JPS5810646A

JPS5810646A - 溶液の相対濃度測定方法

Info

Publication number: JPS5810646A
Application number: JP56109107A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Nakagawa; 中川　忠義
Original assignee: MORU ENG KK
Current assignee: MORU ENG KK
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1983-01-21

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】本発明は、溶液の濃度差を電位差として検知するように
した相対濃度の測定方法に関する。

従来、エツチングやメッキ等の表面処理の工程において
は、酸やアルカリの濃厚溶液が使用されており、これら
溶液の管理の良し悪しが、製品の歩留りや品質を左右す
る大きな要素となっている。

そのため、表面処理液の濃度の測定は大切な作業で４ｊ
ｐ、ＰＨ測定法、比重測定法、電導度測定法など、種々
の方法が一使用されている。

しかしながら、ＰＨ測定法においては、測定しうる溶液
濃度の範囲は、１規定以下が好ましく、実際上の精度を
考えると、０．１規定以下において実用性があると言わ
ねばならない。従って、表面処理作業現場で００，１〜
１０規定、あるいは１２〜３６規定の濃厚溶液にＰＨ測
定法を適用するのは、測定誤差が大きく良い方法とは言
えない。

また、比重測定法においては、上記の難点はないが、測
定に時間を要する。：ことから、常に変化を続ける溶液
濃度を測るには、作業性が悪く、時間的なずれを生じる
という問題がある。

さらに、上述の２つの方法は共に、溶液濃度の絶対値を
求める方法でアシ、酸あるいはアルカリ溶液が、複数の
溶液の混合されたもの、あるいは数多くの不純物を含ん
だものである場合には、測定が困難であるか、あるいは
測定をすることはできない。

本発明は、上述したような絶対値測定方法とは異なる相
対的な溶液濃度の測定方法を提供するものである。

従って、本発明によれば、酸あるいはアルカリ溶液、イ
オン溶液などにおいて、特に濃厚溶液の測定に効果を発
揮することができる。

さらに、本発明によれば、溶液が純粋なものでなく、そ
の他多くの種類の溶液との混合、あるいは不純物を含ん
だものであっても、濃度差を検出することができる。

加えて、本発明は、例えばエツチング作業、メッキ作業
における連続的に濃度変化を生ずるような溶液の測定に
おいても、充分かつ迅速に目的を果すことができる測定
方法であるといえる。

本発明を説明する前に、説明で使用する用語及び溶液に
生じる電位について説明する。

第１図に示すように、槽（１）内の電解質溶液（２）に
、電極（８）（４）を浸漬した場合、電極（ａ＞（４）
が同種金属であれば、これら電極間の電位差（Ｅａ）は
零である。

しかし、電極（８）（４）が異種金属であれば、Ｅａ＝
α（αは数値で単位はｍＶ）という電極電位差を生ずる
。

また、電極（８）（４）間を隔膜（５）で分け、それぞ
れの側に、異種の溶液、あるいは同種でも、濃度の異な
る溶液を入れた場合には、液弁電位あるいは濃淡電位が
生ずることは公知である。

この溶液に電極を挿入して、電位を発生させるようにし
たものを半電池といい、第１図示のものは、隔膜によっ
て１対の半電池を構成している。

また、本発明と類似する手段として「水溶液用基準電極
」がある。これは、ＰＨをはじめ、溶存するイオン種の
活量や濃度を知るために利用され、ておシ、水素電極、
銀−塩化銀電極、カロメル電極、水銀−酸化第二水銀電
極などが知られている。

しかしながら、いずれも製作及び取扱いが容易でなく、
かつ電位の表示がきわめて不安定であって、あくまで実
験的なものであり、実用的なものとしては認められてい
ない。

例えば、水素電極においては、白金電極に吸着されるよ
うな物質が溶液中に存在する場合は使用できない。また
、水銀−酸化第２水銀電極におい茸十ても、Ｈｇ　　と強い錯形成をするイオンを含んでいる
溶液では使用できない。

本発明は、１対の半電池を構成する溶液の相対的な電位
差を求めるだけで、絶対値の測定を求めることなく、こ
れまでの測定方法の不具合を解消し、しかも、広範囲の
溶液濃度の測定を可能としたものである。

以下本発明を、第２図及び第３図に基づいて詳細に説明
する。

第２図に不す叫は測定用槽で、こ置槽叫内に、測定すべ
き被検液（均が入れられ、かつこの溶液（均中に、測定
電極（Ａ）を浸漬することにより、一方の半電池が構成
されている。

に）は、参照用槽で、この底面には隔離膜（ｑが装着さ
れ、槽−内は参照液（病で満されている、この参照液（
Ｂ）と被検液中）との関係については、後で説明する。

参照液（ｉＫは、参照電極（ＡＪが浸漬されており、こ
の参照用槽−は被検液（均に浸漬されて、他方の半電池
を構成しているＯこの半電池及び前記半電池間の電位差を測定するために
、両生電池に、電位測定の手段となる電位測定器（Ｄが
接続されている。

以上のように構成された測定手段に対し、例えば、エツ
チング浴の酸濃度を測定する場合について説明する。

エツチング浴から、最初に抽出された所望の濃度の溶液
を参照液（廊として参照用槽（財）に入れておく。

被検液（Ｂｌは、エツチング作業を開始した後、所定の
時間の経過後毎にエツチング浴から取り出される溶液で
、これは、時間の経過とともに酸濃度は低下し、しだい
に濃度が低下するにつれて、溶液の能力は劣化する。

この場合、参照液（病と被検液（目間において溶出する
金属イオン、不純物酸溶液の混合など、数多くの電位変
化要素は相対的に電極に作用することとなり、溶液の濃
度差に相当する電位差のみを、電位測定器（口が検知で
きる。

しかも、この電位差は比例しており、濃度比の関数とし
て検出することができる。

したがって、上記エツチング浴の場合には、予め使用限
界における濃度差を計測しておくことにより、時間的な
濃度の変化を検出した結果を見て、エツチング液交換の
時期を正確に決定することができる。

上述したのは、エツチング浴に使用される混合溶液の場
合であるが、本発明方法は、酸、アルカリ、イオン、い
ずれかを含む溶液の測定において、同じようにその濃度
比の測定に使用できる。

特に本発明方法においては、参照液と被検液の相対的な
比であるから、強酸あるいは強アルカリ溶液の場合のよ
うな濃厚溶液においても、その濃度差を一層正確に測定
することが可能である。

また、被検液を絶対的な測定方法により、濃度を測定し
ておき、さらに、その濃度変化を本発明方法によって測
定するようにすれば、本発明方法で絶対値的測定法を行
うことも可能となる。

測定電極としては、前述した基準電極を使用しないでも
よいことが本発明の特長であり、固体電極、例えばチタ
ン、タンタル、モリブデン等溶液に合った金属およびそ
れらの酸化物金属を使用することができる。

参照電極は、測定電極と同質のものを使用する。

隔離膜には、フロロカーボン系隔膜、高分子多孔性膜な
ど溶液の性質に合わせて選択できる。

第３図に示すのは、測定電極（Ａ）を、測定溶液（ト）
及び選択性透性膜（Ｆ）で半電池を構成し、参照液量）
も選択性透性膜（ｂを使用したものである。

測定溶液（目、被検液（Ｅ１１参照液（Ｂｌの順に、濃
度を高くするように配液すれば、電位差（Ｅｂ）が極め
て鋭敏にあられれるため、溶液によってはこのような測
定方法を選ぶようにすればよい。

以上、詳細に説明したように、本発明の方法によれば、
酸あるいはアルカリの濃厚溶液、エツチング浴あるいは
メッキ浴の溶液、その他不純物を含む溶液、各種溶液の
混合液など、広範囲にわたり比較的容易に相対濃度を測
定することができる。

さらに、電位として現われる信号を、電気的デバイスに
よる処理により、プロセス制御装置として、各種作業工
程に組込むことができるなどの大きな利点を有する。

【図面の簡単な説明】第１図は、半電池の構造を説明するための縦断面図、第２図は、本発明の一実施例を示す縦断面図、第３図は
、他の実施例を示す縦断面図である０叫測定用槽　　　
　　（財）参照用槽 ■）測定電極用槽　　　（Ａ）測定電極（５）参照電極
　　　　　（Ｂ）被検液（均参照液　　　　　　（ｑ縛
）隔離膜（Ｄ電位測定器　　　　（目測定溶液第１図

Claims

【特許請求の範囲】測定すべき溶液と、この溶液に浸漬された電極とで一方
の半電池を形成することと、上記測定すべき溶液と同質組成でかつ濃度の異なる参照
液と、この参照液に浸漬された電極と、この参照液を上
記溶液に隔膜材を介して接触させ他方の半電池を形成す
ることと、これら両生電池間に生ずる電位差を検出することからな
る溶液の相対濃度測定方法。