JP4359336B2 - 過カルボン酸濃度測定方法 - Google Patents
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Description
ところで、過カルボン酸と過酸化水素を含む平衡混合物の場合、多くの用途においては、有効成分は過カルボン酸である。そこで、本発明は、過カルボン酸と過酸化水素を含む平衡混合物において、過カルボン酸濃度のみを容易で迅速かつ正確に定量できる方法を提供することを、主目的としてなされたものである。
11 動力部
12 計量部
13 制御分析ユニット
20 電源
21 発光部
24 切換スイッチ
25 発光素子(LED:発光ダイオード)
30 試料収容部
31 受光部
32 受光素子(フォトダイオード)
34 電圧測定部
41 制御部
45 分析部
46 比較演算部
47 メモリ部
実施例を挙げての説明に先立って、まず、本発明の測定方法を実施するための測定装置について説明する。
これらの図に示すように、本実施形態に係る測定装置10は、その主要な構成要素として、電源20を備えた(又は外部電源に接続される)動力部11と、測定試料(過カルボン酸と過酸化水素を含む平衡混合物)を注入する注入部12bを備えた計量部12と、動力部11および計量部12を制御すると共に測定試料の濃度を定量する制御分析ユニット13と、を備えている。
実施例1では、サラヤ(株)製の過酢酸6%消毒液(商品名:アセサイド)を蒸留水で20倍に希釈したものを試験液として用いた。試験液の過酢酸濃度をヨウ素滴定法により求めたところ、過酢酸0.356%となった。この試験液0.1〜0.2mL(ミリ・リットル)に240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて、全量を20mLとした(測定試料)。これを混合させた後、波長がそれぞれ430nm,440nm,470nm,600nmの光を用いて吸光度を測定した。その測定結果を図1に示す。この吸光度は、公知の紫外可視分光光度計にて測定したものである。
また、上記測定装置10において波長470nmの発光素子25(LED)を光源とし、測定試料を透過する光を受光素子32(フォトダイオード)で受光した時に発生する電圧を測定した結果を、図2に示す。
・波長430nm:y=1.5636x+0.1389 (R2=0.9758)
・波長440nm:y=1.6740x+0.0909 (R2=0.9927)
・波長470nm:y=1.5436x+0.0079 (R2=0.9978)
・波長600nm:y=0.0928x−0.0009 (R2=0.9980)
以上のように、図1の測定結果に対応する回帰式の相関係数R2は、波長440nmの場合で0.9927、波長470nmの場合で0.9978、波長600nmの場合で0.9980となり、これらの場合には優れた直線性が得られることが分かるが、波長430nmの場合にはR2=0.9758となり、直線性が低下した。
本実施形態の測定装置10を用いて、所定波長の発光素子25(LED)を光源とし、測定試料を透過する光を受光素子32(フォトダイオード)で受光した時に発生する電圧を測定し、この測定値に基づいて測定試料の濃度を得る方法を、以下においては、適宜、「LED/フォトダイオード法」と称することとする。
実施例2では、実施例1の試験液に蒸留水を適量加えて異なる4濃度の過酢酸溶液を調製し(サンプル1〜4)、ヨウ素滴定法によって過酢酸濃度をそれぞれ2回ずつ定量した。
また、サンプル1〜4を0.2mLとって240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて全量を20mLとし(測定試料)、発光ダイオード(波長:470nm)/フォトダイオードを用いて発生電圧をそれぞれ2回ずつ測定した。サンプル毎に、この測定電圧と図2に示した回帰式「y=−0.0119x+0.9326」から、各サンプル中の過酢酸濃度を計算した。表1に示すように、ヨウ素滴定法とLED(470nm)/フォトダイオード法による測定結果は、極めて近い値を示した。
実施例3では、サラヤ(株)製の過酢酸6%消毒液(商品名:アセサイド)を蒸留水で20倍に希釈したものを試験液として用いた。試験液0.2mLに、1%過酸化水素水0〜1mLおよび240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて20mLとし(測定試料)、LED(470nm)/フォトダイオード法でそれぞれ3回ずつ測定した。図2の近似直線に基づいて、試験液中の過酢酸濃度を計算した結果を表2に示す。
実施例4では、0.03%過プロピオン酸溶液0.2〜1.5mLに240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて、全量20mLの測定試料とし、LED(470nm)/フォトダイオード法で電圧測定を行った。
図3に示すように、過酢酸以外の過カルボン酸でも、過カルボン酸濃度と測定値(電圧値:V)の間に直線関係が得られた。
実施例5では、過酢酸(ヨウ素滴定法により過酢酸0.355%)0.05〜1.0mLに240mg/L又は480mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて、全量20mLの測定試料とした。LED(470nm)/フォトダイオード法で電圧を測定し、その測定結果を図4に示した。
過酢酸0.05〜0.3mL(測定試料中の過酢酸濃度8.9〜53ppmに相当)までは、測定試料中の過酢酸濃度(ppm)と測定値(電圧値:V)の間に直線関係が認められるが、0.4mL(測定試料中の過酢酸濃度71ppm)以上では、どちらのヨウ化カリウム濃度においても測定値(V)は直線から逸脱した。
実施例6では、測定試料のpHが及ぼす影響を調べた。約0.35%過酢酸0.2mLに、クエン酸とクエン酸ナトリウムを用いてpH3〜6に調整した240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて、全量20mLの測定試料とした。LED(470nm)/フォトダイオード法で電圧を測定し、測定試料調製後10分間の電圧値の変化を図5に示した。また、0.35%過酢酸0.2mL中に含まれる過酸化水素(0.4%)と同程度の濃度になるように、2%過酸化水素溶液0.05mLに、pH1〜3に調整した240mg/Lのヨウ化カリウム溶液を加えて全量20mLの測定試料とした。LED(470nm)/フォトダイオード法で電圧を10分間測定し、電圧値の変化を図6に示した。
図5より、pH3〜5では測定値が安定しているが、pH値が6になると測定値は不安定であった。また、図6より、pH値が1にまで下がると、過酸化水素がヨウ化カリウムと徐々に反応してヨウ素を発生するため、測定値は不安定であった。
実施例7では、ヨウ化カリウム量の影響を調べた。0.331%過酢酸溶液0.2mL(0.0094mmol)に対し2,3,15,30,60,90倍モル数のヨウ化カリウム溶液を加えて全量20mLの測定試料とした。例えば、90倍モル数では(90KI)、20mL中に0.84mmolのヨウ化カリウムを含む。470nmの吸光度を測定し、測定試料調製後の吸光度の変化を図7に示した。
ヨウ化カリウム濃度が大過剰の時、測定値は経時変化を伴うため、試験用液調製後、直ちに測定を行う必要がある。しかし、ヨウ化カリウム濃度が過酢酸の3〜15倍モル数の時は経時変化がほとんどなく、安定した測定値を得ることができた。
Claims (6)
- 過カルボン酸と過酸化水素を含む平衡混合物において過カルボン酸濃度のみを測定する方法であって、a)平衡混合物にヨウ化カリウムを加えてヨウ素を発生させて測定試料とし、b)これを透過する光量を測定することにより、過カルボン酸濃度のみを測る、ことを特徴とする測定方法。
- 上記測定試料中の過カルボン酸濃度が0.01〜50ppmである、ことを特徴とする請求項1に記載の測定方法。
- 上記測定試料のpH値が1<pH<6の範囲である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の測定方法。
- 上記測定試料中のヨウ化カリウム量が過カルボン酸モル数の2〜60倍である、ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の測定方法。
- 上記測定に用いる光の波長範囲が440〜600nmである、ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の測定方法。
- 過カルボン酸が特に過酢酸である、ことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の測定方法。
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