JPS61153564A - 水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬 - Google Patents

水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬

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JPS61153564A
JPS61153564A JP27812784A JP27812784A JPS61153564A JP S61153564 A JPS61153564 A JP S61153564A JP 27812784 A JP27812784 A JP 27812784A JP 27812784 A JP27812784 A JP 27812784A JP S61153564 A JPS61153564 A JP S61153564A
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JP
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iron
water
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iron ion
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JP27812784A
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Takayuki Kaneda
高之 金田
Satoshi Takano
敏 高野
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Kao Corp
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Kao Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬
に関する。
〔従来の技術〕
鉄分の含有量の多い水は飲料水、洗濯用水、工業用水と
して適さないので、水中の鉄の量を測定することは極め
て重要である。
水中において、鉄は2価又は3価のイオンの形で溶解し
た溶存鉄、あるいはコロイド状、キレート状、懸濁状態
として存在する。しかし、これらの鉄を全て厳密に定量
することは困難であり、日本工業規格(JIS)では、
JIS KOIOI−1979(工業用水試験法)にお
いては、検水を塩酸酸性として煮沸し、このときに溶存
する鉄を全鉄と定義し、JIS  P3801 (7紙
(化学分析用)〕の6種の7紙を用いて検水を濾過して
III!濁状態等の鉄を除去して、P液中に溶存してい
る鉄を溶存鉄と定義している。
そして、従来、溶存鉄の定量法としては、酸化還元滴定
法、キレート滴定法、電位差滴定法、ポーラログラフイ
ー法、吸光光度、原子吸光法等が知られておシ、就中微
量の鉄の定量には吸光光度法及び原子吸光法が採用され
ている。
微量定量法としてよく用いられている吸光光度法には、
チオシアン酸塩法、O−7エナ/ドロリン法、バラフェ
ナントロリン法、α、α′−シヒリジル法等があるが、
特KO−7エナントロリン法:  は操作の簡便性およ
び選択性の点で優れてお夛、上水道試験法、工業用水試
験法(JIS KOIOI −1979)などに公定法
として採用されている〇このQ−7エナントロリン法は
1.lo−7!ナンドロリン(0−フェナントロリン)
カ…2〜9において2価の鉄イオンと選択的に赤色の錯
化合物を形成することを利用して比色定量する方法であ
る。更にこの方法は測定に際して、アスコルビン酸、ヒ
ドロキシルアミン塩酸塩等の還元剤を用いて、3価の鉄
イオンを2価の鉄イオンに変換させれば全溶存鉄を定量
することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これらの比色定量法は、抽出操作及び分
光光度計を用いる比色操作等の専門的技術を必要とする
ため、工場管理室等の実験設備のある場所において専門
技術者によって行わなければならないという欠点があっ
た。
更に従来の定量4法は、水中の全鉄を定量しようとする
場合、水酸化鉄などの不溶性懸濁鉄をイオン化するため
に試料に液体の強酸、例えば塩酸、硝酸などの鉱酸を加
えて煮沸するなどの前処理操作を必要とし、また仁れに
適した実験設備・器具を必要とするため操作の安定性、
簡便性に欠けるものであった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、かかる実状において鋭意研究を行った結果
、水中の不溶性鉄を固体のイオン化剤でイオン化溶存さ
せ九のち、O−7エナントaリン、バンフエナントσリ
ンスルホン酸ナトリウム等の鉄イオン発色剤を用いて水
中の溶存鉄を定量することにより、従来の定量法におけ
る鉱酸による前処理操作、及び抽出操作、分光光度計に
よる比色操作等を行うことなく、安全かつ簡便に、Lか
も高感度で微量の水中鉄を定量することができることを
見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、水中の不溶性鉄を固体のイオン化
剤でイオン化溶存させたのち、酸化剤もしくは還元剤で
溶存鉄のイオン価を均一化し、次いで該溶存鉄を鉄イオ
ン発色剤と反応せしめることKよシ水中鉄を定量する方
法を提供するものである。
また、本発明は、この水中鉄の定量法に使用するための
、水不溶性鉄の固体のイオン化剤、鉄イオン発色剤、還
元剤若しくは酸化剤を含有する定量試薬を提供するもの
である。
本発明方法において、検水中の不溶性鉄をイオン化溶存
させるために使用する固体のイオン化剤としては、有機
若しくは無機酸及びその塩が使用でき、例えばシュウ酸
、クエン酸、酒石酸、iロン酸、タートロン酸、ケトマ
ロン酸、ピロ硫酸、ビロリン酸、スルファミン酸等が挙
げられる。これらのうち、イオン化時間、鉄イオンと鉄
イオン発色剤との反応を妨害しないこと等を考慮すると
、シュウ酸、ピロ硫酸及びこれらのアルカリ若しくはフ
ルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミ
ン塩が好ましく、就中特にシュウ酸が好適である。
上記固体のイオン化剤を用いて検水中の不溶鉄をイオン
化したのち、検水中の全鉄イオンのイオン価の均一化が
図られる。すなわち、酸化剤を使用して2価の鉄イオン
を3価に酸化するか、若しくは還元剤を使用して3価の
鉄イオンを2価に還元することによ夕検水中の鉄イオン
価を3価若しくは2価に均一化する。均一化の方法とし
ては、還元剤を使用して2価鉄イオンとする方法が好ま
しい。還元剤としては、特に制限はないが、例えがアス
コルビン酸、ヒドロキシルアミン塩酸塩等が好ましい。
本発明で使用される鉄イオン発色剤としては、2価若し
くは3価の鉄イオン発色剤があシ、2価の鉄イオン発色
剤としては、例えばo−7エナントロリン、2 、2’
−ビピリジン、バソフェナンドロリンジスルホン酸塩、
2,4.6−)リピリジルー5−トリアジン、6−ビス
(4−スルホフェニル)−1,2,4−)リアジンナト
リウム塩等が、また3価の鉄イオン発色剤としては、例
えばタイロン、スルホサリチル酸、トロボロン等が挙げ
られる。これらの鉄イオン発色剤のうち、2価の鉄イオ
ン発色剤の方が発色感度が良好であり、更には水溶性の
ものがより好ましく、就中、バラフェナントロリンジス
ルホン酸ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩が
好適でアル。
本発明方法は例えば次の如くして実施される。
すなわち、まず検水中の不溶鉄を固体のイオン化剤でイ
オン化溶解させ、次いで酸化剤又は還元剤で検水中の鉄
イオン化を均一化した後、該検水に鉄イオン発色剤を添
加して発色せしめ、その発色状態を肉眼的に観察し、こ
れを標準溶液の発色状態又は発色表のような発色状態を
標準色におきかえ指標としたものと比較することにより
鉄イオン濃度を決定する。本発明方法は、測定に必要な
試薬、すなわち水不溶性鉄のイオン化剤、鉄イオン発色
剤、還元剤若しくは酸化剤を上記操作手順に従って順次
添加しながら実施することもできるが、予めこれらを含
有する定量試薬を調製しておき、これに検水を圧加する
方法によシ行うのが簡便さの点から好ましい。また、着
色の度合は分光光度計を使用してm4定することもでき
る。
更に、本発明方法においては、発色状態の観察を容易に
する等の理由から水ゲル形成剤を、また定量精度を更に
向上させるために緩衝剤を併用することができる。
水ゲル形成剤は、水に溶解した場合、これを増粘、ゲル
化する物質であって、例えばポリアクリル酸ソーダ、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等の水溶
性合成高分子化合物;メチルセルロース、ヒドロキシエ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシメチルでん粉等の水溶性半合成高分子化合物;でん
粉、寒天、アルギン酸ソーダ、カゼイン等の水溶性天然
高分子化合物及びこれらの部分架橋物等が挙げられ、就
中、カルボン酸塩系水ゲル形成剤は緩衝剤としての作用
も有するため好適である。
また緩衝剤としては、発色系の−を2〜9の範囲に保持
できるものであれば特に限定されないが。
エチレンジアミン四酢酸塩、トリポリリン酸塩等の鉄イ
オンと強く錯形成するものは、鉄イオンの定量を妨害す
るため好ましくない。好適な緩衝剤としては、酢酸塩、
プロピオン酸塩等の水溶性カルボン酸塩;炭酸塩、重炭
酸塩、ホウ酸塩、水酸化ナトリウム、アルカノールアミ
ン;グルタミン酸ソーダ、アスパラギン酸ソーダ等のア
ミノ醜;リジン等の塩基性アミノ酸等の無機若しくは有
機の水溶性塩基等が挙げられる。緩衝剤を使用する場合
、これを検水中の不溶性鉄をイオン化する前に水不溶性
鉄の固体のイオン化剤と接触させることは避ける必要が
ある。
本発明の定量試薬は、定量に必要な各試薬及び水ゲル形
成剤、緩衝剤等の試薬量相互の反応性及び本発明方法の
操作手順を考慮して、これら試薬の一部を水に可溶性の
物質で残余の成分と接触しないように封入しておけばそ
の保存上、また操作上好ましい。例えば、定量試薬中、
水不溶性鉄の固体のイオン化剤以外の成分の一部若しく
は全部を水に可溶性の封入容器に封入し、これを残余の
成分と共に透明容器に入れて使用するのが好ましく、よ
〕具体的には、例えば水不溶性鉄の固体のイオン化剤以
外の成分の一部若しくは全部で好ましくは緩衝剤を含む
もの又は緩衝剤のみを水に可溶性の封入容器に封入し、
これと残余の成分を透明定量容器に入れておき、使用時
に検水を注入した場合、水不溶性鉄のイオン化が完了し
た後に封入容器の内容物が溶けだすようKする方法が挙
げられる。
水に可溶性の物質としては、使用目的に叶った水溶性を
有するものが好ましく、例えばポリビニルアルコール及
びその銹導体、アクリル酸エステル及びその水溶性七ツ
マ−との共重合物、メタクリル酸エチレンオキサイド付
加物及びその水溶性モノマーとの共重合物等の合成水溶
性高分子化合物;ヒドロキシエチルセルロース等のセル
ロース系又は可溶性デンプン等のデンプン系の半合成水
溶性高分子化合物;デンプン等の天然水溶性高分子化合
物等が挙げられる。水に可溶性の封入容器としては、袋
状、カプセル状等、いずれの形状のものも使用できる。
更に1本発明の定量試薬にはNa、SO4+ NaC1
*”tCOs e Na HCO@等、好ましくは中性
塩の増量剤を配合することもできる。
本発明において使用する鉄イオン発色剤、還元剤若しく
は酸化剤は、定量上限の2倍当量以上添加するのが好適
であシ、就中、2〜20倍当量使用するのが好ましい。
例えば0〜1 ppmの水中鉄を測定する場合の定量試
薬の最も好ましい配合例を挙げれば次のとおシである。
シュウ酸      2〜50■(/25IR1)L−
アスコルビン酸   20〜100〔発明の効果〕 本発明の定量方法は水中の不溶性鉄を固体のイオン化剤
でイオン化溶存させて検水中の全鉄を定量するもので、
仁れによれば従来法における鉱酸などによる面倒な前処
理を行う必要がなく、また鉄イオン発色剤と鉄イオンと
の反応によシ生成した錯体濃度を視覚的に把握できるた
め分光光度計等の分析機器を用いることなく安全かつ簡
便に1しかも高感度で水中鉄の定量を行うことができる
また、本発明の定量試薬は1つの容器で検水中の全鉄の
定量を行うことを可能にし、本発明の定量方法を一層簡
便なものとするものである。
〔実施例〕 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 2容器法による定量: パンフェナントロリンジスルホン酸ナトリウム80rr
@、L−アスコルビン酸2g及びポリアクリル酸ナトリ
ウム部分架橋物20gをめのう乳鉢で混合粉砕し、均一
な粉体とした(以下、これを「試薬A」という)。
251d容の透明ガラスビンを2本用意し、一方にはシ
ュウ酸10■を取り、他方には試薬A O,3gを取っ
た。
鉄標・重液(原子吸光分析用:0,0.05,0.1゜
0.2 、0.3 、0.4 、0.5 、0.7 、
1.0ppm)25dをシュウ酸入9のビンに入れ、蓋
をして約1分間振盪してシュウ酸を溶解したのち、内容
液を試薬A入シのビンに移しかえ、約1分間よく振って
内容液をゲル化、発色させた。この時の溶液色を各鉄濃
度における標準色とした。
次に上記標準液の場合と同様に操作して、2覆類の井戸
水をゲル化、発色させた。発色してから約5分後の内容
液の色を標準色と比較することにより井戸水中の鉄濃度
を決定した。また、これとは別に、同じ井戸水の鉄濃度
を、JIS K−0101に従い定量した。すなわち、
井戸水100−に対して塩酸5dを加え10分間煮沸し
たのち、鉄濃度を原子吸光法により決定した。結果を第
1表に示す。
第1表 実施例2 一容器法による定量: 実施例1で調製した試@A0.311をポリビニルアル
コール(ケン化1i95.8)のフィルムで作った袋に
封入し、すでに10■のシュウ酸を入れである25d容
の透明ガラスピンに入れた。
実施例1で用いた井戸水を上記の透明ガラスビンに約2
5d入れ、蓋をしてポリビニルアルコール(PVA)の
フィルムが破けないように約30秒間軽く振シシエウ酸
を溶かした。その後井戸水を入れてから30〜45秒で
PVA0袋から内容物が出てくる。更に30秒から1分
間軽く振υ、PVAがはとんど水に溶けたら強く振って
均一にゲル化、発色させた。発色してから約5分後の内
容液の色を、以上の操作を鉄標重液(実施例1で用い喪
ものと同じ)でも行ってゲル化、発色させたときの内容
液の色(標準色)と比較することによシ井戸水中の鉄濃
度を決定した。結果を第2表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水中の不溶性鉄を固体のイオン化剤でイオン化溶存
    させたのち、酸化剤若しくは還元剤で溶存鉄のイオン価
    を均一化し、次いで該溶存鉄を鉄イオン発色剤と反応さ
    せることを特徴とする水中鉄の定量法。 2、水不溶性鉄の固体のイオン化剤、鉄イオン発色剤お
    よび還元剤若しくは酸化剤を含有することを特徴とする
    水中鉄の定量試薬。 3、水不溶性鉄の固体のイオン化剤以外の成分の一部若
    しくは全部を水に可溶性の封入容器に封入し、これを残
    余の成分と共に透明容器に入れたことを特徴とする特許
    請求の範囲第2項記載の水中鉄の定量試薬。
JP27812784A 1984-12-26 1984-12-26 水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬 Pending JPS61153564A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62239051A (ja) * 1986-04-11 1987-10-19 Hitachi Ltd 放射性液体中の金属濃度測定方法
JPS63247656A (ja) * 1987-02-03 1988-10-14 マイルス・インコーポレーテッド チオール化合物を検出するのに有用な分析試薬、及びそれを用いた検出方法

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