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Denki Kagaku Keiki Co Ltd 界面活性剤センサ

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