JPH0337558A - 非イオン界面活性剤の臨界ミセル濃度の測定方法 - 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〕 この発明は、電導度の測定方法および装置、ならびに濃
度の測定方法に関し、詳しくは、各種の塩ｌ客演等に対
して、濃度を測定したり、臨界くセル濃度を決定したり
するために、これら溶液の電導度を測定する方法、およ
び、この測定方法に用いる測定装置、ならびに、被測定
波中の特定成分の濃度を測定する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、電導度の測定には、ホイートストンブリ、ッジを
利用した測定方法および装置が採用されていた。

第１２図は、ホイートストンブリソジを利用した従来の
電導度測定装置の概略構成を示しており、測定電極を収
容し、被測定液に投入される測定セルＣと、基準抵抗Ｒ
１可変抵抗部ａ　−ｃ　、電流検出器りでポイートスト
ンブリノジ回路を構成しており、交流電源Ｉを可変抵抗
部ａ　−ｃの任意の途中点Ｘに接触させて印加し、この
接触点を左右に移動させながら、両端ａ、ｂ間に挿入さ
れた電流検出器りで電流を検出し、ａ−ｂ間の電流が０
になったときの点Ｘの位置から、ａ−ｘ間の抵抗および
ｘ−ｂ間の抵抗を求め、これらの抵抗値と基準抵抗Ｒの
抵抗値から測定セルＣの抵抗値を求める。測定セルＣの
抵抗値が判れば、測定セルＣの抵抗値は被測定液の電導
度に反比例するので、抵抗値から電導度が算出できると
いうものであるなお、被測定液に含まれる塩類等の成分
の濃度は、これらの含有成分が電解質であれば、被測定
液の電導度に比例するので、被測定液の電導度から含有
成分の濃度を測定することも可能になるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような従来のホイー１〜ストンフリン
ジを利用した電導度測定装置は、ホイートス（・ンブリ
ソジ等の複雑な電気回路を必要とし、測定装置の構造が
複雑でコス１〜が高くつくという欠点があった。

また、前記したホイートストンブリソジ回路の構光では
、電流検出器りに流れる電流が０になるように交流電源
Ｉの接続点Ｘを左右に移動調整するか、電流検出器りの
表示や発振音を監視しながら接続点Ｘを左右に細かく調
整する面倒な操作が必要であった。

さらに、従来の電導度測定装置を濃度測定に使用した場
合、濃度が低い範囲では充分な精度が得られるが、濃度
が高くなると誤差が大きくなるという欠点もあった。

そこで、この発明の課題は、前記した従来の電導度の測
定方法および装置の問題点を解消し、簡単かつ正確に電
導度が測定できる測定方法、および、上記測定方法を実
施できる簡単な構造の測定装置を提（」（することにあ
る。また、上記のような電導度の測定方法および装置を
利用して、被測定溶液中の含有成分の濃度を簡単かつ正
確に測定する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記副題を解決する、この発明のうち、請求項１記載の
電導度の測定方法は、被測定液に投入された一対の測定
電極間に電圧を印加し、測定電極間を流れる電流値が所
定の電流値になるように印加電圧を変化させ、このとき
の印加電圧値に基づいて被測定液の電導度を算出するよ
うにしているすなわち、従来のホイートストンブリソジ
回路を利用した電導度の測定方法が、測定電極間の抵抗
を直接測定するようにしているのに対し、この発明では
、印加電圧から電導度を測定するようにしているのであ
る。測定電極間を流れる電流値を一定にしたときの、印
加電圧と電導度との相関関係は、測定電極の構造や測定
条件等によって違うので、予め、電導度が既知の被測定
液に対して、印加電圧と電導度の相関関係を乃（す定し
ておき、電導度が未知の被測定液について測定した印加
電圧の値を、前記相関関係に当てはめることによって、
電導度が算出できる。

この発明の測定方法は、従来の電導度測定方法が採用さ
れている各種の用途に利用でき、具体的には、例えば、
各種工業分野や農業分野における水質管理等が挙げられ
る。また、理科や化学の教育実験用の測定方法としても
有用であり、例えば、中和滴定や沈澱滴定等が簡単に行
える。

請求項２記載の電気型導度の測定装置は、被測定液に投
入される一対の測定電極と、測定電極間に電圧を印加す
る電圧印加手段と、測定電極間に流れる電流値を検出す
る電流検出手段と、電流検出手段で検出される電流値が
特定の値になるよ・）に印加電圧を変化させる印加電圧
変更手段と、印加電圧値を検出する印加電圧検出手段と
からなるものである。

測定電極としては、通常の電導度測定における電極と同
様の構造で実施できる。従来、−数的に使用されている
白金電極は、被測定波中のイオンと電極の反応を考慮し
なくてもよい点では好ましい。しかし、測定精度や感度
を向上させるには、測定電極の表面積を増やしたり形状
を工夫する必要があるが、前記した白金は高価であるた
め、大型化や加工が難しい。そこで、ステンレス専の比
較的安価で加工し易い材料からなるものを用いて、測定
電極の表面積を増大させたもののほうが実用的である。

測定電極の形状は、線状、棒状、パイプ状、板状、網状
等、任意の形状で実施できる。一対の測定電極は、適当
な保持手段によって、所定の間隔をあけた状態で固定さ
れる。

測定電極は、従来の電導度計のように、ガラス等からな
る測定セルに収容された状態で、この測定セルに被測定
／夜を流通させるようにしてもよいし、一対の測定電極
を組み込んだＷｉｌｌ定棒もしくは測定ユニソトを、被
測定液の容器等に浸けるようにしてもよい。

測定電極間への電圧印加手段は、通常の商用交流電源あ
るいは各種の充電式電源等がそのまま利用でき、電圧の
周波数は必要に応して適宜に設定される。

電流検出手段は、測定電極間を流れる電流値を検出−（
きれば、各種の計測装置に採用されている電疏計等が使
用でき、電流値を指針や数値で表示するもの等、電流値
の表示手段は任意の構成で実施できる。

印加電圧変更手段は、前記電圧印加手段で被測定電極間
に印加される電圧を変更できればよ（、通常の計測装置
で用いられている各種の変圧器等が利用できる。印加電
圧変更手段の操作は、前記電流検出手段で検出された測
定電極間の電流値を読め取って、電流値が所定の値にな
るように手動で操作するようになっていてもよいし、検
出された電流値を電気的に処理して、印加電圧変更手段
を電気的に制御するように構成することもできる印加電
圧検出手段は、測定電極間に印加される電圧を検出する
ものであり、検出された印加電圧から電導度が算出され
る。具体的な印加電圧検出手段としては、通常の計測装
置で用いられている電圧計等が利用できる。印加電圧検
出手段では、検出された印加電圧の値をそのまま表示し
、表示された電圧値を測定者が読め取って電導度や濃度
に換算するようにしてもよいが、検出された印加電圧を
もとにして、電気的に演算処理して、電導度や濃度に換
算する演算手段を備えていたり、印加電圧あるいは演算
された電導度や濃度等を記録する記録手段を備えていて
もよい。

この発明の測定装置は、前記した請求項１記載の測定力
法と同様に、各種の工業分封、家庭用機器分野、あるい
は教育分野で利用することができる。

請求項３記載の発明にかかる濃度の測定方法は、被測定
液に投入された一対の測定電極間に電圧を印加したとき
、測定電極間を流れる電流値が一定の場合に、印加電圧
と被測定１皮中の特定成分の濃度との間における相関関
係をもとにして、所定の電流値になるように印加電圧を
変化させたときの印加電圧の値から被測定液の特定成分
の濃度を算出するようにしている。

印加電圧と被測定液中の特定成分の濃度との相関門係は
、予め、既知の各種濃度の被測定波に対して、測定電極
間に一定値の電流を流すのに必要な印加電圧を測定して
おけばよい。測定電極間の印加電圧と被測定液中の特定
成分の濃度とは、対数関係になる。したがって、印加電
圧と濃度の相関関係を示すグラフすなわち検量線を作製
しておけば、未知の被測定波に対して印加電圧を測定す
るだりで、目的とする特定成分の濃度を算出することが
できる。また、上記した、印加電圧と特定成分の濃度の
相関関係を、電子的な回路や演算回路に組み込んでおけ
ば、濃度の算出を自動的に行うこともできる。

上記した濃度の測定方法が通用できる成分としては、塩
化ナトリウム、フソ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、リ
ン酸ナトリウム等の塩類、ドデシル硫酸ナトリウム（Ｓ
ＤＳ）　、Ｆデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（Ｄ
ＢＳ）、ラウリン酸ナトリウム、くリスチン酸すトリウ
ム笠の陰イオン界面活性剤、その他任意の電解質成分に
対して適用できる。

０ また、電解質成分でなくても、電解質との共’１７下で
は、濃度の変化に伴って電導度が変化するような成分で
あれば、測定可能である。このような成分の具体例とし
ては、ノニオン界面活性剤であるアルキルポリオキシエ
チレンコニ−チル）等が挙げられる。

〔作　　用〕

一対の測定電極間に印加される電圧Ｖと、電流Ｉおよび
抵抗Ｒの間には、Ｖ＝ｌＲの関係があるのて、電流Ｉが
一定であれば、電圧Ｖは抵抗Ｒに比例する。したがって
、電導度に直接関係のある抵抗Ｒを測定して電導度を求
める代わりに、電圧Ｖを測定しても電導度を求めること
ができるのである。すなわち、測定電極間を流れる電流
か一定であれば、印加電圧と電導度には１対１の相関関
係があるので、この印加電圧と電導度の相関関係を、予
め電導度の判っている被測定ｌ＋ｋについて求めておく
。そして、電導度か未知の被測定液に対して、所定の電
流値になるように印加電圧を変化させたときの印加電圧
の埴を測定して、前記印加電圧と電導度との相関関係に
当てはめれば、印加電圧の測定値から被測定／夜の電導
度を算出することかできるのである。

請求項２記載の測定装置によれば、上記請求項１記・或
の測定方法を、測定電極、電圧印加手段、電流検出手段
、印加電圧変更手段、印加電圧検出手段の構成により実
施することかできる。測定電極および各手段は、何れも
、通常の測定装置で採用されている一般的な構造部品が
使用できる。

請求項３記載の濃度の測定方法は、被測定液の含有成分
が電解質であれば、被測定／夜の電導度と含を成分の濃
度は比例することから、請求項１記載の測定方法による
電導度の測定を、特定成分の濃度のｉｊｊｌｌ定に適用
したものである。被測定液の特定成分の濃度と電導度す
なわち印加電圧との相関関係は、−予め、濃度が既知の
被測定ｌ夜に幻して測定を行っておけば、未知濃度の被
測定液に対しても、印加電圧を測定するだけで、濃度が
求められる。

なお、濃度を測定しようとする特定成分が電解質成分で
なくても、電解質成分と共存させること等で、濃度の変
化に伴って被測定液の電導度が変化するような成分であ
れば、印加電圧と電導度の変化すなわち濃度の変化との
相関関係を求めておくことによって、上記同様に、印加
電圧から濃度を測定することが可能になる。

〔実　施　例〕

ついで、この発明の実施例を図面を参照しながら以下に
詳しく説明する。

測定装置の構造 第１図は、この発明の実施に用いる電導度測定装置の概
雌構造を示している。図示した装置し４″、ｌ！ｉ育現
場における捏和や化学の実験で、電導度や濃度について
説明するために用いる教育用の電導度測定装置である。

外形６Ｘ６ｃｍの板状をなす一対のステンレス電極１０
．１０を間隔１．６ｃｍの距離で保持した測定電極を使
用し、この測定電極１０．１０を、イオン交換水（２５
°Ｃ、Ｉｆｆ）を収容した容量２１のビーカーからなる
測定容器２０に投入している。

３ 被測定？＆Ｗの温度を一定に保つために、測定容器２０
を恒温水槽２１に収容している。恒温水槽２１ば攪拌装
置２２（東洋製作新製、Ｄ−２８）の上に載せられ、測
定容器２０の底には攪拌具２３が投入されており、攪拌
装置２２から磁気作用等で攪拌具２３を回転させて、測
定容器２０内の被測定液Ｗを攪拌する。

測定電極１０．、１０には、交流電源装置３０（品性製
作所製、ＥＳ−５Ｆ）、豆電球４０（４．８Ｖ用）が直
列に接続されて、測定回路５０を構成している。交流電
源装置３０は、電源コード３１で商用電源に接続され、
測定回路５０への出力電圧を用変できるようになってお
り、出力電圧値を表示する電圧計３２を備えている。豆
電球４０は、測定回路５０を流れる電流値を所定の値に
設定するとともに、電流もしくは印加電圧の変化を視覚
的に捉えるために利用される。

豆電球４０は、内径５．　５　ｃｍ、長さ１０ｃｍの遮
光性のしニルバイブロ０の一端に装着され、ビニルバイ
ブロ０の他端には太陽型／Ｉ！１１．０　（ＵＢ　Ｉ　
２　０４ ＯＡＳ、開放電圧０．５４　Ｖ、短絡電流２２５　ｍＡ
）が装着されている。豆電球４ｏの光を見せるときには
、ビニルパイプ６０を取り外せばよい。また、ビニルバ
イブロ０の一部に開閉自在な扉を設けておき、必要なと
きだけ扉を開くようにしてもよい。太陽電池７０には電
圧計８０　（ＨＩＯＫＩ３２１７　）が接続されてあり
、豆電球４０の光によって太陽電池７０に発生ずる起電
圧（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅ　：以下
ＥＭＦという）を読め取れるようになっている。太陽電
池７０のＥＭＦは、豆電球４０の光量によって変化し、
豆電球４ｏの光量は測定回路５０を流れる電流によって
変化する。したがって、太陽型／ｌ！１７０のＥＭＦを
電圧計８０テ／Ｊｌり定することよって、間接的に測定
回路５ｏを流れる電流が測定できることになるとともに
、その電流の変化を豆電球４０の明るさとして視覚的に
捉えることができる。このことば、教育現場等において
、実験結果を視覚的に理解させることができ、極めて好
ましいものである。

但し、産業用途に利用する場合には、豆電球４０や太陽
電池７０等を使用せず、測定回路５０の一部に電流値を
検出できる電流計等を装着しておいても、勿論実施可能
である。

電導度および濃度の測定 上記のような測定装置を使用して、測定容器２０内に各
種の試料を添加しな、がら、電圧計８０の指示電圧で表
される太陽電池７０のＥＭＦ、すなわち測定回路５０を
流れる電流値と、交流電源装置３（）の印加電圧の関係
を測定することによって、被？ＪｌＩＪ定液の電導度お
よび濃度が測定できることを確認した。

測定容器２０のイオン交換水に添加する試料として、塩
化ナトリウム、フソ化すトリウム、硫酸ナトリウム、リ
ン酸すトリウム（何れも特級試薬、和光純薬製）を準備
した。また、陰イオン界面活性剤の試料として、ドデシ
ル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、和光純薬製、生化学用）、
Ｆデシルヘンセンスルホン酸すトリウム（ＤＢＳ、和光
純薬製、衣利用合或洗剤試験用）、ラウリン酸ナトリウ
ム、ミリスチン酸ナトリウム（何れも日本油脂製）を精
製せずに使用した。

比較のために、従来のホイートスｌ−ンブリソシ構造を
用いた電導度測定装置（電気化学計器製、ＡＯＬ−１０
）でも同しような測定を行った。

第２図は、塩化ナトリウムを試料に用い、電圧計８０で
太陽電池７０のＥＭＦを一定にした状態、すなわち豆電
球４０の明るさを一定にし、測定回路５０の電流値を一
定にしたときの、交流電源装置３０の印加電圧■１と試
料の濃度Ｃとの関係をグラフで示している。実験例１．
１は、１．５Ｖの豆電球を用い、ＥＭＦ＝０．３８０Ｖ
になるように設定した。実験例１．２は、４．８Ｖの豆
電球を用い、ＥＭＦ＝０．４５０　Ｖになるように設定
した。このグラフによれば、濃度Ｃの増加に伴って印加
電圧Ｖｌが双曲線を描いて減少しており、印加電圧Ｖｌ
と塩濃度Ｃが相関関係にあることが判る。

濃度Ｃが無限大の場合の印加電圧（基準電圧）Ｖｏを、
各グラフの漸近線として外挿法で求めるとＯにはならず
、実験例１．１ではＶ、＝１．２／ＩＶ、実験例１．２
ではＶ。−２，０６Ｖであった。した７ かって、測定電極１０間に加わる真の印加電圧■２は、
交流電源装置３０の電圧計３２で測定された印加電圧Ｖ
ｏと前記基準電圧Ｖｏから、下式で表される。

Ｖ２＝ＶＩＶｏ・−・−−・（１１ 第３図は、測定電極１０間の印加電圧Ｖ２と濃度Ｃの関
係を対数でプロソトしたものであり、直線で表されてい
ることから、印加電圧Ｖ２と濃度Ｃが対数関係にあるこ
とが判る。実験例１．１および実験例１．２の直線グラ
フの勾配は、実験例１．１の勾配−−０，９０６、実験
例１．２の勾配−一０．９０４であり、実験条件の違い
に関係なく、きわめて近い数値を示している。

つぎに、太陽電池７０からのＥＭＦの値が、印加電圧■
２と濃度Ｃの相関関係を示すＩｎ（Ｖ。

）−Ｉｎ（Ｃ）直線の勾配に及ぼす影響を検討した。第
１表は、ＥＭＦを０．２００　Ｖ〜０．４５０　Ｖの間
番こ設定して、Ｉｎ　（Ｖｇ　）　　　！　ｎ　（Ｃ）
直線の勾配を求めた結果を示している。表中、ｎは測定
点の数を示す。

８ ９ 第１表の結果によれば、Ｅ　Ｍ　Ｆの値に関係なく、何
れも良好な直線関係を示すとともに１．直線の勾配はほ
ぼ等しくなった。

以上のことから、豆電球４ｏの種類や太陽電池７０のＥ
ＭＦ、ずなわち測定回路５ｏを流れる電流（ｎ１１↓：
１、一定でさえあれば、その高似ジオ前記Ｉｎ（Ｖ＝　
）　−１ｎ　　（Ｃ）直線の勾配に影響を及はさないこ
とか判る。したがって、予め、濃度Ｃか判っている試料
液に対して、印加電圧Ｖ２と濃度Ｃの相関関係を測定し
グラフにしてお６ノば、濃度Ｃが未知の被測定液Ｗにつ
いて印加電圧Ｖ２を測定し、前記グラフに当てはめるこ
とによって濃度Ｃの埴を知ることができる。また、広い
濃度範囲で良如′な直線関係を示していることから、広
範四の濃度／ｌｌす定に適用できることも判る。

なお、第１図の装置を使用して、交流電源装置３０の印
加電圧Ｖｌを一定とした場合に、太陽電池７０のＥＭＦ
と試料の濃度Ｃとの関係を測定したところ、狭い濃度範
囲でしか良好な相関関係を示さなかったことから、本願
発明のように、測定０ 回路５０を流れる電流値を一定にして、印加電圧を測定
する方法のほうが、濃度測定には適していることが実証
できた。

各種塩濃度の測定 ４．８Ｖの豆電球４０を用い、太陽電池のｒ＝　Ｍ　Ｆ
−〇、４５０Ｖ、測定温度２５°Ｃに設定して、塩化ナ
トリウム、フソ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、および
、リン酸すトリウムの４種類の試料を用いて、異なる濃
度Ｃにおける印加電圧■２を測定し、それぞれの試料に
対する検量線のグラフを作成し、その結果を、前記した
市販の電導変針による測定結果と比較した。

第４図は、塩化す１〜リウムについての試験結果を示し
ている。本願発明にかかる実施例１１では、濃度Ｃの増
加番ご伴って印加電圧Ｖ２ば双曲線状に減少しており、
良好な対数関係になっているのに対し、市販電導変針に
よる比較例１．１てば、濃度Ｃと電導度にとはほぼ直線
関係を示しているが、濃度Ｃが高くなると直線からのス
レが生じており、高濃度範囲では誤差が生していること
が判る１ 第５図は、上記測定結果を、対数グラフに示したもので
あり、比較例１．１（市販電導計）では右上がり直線と
なり、実施例１．１（本願発明装置）では左上がり直線
になっている。それぞれの相関係数ｒを求めると、比較
例１はｒ＝０．９９９９に対し、実施例１はｒ＝０．９
９９１であり、本願発明の測定方法でも充分に実用的な
測定精度が得られることが実証できた。

試料をフソ化ナトリウム、硫酸す１〜リウム、リン酸す
トリウムに変えて、同様の検量線を作成した。その結果
を第２表に示しており、相関直線の勾配は、Ｎａ”　イ
オンの対イオンの種類により若干異なっているが、比較
例１．１では＋１、本願発明の実施例１，１では−１で
あり、何れも極めて１に近い値となっている。このこと
から、本願発明の測定方法および測定装置によれば、測
定電極１０間の印加電圧Ｖ２と濃度Ｃが、１対ｌの良好
な相関関係を示し、印加電圧Ｖ２の測定によって正確な
濃度Ｃの値が求められることが実証できた。

２ ２３ また、上記測定装置を用いて、約１ケ月間隔で１年間に
わたって、ＮａＣ１の検量線データをとったところ、そ
の勾配および切片には、０．５％以下の誤差しか認めら
れなかったことから、本願発明の測定方法および測定装
置は、再現性もしくは性能安定性の点でもきわめて優れ
ていることが実証できた。特に、測定電極１０として、
高価な白金を用いず、ステンレス製電極を用いても良好
な性能を発揮できることが実証できた。

さらに、別の実施例として、測定電極１０として、直径
２．５ｃｍの円形ステンレス金網１４枚を用いた測定装
置で、印加電圧■１を２００Ｖにして、０．０１　ｐｐ
ｍｍ以下の微量のＮａＣ］濃度を測定することも出来た
。

陰イオン界面活性剤のｃｍｃの決定 この発明にかかる測定方法の適用例として、ＳＤＳ、Ｄ
ＢＳ、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸すトリウム
の４種類の陰イオン界面活性剤水溶液の、濃度変化に伴
う電導度変化を測定し、各温度での、それぞれの界面活
性剤のｃｍｃ（臨界４ ミセル濃度、ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｍ１ｃｅｌｌｅ　ｃｏ
ｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）の決定を行った。

前記したような測定方法で、測定電極１０間の印加電圧
Ｖ２と界面活性剤の濃度Ｃの関係を、対数でプロソトし
て得られた２直線の交点がｃ　ｍ　ｃ。

に相当することになる。

本願発明にかかる実施例２．１と、前記同様の市販電導
針による比較例２．１について、２５°ＣにおけるＳＤ
Ｓ水／水液８液定し、その結果を第６図に示している。

グラフ中、Ｍ点がＣ，ｍ　Ｃを示しており、実施例２．
１で測定されたＳＤＳのｃ　ｍ　ｃ値は７、８６ｍ　ｍ
ｏｌ／Ａであり、比較例２．１てば８．０４ｍｍｏｌ／
　１であった。文献等で知られているＳＤＳのｃｍｃ値
と比較すると、非常によい一致を示していた。

第３表は、ＳＤＳ以外の試料についても同様の測定を行
って、その結果をまとめたものである。

５ 表中、勾配Ｉは、濃度ＣがＣｍＣよりも低い領域におけ
る相関直線の勾配を示し、勾配■は、濃度Ｃがｃｍｃよ
りも低い領域における相関直線の勾配を示している。何
れの測定結果も、文献等で知られている各試料のｃｍｃ
値とよい一致を示しており、本願発明が界面活性剤のｃ
　ｍ　ｃ値決定に有用であることが実証できた。

なお、勾配Ｉと勾配■は、界面活性剤の種類によって異
なる傾向が認められた。

水道水中の電解質の検出 本願発明の測定方法および装置の別の適用例として、水
道水に含まれる電解質の検出を行った。

２５°Ｃにおいて、太陽電池のＥＭＦを、０．２００Ｖ
〜０．４．５０　Ｖの範囲で異なるＥＭＦに設定して、
印加電圧Ｖ２を測定した。前記第１表に示された塩化ナ
トリウムの検量線をもとにして、電解質濃度を塩化ナト
リウム濃度に換算してみた。その結果を第４表に示して
いる。

７ ８ 上表の結果、ＥＭＦの値に関係なく、電解質濃度Ｃ（，
１約７０ｐｐｍ　　（１，２７〜１．３０ｍ　ｍｏｌ、
ｌ）を示し、前記した市販の電導度肝を用いた比較例４
゜０の−１り定値と−・致した結果が得られた。

ノニオン界面活性剤のｃｍｃ決定 この発明にかかる測定方法を応用して、ノニオン界面活
性剤のＣｍ　Ｃ，値の測定を行った。基本的な測定方法
は、前記した陰イオン界面活性剤の測定と同様に実施し
た。

試料として、ＡＰＥ＝Ｃ，□Ｈ，５（Ｅ○）６を用い、
２５°Ｃにおける印加電圧Ｖ２と濃度Ｃの関係をグラフ
に表した結果を、第７図に示している。なお、被測定／
夜には、塩化ナトリウム７Ｑｐｐｍを共存さ−ＩＪ−た
状態でＩ１１定を行った。

その結果、ｃ　ｍ　ｃ値は９９．４４μｍｏｌ／　Ｅで
あった。また、同様の試験を別のノニオン界面活性剤で
行った結果をまとめて、第５表に示す。

９ 第５表 上記結果から、本願発明がノニオン界面活性剤のｃ　ｍ
　ｃ測定にも利用できることが実証できた。

なお、ノニオン界面活性剤には、電導度に関係する基は
含まれていないため、そのまま単独で濃度を変えて電導
度を測定したとしても、前記第（１図に示された陰イオ
ン界面活性剤のような、電導度と濃度の相関直線の変曲
点は表れず、ｃｍｃ値を法定することは出来ない。

しかし、前記したように、ノニオン界面活性剤とともに
、少量の電解質、例えば、ＮａＣｌやｔｂｉｚｓＯａ等
を、約５〜１１００ｐｐ程度添加した系で測定を行うと
、系中の水分子の界面活性剤親水基への水和が起こり、
相対的にバルク水中の電解質濃度が増加する。この電解
質濃度は、界面活性剤量が増加するにしたがって増加す
るので、その結果、系企体の抵抗が減り電導度が高まる
ことになる。特に、臨界尖セル濃度前後では、上記電導
度の変化か大きくなるので、電導度と濃度の相関直線に
凹面な変曲点が表れるのである。この臨界ミセル濃度に
おける電導度の変化ば、疎水基による構造水の増加によ
るものと考えられる。

なお、上記方法は、ｃ　ｒｎ　ｃ値の決定だけでなく、
ノニオン界面活性剤の濃度測定にも利用できることは言
うまでもない。

電導度滴定装置 この発明を電導度滴定に利用するための装置を製造した
。

第８図および第９図に滴定装置の構造を示しており、基
本的には前記第１図に示した測定装置と同様であるので
、共通する構造部分には同し符号を付け、重複する説明
は省略する。

滴定に用いる一方の反応ｌ夜Ｗを入れておく測定容器２
０はコニカルビーカーを使用し、前記同様の恒温槽２１
に収容されている。他方の反応液は１ 、上記測定容器にピペソト笠を用いて所定量づつ滴下す
る。電極１０を装着した測定ユニソト９０が測定容器２
０内に投入されている。測定ユニノド９０には測定回路
５０が取りイ」けられ、電極１０と直列に電源装置３０
および豆電球４０が接続されている。豆電球４０はビニ
ルバイブロ０の端に装着され、他端には太陽電池７０が
装着されている。太陽電池７０には電圧検出用のテスタ
ー８０が接続されている。

測定ユニット９０の詳細構造を第９図に示しており、塩
化ビニルパイプからなる筒体９１の一端近くて両側に対
称的に切り欠き９２．９２を設り、切り欠き９２．９２
内に、互いに対向させて一対のステンレス金網からなる
電極１０．１０を取りイ」りでいる。電極１０．１０に
は配線９３か接続され、筒体９１の他端で配線９３は測
定回路５０と連結される。筒体９１内の配線９３ば、ビ
ニルホース９４に挿通して保護されている。

上記のような構造の滴定装置を使用するには、測定容器
２０に一方の反応液を一定量入れておき２ 、他方の反応液をホールピペソト等を用いて所定量つづ
滴下していき、そのときの測定容器２ｏ内の溶液Ｗの電
導度を測定する。電導度の測定は、太陽電池７０のＥＭ
Ｆが一定の値、例えば０．２００Ｖになるように電源装
置３０の印加電圧■、を調整して、その印加電圧値と測
定溶液Ｗの電導度の変化量との関係を測定する。測定溶
液Ｗのイオン濃度が無限大の場合の印加電圧すなわち基
準電圧■２は、豆電球４０を直接電源装置３０に接続し
た状態で、太陽電池７０のＥＭＦが前記一定値になると
きの印加電圧を測定しておく。

中和滴定への利用 上記構造の滴定装置を用いて中和滴定を行った。具体的
には、０．１Ｎ塩酸２００ｍ１を１Ｎ水酸化ナトリウム
で中和した。ＩＮ水酸化ナトリウムの滴下量を徐々に増
やしながら、太陽電池７０のＥＭＦを一定値にするのに
必要な印加電圧Ｖ２の値を測定した。印加電圧ｖ２が、
Ｖ２＝Ｖ、−Ｖ。

で算出されるのは前記同様である。

第１０図に測定結果を示している。なお、印加３ 電圧■、はＩｎ（Ｖ）すなわち対数で表している。グラ
フの凸状の変曲点が中和点であり、ＩＮ水酸化すトリウ
ムの滴下量が２０．２ｍｌで中和したことを示している
。理論上は、ＩＮ水酸化すトリウムの滴下量が２０．０
ｍｌで中和するので、前記実測値りよ理論値に極めて近
く、この発明にかかる電導度の測定方法を中和滴定に利
用できることが実計できた。なお、上記理論値と実測値
の差は、試薬調製誤差や大気中のＣＯ２の影響専である
と名えられる。

中和点での反応生成物であるＮａＣｌ量を、予め作成し
ておいたＮａ　Ｃ１１度の検量線から求めたところ、２
１．３ｍ　ｍｏｌ　となり、理論値である２０．０ｍｍ
ｏｌ　とほぼ一致することも確認できた。

別の実施例として、ｌＮ１１［と］Ｎ水酸化ナトリウム
による弱酸と強塩基の中和反応についても、上記同様の
中和滴定を行ったところ、やはり良好な結果が得られた
。

沈澱滴定への利用 前記構造の滴定装置を沈Ｆｍ、滴定に用いた。具体４ 的には、５．ＯＸｌｏ−２Ｍ塩化ハ’）　ラム１００ｍ
ｌニ対し５．０Ｘ１０−２Ｍ硫酸ナトリウムで沈澱滴定
を行った。

その結果を第１１図に示しており、硫酸ナトリウムの滴
下量がｌｏｏｍｌのときに、印加電圧Ｖ２が最大、すな
わち測定溶液の電導度が最小になることが判り、この実
測値は理論値と一致しているしたがって、この発明にか
かる電導度の測定方法を沈澱滴定に利用できることが実
証された。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明のうち、請求項１記載の電導度
の測定方法は、測定電極間を流れる電流値が所定の電流
値になるような印加電圧の値を測定して、被測定液の電
導度を測定するものであり、従来のように、ホイートス
トンブリッジを利用して、測定電極間の抵抗値を直接測
定する方法に比べ、ホイートストンブリッジ等の複雑な
回路構造が不要になり、また、ホイートストンブリッジ
回路の面倒な調整作業も必要ないため、極めて簡５ 単に電導度を測定できるようになる。

請求項２記載の電導度の測定装置は、上記訂１求項１記
載の測定方法を実施する装置であって、／！［す定電極
、電圧印加手段、電流検出手段、印加電圧変更手段、お
よび、印加電圧検出手段は何れも、−船釣な計測機型環
で用いられている、電源や電圧計、電流計等をそのまま
利用することができ、極めて簡単な構造で、しかも正確
に電導度を測定することが可能になる。測定電極として
、高価な白金を使用せず、比較的安価なステンレスを用
いても、良好な性能が発揮できるので、電極の構造を自
由に設定できるとともに、経済性にも優れたものとなる
。

特に、各構成手段の機能や構造が判り易いので、教育用
の実験装置として利用した場合には、測定原理の説明が
理解し易く、教育効果が上がる。

複雑な操作や調整が不要であるので、測定装置を各種製
品に組み込んで、簡単に電導度の測定を行うことができ
る。具体的には、例えば、家庭用洗濯機の水槽に組み込
んで、すすぎ水の水質の変化６ 、すなわち洗剤成分が無くなったことを検出すること等
が可能になる。

請求項３記載の濃度の測定方法は、上記請求項１記載の
測定方法および請求項２記載の測定装置を使用する方法
であり、印加電圧と濃度の相関関係が極めて良好である
ため、正確な濃度を非常に簡単な測定装置で、しかも簡
単な操作で測定できることになる。

【図面の簡単な説明】

第４図はこの発明の実施例にかかる測定装置の概略１１
４造図、第２図は印加電圧と濃度の関係を示すグラフ図
、第３図はＥＭＦの違いよる測定結果を示すグラフ図、
第４図はこの発明の実施例と比較例について印加電圧と
濃度の関係を京ずグラフ図、第５図は検量線を示すグラ
フ図、第６図は臨界ミセル濃度の測定結果を示すグラフ
図、第７図はノニオン界面活性剤に対する臨界ミセル濃
度の測定結果を示すグラフ図、第８図はこの発明の実施
例にかかる滴定装置の全体構造図、第９図は測定ユニノ
ドの拡大斜視図、第１０図は中和滴定試７ 験の結果を示すグラフ図、第１１図は沈＃滴定試験の結
果を示すグラフ図、第１２図は従来例の回路構成を示す
概略図である。 １０．１０・・・測定電極　２０・・・測定容器　３０
・・・交流電源装置　３２・・・電圧計　４０・・・豆
電球５０・・・測定回路　７０・・・太陽電池　８０・
・・電圧計Ｗ・・・被測定液

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被測定液に投入された一対の測定電極間に電圧を印
   加し、測定電極間を流れる電流値が所定の電流値になる
   ように印加電圧を変化させ、このときの印加電圧値に基
   づいて被測定液の電導度を算出する電導度の測定方法。 ２　被測定液に投入される一対の測定電極と、測定電極
   間に電圧を印加する電圧印加手段と、測定電極間に流れ
   る電流値を検出する電流検出手段と、電流検出手段で検
   出される電流値が所定の値になるように印加電圧を変化
   させる印加電圧変更手段と、印加電圧値を検出する印加
   電圧検出手段とからなる電導度の測定装置。 ３　被測定液に投入された一対の測定電極間に電圧を印
   加したとき、測定電極間を流れる電流値が一定の場合に
   、印加電圧と被測定液中の特定成分の濃度との間におけ
   る相関関係をもとにして、所定の電流値になるように印
   加電圧を変化させたときの印加電圧の値から被測定液の
   特定成分の濃度を算出する濃度の測定方法。