JPS617467A - フロ−インジエクシヨン分析法 - Google Patents

フロ−インジエクシヨン分析法

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JPS617467A
JPS617467A JP59127468A JP12746884A JPS617467A JP S617467 A JPS617467 A JP S617467A JP 59127468 A JP59127468 A JP 59127468A JP 12746884 A JP12746884 A JP 12746884A JP S617467 A JPS617467 A JP S617467A
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Yuuroku Yamamoto
山本 勇麓
Manabu Yamamoto
学 山本
Makoto Yasuda
誠 安田
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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    • 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

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、被検元峠含む試料を試薬と反応させて、被検
元素のガス状原子又はガス状化合物を発生させ、これら
を検出部に送ることにより被検元素を検出定量するフロ
ーインジェクション分析法に関し、更に詳シくハポンプ
の脈動に基づく試料と試薬の不均一な混合及び反応を防
止し、均一な反応を速やかに進行させることによって検
出感度及び分析精度の向上を計り、合わせて分析の迅速
化を計った改良されたフローインジェクション分析法に
関する。
〔従来技術〕
近年高速、高精度の分析法としてフローインジェクショ
ン分析法が注目を浴びている。フローインジェクション
分析法は、従来からよく行われている連続フロー分析法
とは異なって試料の空気分節はなく、試料の注入から反
応、測定に至る操作を液体の連続的な流れの構成によっ
て行っている。
ところで試料中の被検元素を試薬と反応させて被検元素
のガス状原子又はガス状化合物を発生させ、これらをキ
ャリヤーガスと共に検出部に送り込み被検元素を検出定
量する連続フロー分析法が提案されている(分光研究v
o1.32、A5 pp664〜338、分析化学vo
1..30、pp 368〜374、Analyst 
vol、 101、pp966〜973及び同Vol。
106、pp921〜930)o本発明者らがこれら先
行文献に記載されている技術につき追試検討を行つたと
ころ、なるほどヒ素、アンチモン、テルル、鉛等の元素
が検出定量できるものの、試料の量が多く必要であって
微量試料の検出定量には不適当であることが判った。し
かも分析精度及び検出感度の面で未だ十分ではなく、又
測定に要する時間すなわち迅速性の面でも十分な分析法
といえないことも判明した。そこで本発明者らは、現行
のこの連続フロー分析法とは全く異なる前述のフローイ
ンジェクション分析法を応用して上記問題の解決を試み
た。
〔発明の目的〕
しかるにフローインジェクション分析法を単に適用して
も検出感度の向上、分析精度の向上及び迅速性の向上を
全て満足させるには以下に示す如き矛盾が存在し、−朝
一夕では解決できないことが判った。すなわち迅速化を
行うには発生したガス状原子又はガス状化合物を素早く
検出部に送り込む必要があり、このためにはキャリヤー
ガスの供給量を増やせばよい。しかしキャリヤーガス供
給量を多くすると被検元素のガス状原子又はガス状化合
物が希釈されるので検出感度が低下する。又高精度でか
つ検出感度を向上させるためには系内の圧力変動をなく
す必要があり、このためには圧力変動を緩和するバッフ
ァータンクの如き容量の大きい緩衝装置が必要である。
しかしかかる緩衝装置の存在は、試料等の系内滞留時間
が長くなり迅速性が低下する。
以上の如き問題に鑑み、本発明者らは更に研究を重ねた
結果、試料と試薬との混合を特殊な条件下で行えば前述
の矛盾を解決できることを見い出した。すなわち本発明
の目的は、相互に矛盾のある検出感度の向上、分析精度
の向上及び迅速性の向上を同時に可能にしたフローイン
ジェクション分析法を提供することにある。
〔発明の構成及び概要〕
すなわち本発明は開欠的に注入された試料ゾーンを含む
連続的に供給されてくるキャリヤー液と試薬とを、ジェ
ット噴流状態で接触混合し、定量的に発生する被検元素
のガス状原子又はガス状化合物をキャリヤーガスと共に
検出部へ供給し、被検元素を検出定量することを特徴と
するフローインジェクション分析法である。
フローインジェクション分析法 第1図に本発明のフローインジェクション分析法の概要
を示すフローチャート図を示す。連続して流れてくるギ
ヤ1〕ヤー液中に被検元素を含有する試料をロータリー
バブル等により開欠的に注入する。注入された試料はゾ
ーンとなってキャリヤー液中に存在し、続いて連続的又
は開欠的に供給されてくる試薬と混合され、反応部で被
検元素のガス状原子又はガス状化合物を発生する。発生
した被検元素のガス状原子又はガス状化合物は気液分離
されてキャリヤーガスと共に検出部に供給されて検出定
量される。以下本発明のフローインジェクション分析法
について更に詳細に説明する。
まずポンプによって連続的に供給されるキャリヤー液中
に試料液を開欠的に注入する。試料の注入は通常の方法
すなわちロータリーバブルによる方法でよい。
本発明に関しては試料を含むキャリヤー液と試薬溶液と
をジェット噴流状態で接触混合させることが重要である
。すなわち両者を細管又は細孔から連続的に噴流させ、
両噴流を互に衝突させ合うことによって、 ■ 試薬溶液供給ポンプ及びキャリヤー液供給ポンプの
脈動が防止でき、該脈動に起因する系内圧力変動が消去
されるので圧力緩衝装置を必要としない。
■ 接触混合が理想的に行われるので、反応が短時間内
に定量的に完了する。
■ 反応が短時間で定量的に完了するので、反応部に要
する空間容積を小さくすることができる。
といった特長が現われ、その結果次の如き利点が得られ
る。
■ 系内圧力変動に基づくノイズの発生がなくなり、分
析精度及び検出感度が向上する。
■ 接触混合によって反応が速やかに進行完結するので
、更に検出感度が向上する。
■ 圧力緩衝装置を必要としないし、反応部の空間容積
を小さくすることができるので、系内滞留時間が減少し
迅速性が向上する。
■ 被検元素のガス状原子又はガス状化合物が短時間で
分離されるので共存イオンによる干渉を著しく抑制する
ことができる。
■ 試料及び試薬の量が極めて少量ですむので経済的に
も有利であり、更に廃液の量が少なくてすむので、廃液
処理の問題から解放される。
試料を含むキャリヤー液と試薬とをジェット噴流状態で
接触混合させるには、第2図及び第5図の方法が考えら
れる。第2図は、キャリヤー液によって運ばれる試料が
連続的に流れてくる細管4及び試薬溶液が連続的又は間
欠点に流れてくる細管5の先端から流出する液がジェッ
ト噴流状態すなわち液が連続的に先端から081〜5m
/sec程度で流出するようにポンプによって高い背圧
を掛ける方法である。一方第6図は、試料を含むキャリ
ヤー液及び試薬溶液が流れる管24及び25の先端を絞
り、ジェット噴流状態となるようにする方法である。
これらの場合、試料液と試薬溶液とが効率よ〈接触混合
して次の反応部2又は22へ送り込まれるよう、試料を
含むキャリヤー液を供給する管4又は24と試薬溶液を
供給する管5又は25とを直角位置に配置すると共に、
ギヤリヤーガスを供給する管6又は23を設けである。
試料液と試薬溶液はジェット噴流状態で接触混合されて
化学反応が進行し、反応部で化学反応が完了すると共に
、被検元素のガス状原子又はガス状化合物が反応部で発
生する。この際化学反応が短時間内に完了するので反応
部容積は小さくて済む。発生した被検元素のガス状原子
又はガス状化合物は、必要に応じて気液分離セパレータ
で気液分離されたのち、キャリヤーガスと共に検出部へ
供給されて検出定量分析される。
検出部の検出方法は公知の如何なる方法でも適用できる
。例えば原子吸光法、原子ケイ先決、誘導結合高周波プ
ラズマ発光法等の原子スペクトル分析法、隔膜カルバニ
電池法、定電位電解法等の電気化学分析法、半導体素子
法、気体熱電伝導式素子法、光干渉法等が例示できる。
これらの中ではとくに原子スペクトル分析法が好ましい
試料・キャリヤー及び試薬 本発明に用いられる試料はヒ素、アンチモン、ビスマス
、テルル、セレン、ゲルマニウム、スズ、鉛又は水銀等
といった被検元素を含む液体である。
キャリヤー液又はキャリヤーガスは試料や試薬あるいは
発生した被検元素のガス状原子又はガス状化合物に対し
て安定で反応しないもので・あって、たとえばキャリヤ
ー液としては純水、酸性又はアルカリ性溶液、有機溶媒
、緩衝溶媒等、キャリヤーガスとしては窒素、水素、ア
ルゴン、ヘリウム等を例示することができる。試薬は被
検元素に対し選択的に反応し、被検元素のガス状原子又
はガス状化合物を発生させるものであるなら如何なるも
のでもよく、このような試薬の例としてはたとえばテト
ラヒドロホウ酸ナトリウムー酸(鉱酸又は有機酸)系が
ある。すなわちテトラヒドロホウ酸ナトリウムー酸来は
還元剤として働き、ガス状被検元素水素化合物たとえば
A s H3、SbH3、SeH2、BiH3、T e
 H2、S n H4、PbH4、GeH4等あるいは
水銀原子の蒸気を発生させる。
〔実施例〕
以下本発明の好適な例としてヒ素のフローインジェクシ
ョン原子吸光分析法を説明する。
まず第4図に示すような装置を組み立てた。キャリヤー
液として純水及び各種試薬溶液及びセグメントガスとし
ての窒素を所定圧力で供給するため4チヤンネルペリス
クーポンブ41を用い、試料の注入のためのロータリー
バブルには六方コック42を用いた。ミキシングコイル
43 ハ内径1.5 mmのガラス管(2m、20巻)
を、テトラヒドロホウ酸ナトリウムとの反応が進行する
反応部44には内径2mmのテフロン■管10αを用い
た。その他は全て内径0.5 mmのテフロン■管を用
いて接続した。気液分離セパレーター45は内径15m
m、高さ12(7)の−42プレートを持つものを用い
た。
次に分析の手順について述べる。
分析に用いるヒ素の標準溶液を次のように調整した。ヒ
酸水素ナトリウム(Na HAs’4)2.48gを1
N−塩酸水溶液で11とし、その中から10m7を採り
1N−塩酸水溶液で14とする。又その中から10rJ
を採り1N−塩酸水溶液で14とし、更にその中から1
0m1を採取し純水で100m1とする。
この溶液を分析用試料とする。この溶液のヒ素濃度は1
0 ppb (10ng/m# )である。
次いで原子吸光装置を測定可能な状態にセットし、然る
後に水を5m4/分の割合で連続的に流し、セグメント
ガスとしての窒素を5mβ/分の割合で混合する。続い
て六方コック42を切り換えることによってヒ素含有試
料を1回当り0.5 mlの割合でキャリヤー液(純水
)の中に開欠的に注入する。
注入された試料は水及び窒素に挾さまれた状態すなわち
水/窒素/試料/窒素/水の形になって連続的に流れる
。この時の窒素の存在は、試料が水の中に拡散して試料
ゾーン巾が広がり検出感度が低下するのを防ぐ役割をは
たす。試料を含む水には続いて塩酸35 v/v%を7
m4/分及びヨウ化カリウム溶液50w/v%を1.5
ml/分の割合で供給する。ヨウ化カリウム溶液の添加
は5価のヒ素を6価に還元し後述の水素化物の発生効率
を向上させると共に共存イオンの干渉を抑制する。塩酸
、ヨウ化カリウム溶液が添加された試料を含むキャリヤ
ー液には、ミキシングコイル43を通過後、テトラヒド
ロホウ酸ナトリウム溶液3 w/v%と1.5ml/分
及びキャリヤーガスとして窒素を300m1/分の割合
で供給する。このテトラヒドロホウ酸ナトリウム溶液と
試料を含む水との接触混合(図中番号46部分)は第2
図に示す装置によってジェット噴流状態で行う。
ジェット噴流状態の線速は1.27m/seaである。
試料を含むキャリヤー液とテトラヒドロホウ酸す) I
Jウム溶液は、ジェット噴流状態で接触混合されて反応
が起こり、反応管44中で還元反応が完了してガス状の
ヒ化水素(AEIH3)が定量的に発生する。続いて気
液分離セパレーター45に送られ気液が分離されヒ素の
水素化物と窒素は原子吸光部に送られる。この時気液分
離セパレーク−の内容積を小さくすると滞留時間が短か
くなって気液分離が不十分となり、飛沫が気体と共に原
子吸光部に導入されて不都合である。したがって気体は
直径約1mmの孔を通過させプレートに衝突させたのち
回収することによって不純物の液体を除く。
分離された気体は原子吸光部に供給され、ヒ素の検出定
量が行われる。
ヒ素標準試料溶液0.5 mlを用いてこのような操作
を10回繰り返し、変動係数(aV%)を調べたところ
1.2%であった。又1%吸収を示す感度が0.1 n
g 、検出限界(S/N=3)が0.15ngであった
。更に本分析法は1時間に120検体の検出定量が可能
であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフローインジェクション分析法の概要
を示すフローチャート図、第2図〜第4図は本発明の実
施例図である。 4.24・・・・キャリヤー液流路 5.25・・・・試薬流路  2,22・・・・反応部
42・・・・六方コック 45・・・・気液分離セパレ
ーター出願人  三井石油化学工業株式会社 代理人  山  口     和 第2図 第   3   図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)開欠的に注入された試料ゾーンを含む連続的に供
    給されてくるキャリヤー液と試薬とを、ジェット噴流状
    態で接触混合し、定量的に発生する被検元素のガス状原
    子又はガス状化合物をキャリヤーガスと共に検出部へ供
    給し、被検元素を検出定量することを特徴とするフロー
    インジェクション分析法。
JP59127468A 1984-06-22 1984-06-22 フロ−インジエクシヨン分析法 Granted JPS617467A (ja)

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JPS617467A true JPS617467A (ja) 1986-01-14
JPH056137B2 JPH056137B2 (ja) 1993-01-25

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JPH056137B2 (ja) 1993-01-25

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