JPH0625746B2 - 電気化学式酸性ガス検出装置 - Google Patents
電気化学式酸性ガス検出装置Info
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- JPH0625746B2 JPH0625746B2 JP60177198A JP17719885A JPH0625746B2 JP H0625746 B2 JPH0625746 B2 JP H0625746B2 JP 60177198 A JP60177198 A JP 60177198A JP 17719885 A JP17719885 A JP 17719885A JP H0625746 B2 JPH0625746 B2 JP H0625746B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、弗化水素ガス等の酸性ガスを電気化学的に測
定する検出装置に関する。
定する検出装置に関する。
（従来技術） 塩化水素や硫化水素等の酸性ガスの検出は、ガス透過膜
により封止した容器内に作用極と対極を配設して電解液
である希硫酸を収容してなる電気化学式ガス検出器を用
い、ガス透過膜から電解液中に溶解する被検ガスの酸
化、関げ電流を測定することにより行なわれている。
により封止した容器内に作用極と対極を配設して電解液
である希硫酸を収容してなる電気化学式ガス検出器を用
い、ガス透過膜から電解液中に溶解する被検ガスの酸
化、関げ電流を測定することにより行なわれている。
ところで、この電気化学式検出器により酸性ガスの一種
である弗化水素ガスを検出しようとすると、作用極にお
いて弗化水素ガスの酸化、つまり ２ＨＦ→Ｆ２ −＋２Ｈ＋２ｅ なる反応を起こさせる関係上、作用局に３．０６ボルト
（対水素基準電極電位）以上の電極電位を必要とする
（第５図）。
である弗化水素ガスを検出しようとすると、作用極にお
いて弗化水素ガスの酸化、つまり ２ＨＦ→Ｆ２ −＋２Ｈ＋２ｅ なる反応を起こさせる関係上、作用局に３．０６ボルト
（対水素基準電極電位）以上の電極電位を必要とする
（第５図）。
しかしながら、この３．０６Ｖという電極電位は、他方
において電解液を構成している水を電気分解させる電極
電位１．２３ボルト（対水素基準電極電位）を大きく上
回るため、水の電解電流が弗化水素ガスの酸化電流に上
乗せされ、検出対象となる弗化水素ガスの酸化電流の測
定が不可能になるという問題がある。
において電解液を構成している水を電気分解させる電極
電位１．２３ボルト（対水素基準電極電位）を大きく上
回るため、水の電解電流が弗化水素ガスの酸化電流に上
乗せされ、検出対象となる弗化水素ガスの酸化電流の測
定が不可能になるという問題がある。
（目的） 本発明はこのような問題に鑑み、電解液に電気分解を生
起させることなく弗化水素ガスを始めとする多種類の酸
性ガスを検出することができる電気化学式酸性ガス検出
器を提供することを目的とする。
起させることなく弗化水素ガスを始めとする多種類の酸
性ガスを検出することができる電気化学式酸性ガス検出
器を提供することを目的とする。
（構成） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すものであって、図中
符号１は、両端に開口を穿設して酸性ガス透過膜２及び
酸素透過膜３を設けて後述する電解液７を収容する容器
で、酸性ガス透過膜２側に作用極４を、また酸素透過膜
３側に白金ブラック等を配設して酸素基準電極５からな
る第３電極を、さらに作用極４と酸素基準電極５との間
に対極６を配設してセルに構成されている。７は、前述
の電解液で、ヨウ素酸カリウムＫＩＯ３とヨウ化カリウ
ムＫＩを蒸留水に溶解し、ヨウ素酸イオンＩＯ３ −から
なるハロゲン酸イオンとヨウ素イオンＩ−からなるハロ
ゲンイオンを生じるように調製されている。このように
形成したセルの作用極４と酸素基準電極５間には、作用
極４側を正極にして−０．７３ボルト程度の直流電圧電
源８を接続するとともに、作用極４と対極６が負荷抵抗
９により接続されている。なお、図中符号１０は、作用
極４と酸素基準電極５を分離する増幅器を、また１１は
負荷抵抗９を流れる還元電流を増幅する前置増幅器を示
す。
符号１は、両端に開口を穿設して酸性ガス透過膜２及び
酸素透過膜３を設けて後述する電解液７を収容する容器
で、酸性ガス透過膜２側に作用極４を、また酸素透過膜
３側に白金ブラック等を配設して酸素基準電極５からな
る第３電極を、さらに作用極４と酸素基準電極５との間
に対極６を配設してセルに構成されている。７は、前述
の電解液で、ヨウ素酸カリウムＫＩＯ３とヨウ化カリウ
ムＫＩを蒸留水に溶解し、ヨウ素酸イオンＩＯ３ −から
なるハロゲン酸イオンとヨウ素イオンＩ−からなるハロ
ゲンイオンを生じるように調製されている。このように
形成したセルの作用極４と酸素基準電極５間には、作用
極４側を正極にして−０．７３ボルト程度の直流電圧電
源８を接続するとともに、作用極４と対極６が負荷抵抗
９により接続されている。なお、図中符号１０は、作用
極４と酸素基準電極５を分離する増幅器を、また１１は
負荷抵抗９を流れる還元電流を増幅する前置増幅器を示
す。
この実施例において、酸性ガス透過膜２を通過した弗化
水素ガスは、電解液７に解け込んで弗素イオンＦ−と水
素イオンＨ＋に遊離し、水素イオンＨ＋が電解液７中の
ヨウ素酸イオンＩＯ３ −及びヨウ素イオンＩ−に使用し
て ６Ｈ＋＋ＩＯ３ −＋５Ｉ−→３Ｉ２＋３Ｈ２Ｏ なる反応により３分子のヨウ素Ｉ２を生成させる。他
方、作用極４は、酸素基準電極５及び直流電圧電源８か
ら０．５ボルト程度（対水素基準電極電位）の電位を受
け、水に電気分解を引き起させることなく酸性ガスによ
り遊離したヨウ素Ｉ２を、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応によりヨウ素イオンを２Ｉ−生起させ、電解液
７中に溶解した弗化水素ガスに比例して発生したヨウ素
Ｉ２をヨウ素イオンに還元する。言うまでもなく、遊離
ヨウ素Ｉ２をイオンに還元する際に作用極４と対極６の
間、つまり負荷抵抗９に流れる還元電流は、酸性ガス透
過膜２を通過した弗化水素ガスの濃度に比例するから、
負荷抵抗９の端子電圧を測定することにより弗化水素ガ
スの濃度を求めることができる。
水素ガスは、電解液７に解け込んで弗素イオンＦ−と水
素イオンＨ＋に遊離し、水素イオンＨ＋が電解液７中の
ヨウ素酸イオンＩＯ３ −及びヨウ素イオンＩ−に使用し
て ６Ｈ＋＋ＩＯ３ −＋５Ｉ−→３Ｉ２＋３Ｈ２Ｏ なる反応により３分子のヨウ素Ｉ２を生成させる。他
方、作用極４は、酸素基準電極５及び直流電圧電源８か
ら０．５ボルト程度（対水素基準電極電位）の電位を受
け、水に電気分解を引き起させることなく酸性ガスによ
り遊離したヨウ素Ｉ２を、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応によりヨウ素イオンを２Ｉ−生起させ、電解液
７中に溶解した弗化水素ガスに比例して発生したヨウ素
Ｉ２をヨウ素イオンに還元する。言うまでもなく、遊離
ヨウ素Ｉ２をイオンに還元する際に作用極４と対極６の
間、つまり負荷抵抗９に流れる還元電流は、酸性ガス透
過膜２を通過した弗化水素ガスの濃度に比例するから、
負荷抵抗９の端子電圧を測定することにより弗化水素ガ
スの濃度を求めることができる。
第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、一端に開
口を穿設して酸性ガス透過膜２を設けて前述の電解液７
を収容した容器１２の酸性ガス透過膜２側に作用極４を
を配設するとともに、これに対向させて基準電極を兼ね
る白金からなる対極１３を配設し、作用極４側を負荷に
して０．３ボルト程度（対水素基準電極電位）の直流電
圧電源１４を接続するとともに、作用極４と対極１３を
負荷抵抗１５により接続されている。
口を穿設して酸性ガス透過膜２を設けて前述の電解液７
を収容した容器１２の酸性ガス透過膜２側に作用極４を
を配設するとともに、これに対向させて基準電極を兼ね
る白金からなる対極１３を配設し、作用極４側を負荷に
して０．３ボルト程度（対水素基準電極電位）の直流電
圧電源１４を接続するとともに、作用極４と対極１３を
負荷抵抗１５により接続されている。
この実施例によれば、作用極４は、電解液７中に溶存し
ている大気飽和酸素濃度により定まる一定の電位０．８
ボルト（対水素基準電極電位）を直流電圧電源１４によ
り０．５ボルト程度の電位に低下させた一定の電位を受
け、電解液７の電気分解を引起すことなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応により、電解液７中に溶解した弗化水素ガスに
比例して遊離したヨウ素Ｉ２をヨウ素イオンに還元す
る。
ている大気飽和酸素濃度により定まる一定の電位０．８
ボルト（対水素基準電極電位）を直流電圧電源１４によ
り０．５ボルト程度の電位に低下させた一定の電位を受
け、電解液７の電気分解を引起すことなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応により、電解液７中に溶解した弗化水素ガスに
比例して遊離したヨウ素Ｉ２をヨウ素イオンに還元す
る。
第３図は、本発明の第３の実施例を示すものであって、
一端に開口を穿設して酸性ガス透過膜２により封止して
前述の電解液７を収容するとともに酸性ガス透過膜２側
に作用極４を配設してなるした容器１２内に、銀／ヨウ
化銀により形成した対極１６を配設したものである。
一端に開口を穿設して酸性ガス透過膜２により封止して
前述の電解液７を収容するとともに酸性ガス透過膜２側
に作用極４を配設してなるした容器１２内に、銀／ヨウ
化銀により形成した対極１６を配設したものである。
この実施例によれば、作用極４は、銀／ヨウ化銀により
形成されている対極１６と電解液７とにより発生したマ
イナス０．１５ボルト程度（対水素基準電極電位）の電
位を受けて水の電気分解を引き起こさすことなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応により、電解液７中に溶解した弗化水素ガスに
比例して遊離したヨウ素Ｉ２をヨウ素イオン２Ｉ−に還
元して、外部直流電圧電源を必要とすることなく、酸性
ガスを正確に検出することができる。
形成されている対極１６と電解液７とにより発生したマ
イナス０．１５ボルト程度（対水素基準電極電位）の電
位を受けて水の電気分解を引き起こさすことなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応により、電解液７中に溶解した弗化水素ガスに
比例して遊離したヨウ素Ｉ２をヨウ素イオン２Ｉ−に還
元して、外部直流電圧電源を必要とすることなく、酸性
ガスを正確に検出することができる。
第４図は本発明の第４の実施例を示すものであって、一
端に穿設した開口を酸性ガス透過膜２により封止して前
述の電解液７を収容した容器１２の酸性ガス透過膜２側
に作用極４を配設するとともに、銀／ヨウ化銀からなる
対極１６を配設して構成したセルに、作用極４の電位を
遊離ハロゲンの還元が可能で、かつ酸素を還元させない
電位、つまり、遊離ハロゲンの酸化電位以下で、かつ酸
素の還元電位以上の電極電位、例えば０．３乃至０．５
ボルトに保持できる程度の電位を与える直流電圧電源１
７を接続したものである。
端に穿設した開口を酸性ガス透過膜２により封止して前
述の電解液７を収容した容器１２の酸性ガス透過膜２側
に作用極４を配設するとともに、銀／ヨウ化銀からなる
対極１６を配設して構成したセルに、作用極４の電位を
遊離ハロゲンの還元が可能で、かつ酸素を還元させない
電位、つまり、遊離ハロゲンの酸化電位以下で、かつ酸
素の還元電位以上の電極電位、例えば０．３乃至０．５
ボルトに保持できる程度の電位を与える直流電圧電源１
７を接続したものである。
この実施例によれば、ガス透過膜４を通過した弗化水素
ガスは、電解液５に溶け込んで弗素イオンＦ−と水素イ
オンＨ＋に遊離し、水素イオンＨ＋が電解液５中のヨウ
素酸イオンＩＯ３ −及びヨウ素イオンＩ−に作用して ６Ｈ＋＋ＩＯ−＋５Ｉ−→３Ｉ２＋３Ｈ２Ｏ なる反応を起して３分子のヨウ素Ｉ２を生成させる。他
方、作用極４は、両電極間に接続されている直流電圧電
源１７により遊離ハロゲンの酸化電位以下で、かつ酸素
の還元電位以上の電極電位に保持されるため、電解液５
に溶存している酸素を還元することなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応だけを選択的に起してヨウ素分子Ｉ２をヨウ素
イオン２Ｉ−に還元する。これにより、電解液７中の溶
存酸素量の如何に拘りなく酸性ガス濃度を正確に検出す
ることができる。
ガスは、電解液５に溶け込んで弗素イオンＦ−と水素イ
オンＨ＋に遊離し、水素イオンＨ＋が電解液５中のヨウ
素酸イオンＩＯ３ −及びヨウ素イオンＩ−に作用して ６Ｈ＋＋ＩＯ−＋５Ｉ−→３Ｉ２＋３Ｈ２Ｏ なる反応を起して３分子のヨウ素Ｉ２を生成させる。他
方、作用極４は、両電極間に接続されている直流電圧電
源１７により遊離ハロゲンの酸化電位以下で、かつ酸素
の還元電位以上の電極電位に保持されるため、電解液５
に溶存している酸素を還元することなく、 Ｉ２＋２ｅ → ２Ｉ− なる反応だけを選択的に起してヨウ素分子Ｉ２をヨウ素
イオン２Ｉ−に還元する。これにより、電解液７中の溶
存酸素量の如何に拘りなく酸性ガス濃度を正確に検出す
ることができる。
なお、上述の実施例では、従来においえは検出不可能な
弗化水素ガスを例に採って説明したが、水に溶け込んだ
場合に遊離して水素イオンを生じる他の酸性ガス、例え
ば塩化水素ガス、塩素ガス、炭酸ガス等の検出に適用で
きることは明らかである。
弗化水素ガスを例に採って説明したが、水に溶け込んだ
場合に遊離して水素イオンを生じる他の酸性ガス、例え
ば塩化水素ガス、塩素ガス、炭酸ガス等の検出に適用で
きることは明らかである。
また、上述の実施例においては、ヨウ素酸カリウムとヨ
ウ化カリウムの水溶液を電解液に使用しているが、還元
電圧が水の電気分解電圧より小さくなる電極電位により
還元を受ける、 ６Ｈ＋＋ＣｌＯ３ −＋５Ｃｌ− →３Ｃｌ２３Ｈ２Ｏ ６Ｈ＋＋ＢｒＯ３ −＋５Ｂｒ− →３Ｂｒ２＋３Ｈ２Ｏ 等のハロゲン酸イオン及びハロゲンイオンと水素イオン
の反応を利用することができる。云うまでもなくこの場
合には、第３図、及び第４図に示した実施例における作
用極１６は、それぞれ銀／塩化銀や銀／臭化銀により形
成されることは明らかである。 さらに、上述の実施例
においては、作用極４と対極６、１６を負荷抵抗９によ
り接続しているが、還元電流を増幅する増幅器１１の入
力インピーダンスＰを利用することにより電極間を接続
するための負荷抵抗を省略することができる。
ウ化カリウムの水溶液を電解液に使用しているが、還元
電圧が水の電気分解電圧より小さくなる電極電位により
還元を受ける、 ６Ｈ＋＋ＣｌＯ３ −＋５Ｃｌ− →３Ｃｌ２３Ｈ２Ｏ ６Ｈ＋＋ＢｒＯ３ −＋５Ｂｒ− →３Ｂｒ２＋３Ｈ２Ｏ 等のハロゲン酸イオン及びハロゲンイオンと水素イオン
の反応を利用することができる。云うまでもなくこの場
合には、第３図、及び第４図に示した実施例における作
用極１６は、それぞれ銀／塩化銀や銀／臭化銀により形
成されることは明らかである。 さらに、上述の実施例
においては、作用極４と対極６、１６を負荷抵抗９によ
り接続しているが、還元電流を増幅する増幅器１１の入
力インピーダンスＰを利用することにより電極間を接続
するための負荷抵抗を省略することができる。
なお、この実施例においては、従来、検出不可能な弗化
水素ガスを例に採って説明したが、水に溶け込んだ場合
に遊離して水素イオンを生じる酸性ガス、例えば塩化水
素ガス、塩素ガス、炭酸ガス等の検出に適用できること
は明らかである。
水素ガスを例に採って説明したが、水に溶け込んだ場合
に遊離して水素イオンを生じる酸性ガス、例えば塩化水
素ガス、塩素ガス、炭酸ガス等の検出に適用できること
は明らかである。
（効果） 以上、説明したように本発明によれば、ハロゲン酸イオ
ンとハロゲンイオンを溶解した水溶液を電解液として使
用したので、ハロゲン分子の低い還元電圧を利用するこ
とができ、水の電気分解を引き起こすことなく高い精度
で酸性ガスを電気化学的に測定することができる。
ンとハロゲンイオンを溶解した水溶液を電解液として使
用したので、ハロゲン分子の低い還元電圧を利用するこ
とができ、水の電気分解を引き起こすことなく高い精度
で酸性ガスを電気化学的に測定することができる。
また、ハロゲン酸イオンとハロゲンイオンを溶解した水
溶液を電解液として使用しするとともに、対極を銀とハ
ロゲン化銀により形成したので、外部直流電圧電源を不
要として、ハロゲン分子を還元させる程度の電位を作用
極に与えて水の電気分解を引き起こすことなく高い精度
で酸性ガスを電気化学的に測定することができる。
溶液を電解液として使用しするとともに、対極を銀とハ
ロゲン化銀により形成したので、外部直流電圧電源を不
要として、ハロゲン分子を還元させる程度の電位を作用
極に与えて水の電気分解を引き起こすことなく高い精度
で酸性ガスを電気化学的に測定することができる。
さらに、ハロゲン酸イオンとハロゲンイオンを溶解した
水溶液を電解液として使用するとともに、対極を銀とハ
ロゲン化銀により形成してこれの電位を０．３乃至０．
５ボルトに維持したので、ハロゲン分子の低い還元電圧
を利用して水の電気分解や電解液に溶け込んで来る空気
中の酸素の還元を阻止して測定精度の向上を図ることが
できるばかりでなく、酸素の溶け込みによるハロゲンイ
オンの無用な消費を防止して銀／ヨウ化銀により形成さ
れている対極の寿命を延長することができる。
水溶液を電解液として使用するとともに、対極を銀とハ
ロゲン化銀により形成してこれの電位を０．３乃至０．
５ボルトに維持したので、ハロゲン分子の低い還元電圧
を利用して水の電気分解や電解液に溶け込んで来る空気
中の酸素の還元を阻止して測定精度の向上を図ることが
できるばかりでなく、酸素の溶け込みによるハロゲンイ
オンの無用な消費を防止して銀／ヨウ化銀により形成さ
れている対極の寿命を延長することができる。
第１図乃至第４図は、それぞれ本発明の実施例を示す装
置の構成図、第５図は酸化−還元状態を示す説明図であ
る。 ２……酸性ガス透過膜 ４……作用極、５……酸素基準電極 ６、１３……対極、７……電解液 ８、１４……直流電圧電源、１６……対極 １７……直流電圧電源
置の構成図、第５図は酸化−還元状態を示す説明図であ
る。 ２……酸性ガス透過膜 ４……作用極、５……酸素基準電極 ６、１３……対極、７……電解液 ８、１４……直流電圧電源、１６……対極 １７……直流電圧電源
Claims (3)
- 【請求項１】ガス透過膜により封止された容器に、対極
と、前記ガス透過膜に近接して作用極と、ハロゲン酸イ
オンとハロゲンイオンを含む電解液を収容するととも
に、前記作用極に酸素の還元電位以上でかつ遊離ハロゲ
ンの酸化電位以下の電位を印加してなる電気化学式酸性
ガス検出装置。 - 【請求項２】前記対極が銀／ハロゲン化銀から構成され
ている請求項１の電気化学式酸性ガス検出装置。 - 【請求項３】前記電位が０．３乃至０．５ボルトである
請求項１の電気化学式酸性ガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177198A JPH0625746B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 電気化学式酸性ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177198A JPH0625746B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 電気化学式酸性ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236554A JPS6236554A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0625746B2 true JPH0625746B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=16026892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177198A Expired - Fee Related JPH0625746B2 (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 電気化学式酸性ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625746B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06229980A (ja) * | 1993-02-04 | 1994-08-19 | Gastec:Kk | 定電位電解式ガスセンサ |
| JP3748388B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2006-02-22 | 弘隆 小宮 | 酸性気体の検出器 |
| JP4166104B2 (ja) * | 2003-03-05 | 2008-10-15 | 理研計器株式会社 | 定電位電解式酸性ガス検出器 |
| JP5392918B2 (ja) * | 2010-06-18 | 2014-01-22 | 理研計器株式会社 | 定電位電解式酸性ガス検出器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57190263A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-22 | Osaka Soda Co Ltd | Detecting method for hydrogen chloride gas |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP60177198A patent/JPH0625746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236554A (ja) | 1987-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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