JPH0617895B2 - 電量分析方法 - Google Patents

電量分析方法

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JPH0617895B2
JPH0617895B2 JP58089519A JP8951983A JPH0617895B2 JP H0617895 B2 JPH0617895 B2 JP H0617895B2 JP 58089519 A JP58089519 A JP 58089519A JP 8951983 A JP8951983 A JP 8951983A JP H0617895 B2 JPH0617895 B2 JP H0617895B2
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electrode
working electrode
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electrodes
analysis method
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Kimoto Electric Co Ltd
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/416—Systems
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電解セル内に設けられた複数の電極間に流れ
る電流を測定することによつて、電解セル内の検水中に
含まれる被測定イオンの濃度を定量するようにした電量
分析方法に関する。
このような電量分析方法は、アンペロメトリーまたはク
ーロメトリーと呼ばれ、電極反応が行なわれる電極表面
が、付着物や酸化被膜などによつて汚染されると、正確
な定量を行なうことができなくなる問題がある。
このような問題を解決するための或る先行技術では、測
定操作が終了後電極表面を洗浄し、それによつて前記付
着物や酸化被膜を電極表面から除去するようにしている
が、作業が面倒であり、測定に要する時間を長く必要と
する。
本発明の目的は、上述のような作業を省略することがで
きるとともに正確な定量を行なうことができる電量分析
方法を提供することである。
さらにこのような先行技術では、たとえばシアンイオン
濃度を測定するときには硫化物イオンによる悪影響を受
け、また臭素イオン濃度を測定するときには、ヨウ素イ
オンの悪影響を受け、正確な分析ができない。
本発明の他の目的は、妨害成分によつて悪影響を受けな
いようにして、正確な電量分析を行なうことのできる電
量分析方法を提供することである。
本発明は、電解セル1内に設けられた一対の電極3,4
間に流れる電流を測定することによつて、電解セル1内
の検水中に含まれる被測定イオンの濃度を定量するよう
にした電量分析方法において、 前記電極3,4は円柱状の作用電極3と、作用電極3の
周囲に同軸に配置される円筒状の対極4とを有し、電極
3,4間の間隙には絶縁部材15が設けられ、電極3,
4における電極反応が行われる平面状の表面11には、
円柱状の永久磁石の全外周面および軸線方向の両端面を
耐摩耗性材料によつて被覆して形成される回転子13を
設け、回転子13をマグネチックスターラ14によつて
作用電極3の軸線まわりに摺動回転させ、 参照電極5と作用電極3との間に、前放電物質の限界電
流域に予め定められる直流成分V1と、時間経過ととも
に振幅V2が増大するパルスとパルス相互間のパルス休
止期間が交互に繰返される矩形波電圧とを印加すること
を特徴とする電量分析方法である。
以下、図面によつて本発明の一実施例を説明する。第1
図は本発明に従つて構成される分析装置の一実施例の断
面図である。この分析装置は、たとえば検水中に含まれ
るシアンイオン濃度を測定するために用いられる。この
分析装置における電解セル1は、セル本体2と、作用電
極3と、対極4と、参照電極5とを含む。セル本体2
は、有底円筒状の底部6と、底部6の上方(第1図の上
方)に向けて先すぼまりに形成された逆錐形の部分7を
含む上部8とから構成される。底部6と上部8とは気密
的に一体化され、それによつてセル本体2内には電解室
9が形成される。このようにして構成されるセル本体2
は、たとえば塩化ビニル樹脂などの合成樹脂によつて形
成される。
作用電極3は、銀製であつて円柱状に形成される。対極
4はたとえばステンレス鋼製であつて円筒状に形成され
る。作用電極3は対極4に緩挿され、作用電極3および
対極4間の間隙ならびに対極4の外周には、たとえばア
ルミナか分散された合成樹脂などの電気絶縁性物質から
なる絶縁部材15が設けられる。こうして絶縁部材15
を介して一体化された作用電極3および対極4は、セル
本体2における底部6の底板10を気密的に貫通されて
セル本体2に固定される。電解室9に臨む作用電極3、
対極4および絶縁部材15における上端部の端面11は
面一に形成される。
参照電極5は、先端12が電解室9に臨んでセル本体2
における上部8を気密的に貫通され、それによつて参照
電極5はセル本体2に固定される。参照電極5はたとえ
ば銀ー塩化銀電極が用いられる。
第2図を併わせて参照して、端面11上には円柱状の回
転子13が乗載される。この回転子13は、円柱状の永
久磁石の全外周面および軸線方向の両端面を、炭化ケイ
素SiCなどの耐摩耗性材料によつて被覆して形成され
る。電解セル1における底部6の下方には、回転子13
に対応してマグネチツクスターラ14が配置される。こ
のマグネチツクスターラ14は、作用電極3の軸線まわ
りに等間隔に配置された複数の永久磁石または電磁石を
備え、これらの永久磁石または電磁石が前記軸線まわり
に回転駆動されることによつて、回転子13は前記軸線
まわりに回転可能である。回転子13の長さd1は、対
極4の外径d2よりも大きく選ばれる。
このようにして構成される分析装置において、検水はセ
ル本体2における底部6に形成された流路20を介して
電解室9内に導入される。電解室9内において、検水中
に含まれるシアンイオンCN-は作用電極3の端面11す
なわち電極表面において第1式に示すような電極反応を
行なう。
Ag+2CN−→Ag(CN)2 −+e…(1) 第1式に示される電極反応によつて放出された電子eに
基づく作用電極3と対極4との間に流れる電流は、作用
電極3、対極4および参照電極5に関連して設けられる
電流測定手段21によつて測定される。これによつて電
解室9内を流れる検水中に含まれるシアンイオンの濃度
が定量される。このようにシアンイオンの濃度が定量さ
れたあとの検水は、電解セル本体2における上部8の逆
円錐形の部分7に形成された流路22を介して電解室9
外に排出される。
上述のように検水中に含まれるシアンイオンの濃度の定
量の途中において、回転子13はマグネチックスターラ
によつて第2図示の矢符30で示すように作用電極3の
軸線まわりに回転される。そのため作用電極3および対
極4における端面11は、回転子13によつて摺擦され
ている。したがつて検水中に含まれる汚染物質が前記端
面11に付着しても回転子13の摺擦力によつて除去さ
れる。また作用電極3の端面11には、銀酸化物(Ag
O,Ag2O)などの被膜が形成されるおそれがあるが、こ
れらの被膜も前記汚染物質と同様に回転子13の摺擦力
によつて除去される。したがつて作用電極3および対極
4の端面11すなわち電極反応が行なわれる電極表面が
常に清浄に保たれ、各電極3,4間に流れる電流が正確
に測定され、検水中のシアンイオンの濃度が正確に定量
される。
なお従来ではこのように電極間に流れる電流を測定する
ことによつて、電解セル内の検水中に含まれる被測定イ
オンの濃度を定量するようにした電量分析方法において
は、電解室9内を流れる検水が乱流になると、前記電流
が脈流となるので、このような回転子13を電解室9内
で回転させることは不可能であると考えられていた。し
かし本件発明者の実験によれば、回転子の回転数をたと
えば300rpmとしたときに、作用電極3と対極4との
間に流れる電流は、一定周期の交流電流となり、その交
流電流を平滑することにより、検水中に含まれる被測定
イオンすなわちシアンイオンの濃度に対応した前記電流
を得ることができた。
本発明ではさらに、作用電極3と参照電極5との間に印
加する電圧を第3図に示されるように変化させる。この
印加電圧の波形は、直流成分V0が常に印加されてお
り、時間の経過とともに振幅がV1,V2,…と増大す
るパルスとパルス相互間のパルス休止期間とが交互に繰
返されるパルス波が重畳される。このような測定方法を
正常パルス法と呼ぶ。以上のような方法で電圧を作用電
極3と参照電極5との間に印加することによつて、両極
間に流れる電流の値は、前放電物質の混入にかかわらず
正確に検出することができ、その電流値の積分値から物
質の含有量を定量できる。
たとえば第4図は、本発明の実験結果を示すグラフであ
り、作用電極に銀を用いたときの2×10-4MBr
−(0.1MKNO3)の電極上への析出波における正
常パルス法により記録した電位−電流曲線を示したもの
である。本実施例において作用電極3と参照電極5との
間に第3図のV0として前放電物質としてのヨウ素イオ
ンI−の限界電圧−0.05Vを、またV1=0.15
V,V2=0.3V,…と時間経過とともに一次関数で
増大するパルスとパルス相互間のパルス休止期間とが交
互に1秒間隔で繰返される矩形波電圧を印加したとき
に、分析物質として臭素イオンBr−とヨウ素イオンI
−を含んでいるときは、l1の波形が与えられる。l1
のV0に相当する点l11と電流が急上昇するまでの点
l12の間のW1の範囲の電流値はヨウ素イオンI−に
対応するものであり、l1の電流が次に一定になつてい
るl13とl14との間のW2の範囲の電流値は臭素イ
オンBr−とヨウ素イオンI−に対応するものである。
すなわちヨウ素イオンI−と臭素イオンBr−とを含む
場合、l1をW1の間で積分したAがI−の量であり、
l1をW2の間で積分したBがBr-+I-の量であるから
Br−=B−Aとなる。この検体が臭素イオンBr−の
みを含むときは、l2で示される波形が得られる。前放
電物質であるヨウ素イオンI−が含まれていないときに
は、ヨウ素イオンI−による妨害がないので、電流が一
定になるW2の間が明確になる。l2の波形から予めW
2の範囲を決めておくとl1からW2の範囲を決めるよ
りも正確にできる。またl2で示されるように電圧V0
になつたときに電流が流れ始めることになる。本発明で
は、この第3図のように電圧V0を常時加えて、さらに
時間経過とともにピーク値V1,V2,…を有するパル
スを重畳しているので、ヨウ素イオンI−による妨害が
あつても臭素イオンBr−の電量を測定することができ
る。
第5図は、電圧V2を一定として検出すべき物質すなわ
ち臭素イオンに混入される妨害物質ヨウ素イオンの濃度
を変化させて、拡散電流を測定したグラフである。l
3,l4,l5,l6,l7はそれぞれヨウ素イオン濃
度10−4M、2×10−4M、5×10−4M、10
−3M、2×10−3Mに対応したものである。
以上のように本発明によれば、電極反応が行われる電極
表面11は、回転子13によつて摺擦されるので、電極
表面11の付着物や酸化皮膜は除去され、検水中に含ま
れる被測定イオンの濃度を正確に定量することができ
る。
さらに参照電極5と作用電極3との間に、前放電物質の
限界電流域に予め定められる直流成分V1と、時間経過
とともに振幅V2が増大するパルスとパルス相互間のパ
ルス休止期間が交互に繰返される矩形波電圧とを印加す
るので、前放電物質による電量の誤差をなくして、定量
すべき物質の正確な電量分析を行うことができる。
また、回転子13は、マグネチツクスターラ14によつ
て回転駆動されるので、簡単な機構で容易に電極表面1
1の研磨を行うことができる。
また、回転子13は、円形磁石の全周面および軸線方向
の両端面を耐磨耗性材料で被覆して形成されるので、電
極面11の研磨を十分に行うことができる。
さらに、作用電極3は円柱状であり、対極4は同心的に
配置され、この軸線方向に垂直な端面11を回転子13
によつて研磨するので、電極表面11の研磨は均一にか
つ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従つて構成される分析装置の一実施例
の断面図、第2図は第1図示の回転子13付近の平面
図、第3図は作用電極3と参照電極5の間に印加した電
圧の波形図、第4図は作用電極と参照電極間に正常パル
ス電圧を印加した際の電位ー電流曲線、第5図は前放電
物質共存下における拡散電流を示したグラフである。 1…電解セル、3…作用電極、4…対極、5…参照電
極、13…回転子、14…マグネチツクスターラ、21
…電流測定手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電解セル1内に設けられた一対の電極3,
    4間に流れる電流を測定することによつて、電解セル1
    内の検水中に含まれる被測定イオンの濃度を定量するよ
    うにした電量分析方法において、 前記電極3,4は円柱状の作用電極3と、作用電極3の
    周囲に同軸に配置される円筒状の対極4とを有し、電極
    3,4間の間隙には絶縁部材15が設けられ、電極3,
    4における電極反応が行われる平面状の表面11には、
    円柱状の永久磁石の全外周面および軸線方向の両端面を
    耐摩耗性材料によって被覆して形成される回転子13を
    設け、回転子13をマグネチツクスターラ14によつて
    作用電極3の軸線まわりに摺動回転させ、 参照電極5と作用電極3との間に、前放電物質の限界電
    流域に予め定められる直流成分V0と、時間経過ととも
    に振幅がV1,V2,…と増大するパルスとパルス相互
    間のパルス休止期間とが交互に繰返される矩形波電圧と
    を印加することを特徴とする電量分析方法。
JP58089519A 1983-05-20 1983-05-20 電量分析方法 Expired - Lifetime JPH0617895B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5555181Y2 (ja) * 1977-07-16 1980-12-20
JPS54102189U (ja) * 1977-12-28 1979-07-18
JPS55146036A (en) * 1979-05-02 1980-11-14 Masashi Goto Polarograph of step wave semidifferentiation and integration
JPS5615568U (ja) * 1979-07-16 1981-02-10

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JPS59214753A (ja) 1984-12-04

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