(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定液に指示薬を添加して対象物質の有無を検出する検出工程と、
前記検出工程において対象物質の存在を検出したとき、段階的に滴定することにより濃度を測定する濃度測定工程とを含む、
液体中に含まれる成分の濃度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水等の液体中に含まれる成分の濃度を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液体中に含まれる成分の濃度としては、溶存酸素濃度，金属イオン濃度，水素イオン濃度（ｐＨ）等がある。たとえば、溶存酸素濃度を測定する方法として、吸光光度法が知られている。この方法は、酸素と反応して変色する指示薬を被測定液中に注入し、それによって生じる被測定液の色相の変化を吸光光度分析することによって被測定液中の溶存酸素濃度を測定する方法である。
【０００３】
しかし、前記吸光光度法で溶存酸素濃度等を測定する場合には、指示薬の発色の程度を示す吸光度を測定する吸光光度計が必要になるため、採水現場での測定を行うことは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記課題に鑑み、吸光光度計を必要とせず、採水現場での濃度測定を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、被測定液に指示薬を添加して対象物質の有無を検出する検出工程と、検出工程において対象物質の存在を検出したとき、段階的に滴定することにより濃度を測定する濃度測定工程とを含んでいる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の濃度測定方法を液体中に含まれる成分の濃度として、金属イオン濃度を測定する場合について説明する。この発明は、被測定液に指示薬を添加して金属イオンの有無を検出する検出工程と、検出工程において金属イオンの存在を検出したとき、段階的に滴定することにより濃度を測定する濃度測定工程とを行うことにより、金属イオンの濃度を測定する。
【０００７】
金属イオンとしては、被測定液を構成する成分，すなわち被測定液に含まれる対象物質である。具体的には、カルシウムイオン，マグネシウムイオン，アルミニウムイオン，鉄イオン，銅イオン，鉛イオン，マンガンイオン，カドミニウムイオンおよび亜鉛イオン等がある。
【０００８】
被測定液，たとえばボイラへの供給水（以下、「ボイラ給水」と云う。）に含まれるカルシウムイオン濃度を測定する場合は、ボイラ給水の一部を採取して検水とし、これに指示薬を添加し、カルシウムイオンの有無を検出する。具体的に、指示薬として，エリオクロムブラックＴ（以下、「ＥＢＴ」と云う。）を添加し、検水の色が青から赤に変化した場合は、「カルシウムイオンが存在する」と云う検出結果が得られる。逆に、ＥＢＴを添加した後の検水の色が青のまま変化しない場合には、「カルシウムイオンが存在しない」と云う検出結果が得られる（検出工程）。
【０００９】
前記検出工程においてカルシウムイオンの存在を検出（検水の色が赤に変化したことを検出）したとき、段階的に滴定剤（所定の当量のカルシウムイオンと反応する試薬）を検水へ攪拌しながら添加する。この滴定剤として、所定量のエチレンジアミン四酢酸（以下、「ＥＤＴＡ」と云う。）を含む固体状の薬剤を一個攪拌しながら添加する。この添加操作を検水の色が赤から青に変化するまで段階的に（すなわち、２個目の添加，３個目の添加，・・・と云うように）、繰り返して行う。そして、検水の色が赤から青に変化したとき、ＥＤＴＡを含む薬剤の添加を停止し、このＥＤＴＡを含む薬剤の添加数により（すなわち、添加個数が何個目かにより）、カルシウムイオンの当量を求める。そして、ボイラ給水中のカルシウムイオン濃度は、この当量を検水の量，すなわち検水の体積で割ることにより求める（濃度測定工程）。
【００１０】
具体的には、カルシウムイオンの濃度を測定するためにＥＤＴＡを滴定剤として用いる場合、１molのＥＤＴＡは、１molのカルシウムイオンをキレート化する。たとえば、検水として１００ミリリットル採取し、カルシウム１０mg／リットルに相当するＥＤＴＡを含む薬剤（たとえば、一定当量になるように成形した錠剤）を滴定剤として、検水の色が赤から青に変化するまで、繰返し，すなわち段階的に一個ずつ添加する。この場合、「検水の色が赤から青に変化するまでに要したＥＤＴＡを含む薬剤の個数」×「１０mg／リットル」がカルシウム濃度（mg／リットル）になる。
【００１１】
ここにおいて、カルシウムイオンの有無を検出する指示薬としては、ＥＢＴの他にもカルマガイト等を用いることができる。
【００１２】
また、滴定剤としては、ＥＤＴＡの他、ＥＤＴＡの塩，ニトリロトリ酢酸（以下、「ＮＴＡ」と云う。）およびその塩等が挙げられる。ＥＤＴＡの塩としては、ＥＤＴＡ−Ｎａ，ＥＤＴＡ−Ｋ，ＥＤＴＡ−ＮＨ4，ＥＤＴＡ−２Ｎａ，ＥＤＴＡ−２Ｋ，ＥＤＴＡ−２ＮＨ4，ＥＤＴＡ−３Ｎａ，ＥＤＴＡ−３Ｋ，ＥＤＴＡ−３ＮＨ4，ＥＤＴＡ−４Ｎａ，ＥＤＴＡ−４ＫおよびＥＤＴＡ−ＮＨ4等が挙げられる。また、ＮＴＡの塩としては、ＮＴＡ−Ｎａ，ＮＴＡ−Ｋ，ＮＴＡ−ＮＨ4，ＮＴＡ−２Ｎａ，ＮＴＡ−２Ｋ，ＮＴＡ−２ＮＨ4，ＮＴＡ−３Ｎａ，ＮＴＡ−３ＫおよびＮＴＡ−３ＮＨ4等が挙げられる。この滴定剤は、粉末状，固体状および液体状の各状態のものを用いることができるが、とくにボイラ
給水と混合しやすい液体状のものが好ましい。
【００１３】
前記実施の形態では、ボイラ給水に含まれるカルシウムイオンの濃度を測定する場合について説明したが、この発明の濃度測定方法はこれに限定されるものではない。たとえば、ボイラ給水のカルシウムイオン以外の金属イオン，溶存酸素，酸消費量（ｐＨ４．８），酸消費量（ｐＨ８．３），アルカリ消費量（ｐＨ８．３），アルカリ消費量（ｐＨ４．３），塩化物イオン，残留塩素，亜硫酸塩，ヒドラジンおよびクロム（VI）酸イオン等に対し、この発明の濃度測定方法は同様に適用することができる。さらには、ボイラ給水以外の被測定液，たとえば地下水，工業用水，水道水等に対しても、この発明の濃度測定方法は同様に適用することができる。
【００１４】
前記各種成分の濃度をこの発明の濃度測定方法を用いて測定する場合は、表１および表２に示すそれぞれの成分に対応した指示薬を被測定液に添加して対象物質の有無を検出し、検出結果において対象物質の存在を検出したとき、表１および表２に示すそれぞれの成分の滴定剤を段階的に用いて濃度を測定する。
【００１５】
【表１】
0003941498.tif 000002
【００１６】
【表２】
0003941498.tif 000003
【００１７】
また、前記実施の形態では、対象物質の有無を検出する指示薬（以下、「検出指示薬」と云う。）と対象物質の濃度を測定する指示薬（以下、「滴定指示薬」と云う。）が同一の場合について説明したが、この発明の濃度測定方法は、これに限定されるものではない。たとえば、ボイラ給水中の硫酸イオンの有無を検出する検出指示薬として塩化バリウムを用いる。具体的には、ボイラ給水の一部を検水として採取する。その検水中に硫酸イオンが存在する場合には、硫酸イオンがバリウムイオンと反応し、硫酸バリウムの白濁物質となる。逆に、検水中に硫酸イオンが存在しない場合には、バリウムイオンと反応する硫酸イオンが存在しないため、白濁せずに無色の状態で維持される（検出工程）。
【００１８】
検出工程で硫酸イオンの存在を検出したとき、クレゾールフタレインコンプレクソン（以下、「ＰＣ」と云う。）を滴定指示薬として検水に添加し、赤色に呈色させる。そして、段階的に滴定剤を検水へ攪拌しながら添加する。この滴定剤として、所定量のＥＤＴＡを含む固体状の薬剤を一個攪拌しながら添加する。この添加操作を検水の色が赤から無色に変化するまで段階的に、繰り返して行う。そして、検水の色が赤から無色に変化したとき、滴定剤の添加を停止し、この滴定剤の添加数により（すなわち、添加個数が何個目かにより）、硫酸イオンの当量を求める。そして、ボイラ給水中の硫酸イオン濃度は、「検水の色が赤から無色に変化するまでに要した滴定剤の個数」×「滴定剤中のＥＤＴＡの濃度」が硫酸イオン濃度（mg／リットル）になる（濃度測定工程）。
【００１９】
前記実施の形態のように、検出指示薬と滴定指示薬が異なる対象物質の場合は、表３に示すそれぞれの成分に対応した検出指示薬を被測定液に添加して対象物質の有無を検出し、検出結果において対象物質の存在を検出したとき、表３に示すそれぞれの滴定指示薬を添加し、それぞれの成分の滴定剤を用いて濃度を測定する。
【００２０】
【表３】
0003941498.tif 000004
【００２１】
そして、前記実施の形態における前記滴定剤として、一定当量の錠剤を用いて段階的に滴定する場合について説明したが、前記滴定剤はこれに限定されず、必ずしも一定当量となるように成形されている必要はなく、２倍当量，３倍当量，…の前記滴定剤をそれぞれ予め用意し、これらを適宜段階的に組合せて滴定することもできる。
【００２２】
さらに、前記滴定剤は、錠剤に限定されず、一定当量の液状の滴定剤および一定当量の粉状の滴定剤とすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、吸光光度計を必要とせず、採水現場での濃度測定を実現することができる。