JPS6264951A - 水の総硬度定量法及びこれに使用する定量試薬 - Google Patents

水の総硬度定量法及びこれに使用する定量試薬

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JPS6264951A
JPS6264951A JP20568385A JP20568385A JPS6264951A JP S6264951 A JPS6264951 A JP S6264951A JP 20568385 A JP20568385 A JP 20568385A JP 20568385 A JP20568385 A JP 20568385A JP S6264951 A JPS6264951 A JP S6264951A
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JP
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color
water
total hardness
determining
calcium
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JP20568385A
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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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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〕 本発明は水の総硬度定量法及びこれに使用する定量試薬
に関する。
〔従来の技術〕
硬度の高い水は、飲料水、洗濯用水、工業用水として適
さないので、水の硬度を測定することは極めて重要であ
る。
硬度には総硬度、カルシウム硬度、マグネシウム硬度な
どの種類があり、それぞれ、水中のカルシウム及びマグ
ネシウムイオンの総量、カルシウムイオンの総量、マグ
ネシウムイオンの総量ヲこれに対応する炭酸カルシウム
の百方分率(ppm)に換算して表わしたものである。
従来、硬度の測定法としては、キレート滴定法、吸光光
度法、原子吸光法、イオン電極法などが知られており、
日本工業規格JISKOIOI−1979(工業用水試
験方法)では、キレート滴定法及び原子吸光法が採用さ
れ、最もよく用いられている。
総硬度測定法として用いられている吸光光度法にはヒド
ロキシナフトールブルー法、キシリジルブルー法、エリ
オフロームブラックT法、チタンイエロー法等があり、
特に検出感度及び選択性が優れていることから、ヒドロ
キシナフトールブル−法が最もよく使用されている。
このヒドロキシナフトールブルー法は、検水中のカルシ
ウムとMgEDTA (マグネシウムのEDTAキレー
ト)中のマグネシウムがpH10で定量的に置換するこ
と及び1−(2−ヒドロキシ−4−スルホ−1−ナフチ
ルアゾ)−2−ナフトール−3゜6−ジスルホン酸ナト
リウム(ヒドロキシナフトールブルー)が同じpHにお
いてマグネシウムイオン(Ifm反応により遊離したも
の及び検水中にもともと存在していたもの)と赤紫色の
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。
〔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、厳密なpH調整
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れ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の総硬度の簡便な定量法を提供す
べく鋭意研究を行なった結果、発色剤、緩衝剤及び感度
調整剤を使用することにより、従来の厳密なpl!整操
作、カルシウムとマグネシウムの置換反応操作及び分光
光度計による比色操作を行なうことなく、簡便に水の総
硬度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、本発明は感度調整剤及び緩衝剤の存在下に水
中のカルシウムイオン及びマグネシウムイオンと発色剤
とを反応させ、その発色状態を測定することを特徴とす
る水の総硬度定量法を提供するものでおる。
更に本発明は感度調整剤、緩衝剤及び発色剤を含有する
ことを特徴とする水の総硬度定量試薬を提供するもので
ある。
本発明において感度調整剤とは、カルシウムイオンと発
色剤及びマグネシウムイオンと発色剤との錯化合物形成
反応をそれぞれ一定の割合で妨害することによって、形
成されたそれぞれの錯化合物による発色感度を等しくさ
せるものである。感度調整剤は、カルシウムイオン及び
マグネシウムイオンと発色剤との錯化合物形成反応にお
いて、発色剤と競合関係にあるため、感度調整剤の量及
び錯化合物形成反応時のpHを変化させることにより、
カルシウムイオンと発色剤との錯化合物及びマグネシウ
ムイオンと発色剤との錯化合物の発色感度を変えること
ができ、等モル感度での測定が可能となる。
このような作用を有する感度PA整剤としては例えば、
クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸等の
有機酸又はその塩、8−オキシキノリン、8−オキシキ
ノリン−5−スルホン酸、タイロン、トロポロン、3−
メチルトロボロン、4−メチルトロポロン、クリシン、
クリコールエーテルジアミン四酢@(GEDTA)、1
,3−ジアミノプロパン−2−オール−N、N、N’、
N’−四酢酸(DPTA−OH)、ヒドロキシェチルイ
ミノニ酢酸(HIDA)、エチレンジアミン四メチルリ
ン酢[(EDTPO)、メトキシエチルイミノジ酢酸、
N−(カルバモイルメチル)イミノジ酢酸、o−スルホ
フェニルイミノジ酢酸、ピロリン酸、トリポリリン酸又
はそれらの塩が挙げられる。これらの感度調整剤には、
単独で充分効果を奏するもの及び二項上の組み合せで効
果を奏するものがあり、就中、単独で効果を奏するもの
としてはクエン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩
が好ましく、二項上の組み合せで効果を奏するものとし
ては、8−オキシキノリンとGEDTA。
8−オキシキノリン−5−スルホン酸とGEDTAの組
み合せ等が好ましい。
本発明で使用される発色剤としては、カルシウムイオン
及びマグネシウムイオンと反応して発色するものであれ
ば使用可能であるが、ヒドロキシナフトールブルーのよ
うに、カルシウムの錯化合物とマグネシウムの錯化合物
の発色状態の色調が極端に異なるものは好ましくない。
好適な発色剤トシては、例えば、クレゾールフタレイン
コンプレクソン、チモール7タレインコンブレクンン、
キシレノールオレンジ、フェノールフタレインコンブレ
クンン、メチルチモールブルー等が挙げらし、就中、ク
レゾールフタレインコンプレクソンが好適である。
本発明において使用される緩衝剤としては、発色系のp
Hを8〜13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等のマグネシウ
ムイオン及びカルシウムイオンと強く錯形成反応を起す
ものは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、炭酸塩、重炭酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、リ
ン酸水素塩、水酸化アルカリ、アルカノールアミン、酢
酸塩、プロピオン酸塩等の水溶性カルボン酸塩;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。
本発明における感度調整剤と発色剤の使用量は、前記の
如く形成された二種類の錯化合物(カルシウムイオンと
発色剤及びマグネシウムイオンと発色剤からなる)の発
色感度を等しくする電であれば特に限定されないが、発
色剤は定量上限の名。。
倍当量以上添加するのが好適であり、就中、署。。
倍〜署。倍当量が好ましい。また、感度調整剤は、発色
剤の100〜1000倍当量使用するのが好ましく、就
中300〜500当量の範囲が好適である。緩衝剤は、
測定pHを9.0〜11.0とするように添加されるの
が好ましい。特に、カルシウムイオン及びマグネシウム
イオンを等モル感度で61す定する場合のpHも上記範
囲でよいが、例えば25−の水の総硬度を測定する際に
、発色試薬としてクレゾールフタレインコンプレクソン
0375■、感度調整剤としてクエン酸ナトリウム10
0■を使用する場合には、pH9,1〜pH9,3が、
またクエン酸ナトリウム200岬を使用する場合には、
pH9,7〜9.9が好適である。
本発明の定量法は、例えば次の如くして実施される。す
なわち、検水に発色剤、感度調整剤及び緩衝剤を添加し
て発色せしめ、その発色状態から検水の総硬度を決定す
ることにより行われる。また、発色剤、感度調整剤及び
緩衝剤からなる混合る。
発色状態から検水の総硬度を決定するには通常の分光光
度計による測定法を使用しうるが、本発明方法によれば
、発色状態を肉眼的に観察しこれを標準Wj1f!L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方法を用いることができる
。肉眼的に観察する方法を採用する場合には、上記測定
に必要な試薬に更に該発色に影響のない染料を併用する
のが好ましい。斯くするとき、検水の総硬度を検水の無
色から着色としてではなく、その色調の変化として把掴
すればよく、発色状態の肉眼による観察が容易なものと
なる。
本発明において使用される染料としては、特に制限され
ないが、クレゾールフタレインコンプレクソンのような
赤紫色に発色する発色剤を使用する場合は、黄色の色素
を使用するのが好ましい。
黄色の色素としては、例えばタートラジン(黄色4号)
、サンセットエローFCF(黄色5号)、ウラニンK(
黄色202号の■)、キノリンエローWS(黄色203
号)、ポーラエロー5G(黄色402号)、ナフトール
エローS(黄色403号の(υ)、メタニルエロー(黄
色406号)、7アストライトエロー3G(黄色407
号)等が挙げられ、水浴性、耐光性、耐アルカリ性の点
から、ウラニンに1ナフトールエロー81キノリンエロ
ーWS等が好ましい。当該染料は、定量上限の溶液の示
す吸光度の10倍〜2000倍の吸光度を示す量の範囲
で併用するのが好ましい。
また本発明の定量法を実施するにあたっては、前記の発
色剤、感度調整剤及び緩衝剤、更に必要に応じて染料を
配合する定量試薬を調製しておくことが有利である。こ
の定着試薬への各成分の配合量は前記定量法における使
用量と同様であり、例えば5〜250 ppmの総硬度
(CaCO5ppm )を測定する場合の本発明の定着
試薬の最も好ましい配合例は次のとおりである。(検水
25 ml用)クレゾールフタレインコンプレクソン 
  0,1〜1.5■クエン酸ナトリウム      
50〜300η炭酸ナトリウム         30
〜200■炭酸水素ナトリウム      50〜50
011qナフトールエローS       O,05〜
1.0IIP〔作用及び発明の効果〕 かくして本発明定量法又は本発明定量試薬の使用によっ
て従来法における厳密なpH調整操作、カルシウムとマ
グネシウムの置換反応操作及び分光光度計による比色操
作等を省略できる丸め短時間の測定が可能となった。
また、本発明によれば、発色色調も標準発色体等と肉眼
比較が容易にでき、更に染料を併用すれば色の濃淡を色
調の変化に変えることができ従来法に比べよシ簡便に水
の総硬度の測定ができる。
〔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 3種の水道水を採取し、従来法(ヒドロキシナフトール
ブルー法)及び本発明方法を用いて総硬度の測定を行な
った。
■ 従来法 50−メスフラスコに水道水5−を採取し、0、5 M
アンモニア緩衝液(pulo、o)10m、1、7 X
 10  M MgEDTA溶液5−及び1. OX1
0  M ヒドロキシナフトールブルー溶液5dを順に
加え水で標線まで希釈した。2分放置後、6450mに
おける吸光度を測定した。
これとは別に、カルシウム5,10.20゜3o 、4
0.5o 、 7oppml液5dを用いて同様に操作
して得られた検量線から水道水中の総硬度を求めた。結
果を第1表に示す。
第1表 ■ 本発明方法 クレゾール7タレインコンブレクンン37.5岬、クエ
ン酸ナトリウム15.Of、炭酸ナトリウム12.8F
、炭酸水素ナトリウム32.1 F及びナフトールエロ
ー81511g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−容の透明ガラスビンに試薬A O,6Fを取り、
これにカルシウム標準液(0,10゜20.30.40
 、so 、 6oppm)2s−を加え、蓋をして1
〜2分間振盪して試薬Aを溶解し発色させた。この時の
溶液色を各カルシウム濃度(総硬度)における標準色と
した。標準色はJISZ−8721の標準色票によると
、第2表に示す通りである。
第2表 次に上記標準色の場合と同様に操作して、3種類の水道
水を発色させた。発色してから約1分後の内容液の色を
標準色と比較することより水道水中の総硬度を決定した
。結果を第3表に示す。
第3表 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、感度調整剤及び緩衝剤の存在下に水中のカルシウム
    イオン及びマグネシウムイオンと発色剤とを反応させ、
    その発色状態を測定することを特徴とする水の総硬度定
    量法。 2、感度調整剤及び緩衝剤に更に染色を共存させること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の水の総硬度定
    量法。 3、感度調整剤、緩衝剤及び発色剤を含有することを特
    徴とする水の総硬度定量試薬。 4、染料を併用した特許請求の範囲第3項記載の水の総
    硬度定量試薬。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046742A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-13 Merck Patent Gmbh Verfahren und mittel zur bestimmung von gesamthärte
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JPWO2021246074A1 (ja) * 2020-06-02 2021-12-09

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