ケルダール分解 の 問題解決

開放系と密閉系をどのように使い分けるのか？
難分解性のサンプル

比較的分解が容易
ブロック加熱

1段階昇温• 酸分解専用のケルダール分解システム導入• 専用システムで、２ｇｘ２０検体対応可能• 専用システムで、１ｇｘ４０検体対応可能• 酸分解は、ステップに分け、酸の種類を変えながら、コンビネーション分解を行う• 酸の種類を変えていくことによりICPに最適化• 酸の種類を変えて、沈殿の問題を解決• 揮発性Hgには、リリースリージェントを使う

利点：スケールアップ分解、多種類同時分解可能

難点：揮発性ロス↑

ホットプレート

ヒートブロック

ヒートブロック

ケルダールユニット

パターンＡ

パターンＢ

マイクロ波分解容器
エントリーモデルのマイクロ波分解システム

密閉系
マイクロ波加熱

利点：揮発ロス↓、高温硝酸分解可能

マイクロ波分解容器
多段昇温機能マイクロ波分解システム
難点：少量

DigiPREP HT 100, 250

いままでの問題点の解決• 両者の利点を組み合わせる。
• 目的に応じて、分解法を使い分ける。
• 自動システムを有効利用する。

多段階昇温開放系

ケルダール分解システム•Graphite Block, Corian, Kydex, SS Base•

Teflon Manifold•

Up & Down Operation•

Ambient – 450 oC プラスチックや樹脂分解に！

•Temperature Uniformity +/- 2 oC•

Tube Rack = Oven•••

100mL Type : 010-520-002
250mL Type : 010-520-022
金属分析だけでなく、一般ケルダール分解にも！

– 完全耐酸性、高温対応設計– 冷却管はテフロン製でイージーメンテナンス– 加熱と保留がアップダウン操作で簡単です– ケルダール分解のアプリに完全対応– Samples treated equally – better data

ケルダール分解装置の導入
電子レンジ分解容器、マイクロ波分解装置の併用

揮発酸ミスト トラップシステム– Promotes refluxing – complete digestion
010-500-120

010-500-125

DigiPREP HT ＋ Universal Scrubber– 分解ユニットと接続• 酸を中和回収• ケルダール• ヒートブロック• マイクロ波分解装置– 樹脂製素材で構成• 耐酸性– 三層構造
• １層 ＮａＯＨ• ２層 冷却• ３層 Ａｉｒ

Universal Fume Scrubber
010-520-060

11ケルダールシステム 省スペースでの設置例

ケルダール分解システムによるプラスチックの分解例
EN1122改良メソッドによるCd, Pb, Cr, Hg分析例
DigiPREP HT250 自動ケルダール分解ｼｽﾃﾑを使用します。
Pb, Hg, Cd, Cr に適用できます。すべて回収率９０％以上• 主要需要 : WEEE and RoHs Electronic Industry• 使用する酸 : H2SO4, HNO3, H2O2
• Step A 硫酸分解ステップ– 炭化とプラスチック樹脂の破壊• Step B 過酸化水素水ステップ– 過剰硫酸の除去– 処理時間短縮• Step C 硝酸
– 完全有機物分解、溶解化

試料調製

ケルダール分解システムによるプラスチックの分解例

Temp
実サンプル⇒①サンプル0.5gをガラス管に入れる。
②H2SO4を10ml計量し、ガラス管に攪拌しながらゆっくり添加する。（＊１）
ブランク⇒③ガラス管に10ml H2SO4を入れる。

1st STEP 硫酸分解
1st Temperature Profile

硫酸留去380
トラップ剤添加によりHgの揮散を防止

スパイクサンプル⇒④ガラス管に10ml H2SO4を入れる。
⑤測定項目のSTDを添加する。(例 1000ppm Hg 1ml 、1000ppm Cr 1ml)

Step 2 Chars anddecomposes plastic170
模擬試料（注２）⇒⑥CRM0.5gをガラス管に入れる。
⑦ H2SO4を10ml計量し、ガラス管に攪拌しながらゆっくり添加する。 （＊注１）

Step 1
Solublize＊１）ガラス管の上面、底面を顔に向けないように＊２） 同じマトリックスで回収率を確認するため

25

H２SO4プログラム中のサンプル状態（サンプルは標準プラスチック、写真の温度は１７０℃）

75

Time

硫酸還流分解最終ステップ ３８０度

12

H２SO4プログラム中の還流部分（温度は380℃）

サンプル量 左：0.1ｇ

H２SO4プログラム後のサンプル状態
サンプル量 左：0.1ｇ 右：0.5ｇ

サンプル量 左：0.1ｇ

右：0.5ｇ

右：0.5ｇ

硫酸の量が足りないとき

ケルダール分解システムによるプラスチックの分解例

2ndSTEP 過酸化水素分解と硫酸留去

過酸化水素処理その１Temp
2nd Temperature Profile

240
Step 2: drives
H2SO4

170

Step 1: prevent
violent bumping

2575

Time13過酸化水素処理その２

ケルダール分解システムによるプラスチックの分解例

3rd STEP 硝酸分解と完全溶解化

H2O2添加後のサンプル状態

Temp
3rd Temperature Profile
完全溶解化
120

Step 1 Digestion

サンプル量 左：0.1ｇ

右：0.5ｇ2575

Time

ケルダール分解システムによるプラスチックの分解例

Table 1. 添加回収試験結果

デジチューブの紹介
スクリューキャップElement (mg/kg)

ラックロック構造% RecoveryWatch Glass

CdCr (Total)

Pb

Hg

97.37

98.45

99.69

93.23

Table 2. CRM

EC 680 の分析結果

Class A

Element (mg/kg)

メニスカス

還流機能

Cd

Cr (Total)

Pb

Hg

Certified Value

140+/-2.5

114.6+/-2.6

107.6+/-2.8

25.3+/-1

HT Digestion

139.98+/-1.17

113,05+/-2.09

108.3+/-3.23

24,6+/-2.52

メスシリンダー機能

分解液はこの辺まで入れる

Table 3. CRM

Element (mg/kg)

ラベリング機能
DigiTUBES & Watch Glasses

EC 681の分析結果
Cd

Cr (Total)

Pb

Hg

Certified Value

21.7+/-0.7

17.7+/-0.6

13.8+/-0.7

4.50+/-0.15

HT Digestion

21.03+/-1.52

17.73+/-1.62

14.20+/-0.98

4.43+/-0.78

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WEE RoHs プラスチック分析まとめ

酸分解後に求められる事項• ICP発光分光分析装置により試料中の元素濃度を高い精度と正確性で測定できます。

1. 分解溶液の濃縮
2. 酸濃度を下げる操作＝希釈操作• マイクロ波分解への移行が可能な試料は、スループットの高い分析が可能です。また、硝酸・過酸化水素のみで分解できる試料は、Pbの定量も容易となります。

3. 脱塩操作（Na、K、Ca、Mg）
4. 共存元素から、目的元素を選択する• スケールアップする場合は、ケルダール分解システムが有効です。ｇオーダーの分解可能

固相抽出
テクニック

固形試料への適応 酸分解手法と固相抽出

リアルサンプル＜酸分解＞ ＋ ＜固相抽出＞
有機物の分解固相抽出による脱塩・濃縮処理

FAAS，FLAAS，
ICP-AES，ICP-MS

塩類除去

混合マトリックス

固相抽出分離剤

Metal ion

Methodology Proposed＜マイクロウエーブ分解＞ ＋ ＜固相抽出法＞
塩類除去

有機物の分解● AAS, FLAA, ICP-AES, ICP/MS● Direct Analysis with X-ray Fluorometry (XRF)

塩マトリックスはスルー

脱塩濃縮した元素ionを各種分析装置へ● Combination with On-site Elemental Analyzer

固相抽出による有機物分離・形態分離

ＭＲＴ ＡｎａＬｉｇ®による選択的分離
無機イオン

AAS
ICP

充填剤固定相XRF

アニオン交換

逆相固相

無機イオン形態

イオン交換

有機形態

カチオン交換混合マトリックス

キレート樹脂リアルサンプルAAS
ICP

Molecular Recognized Technology (MRT)
MRT環状官能基イメージ図

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目的に応じて自由なフォーマットを使用したAnaLig®

固相フォーマットへ

AnaLig® SPE カートリッジ

AnaLig®
TE-03
遷移元素向けAnaLig®
Pb-01
Pb専用

AnaLig® TE-05
遷移元素向け固相マニホールド

Cu の保持挙動 キレートとＭＲＴ
3.00

2.50

キレートとMRTの比較
2.00

キレート樹脂

1.50

1.00

0.50

0.00
BTH
WSH
EL-1
EL-2

ＩｎｅｒｔＳｅｐ

他社Ａ

他社Ｂ

TE-03

TE-05

PB-01

MRT 樹脂16Pb の保持挙動 キレートとＭＲＴ

MRT AnaLig®の利用で3.00

キレートとMRTの比較

タンデム固相抽出 ： 高度な精製

2.50
2.00

キレート樹脂

1.50
1.00
0.50

一次処理

二次処理

キレート
イオン交換

AnaLig®

0.00
BTH
WSH
EL-1
EL-2

ＩｎｅｒｔＳｅｐ

他社Ａ

他社Ｂ

TE-05

TE-03

Pb-01

MRT 樹脂全段で汚れをカット ： AnaLig®を長期間利用

まとめ

最後は、アルカリ融解
それでも、どうしてもだめなときは？

他社白金るつぼと まっふる炉

GL販売グラファイトるつぼ使用例

無機分析製品情報は、Webサイトにアップしています
GLS Webサイトの紹介http://www.gls.co.jp/product/catalog-28/02/index.html

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