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環境計量士の試験対策 分析機器をざっくり説明! その13 ~イオン電極濃度計について~

こんにちは!

Thinkです。

 

これまで、環境計量士(濃度関係)(以下環計量士と略す)の国家試験合格の体験談として、問題の解き方について記事を書いてきました。

試験まで2か月を切りましたが、既に問題集を何回も勉強されているかたなかなか時間が取れなくて勉強できていないかた、さまざまな方がいらっしゃると思います。

 

今回は、なかなか時間が取れなくて勉強できていない方のために、機器分析について、ざっくり説明します。

もちろんきっちりと原理から説明するのが一番ですが、すべて書くと辞典のような文字数になってしまうので「詳しい説明は省くが、こうゆう分析できる」のようなざっくりとした感じに説明します。

 

 

今回はイオン電極濃度計について説明します。

 

  

①イオン電極とは?

特定のイオン(水素イオンは除く)に応答する電極の事を言う

pH計は、水素イオンに応答する電極なので、広い意味ではイオン電極の一種。

 

原理:特定のイオン電極と比較電極を接続して、試料溶液中の両電極間の起電力を測定することで濃度を算出する。

 

②特徴

  • 測定前に感度校正するため、濃度の異なる2種類の特定イオン標準液が必要となる
  • pH電極と同様、イオン電極の感度も温度の影響を受けるため、一定温度で測定する必要がある
  • 測定したイオンにのみ応答するのではなく、性質のよく似たほかのイオンにも応答するため、測定に影響を及ぼす
  • この影響を選択係数(目的のイオンと比較して、他のイオンにも応答する程度を表した係数)で示す。

 

③イオン電極に用いる応答膜

イオン電極の応答膜

  • ガラス薄膜→ナトリウムイオン、水素イオン電極
  • 銀塩系個体膜→塩化物イオン、臭化物イオン、チオシアン酸イオン、シアン化物イオン、硫化物イオン、銀イオン、鉛イオン、銅イオン、カドミウムイオンなどの各電極
  • 単結晶膜→フッ化物イオン電極
  • 液体膜あるいはプラスチック固化膜→硝酸化物イオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどの各電極
  • ガス透過性膜→アンモニア電極

がある。

応答膜の違いにより、内部抵抗が異なり、測定方法、電極保管方法や電極のメンテナンス方法などが多少異なる。

 

④共存イオン影響の例

 f:id:Think_diary:20191104145255j:plain

 

共存イオンの事を目的イオンに対する「妨害イオン」と呼ぶ

例えばpH応答ガラス電極は水素イオン電極と解釈でき、共存イオンの影響をほとんど受けないが、水素イオン以外のアルカリ金属イオンの影響を少し受ける。

 

⑤まとめ

短いですが、イオン電極について概要を書きました。

pH計に関する問題とイオン電極に関する問題は、毎年交互に出題される傾向がありますが、どちらも広い意味でイオン電極に該当するので、両方覚えておいたほうが良いです。

また、昨年の問題だと、イオン電極とイオンクロマトグラフィーの比較問題もありますので、どちらの特性も良く理解しておいたほうが良いです。

イオン電極→共存イオンの影響を受ける

イオンクロマトグラフィー→共存イオンは分離して測定する

のように、原理を知っていれば、どちらがより正しい測定値が得られるか推測することができます。

 

 

 

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