JPS6190059A - 水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬 - Google Patents

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１用水、工業用水と
して通さないので、水中の扶の電を測定することは極め
てＭ賛である。

水中において、鉄は２１［Ｉｆｉ又は３価のイオンの形
で溶解し九溶存秩、あるいはコロイド状、キレート状、
懸濁状昨として存在する。しかし、これらの扶を全て厳
密に定量することは内錐であり、日本工業規格（ＪＩＳ
　）では、ＪＩＳ　ＫＯＩＯＩ−１９７９（工業用水試
験法）においては、検水を塩鐵酸性として煮沸し、この
ときに溶存する鉄を全鉄と定義し、ＪＩＳ　Ｐ３８０１
〔ｐ紙（化学分析用）〕の６棟の７紙を用いて検水を濾
過して懸濁状蛎等の秩ｔ−除去して、Ｆ液中に溶存して
いる跣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、框位差滴［定法、破−シログラフ
ィー法、吸光光度、原子吸光＠等１．Ｊ５知られており
、就中ｇＬ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。

Ｍｍｍ定法法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−フェナントロリン法、バソフェ
ナンドロリン法、α、α′−ゾビリゾル法等があるが、
特にｏ−７エナントロリン法は操作の簡明性および選択
性のへて優れており、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。

この０−フェナントロリン法は１．１０−フェナントロ
リン（０−フェナントロリン）が世２〜９において２１
ｄｌｉの妖イオンと選択的に赤色の錯化合物を形成する
ことを４り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
麩イオンに変洟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。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、水中鉄の簡便な微鈑定斌法を提
供すべく鋭意研究を行った鯖来、イオン化剤を用いて水
中鉄をイオン化した後、０−フェナントロリン、バソフ
ェナントロリンスルホン酸ナトリウム等の扶イオン発色
剤と水中の溶存鉄とを反応せしめ、該反応准中の生成物
濃度を染料の共存下足置すれば、従来の抽出操作、分光
光度計（よる比色操作を行うことなく、簡便に微量の浴
存鉄を高感度に定積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、水中の不浴注扶をイオン化剤でイ
オン化溶存させ九のち、酸化剤もしくは還元剤で浴存鉄
のイオン価を均一化し、次いで咳溶存鉄を鉄イオン発色
剤と反応せしめ、史に暖反応液中の生ｈ１．物撲度を染
料の共存下定員して水中鉄をポ拭する方法を提供するも
のである。

ま九本発明は、この水中鉄の定厘法に使用するための、
水不爵性状のイオン化剤、跣イオン発色剤、改元剤もし
くは酸化剤、並びに染料を含有する足置試薬を提供する
ものである。

本発明方法において、検水中の不溶鉄をイオン化浴解さ
せる九めに使用する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、例えばクエン酸、クエン
酸、酒石酸、マロン酸、ピロ硫戚、ビロリン改、スルフ
ァミノ酸等が挙げられる。これらのうち、イオン化時閣
、秩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
カリ若しくはアルカリ土類金属塩、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。

上記イオン化剤を用いて検水中の不溶鉄をイオン化し次
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１１：１！ｌ！用して２価の鉄イ
オンを３価に融化するか、若しくは還元剤を使用して３
師の鉄イオンを２価にｑ元することにより検水中の鉄イ
オン価ｉ３１［ｆｆｉ若しくは２価に均一化、する。

均一化の方法としては、還元剤を便用して２Ｉ［ｌＩｉ
袂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、例えばアスコルビン酸、ヒドロキシルア
ミン塩酸塩等が好ましいＯ 本発明で使用される状イオン発色剤とじては、２価若し
くは３価の鉄イオン発色剤があり、２価の鉄イオン発色
剤としては、例えば０−フェナントロリン、２．２′−
ヒビリシン、バンフエナントロリンゾスルホン酸塩、２
゜４．６−ドリピリゾルー５−トリアゾン、６−ビス（
４−スルホフェニル）−１，２，４−トリアゾンナトリ
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、スルホサリチルハ、トロ１０ン等が挙げら
れる。これらの扶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、バソ７エナントロリンゾスル
ホン服ナトリウム、カリウム、アンモニウム咎の塩が好
適である。

染料としては、水不溶性のものでも界面活性剤等を用い
て水中に可溶化することができるので使用可能であるが
、色謂の安定性、再現性等の点から水溶性色素が好まし
い。水溶性色素としては、特に制限されないが、パンツ
ェナ／トロリンジスルホン醒ナトリウムのような赤色に
発色する鉄イオン発色剤を使用する場合は、５９０〜６
５０ｎｍに吸収極大を有する青色の色素を使用するのが
好ましい。

５９０〜６５０　ｎｍに吹収甑大を有する色素としては
、例えばブリリアントブルーＦＣＦ（青色１号）、イン
ジゴカルミンＣ１６２号）、インジゴ（青色２０１号）
、パテントブルーＮＡ（７１７色２０２号）、ノｑテン
トブルーＣＡ（ｒ色ｚｏ　ｓ号Ｌ　カルバンスレンプル
ー（青色２０４号）、アルフィズリ７ＦＧ（青色２０５
号）、メチレンブルー（青色４０１号）、スダンブルー
１’色４０３号）、フタロシアニン（青色４０４号）′
＝＃が挙げられ、水溶性、耐光性の点からプリＩＪアン
トブルーＦＣＦ、ノ９テントブルーＮＡ、／’！テント
ブルーＣＡ、アルフイズリンＦＧ、メチレンブルー等が
好ましい。

本発明方法は例えば次の如くして実施される。すなわち
、まず検水中の不尋鉄を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７ｆ！：塵加して発
色せしめ、その発色状態を染料の共存下肉眼的に観察し
、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することにより
鉄イオン濃度を決定する。斯くするとき、検水中の妖イ
オンの濃度を検水の無色から看色としてではなく、その
色調の変化として肉眼的に把遁することができ、分析機
器に依らずに積度よく定量することができる。

また、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、快イオン発色剤、還元剤もしくは酸
化剤、止ひに染料からなるＶ！試薬に検水を圧加し、上
記と同様にして、発色状帽から鉄イオン濃度を決定する
ことができる。ψにまた、上記定量試薬？予め調整して
おくことなく、測ボ時各成分を加えて測定を行うことも
できる。また、庸色の度合を分光光度計を使用して測定
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グル形成剤を、ま九足量哨度を更に
同上させるために緩衝剤を併用することができる。

水グル形成剤は、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鐵ソーダ、？
リピニルアルコール、／ＩＪエチレンオキサイド等の水
浴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０−ス、カル
ボキシメチルでん粉等の水浴性合成高分子化合物；でん
粉、基天、アルギンばソーダ、カゼイン等の水浴性天然
−分子化合物及びこれらの部分架橋物等が挙げられ、就
中、カルゼン酸塩系水ダ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。

また檀衝剤としては、発色系のｐＨを２〜９の範囲に保
持できるものであれば特に限尾されないが、エチレンシ
アミン四師酸塩、トリ？リン涜塩等の鉄イオンと強く錯
形成するものは、秩イオンの定積を妨害するため好まし
くない。好適な＠ｉ１＃剤としては、酢酸塩、ゾロピオ
ン酸塩等の水溶性カルボン酸塩；炭酸塩、屯炭ば塩、ホ
ウば塩、水ば化ナトリウム、アルカノールアミン；グル
タミン職ソーダ、アスノｑラギン叡ンーダ等のアミノ数
基；リシン等の塩基性アミノ酸等の無、嵌若しくはＭ愼
の水浴性塩−！；Ｅ、等が挙げられる。緩何剤を使用す
る場合、これを検水中の不溶鉄をイオン化する前に水不
溶性鉄のイオン化剤と接触させることは透ける必要があ
る。

従って、本発明に使用する足置試薬に緩衝剤を併用する
場合には、これを次の形頷で使用すれば１つの容器にて
定ｉを行えるので簡便である。すなわち、水不溶８．鉄
のイオン化剤以外の成分の一部若しくは全部と緩衝剤、
又は緩衝剤のみを水可溶性の封入容器に封入し、これと
豊栄の成分を透明定斌容器に入れておき、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浴けだすようにする方法が破過であ
る。

水可溶性の封入容器としては、袋状、カプセル状等、い
ずれの形状でも使用可能であるが、その材質は使用目的
に叶った水浴性を有するものが好ましく、例えばぼりビ
ニルアルコール及びその誘導体、アクリル酸エステル及
びその水溶性モノマーとの共重合物、メタクリルばエチ
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
合物寺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
ゾ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寺が挙げられる。

本発明において使用する鉄イオン発色剤、還元剤若しく
はは化剤は、定量上限の２倍当量以上麻加するのが好適
であり、就中、２〜２０倍当量使用するのが好ましい。

本発明で使用される染料は、定量上限の鉄イオンを含有
する水に鉄イオン発色剤をｆＪ互加して発色させた場合
の吸光度の１／３〜２倍の吸光度を示す量の範囲で併用
するのが好ましい。例えば、θ〜ｌｐｐｍの水中鉄を測
定する場合の定輩試薬の最も好ましい配付例は次のとお
りである。

シュウ殴　　　　　　　　２〜５０叩（／２５ゴ）Ｌ−
アスコルビン酸　　　２０〜１００青色１号　　　　　
　０．０４〜０．０６更に、本発明の足置試薬にはＮａ
１ＳＯ４ｔＮａｃｊ　＊　ＮａｚＣＯｓ　＃　ＮａＨＣ
Ｏｓ等、好ましくは中性塩の増量剤を配合することもで
きる。

〔発明の効果〕

叙上の如く、本発明によれば、鉄イオン発色剤と秩イオ
ンとの反応により生成した錯体濃度を皐なる色の濃淡で
はなく、色調の変化として視覚的に把握できるため、分
光光置針等の分析機器を用いることなく、簡便に微量の
水中鉄を高感度に定量することができる。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を史に具体的に説明するが
、不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［： パソフエナントロリンゾスルホンばナトリウムｓ　ｏ　
ｎｙ、インジゴカルミン６Ｍｌ１Ｊ、Ｌ−アスコルピン
酸２を及び？リアクリルばナトリウム部分架橋物２０９
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）。

２５−容の透明ガラスピンを２本用意し、一方にはシュ
ウ酸１０　ｍｇを取り、他方には試薬Ａ０．３Ｆを取っ
た。

鉄標準液（原子吸光分析用：ｏ、ｏ、ｏｓ。

０．１，０．２．０．３，０．４．０．５．０．７．１
．０ｐｐｍ　）　２５　ｍｔｔ−シュウ酸入りのピンに
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入りのピンに移しかえ、約１分間
よく賑って内容ｇ、ｔ−グル化、発会 色させた。この時の溶液色を各鉄濃度における標準色と
し念。標準色はＪＩＳ　Ｚ−８７２１の標準色標による
と第１表に示す通りである。

第１表 次に上記標準孜の場合と同様に操作して、２徨須の井戸
水をグル化、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
を犬走した。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１００ｆｔＩｔに対して塩酸５ｙ１１ｔを加え１
０分間煮沸したのち、鉄濃度？原子吸光法により決定し
た。紹来を第２ｆｉＫ示す。

実施例２ 一答器法による定ｉｋ： 実施例１で調製した試薬Ａ０．３ｆを？リピニルアルコ
ール（ケン化度９５．８　）　Ｏフィルムで作った袋に
封入し、すでにｌ　ＯＱのシュウ酸を入れである２５−
容の透明ガラスビンに入れた。

実施例１で用いた井戸水を上記の透明がラスピンに約２
５−入れ、蓋をして？リピニルアルコール（ＰＶＡ　）
のフィルムが破けないように約３０秒開帳＜娠すシュウ
酸を溶かした。

その後井戸水を入れてから３０〜４５秒でＰＶＡの袋か
ら内容物が出てくる。更に３０秒から１分間嵯＜蚕り、
ＰＶＡがほとんど水に溶けたら強く損って均一にゲル化
、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ｔ−
鉄標準液（実施例１で用いたものと同じ）でも行ってグ
ル化、発色させたときの内溶叡の色（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。紹来″Ｆ！
：第３表に示す。

第３表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水中の不溶性鉄を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、
   更に核反応液中の生成物濃度を染料の共存下定量するこ
   とを特徴とする水中鉄の定量法。 ２、水不溶性鉄のイオン化剤、鉄イオン発色剤、還元剤
   もしくは酸化剤、並びに染料を含有することを特徴とす
   る水中鉄の定量試薬。 ３、水不溶性鉄のイオン化剤、鉄イオン発色剤、還元剤
   もしくは酸化剤、染料、並びに緩衝剤を含有する水中鉄
   の定量試薬において、水不溶性鉄のイオン化剤以外の成
   分の一部もしくは全部と緩衝剤のみ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水中鉄の定量試薬。