JPH11258197A - 参照電極用の液絡部材 - Google Patents

参照電極用の液絡部材

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JPH11258197A
JPH11258197A JP10073378A JP7337898A JPH11258197A JP H11258197 A JPH11258197 A JP H11258197A JP 10073378 A JP10073378 A JP 10073378A JP 7337898 A JP7337898 A JP 7337898A JP H11258197 A JPH11258197 A JP H11258197A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたって液詰まりが生じ難く、しか
も、液間電位差が小さくて応答の速い液絡部材を提供す
る。 【解決手段】 複数本の微小キャピラリー3を集束し、
これを参照電極用の液絡部材2としている。好ましく
は、微小キャピラリー3を、電極用のボデイとして一般
に用いられる鉛ガラスまたはホウケイ酸ガラスに合わせ
るように、鉛ガラス製またはホウケイ酸ガラス製とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、pHなどのイオン
濃度計やORP計(酸化還元電位計)、ポーラログラフ
ィー、ボルタンメトリーなどの各種計測器用の参照電極
における液絡部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばpHの測定には、図5に示すよう
に、ガラス電極aと比較電極bとを対にしたpH計が用
いられる。
【0003】この図5において、図中のcはガラス電極
用のボデイ、dはガラス電極ボデイcに溶着されたpH
応答ガラス、eはガラス電極内極、fはガラス電極内部
液、hは比較電極用のボデイ、iは比較電極内極、jは
比較電極内部液、mは液絡部材である。
【0004】かゝる構成のpH計において、一般には、
比較電極用のボデイhには、例えばSiO2 −Al2
3 −PbO−Na2 O−K2 O系の鉛ガラスや、SiO
2 −B2 3 −Al2 3 系やSiO2 −B2 3 −N
2 O系のホウケイ酸ガラスが用いられ、液絡部材mに
ついては、比較電極用のボデイhの鉛ガラスまたはホウ
ケイ酸ガラスと膨張係数を合わせるように、特殊に調製
された多孔質セラミックが用いられている。
【0005】また、ガラス電極と比較電極とを複合一体
化させたpH計にあっては、一般には、pH応答ガラス
として、SiO2 ,Li2 Oを主成分としたリチウム系
のガラスが用いられ、ガラス電極用と比較電極用のボデ
イとしては、pH応答ガラスと膨張係数を合わせるため
に、上記した鉛ガラスやホウケイ酸ガラスが用いられて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、比較電極用
のボデイhの膨張係数に合わせるように、上記の多孔質
セラミックを特殊に調製する上で、液絡部材mのコスト
が非常に高く付き、また、セラミック自体は物理的な吸
着性が高いことに加えて、比較電極内極(AgCl)f
から溶解したAg+ やAgCl2 - の錯体が、セラミッ
クとサンプル液との接触界面にてAgClを折出し汚染
されることから、セラミックの多孔質流路が詰まり易い
難点があった。
【0007】このように液絡部材mが汚染されると、比
較電極内部液jの洩出が緩慢になるだけでなく、液間電
位差が発生してイオン濃度の測定に誤差が生じ、また、
多孔質セラミックはサンプル液を吸収し易いことから、
液置換時において液間電位差が発生し易くなり、サンプ
ル履歴により電位変動が大になることもあった。
【0008】しかも、セラミック自体の品質特性にバラ
ツキがあることが多く、その場合、内部液jの洩出量
(流速)にバラツキが生じ、これを低減化するのは非常
に困難であった。
【0009】この他、例えばORP計にあっては、電極
に白金が用いられることから、これのボデイにも白金と
膨張係数が合う鉛ガラスが用いられ、かつ、液絡部材に
ついても同様に多孔質セラミックが用いられるもので、
上記と同様の不都合が生じるのであった。
【0010】本発明は、かゝる実情に鑑みて成されたも
のであって、長期にわたって液詰まりが生じ難く、しか
も、液間電位差が小さくて応答の速い液絡部材を提供す
ることを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即
ち、請求項1記載の発明では、複数本の微小キャピラリ
ーを集束し、これを参照電極用の液絡部材とした点に特
徴がある。
【0012】上記の微小キャピラリーは、ストレートな
単孔状の貫通孔を有して、多孔質セラミックに比べて内
部液のサンプル液側への洩出時の流速が速いことから、
サンプルの接液界面における拡散電位の安定性が良好と
なり、液間電位差の発生が少なくなる。
【0013】また、微小キャピラリーの貫通孔がストレ
ートであることから、液詰まりは生じ難く、かつ、液絡
部材が微小キャピラリーの複数本を集束して成ることか
ら、一部の微小キャピラリーに液詰まりが生じたとして
も、内部液の洩出が緩慢になることもない。
【0014】特に、請求項2に記載のように、微小キャ
ピラリーを、電極用のボデイとして一般に用いられる鉛
ガラスまたはホウケイ酸ガラスに合わせるように、鉛ガ
ラス製またはホウケイ酸ガラス製にすれば、膨張係数を
合わせるように多孔質セラミックを調製する場合に比べ
て、液絡部材をコスト的に安価に提供することができ
る。
【0015】好適には、請求項3に記載の通り、微小キ
ャピラリーの内面に撥水処理を施すことであって、この
ように撥水処理を施せば、内部液の洩出時の流速がより
一層速くなり、また、液詰まりも更に少なくなる。
【0016】また、請求項4に記載のように、微小キャ
ピラリーの長さを調整することにより、内部液のサンプ
ル液側への洩出時の抵抗を調整するようにすることも好
適であって、このように液絡部材の長さを調整すること
で、内部液の洩出時間の調整が可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は参照電極の一例のpH計に
おける比較電極1の液絡部分を示し、微小キャピラリー
3の複数本を集束させた液絡部材2を備えている。
【0018】上記の液絡部材2は、具体的には図2に示
すように、比較電極用のボデイ4と同じ組成のガラス
管、即ち、SiO2 −Al2 3 −PbO−Na2 O−
2 O系の鉛ガラス管5の複数本(数十本〜数百本)
を、同じ組成の鉛ガラス管6に挿通させて、鉛ガラス管
6が10〜100μm程度のストレートな単孔状の貫通
孔7を有する微小キャピラリー3となるように、650
〜700℃の温度下で引き延ばし加工(リ・ドロー加
工)し、これを所定長さにダイシングして成る。
【0019】上記の構成による液絡部材2によれば、図
3に示すように、微小キャピラリー3がストレートな単
孔状の貫通孔7を有することから、従来の多孔質セラミ
ックに比べて比較電極内部液8の洩出時の流速が速くな
り、サンプル接液界面における拡散電位の安定性が良好
となり、液間電位差の発生が少なくなる。
【0020】また、微小キャピラリーの貫通孔7がスト
レートであることから、液詰まりによる汚染は生じ難
く、かつ、液絡部材2として、これが微小キャピラリー
3の複数本を集束して成ることから、一部の微小キャピ
ラリー3に液詰まりが生じたとしても、内部液の洩出が
緩慢になることもない。
【0021】好適には、図3に示すように、上記のよう
に構成された液絡部材2に対して、それの内壁面に、シ
リコンやフッ素化合物等の撥水剤9をコーティング(1
0Å厚程度)することであり、これにより、内部液(図
1を参照)8が接する貫通孔7の内壁面の品質特性が均
一化されるため、内部液8の洩出流速がバラツキなく安
定化され、信頼性が向上すると共に、液詰まりが発生し
難くなり、長期にわたり安定した性能特性を維持するこ
とができる。
【0022】尚、微小キャピラリー3の長さは、内部液
8のサンプル液側への洩出時の抵抗に比例することか
ら、微小キャピラリー3の長さを調整することで、内部
液8の洩出時間の調整が可能となる。
【0023】上記の実施の形態では、微小キャピラリー
3を鉛ガラス製にしているが、比較電極用のボデイ5と
して、SiO2 −B2 3 −Al2 3 系やSiO2
23 −Na2 O系のホウケイ酸ガラスを用いる場合
は、これに合わせて微小キャピラリー3もホウケイ酸ガ
ラス製にするのである。
【0024】因みに、撥水処理を施した本発明による液
絡部材2と、従来の多孔質セラミックによる液絡部材と
の液間電位差を比較した結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】この場合、比較電極内極(図1を参照)1
0としてAg/AgClを用い、内部液8として3.3
mol/lKCl溶液を用いており、また、B−7,B
−4,B−9はそれぞれ25℃において9.18pH、
4.01pH、6.86pH程度のバッファ標準液を示
す。
【0027】表1より、本発明の場合、pH1〜pH1
3の範囲内において液間電位差のずれが2mV以内で安
定であり、特に、NaOHとHCl間における液間電位
差の変動は従来の1/3以下となっている。
【0028】また、本発明による液絡部材2を備えた比
較電極1の液間電位の応答性については、図4に示され
るように、B4→B9→NaOH→B2→HCl→B7
の順に測定対象液を置換した場合、酸、アルカリ置換時
にも30秒以内に液間電位が安定することが確認されて
いる。尚、この場合、比較電極内極としてAg/AgC
lを用い、内部液として3.33mol/lKCl溶液
を用いている。
【0029】以上、実施の形態では、貫通孔7に撥水処
理を施した液絡部材2について説明したが、撥水処理を
施さないものについても、従来の多孔質セラミックによ
る液絡部材に比較して、格段に速い洩出流速が得られた
のであり、サンプル接液界面における拡散電位の安定性
が良好で、液間電位差の発生が少なくことは言うまでも
ない。
【0030】本発明による液絡部材2は、上記した比較
電極1に限らず、ガラス電極と比較電極とを一体化させ
た複合電極タイプのpH計や、pH以外の例えばNa+
などの各種イオンの濃度計、ORP計(酸化還元電位
計)、ポーラログラフィー、ボルタンメトリーなどの各
種計測器用の参照電極に用いて実施可能であることは言
うまでもない。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明では、複数本の微小キャピラリーを集束したものを
参照電極用の液絡部材とした点に特徴を有し、かゝる構
成の液絡部材にあっては、それの微小キャピラリーの貫
通孔がストレートであることから、液詰まりが生じ難い
上に、液絡部材が微小キャピラリーの複数本を集束して
成ることから、一部の微小キャピラリーに液詰まりが生
じたとしても、内部液の洩出が緩慢になることもない。
【0032】しかも、微小キャピラリーが、ストレート
な単孔状の貫通孔を有して、多孔質セラミックに比べて
内部液のサンプル液側への洩出時の流速が速いことか
ら、サンプルの接液界面における拡散電位の安定性が良
好で、液間電位差の発生が少なく、長期にわたって高い
信頼性を維持できる。
【0033】特に、請求項2に記載のように、微小キャ
ピラリーを、電極用のボデイとして一般に用いられる鉛
ガラスまたはホウケイ酸ガラスに合わせるように、鉛ガ
ラス製またはホウケイ酸ガラス製にすれば、膨張係数を
合わせるように多孔質セラミックを調製する場合に比べ
て、液絡部材をコスト的に安価に提供することができ
る。
【0034】好適には、請求項3に記載の通り、微小キ
ャピラリーの内面に撥水処理を施すことであって、この
ように撥水処理を施せば、内部液の洩出時の流速がより
一層速くなり、また、液詰まりも更に少なくなる。
【0035】また、請求項4に記載のように、微小キャ
ピラリーの長さを調整することにより、内部液のサンプ
ル液側への洩出時の抵抗を調整するようにすることも好
適であって、このように液絡部材の長さを調整すること
で、内部液の洩出時間の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較電極の液絡部分の断面図である。
【図2】一部を取り出して拡大図示したリ・ドロー加工
による液絡部材の成形説明図である。
【図3】液絡部材の横断面図である。
【図4】液間電位の応答例を示すグラフである。
【図5】従来の多孔質セラミックによる液絡部材を備え
たpH計の説明図である。
【符号の説明】
3…微小キャピラリー、8…内部液。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 参照電極に用いられる内部液とサンプル
    液との液絡部材であって、複数本の微小キャピラリーを
    集束して成ることを特徴とする参照電極用の液絡部材。
  2. 【請求項2】 前記微小キャピラリーが、鉛ガラス製ま
    たはホウケイ酸ガラス製である請求項1に記載された参
    照電極用の液絡部材。
  3. 【請求項3】 前記微小キャピラリーの内面に撥水処理
    を施して成る請求項1または2に記載された参照電極用
    の液絡部材。
  4. 【請求項4】 前記微小キャピラリーの長さを調整する
    ことにより、内部液のサンプル液側への洩出時の抵抗を
    調整するようにした請求項1乃至3のいずれかに記載さ
    れた参照電極用の液絡部材。
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