JPS6133383B2 - - Google Patents

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JPS6133383B2
JPS6133383B2 JP13376478A JP13376478A JPS6133383B2 JP S6133383 B2 JPS6133383 B2 JP S6133383B2 JP 13376478 A JP13376478 A JP 13376478A JP 13376478 A JP13376478 A JP 13376478A JP S6133383 B2 JPS6133383 B2 JP S6133383B2
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JP
Japan
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chlorine
sample
combustion
analysis
sulfur
Prior art date
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Expired
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JP13376478A
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English (en)
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JPS5560851A (en
Inventor
Akira Matsuzaki
Katsuto Kotanino
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、微量電量滴定法による塩素分析用に
適した分析装置に関する。更に詳しくは特に石油
や石油製品の如く種々の元素を含有する試料の塩
素分を精確、迅速且つ安価に分析し得る新規な分
析装置およびその分析装置およびその分析方法の
提供を目的とする。 従来、石油や石油製品、その他の化学品中の微
量塩素を分析する方法として酸水素炎燃焼−吸光
光度法、ボンベ燃焼−重量法、ナトリウム−アル
コラート法、ビフエニルナトリウム還元法等が一
般に用いられているが、これらの方法は、いずれ
も感度、精度あるいは迅速性等に難点がある。こ
れらの欠点を改良する方法として、微量電量滴定
法による塩素分析法が開発され、広く使用される
ようになつてきているが、この方法はいろいろな
利点を有する一方、分析すべき試料中に硫黄やリ
ンが存在する場合には、その塩素分の誤差が顕著
に表われ、正確な分析が不可能であるという欠点
がある、本発明者はこのような欠点を生じる原因
について鋭意研究の結果、硫黄の場合には試料の
不完全燃焼によつて硫化水素等が発生し、これが
電解液中の銀イオンと反応し、塩素分として誤つ
て分析されること、およびこの傾向は分析試料の
量が大であるときに特に著しいことを知見した。
一方、リンの場合には生成したある種のリン酸化
物が銀イオンと反応して沈でんを生じ、これが塩
素分として誤つて分析されることを知見した。 本発明者は、上記の如き硫黄やリンの存在に起
因する分析誤差を解消すべく更に研究を続けた結
果、従来の微量電量滴定法による塩素分析用装置
の塩素流通部に特定の金属酸化物を充填した装置
によれば、塩素分析に際し、上述の如き硫黄やリ
ンに起因する分析誤差が実質的に解消し得ること
を知見して本発明を完成した。 すなわち、本発明は塩素含有試料を酸素雰囲気
中で燃焼させ、生成した塩素を滴定セルに導入し
て電解液中の銀イオンと反応させ、銀イオン濃度
の減少量を電解によつて補充し、この際消費され
た電気量を測定することによつて塩素分を定量す
る微量電量滴定法による塩素分析用装置において
前記塩素含有試料を燃焼させる燃焼部の前記生成
した塩素流通部に酸化第二銅を充填したことを特
徴とする改良した微量電量滴定法による塩素分析
用装置である。 次に本発明の装置および該装置を用いる塩素の
分析方法を、本発明の好ましい実施例を示す添付
図面を参照して詳細に説明する。 第1図は本発明の装置を示す概略図であり、ヘ
リウム等の不活性ガス導入口1、試料ボート移動
用ロツド2、試料ボート3及び試料注入口4等に
より構成される分析試料供給部Aと、入口部7、
中央部8、出口部9からなる燃焼炉10、該燃焼
炉10内に装着され酸素導入口11、試料挿入部
12及び塩素流通部13を備えた燃焼管14等に
より構成される試料燃焼部Bと、前記燃焼管14
の塩素流通部13側と連通する滴定セル15、微
量電量計16、記録計17等により構成される検
出部Cと、の3つの部分から本装置は構成されて
いる。 尚、第1図に示した分析試料供給部Aは高粘度
試料(例えば油圧作動油、絶縁油、切削油等)の
場合に用いるもので、低粘度試料(例えばガソリ
ン、ナフサ、灯軽油等)の場合は第2図に示す形
状のものを使用する。そして、両者の交換は第1
図中破線部分で取り外して行なう。 検出部Cの部分はその目的を達する構成のもの
である限り、いかなる構成でもよく従来公知の構
成がそのまま使用できる。試料燃焼部Bは本発明
の装置を特徴づける部分であり、燃焼炉10の出
口部9側の燃焼管14の塩素流通部13に酸化第
二銅が充填されていることが必須の条件とする。
試料燃焼部Bの他の部分は燃焼部としての機能を
有する限りにおいてはいかなる構成でもよく、従
来公知の構成体がそのまま使用できる。 そして、本実施例では塩素流通部13に第3図
に示すスクラバー管21を設けてある。図中21
はスクラバー管、22は石英ウール、23は線状
酸化第二銅を示す。この実施例においては線状の
酸化第二銅を使用しているが、酸化第二銅である
限りにおいてその形状はいかなるものでも同効で
あり、例えば粒状、綱状その他の任意の形状でよ
い。但し、その大きさはこれらの酸化第二銅を充
填したときにその内を燃焼ガスが容易に通過でき
る空隙を生じ得るものであるべきである。本発明
者は本発明の目的を達成するために、充填材料と
なる金属酸化物、特に酸化コバルト、酸化ニツケ
ルその他の多数の金属酸化物についても検討して
みたが、これらの多くの金属酸化物のなかで酸化
第二銅のみが本発明の目的を有効に達成でき、他
の酸化物については実質的な改良は全く得ること
ができなかつた。 次に、上記の装置を用いる塩素の分析方法を説
明するが、これらの方法は従来の微量電量滴定法
の操作と実質的に同一であり、好ましくは次の如
くして行い試料中の塩素分を求める。 (1) 試料をマイクロシリンジに10μl採取し、試
料注入口4を通して試料ボート3に注入する。
高粘性試料はマイクロシリンジで採取できるよ
う溶媒で希釈する。また高塩素分試料は、同じ
く溶媒で希釈して塩素分10〜100ppmとなるよ
うに試料溶液を調製し、これを採取する。 (2) 試料ボート3を燃焼炉入口部7手前に移動さ
せて約5秒間揮発性成分を気化させたのち、ボ
ート3を燃焼炉入口部7の燃焼管14内に導入
する。 (3) 塩素のピークが検出されたら、試料ボート3
を燃焼炉10より引き出して冷却する。 (4) 記録計17付属の積分器からピーク面積カウ
ント数を読みとる。 (5) 塩素標準液を用いて(1)〜(4)の操作を行い、次
式により回収係数を求める。 F=4.41×As/Vs×Ds×R×Cs ここで、F:回収係数 As:塩素標準液のピーク面積カウン
ト数 Vs:塩素標準液の採取量(μl) Ds:塩素標準液の密度(g/ml) R:レンジ(感度切換器の抵抗値)
(Ω) Cs:塩素標準液の濃度(ppm) (6) 次の式より試料中の塩素分を求める。 C=A×K×4.41×10−4/V×D×R×F ここで、C:試料中の塩素分(%) A:試料のピーク面積カウント数 K:試料の希釈倍率 V:試料の採取量(μl) D:試料の密度(g/ml) R:レンジ(感度切換器の抵抗値)
(Ω) F:回収係数 次に、第1図に示した装置を用いて各種の試料
の塩素分を分析し、酸化第二銅の代わりに石英ウ
ールのみを充填したスクラバー管を有する従来の
同様な装置を用いた場合と比較した結果を説明し
本発明の装置の優秀性を明らかにする。 下記の第1表は採用した分析条件である。
【表】 まず、最初にリンを含有する試料について分析
したところ下記の第2表に示す結果が得られた。
【表】 第2表はリン化合物について分析した結果であ
る。酸化第二銅充填スクラバー管によるリンの影
響の除去効果を調べるため放射化分析法でも分析
したが、両法の分析値はよく一致し、リン濃度27
%以下の試料に対して酸化第二銅充填スクラバー
管使用がきわめて有効であることがわかつた。ま
たリン含有試料を分析した後の酸化第二銅に緑色
物質の付着が認められたため、その付着物のX線
回折分析を行つた結果ピロリン酸銅(Cu2P2O7
の生成が確認され、リン酸化物吸収剤としての酸
化第二銅の効果が実証された。 次に、硫黄を含有する試料について分析したと
ころ、第4図の結果が得られた。本発明者の詳細
な研究によれば、硫黄含有試料の場合には試料の
燃焼の程度および硫黄含有量によつて従来の装置
では塩素分析値に影響があることが判つており、
この点も考慮した。 第4図において縦軸は塩素分析値(ppm)を
示し、横軸は共存硫黄濃度(%)を示す。aは本
発明の装置を用いた場合(試料量10μl)、cは
試料量10μlで従来の装置(石英ウール充填スク
ラバー管)を用いた場合、そしてbは試料量5μ
lで従来の装置を用いた場合の塩素分析値に及ぼ
す硫黄の影響を示す曲線である。 第4図からも明らかなように、石英ウール充填
スクラバー管を使用した場合、試料量5μlでは
試料の燃焼が十分行われるため硫黄の影響はそれ
ほど大きくないが、試料量を10μlに増加すると
不完全燃焼が起こりやすくなり、硫黄の影響は急
激に増大する。微量塩素を精度よく分析するため
には試料量を増加させる必要があるが、酸化第二
銅充填スクラバー管を用いることによつて、増加
した試料を完全に燃焼させることができ、硫黄濃
度約2%以下では不完全燃焼による硫黄の影響を
完全に取除くことができた。硫黄濃度2%以上で
はわずかながら硫黄の影響が認められたが、これ
は電解液として用いている酢酸水溶液中で亜硫酸
イオンと銀イオンが反応して沈でんを生成するこ
とから、硫黄含有試流の燃焼によつて生成したあ
る種の硫黄酸化物によるものと思われる。酸化第
二銅充填スクラバー管を用いた場合の塩素分析値
におよばす硫黄の影響は、硫黄濃度2−26%で塩
素分として1〜9ppmであつた。 次に、本発明装置が最も有効的に使用される石
油製品について含有塩素を分析した例を下記の第
3表に示す。なお、本発明装置の精確性を確認す
るために、ビフエニルナトリウム還元法による分
析値と比較したところ両方の分析値はよく一致し
た。
【表】 塩素分は腐食に関与することが多いため、微量
の存在であつてもその量を正確に把握する必要が
ある。従来法では定量下限が20ppmであつた
が、微量電量滴定法では1桁のppm濃度まで正
確に求められるので、今後の応用範囲はかなり広
がるものと思われる。 リン酸エステル系油圧作動油の塩素分は新油中
にも10〜50ppm程度含まれているが、これはリ
ン酸エステルを合成する過程で使用する塩素化合
物が精製後も微量残存しているためと思われる。 切削油には極圧潤滑性を向上させるため塩素系
添加剤が配合されているものがあるが、この種の
切削油中の塩素分は%オーダーであつた。 ZnSP系添加剤は硫黄分(20.9%)およびリン
分(8.5%)が多く分析しにくい試料ぜある。本
発明装置による分析値は9ppmで、放射化分析値
の3ppmに比較すると若干高めであつた。これは
図4に示したように硫黄の影響によるものと考え
られたため、図4をもとに塩素分析値に対する硫
黄の影響を補正した結果、値3ppmとなり放射化
分析値と一致した。このように硫黄分の多い試料
でも、塩素分析値に対して硫黄の影響を補正する
ことによつて分析が可能である。 PCBについてはヘキサン溶液で調製したものに
ついて分析したが、調製値どおり分析することが
できる。したがつてPCB混入試料のようなものに
も本発明装置を適用できる。 ナフサ、灯油、ジエツト燃料油中の塩素分は、
分析した試料については1ppm未満ときわめて少
ないことがわかつた。 尚、本実施例では燃焼管の塩素流通部に取り付
けたスクラバー管内に酸化第二銅を充填したが、
スクラバー管の替りに、燃焼管の塩素流通部に直
接酸化銅を充填することも可能である。この場合
は酸化第二銅の充填量を多くできる。そして、必
要に応じてどちらを採用してもよい。 以上の説明からも明らかなように、本発明によ
る装置によれば、分析試料中に硫黄やリンが存在
していても、それらの硫黄やリンによつて塩素分
析値は全くあるいは殆んど影響されず。特に従来
の同種装置では石油や石油製品の如くその中に硫
黄やリンを含む試料の塩素分析は殆んど信頼性が
無かつた事実に比して、本発明の装置は著しくす
ぐれた装置であることが明らかである。従来は精
確な分析値を得るためにはビフエニルソーダ試薬
を用いる必要があり、そのため一試料あたり数千
円の費用が必要であつたが、本装置を使用すれば
殆んど試薬代は零であり、かつ精確で迅速な分析
が実現できる。 以上、本発明をよりよく理解できるように、主
として有機化合物の分析に関して説明したが、本
発明は硫黄やリンの存在、不存在に関係なく、ま
た有機、無機たるとを問わず、あらゆる試料の塩
素分析に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の1実施例を示す概要
図、第2図は同上装置における低粘度試料用の分
析試料供給部の図、第3図はスクラバー管の簡略
図、第4図は共存硫黄と塩素分析値の関係を示
す。 7…入口部、8…中央部、9…出口部、10…
燃焼炉、12…試料挿入部、13…塩素流通部、
14…燃焼管、15…滴定セル、16…微量電量
計、21…スクラバー管、22…石英ウール、2
3…線状酸化第二銅。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 塩素含有試料を酸素雰囲気中で燃焼させ、生
    成した塩素を滴定セルに導入して電解液中の銀イ
    オンと反応させ、銀イオン濃度の減少量を電解に
    より補充し、この際消費された電気量を測定する
    ことによつて塩素分を定量する微量電量滴定法に
    よる塩素分析用装置において、前記塩素含有試料
    を燃焼させる燃焼部の燃焼炉内に、塩素含有試料
    を挿入するための試料挿入部と前記滴定セルと連
    通する塩素流通部とを備えた燃焼管を装着し、該
    燃焼管の前記塩素流通部に酸化第二銅を充填した
    ことを特徴とする微量電量滴定法による塩素分析
    用装置。 2 酸化第二銅が燃焼管の塩素流通部に設けられ
    たスクラバー管に充填されてなる特許請求の範囲
    第1項記載の微量電量滴定法による塩素分析用装
    置。
JP13376478A 1978-11-01 1978-11-01 Device for analyzing chlorine by minute coulometric titration Granted JPS5560851A (en)

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