(57)【要約】【課題】  本発明は、主として熱化学製造プロセスにおいて使用する、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、前処理を含む分析時間を短縮することができ、また安価な分析機器を使用することができる分析方法を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、ヨウ素還元滴定、中和滴定、ヨウ素酸塩滴定を組み合わせて分析することを特徴とする方法を解決手段とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、ヨウ素還元滴定、中和滴定、ヨウ素酸塩滴定を組み合わせて分析することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱化学水素製造プロセスに関し、より詳しくは、熱化学水素製造プロセスにおいて使用する（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素は、燃焼しても地球温暖化を招く二酸化炭素を排出しないので、環境に優しい将来エネルギーとして期待されている。近年、水素を製造する方法として、高温の核熱を用いて水を分解し水素を製造する、熱化学水素製造プロセスが開発されている（例えば、非特許文献１参照のこと）。
【０００３】
この熱化学水素製造プロセスは、次の三つの反応から構成されている。
【０００４】
【化１】
2005077145.tif 000002
【０００５】
反応(1)はブンゼン反応として知られており、この反応により二種類の酸（ヨウ化水素酸と硫酸）が生成される。反応(2)、(3)では、反応(1)により生成されたそれぞれの酸が熱分解され、水素及び酸素に加えて、同時に、反応(1)の原料であるヨウ素及び二酸化硫黄が生成される。これらの反応を閉じた系で行うことにより、水及び熱を供給するだけで、循環物質であるヨウ素及び二酸化硫黄を消費することなく、水素と酸素とを得ることができる。
【０００６】
ここで、反応(1)のｘは反応以外に多量のヨウ素を必要とすることを表している。ヨウ素はヨウ化水素酸に溶解するため、ヨウ化水素酸の密度は硫酸の密度よりも大きくなる。したがって、反応(1)により生成した酸溶液は、密度差により軽液相（硫酸を主成分とし、ヨウ素及びヨウ素水素酸を不純物として含む）と重液相（ヨウ素及びヨウ素水素酸を主成分とし、硫酸を不純物として含む）とに分離され、次の処理工程に送られる。
【０００７】
これらの相の組成（ヨウ素／ヨウ化水素酸／硫酸）を知ることは、処理工程での操作条件を決定するために重要であり、その分析には従来、イオンクロマトグラフィーやICPを利用する方法があった。しかしながら、イオンクロマトグラフィーは前処理に数時間を要し、ICPは測定機器が高価であり、前処理を必要とするという不都合がある。
【０００８】
【非特許文献１】中島隼人ら、外３名，熱化学法ＩＳプロセスの閉サイクル連続水素製造試験，化学工学論文集，化学工学会，１９９８年，第２４巻，第２号，ｐ．３５２−３５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、主として熱化学水素製造プロセスにおいて有用な、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、前処理を含む分析時間を短縮することができ、また安価な分析機器を使用することができる分析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、要するに、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、ヨウ素還元滴定、中和滴定、ヨウ素酸塩滴定を組み合わせて分析することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、要するに、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法であって、電位差滴定が可能な滴定装置を使用することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法によれば、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析において、前処理を含む分析時間の短縮と分析機器に要する経費の節約が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法を提供する。
本明細書中において、「（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液」とは、熱化学水素製造プロセスにおけるヨウ素、ヨウ化水素酸、硫酸を含む全ての溶液をいうものとする。以下、本発明の定量分析法について順を追って説明する。
【００１４】
（分析用試料の調製）
（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の原液を1g量りとり、水を加えて試料重量を100gとし、試料(1)とする。これは、ヨウ素還元滴定、中和滴定、ヨウ素酸塩滴定の全ての滴定分析に用いる。試料(1)はヨウ素濃度により固体のヨウ素が沈殿することがあり、その場合には、上澄み液を試料(1)'とし、次に述べる試料(2)を加えて調製する。
【００１５】
次いで、原液を1g量りとり、これに数gのヨウ化カリウムと10ml程度の水を加えて溶解し、ヨウ素の沈殿がないのを確認した後、水を加えて試料重量を合計で100gとして試料(2)とする。これは、ヨウ素還元滴定に用いる。
【００１６】
（滴定分析）
本発明では、以下の３つの滴定分析を使用する。
１．ヨウ素還元滴定によりヨウ素（I2）を測定する。
標準液：0.1規定のチオ硫酸ナトリウム（Na2S2O3）
【００１７】
【化２】
2005077145.tif 000003
【００１８】
２．中和滴定により［H+］を測定する。
標準液：0.1規定の水酸化ナトリウム
３．ヨウ素酸塩滴定により［I-］を測定する。
標準液：0.02モル液のヨウ素酸カリウム（KIO3）
【００１９】
【化３】
2005077145.tif 000004
【００２０】
以下、補正の必要な試料(1)'の場合について述べる。
はじめに、試料(2)から10gを量りとり、これに数gのヨウ化カリウムと水を加えて溶解し約40mlとして、ヨウ素還元滴定により終点を求め、この時の標準液の消費量Ａ（ml）を得る。次に、試料(1)'を用いて同様の操作を行い標準液の消費量Ｂ（ml）を得る。また、試料(1)'から10gを量りとり、これに水を加え約40mlとして、中和滴定により終点を求め、標準液の消費量Ｃ（ml）を得る。さらに、試料(1)'から10gを量りとり、2規定の塩酸数mlと水を加え約40mlとしてヨウ素酸塩滴定を行い、標準液の消費量Ｄ（ml）を得る。
【００２１】
（各成分濃度の算出）
原液中の各成分の濃度（mmol/g）は、試料の希釈率Ｘ（調製試料重量/原液量）に標準液の消費量Ｙ（ml）と規定度Ｎ（またはモル濃度Ｍ）を乗じたものを、試料の重量Ｗ（g）で除して求められる。
【００２２】
【数１】
2005077145.tif 000005
【００２３】
（規定度の単位は（当量/リットル）であるが、チオ硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウムともに1モルが1当量に相当するので便宜的に（mmol/ml）と表す。）
【００２４】
ａ．原液のヨウ素（I2）濃度
試料(2)の分析結果を用いて以下の計算を行う。(7)式において、希釈率Ｘ＝（100g/1g）＝100、ヨウ素還元滴定の分析で得た標準液の消費量Ａ（ml）、チオ硫酸ナトリウムの規定度Ｎ＝0.1mmol/ml、試料の重量Ｗ＝10gを代入する。また、(5)式に示したようにヨウ素（I2）は2モルのチオ硫酸ナトリウムと反応するので、(7)式を2で除してヨウ素の濃度が得られる。
【００２５】
【数２】
2005077145.tif 000006
【００２６】
ｂ．希釈率の補正
試料(1)'の希釈率Ｘ'は、滴定試料の調製中にヨウ素が沈殿したため、上澄み液の希釈率となり、次式で求められる。
【００２７】
【数３】
2005077145.tif 000007
【００２８】
沈殿ヨウ素量は、原液のヨウ素量から上澄み液のヨウ素量を差し引いて以下のように求められる。
【００２９】
【数４】
2005077145.tif 000008
【００３０】
また、上澄み液のヨウ素濃度は、試料(1)'についてヨウ素還元滴定を行うことにより得た標準液の消費量Ｂ（ml）を用いて(8)式から（Ｂ／２）が求められるから、
【００３１】
【数５】
2005077145.tif 000009
【００３２】
したがって、沈殿ヨウ素量は(10)式から(11)式を差し引いて、
【００３３】
【数６】
2005077145.tif 000010
【００３４】
となり、試料(1)'の希釈率は、
【００３５】
【数７】
2005077145.tif 000011
【００３６】
となる。厳密には、上澄み液のヨウ素濃度を求める時の希釈率はＸ'を用いるべきであるが、(8)式で用いた値（Ｘ＝100）でも、各成分濃度への影響は0.2％程度なので実用上さしつかえない。
【００３７】
ｃ．原液のヨウ化水素酸（HI）濃度
試料(1)'の分析結果を用いて以下の計算を行なう。ヨウ化水素酸量は［I-］量に等しいので、(7)式に希釈率Ｘ'、ヨウ素酸塩滴定により得た標準液の消費量Ｄ（ml）、ヨウ素酸カリウムのモル濃度Ｍ＝0.02mmol/ml  および試料の重量Ｗ=10gを代入する。また、(6)式に示したようにヨウ素酸塩滴定ではHI 5モルとヨウ素酸カリウム 1モルが反応するので、(7)式に5を乗じて
【００３８】
【数８】
2005077145.tif 000012
【００３９】
が得られる。
ｄ．原液の硫酸濃度
試料(1)'の分析結果を用いて以下の計算を行う。硫酸量は［H+］総量からヨウ化水素酸に起因する［H+］量（［Iー］量に等しく、(14)式の値）を差し引いた殘量を硫酸の当量数2で除して求められる。［H+］総量は、(7)式に希釈率Ｘ＝Ｘ'、中和滴定で得た標準液の消費量Ｃ（ml）、水酸化ナトリウムの規定度Ｎ＝0.1mmol/ml、試料の重量Ｗ＝10gを代入し、
【００４０】
【数９】
2005077145.tif 000013
【００４１】
が得られる。したがって、硫酸濃度は（(15)式−(14)式）／2となり
【００４２】
【数１０】
2005077145.tif 000014
【００４３】
が得られる。
以上、本発明の（ヨウ素＋ヨウ化水素酸＋硫酸）溶液の定量分析法は、電位差滴定が可能な滴定装置を使用することにより行うことができる。