JPH087175B2 - 回転電極および濃度測定法 - Google Patents

回転電極および濃度測定法

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JPH087175B2
JPH087175B2 JP2098376A JP9837690A JPH087175B2 JP H087175 B2 JPH087175 B2 JP H087175B2 JP 2098376 A JP2098376 A JP 2098376A JP 9837690 A JP9837690 A JP 9837690A JP H087175 B2 JPH087175 B2 JP H087175B2
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修 浜本
裕治 内山
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転電極および濃度測定法に関し、さらに詳
しくはスラリー、コロイド溶液、高粘性溶液などに含有
する被電解物質の濃度を測定するのに好適な回転電極お
よびこれを用いた濃度測定法に関する。
〔従来の技術〕 回転電極は、電極を回転駆動装置に連結し、被測定液
中で回転させ、作用極と対極との間に被測定液の電解電
流を発生させるものである。回転電極を利用した溶液中
の溶質濃度の測定法は、溶液中の被定量物質の拡散層の
厚さを均一化して被定量物質の濃度に比例した安定した
電解電流(限界拡散電流)を得ることができるため、電
気化学分析において重要な地位を占めている。
この回転電極として、回転ワイヤー電極、回転ディス
ク電極、回転リング・ディスク電極などが知られてい
る。第6図は、従来の回転電極を用いた定量法の説明図
であり、陰極または陽極のいずれかを単極(作用極)と
した回転極20の他に、対極として固定極21が必要であ
る。例えば回転リング・ディスク電極は、第6A図に示す
ように、回転極20の中心にディスク極24およびその同心
円状にリング極23を作用極として有し、回転極20の回転
によって電解液22がディスク極から外側のリング極へ流
れ、ディスク極24で電解生成した電気化学的に活性な物
質をリング極23で捕捉して検出する。
また電極を回転させたり、溶液を動かすことなく電解
液を3次元に近い状態に拡散して定常的な拡散電流を得
ることができる電極として、マイクロくし形電極等の超
微小電極が知られている。
しかしながら、上記回転電極や超微小電極では、均一
な被測定物質の拡散層を得る必要があるため、拡散層が
得られやすい試料の測定に制約され、拡散層が得にくい
スラリー、高粘性溶液、コロイド溶液などに含まれる被
測定物質の濃度を精度よく測定することができないとい
う問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ス
ラリ、高粘性溶液、コロイド溶液などに含まれる被電解
物質の濃度をも簡単な装置で高精度に測定することがで
きる回転電極およびこれを用いた濃度測定法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、電源および計測部にそれぞれ接続された少
なくとも1対の陰極および陽極が、1mm以下の間隔で平
行に回転端子に設けられていることを特徴とする回転電
極、およびこの回転電極を試料に浸漬または接触させて
回転し、該試料中の被電解物質濃度を測定する濃度測定
法に関する。
〔作用〕
陰極と陽極を1mm以下の間隔で平行に回転端子に設け
ることにより、試料中に固定極を設置することなく、ま
た拡散層が得られやすい試料に制約されることなく、試
料中の被電解物質の濃度を高精度に測定することができ
る。
第1図は、本発明の一例を示す回転電極の斜視図であ
る。図において、回転電極3は、1mm以下の間隔で平行
に設けられた1対の陰極1および陽極2と、該陰極1お
よび陽極2を固定し、かつこれらの先端部のみを露出さ
せ、他の構成部から絶縁する絶縁部3Aと、上記陰極1お
よび陽極2をそれぞれ電源および計測部に接続する集電
ブラシ5および給電リング4とからなる。陰極1および
陽極2を構成する物質としては白金等の貴金属類が用い
られ、陰極には銅、SUSなどを用いることもできる。陰
極1および陽極2の露出位置は、回転電極3の底部で
も、第1A図に示すように側部でもよい。また絶縁部3Aに
は、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂等
の樹脂類やセラミックスなどを用いることができる。
上記陰極1と陽極2は、測定精度の点から1mm以下の
間隔で平行に設ける必要がある。電極の間隔が狭いほど
測定精度は向上するが、試料中のごみ等の影響を受け安
くなりノイズの発生率が大きくなるため、0.75mm〜0.1m
mが好ましく、より好ましくは0.5mm〜0.3mm程度であ
る。混入物の少ない均一な試料に対してはさらに狭い間
隔の電極を用いてより高精度の測定をすることが可能で
ある。陰極と陽極は少なくとも1対あればよいが、陰極
と陽極を交互に配列し、くし形電極として用いることも
できる(第1B図参照)。電極枚数は多いほど測定精度が
高くなるが、多すぎると電極の一部が試料中からはみ出
すことがあり、取り扱い上注意を要する。また電極の長
さは測定精度の点から短い方が好ましく、20mm〜10mm以
下とするのが好ましく、より好ましくは5mm程度であ
る。
第2図は、本発明の回転電極を用いた濃度測定装置の
一例を示す図である。
図において、架台12の上部にはシンクロナスモータ9
が載置され、またその下部には台座13にスプリング14を
介して支持台8が設けられ、その上には試料6の入った
容器7が載置され、前記モータ9の回転軸に設置された
回転電極3が容器7内の試料6中に挿入されるようにな
っている。支持台8上の容器7に試料6を入れた後、回
転電極3の電極1、2を該試料中に浸漬または接触させ
てシンクロナスモータ9により回転電極3を回転させ
る。回転速度は通常100〜3000rpmである。回転電極3上
部に設けられた給電リング4は、定電圧電源10および記
録計11にそれぞれ接続した集電ブラシ5と接触して電極
1、2に電圧を供給する。電圧の印加により電極1、2
でで生じた電解電流は給電リング4および集電ブラシ5
を介して記録計11に入力され、この電解電流値から記録
計に予め入力された検量線に基づき被電解物質の濃度が
算出される。算出の際には温度の影響をなくして測定精
度を向上させるために温度補正を行うことが好ましい。
電解電流の測定は、前記回転電極3を、例えばベルト
コンベアなどで比較的一定な速度で移動する試料中に浸
漬することにより、連続して行うこともできる。この場
合、一定速度で移動する試料を測定するため、陰極にお
ける金属、金属水酸化物の析出は殆どなく、連続測定に
支障を起こすことがない。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例1、2および比較例1、2 脱水汚泥の水分量を4段階に調製し、この脱水汚泥中
の含水率を、第1図および第1A図の回転電極を用いた第
2図の装置でそれぞれ測定し、この値を乾燥秤量法で測
定した値と比較して定量性を検討した。回転電極には厚
さ0.5mm×長さ5mmの白金プレート電極を用い、回転速度
600rpmで回転させ、常温で4Vの電圧を印加した。結果を
第3図に示したが、良好な定量性を示すことがかわっ
た。
また比較例1、2として従来の回転ディスク電極およ
び回転ワイヤー電極をそれぞれ用いて上記と同様にして
脱水汚泥の含水率を測定したが、定量性は見られなかっ
た。
実施例3、4 デンプンスラリーにビタミンC(還元形l−アスコル
ビン酸)を添加し、第1図および第1B図の回転電極を用
いた第2図の装置でビタミンCの濃度をそれぞれ測定
し、その定量性を検討した。第1図の回転電極には実施
例1と同様の電極を使用し、第1B図のくし形電極として
は3mm×3mmの面積に陰極4列と陽極3列を交互に配置し
たくし形電極を用いた。また回転速度1200rpmで回転さ
せ、常温で2Vの電圧を印加した。結果を第4図に示した
が、良好な定量性を示すことがわかった。
実施例5 イソプロパノール100mlに水を100μlづつ添加したと
きの電解電流を、第1図の回転電極を用いた第2図の装
置で連続して測定した。その結果を第5図に示したが、
含水量に比例した電解電流が得られることがわかった。
実施例6、7 白金プレート電極の長さを7mmおよび5mmとして第1図
の回転電極を作製し、ベルトコンベア上の脱水汚泥中の
含水率を回転速度600rpm、印加電圧4Vの条件で連続して
測定した。このときの測定精度は7mmの電極では0.5〜2
%、5mmの電極では0.0〜1.0%の範囲であった。
測定精度は下記のようにして計算した。
〔発明の効果〕 本発明の回転電極によれば、均一な拡散槽が得にくい
スラリー、高粘性溶液、コロイド溶液などに含有する被
測定物質の濃度、例えば脱水汚泥中の含水率を簡単な装
置で連続的に高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第1A図および第1B図は、本発明の一例を示す回
転電極の斜視図、第2図は、本発明の回転電極を用いた
濃度測定装置の一例を示す図、第3図は、本発明の回転
電極を用いて測定した脱水汚泥中の含水率と電解電流の
関係を示す図、第4図は、本発明の回転電極を用いて測
定したビタミンCの含有量と電解電流の関係を示す図、
第5図は、本発明の回転電極を用いて測定したイソプロ
パノール中の含水量と電解電流の関係を示す図、第6図
は、従来の回転電極による定量法の説明図、第6A図は、
回転リング・ディスク電極の構造を示す図である。 1…陰極、2…陽極、3…回転電極、3A…絶縁部、4…
給電リング、5…集電ブラシ、6…試料、7…容器、8
…支持台、9…シンクロナスモータ、10…定電圧電源、
11…記録計、20…回転極、21…固定極、22…電解液、23
…リング極、24…ディスク極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源および計測部にそれぞれ接続された少
    なくとも1対の陰極および陽極が、1mm以下の間隔で平
    行に回転端子に設けられていることを特徴とする回転電
    極。
  2. 【請求項2】請求項(1)記載の回転電極を試料に浸漬
    または接触させて回転し、該試料中の被電解物質濃度を
    測定する濃度測定法。
JP2098376A 1990-04-13 1990-04-13 回転電極および濃度測定法 Expired - Lifetime JPH087175B2 (ja)

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JPH03295460A JPH03295460A (ja) 1991-12-26
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JP5716049B2 (ja) * 2012-03-02 2015-05-13 三井造船環境エンジニアリング株式会社 汚泥処理システム及び汚泥処理方法
US9696189B2 (en) * 2013-09-06 2017-07-04 The Boeing Company Device and method for determining fluid streaming potential

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