JP4482993B2 - Electrochemical measurement method - Google Patents
Electrochemical measurement method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4482993B2 JP4482993B2 JP36228399A JP36228399A JP4482993B2 JP 4482993 B2 JP4482993 B2 JP 4482993B2 JP 36228399 A JP36228399 A JP 36228399A JP 36228399 A JP36228399 A JP 36228399A JP 4482993 B2 JP4482993 B2 JP 4482993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrolyte
- measurement
- solution
- measurement method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作用電極と対極と固体比較電極とを用い、測定試料を電気化学的に測定する電気化学的測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、物質中の成分を調べることでその物質の特性を把握して、種々の展開に役立てるようになってきている。例えば、水中の溶存酸素量や化学的酸素供給量は水の汚染量を示しており、土中の硝酸や各種金属、有機物の量は土の汚染量を示している。その中でも食品は、健康や安全面から一定の水準以上の品質が要求されるようになってきており、中でも食品中に含有される酸は食品の品質に大きな影響を与えるものである。この酸について詳細に説明すると、食品の酸度としては、食用油に含まれる遊離脂肪酸の酸度、ジュース等の果実飲料に含まれるリンゴ酸や酒石酸の酸度、ウィスキー・酒・ワイン等のアルコール飲料に含まれる酸の酸度、コーヒー中のコーヒー酸の酸度などがあり、その酸の測定法として従来は主に中和滴定法を使用していた。
【0003】
この中和測定方法には様々なものがあり、一例を上げると、基準油脂分析法、日本農林規格、JIS、日本薬局方油脂試験法、衛生試験法飲食物試験法、上水試験方法などで定められた方法があるが、いずれもその測定の基本はフェノールフタレインを指示薬としたものである。この中和滴定方法の詳細な説明は割愛する。
【0004】
一方、酸を測定する方法として、このような中和滴定法によらず、電気化学的測定方法によって酸度を測定する方法がある。これは例えば特開平5−264503号公報で開示された測定法であり、遊離脂肪酸とナフトキノン誘導体とが共存する測定電解液を電位規制法による電気化学的測定方法によって測定するものである。このように電位規制法で掃引する電気化学的測定方法をボルタンメトリーと称する。ナフトキノン誘導体の還元前置波の電流値が、蟻酸のような低級脂肪酸からオレイン酸やリノール酸のような高級脂肪酸まで全ての脂肪酸について、遊離脂肪酸の濃度に比例し、各脂肪酸の電流値を重ね合わせた値が脂肪酸の総濃度に対応することを利用している。すなわち、ナフトキノン誘導体の還元前置波の電流値を測ることにより酸濃度を測定するものである。以下簡単にその方法を説明する。
【0005】
図6は、作用電極と固体比較電極の電圧をモニタリングすることにより、一定速度で電圧が変化するように作用電極と対極との間の電圧を掃引したときに作用電極と対極との間に発生する電流値を測定したグラフである。図6の還元前置波電流値iと酸度との関係が比例することを利用して、予め標準の酸度と電流値との間で作成しておいた検量線に測定値を照合して酸度を求める方法である。
【0006】
また、電極の保存法に関するものであるが、電気化学的測定方法には、測定用電解液と測定試料を混合した共存電解液に電極を浸漬して測定し、測定後には電極を洗浄液で洗浄し、乾燥保存または水に浸漬して保存するという保存法がある。しかし、この保存法では、測定開始当初、即ち電極を共存電解液に浸漬してしばらくは測定値が安定しない。これは、各電極とくに作用電極と共存電解液との間に「なじみ」というべきものがあるためと考えられる。この保存法では、測定開始直後には「なじみ」がないため、測定値がばらつくことが考えられる。
【0007】
このように従来の電気化学的測定方法における保存法では、浸漬後の測定値が安定していないために、測定を何度も繰り返し行い、測定値が安定したときの値を実効値としていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の電気化学的測定方法では、保存した電極を共存電解液に浸漬してしばらくはデータがばらつくという問題点を有していた。この理由として考えられるのは、電極表面をミクロ的に眺めた場合、電極表面の細かい凹凸に沿って共存電解液が浸透することで電極の有効表面が決定されているため、共存電解液が浸透していなかったり、ミクロ的な気泡やゴミの付着によって有効表面の面積が変化したりしているということである。
【0009】
この電気化学的測定方法では、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することが要求されている。
【0010】
本発明は、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することができる電気化学的測定方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この課題を達成するために本発明の電気化学的測定方法は、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引する電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つ構成を備えている。
【0012】
また、本発明の電気化学的測定方法は、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から一定の電位差を保つ電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つ構成を備えている。
【0013】
これにより、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することができる電気化学的測定方法が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の電気化学的測定方法は、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引する電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つこととしたものであり、これにより、共存電解液と作用電極とのなじみが時間とともに変化することなくほぼ一定に保たれ、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引する際に流れる電流値のばらつきは電極を共存電解液に浸漬した直後から最小値に抑えられるという作用を有する。
【0015】
請求項2に記載の電気化学的測定方法は、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から一定の電位差を保つ電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つこととしたものであり、これにより、共存電解液と作用電極とのなじみが時間とともに変化することなくほぼ一定に保たれ、作用電極の電位を固体比較電極の電位から一定の電位差の電位に保つ際に流れる電流値のばらつきは電極を共存電解液に浸漬した直後から最小値に抑えられるという作用を有する。
【0016】
請求項3に記載の電気化学的測定方法は、請求項1または2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は、測定用電解液の有機溶媒成分,測定用電解液の電解質成分,可逆的酸化還元性試薬,測定対象物質のうち少なくとも一つ以上の成分を含有することとしたものであり、これにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりが円滑に行われるという作用を有する。尚、測定対象物質とは、測定試料がみかんであればクエン酸,リンゴ酸といったような、測定試料に含まれる測定目的の物質である。
【0017】
請求項4に記載の電気化学的測定方法は、請求項3に記載の電気化学的測定方法において、測定対象物質がカルボン酸であるとしたものであり、これにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりの際に、保存液に予め与えたカルボン酸により、保存液中のカルボン酸濃度から共存電解液中のカルボン酸濃度への濃度均一化が迅速に行われるという作用を有する。また、カルボン酸は異なるカルボン酸であっても還元電位がほぼ一致するため、作用電極と対極との間を流れる電流は全カルボン酸の総酸度にほぼ支配されることになり、1種類のカルボン酸を含有させておけば全カルボン酸の濃度均一化の迅速化が簡単に図れる。
【0018】
請求項5に記載の電気化学的測定方法は、請求項3または請求項4に記載の電気化学的測定方法において、可逆的酸化還元性試薬がキノンであるとしたものであり、これにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりの際に、保存液に予め与えたキノンにより、保存液中のキノン濃度から共存電解液中のキノン濃度への濃度均一化が迅速に行われるという作用を有する。
【0019】
請求項6に記載の電気化学的測定方法は、請求項3から請求項5のいずれかに記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液が変性アルコールを含有するとしたものであり、これにより、保存液が安価であるという作用を有する。
【0020】
請求項7に記載の電気化学的測定方法は、請求項1または請求項2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は測定用電解液と同一成分の液としたものであり、これにより、保存液として測定用電解液が流用され、別途用意する必要がないという作用を有する。
【0021】
請求項8に記載の電気化学的測定方法は、請求項1または請求項2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は測定用電解液と同一成分の液に可逆的酸化還元性試薬を加えたものであり、これにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりの際に、保存液に予め与えた電解質および可逆的酸化還元性試薬により、保存液中の電解質および可逆的酸化還元性試薬の濃度から、共存電解液中の電解質および可逆的酸化還元性試薬の濃度への濃度均一化が迅速に行われるという作用を有する。
【0022】
以下、本発明の実施の形態について図1〜図5を用いて説明する。
【0023】
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1による電気化学的測定方法について、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引するときに作用電極と対極間との間に流れる電流から酸度を算出する酸度測定方法(ボルタンメトリー測定方法)を例に、図面に基づいて詳細に説明する。
【0024】
図1は酸度測定時の測定セルを示す構成図である。
【0025】
図1において、1は対極、2は作用電極、3は固体比較電極、4は電気化学反応を起こすための測定用電解液と可逆的酸化還元性試薬と測定試料とを混合した共存電解液、5は測定容器、6は測定セル、10は容器カバーである。
【0026】
酸度測定では、エタノール等のアルコールやイソオクタン等の有機溶媒に塩化ナトリウムや過塩素酸リチウム等の電解質を混合した測定用電解液に、あらかじめ可逆的酸化還元性試薬であるオルトベンゾキノン誘導体等を添加したものを用いる。可逆的酸化還元性試薬にはパラベンゾキノン誘導体を用いてもかまわない。これらは光安定性に優れ、溶存酸素を除去しなくとも測定が可能であるという優れた特性を有している。本発明では、これらをキノンと称する。
【0027】
対極1、作用電極2、固体比較電極3を取り付けた容器カバー10が共存電解液4に各電極1〜3を浸漬した状態で測定容器5に装着されている。本実施の形態1では、溶媒である水とエタノールとイソプロピルアルコールとの混合液に電解質である塩化ナトリウムを添加した測定用電解液と、可逆的酸化還元性試薬であるオルトベンゾキノン誘導体とを混合した測定用の混合溶液(以下、試料未混入共存電解液)を用いる場合を例にとって説明する。
【0028】
図1において、対極1、作用電極2、固体比較電極3は各々電気的に外部と接続可能な状態であり、測定器本体(図示せず)と電気的に接続している。ここでいう測定器本体は、電極間に印加する電圧制御と電流測定とを行う制御部、電源等を有するが、本実施の形態の説明においては必要ないので、図やその説明は省略する。
【0029】
ところで、作用電極2の電位を固体比較電極3の電位から一定の電位差を保つ電位にするとともに、作用電極2と対極1との間に流れる電流から酸度を算出する酸度測定方法についても、本実施の形態とは制御部の動作が異なるだけであり、測定や電極保存に関する操作、効果は全く同様である。尚、この酸度測定方法はクロノアンペロメトリーと称される。
【0030】
図2は非測定時の電極保存状態を示す構成図であり、図3は非測定時の試料未混入共存電解液を示す構成図である。図2および図3において、対極1、作用電極2、固体比較電極3、測定容器5、容器カバー10は図1と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。7は有機系の保存液、8は保存容器、9はエタノールとイソプロピルアルコールと水とを体積比6:2:2で混合した溶媒に塩化ナトリウム150mM(ミリモーラー)を添加した測定用電解液と、オルトベンゾキノン誘導体20mMとを混合した試料未混入共存電解液である。保存液7は、変性アルコールと水を体積比50:50で混合し、塩化ナトリウムを20mM添加したものである。尚、変性アルコールはエタノールとイソプロピルアルコールと1−ブタノールを体積比86:13:1で混合した市販品を使用した。保存液は測定用電解液の溶媒成分、塩化ナトリウム(電解質成分)、オルトベンゾキノン誘導体(可逆的酸化還元性試薬)、測定対象物質のうち少なくとも一つ以上を含有するものが適当である。本実施の形態1では、保存液として測定用電解液と同一成分の液、すなわち測定用電解液を希釈して流用しているが、測定用電解液をそのまま利用してもかまわない。
【0031】
図2に示すように、対極1、作用電極2、固体比較電極3はいずれも保存液7に浸漬されている。まず容器カバー10を外し、測定容器5(図3)の中に所定量を計り取った測定試料を注入して試料未混入共存電解液9との共存電解液4を作成する。
【0032】
次に、対極1、作用電極2、固体比較電極3が取り付いた状態で容器カバー10を外し、電極1〜3を保存液7から取り出す。この際、電極1〜3には保存液7の雫がついているため、容器カバー10を数回振って雫を振り払う必要がある。その後、容器カバー10を共存電解液4を収容した測定容器5に装着することにより、対極1、作用電極2、固体比較電極3が共存電解液4に浸漬される(この状態は図1の測定状態である)。続いて各電極1〜3を共存電解液4に浸漬したまま測定セル6を手に持って振り、共存電解液4を攪拌するとともに各電極1〜3に共存電解液4をなじませる。なお、本実施の形態では3電極1〜3とも保存液に浸漬したが、反応電極である作用電極2のみを保存液に浸漬することで同様の効果が得られる。
【0033】
電極を乾燥保存した場合には共存電解液4の電極への浸透に時間がかかることは言うまでもなく、水に浸漬して保存していたとしても、電極表面にミクロ的な気泡やゴミが付着している場合には浸透性の低い水は電極表面の細かい凹凸にまでは行き渡らないうえ、電極を共存電解液4に浸漬する際にも水とアルコール系共存電解液4との成分に差があるために入れ替わりが遅く、共存電解液4の電極表面への浸透に時間がかかる。
【0034】
しかしながら、図2のように電極1〜3を浸透性の高い有機系、特にアルコール系の保存液7に浸漬して保存すると、電極表面にミクロ的な気泡やゴミが付着している場合でも保存液7は電極表面の細部まで行き渡る。さらに電極1〜3を共存電解液4に浸漬する際にも、成分が近い共存電解液4と保存液7との入れ替わりは迅速に行われ、共存電解液4の電極表面への浸透も迅速である。また、保存液7には塩化ナトリウム20mMが添加してあり、電極表面では保存液7中の塩化ナトリウム濃度から共存電解液4中の塩化ナトリウム濃度への濃度均一化が迅速に行われる。尚、本実施の形態では使用していないが、保存液7に可逆的酸化還元性試薬であるキノンを添加することにより、電極表面での保存液7中のキノン濃度から共存電解液4中のキノン濃度への濃度均一化を迅速に行えるようにすることが可能である。同様に、保存液7に測定対象物質であるカルボン酸を添加することにより、電極表面での保存液7中のカルボン酸濃度から共存電解液4中のカルボン酸濃度への濃度均一化を迅速に行えるようにすることも可能である。また、カルボン酸においては、異なる酸であっても還元電位がほぼ一致するため、対極1と作用電極2との間を流れる電流は総酸度により支配されることになり、リンゴ酸,酒石酸,乳酸等多種類のカルボン酸を含有するワインのように、一つの測定試料中に測定対象物質が複数存在するような場合でも総酸度を正確に測定できるという効果も得られる。その際、保存液7に添加するカルボン酸は一種類で良く、保存液7および共存電解液4に完全に溶解されるものであれば特に種類は制限されない。
【0035】
また、非測定時の電極保存方法として、保存液7を電極に連続的あるいは断続的に吹き付ける方法や、保存液7を含ませた綿やスポンジ等の吸水性の良い材料に電極を当てておくことによっても同様の効果が得られる。
【0036】
測定セル6を手で振った後、測定器本体(図示せず)にセットし、測定を開始する。測定時においては、作用電極2の電位を固体比較電極3の電極電位から所定の電位差の範囲内で掃引する電位とするときに得られる作用電極2と対極1との間を流れる電流を制御部により検出し、予め求めた検量線より酸度を算出する。
【0037】
ここで、みかん果汁を測定試料とした場合について、異なる電極保存状態による測定値ばらつきを図4および図5により比較する。一般に果汁の酸度は、存在する複数の酸の総和を代表的な酸に置き換えた場合、果汁に対してどれだけ含まれるかという重量比(wt%)で表記され、みかんの場合は日本農林規格によりクエン酸で代表するものと規定されている。
【0038】
図4は乾燥保存した電極を用いた場合の酸度測定値を示すグラフであり、図5は保存液7に浸漬保存した電極を用いた場合の酸度測定値を示すグラフである。図4は、乾燥保存した電極を用い、共存電解液4に電極を浸漬してからの浸漬時間が所定の時間になったときに酸度を測定し、これを同一測定試料により作成した異なる10個の共存電解液について測定したときの浸漬時間と測定値ばらつきとの関係を示す。また図5は、保存液7に浸漬保存した電極を用い、図4の場合と同様、共存電解液4に電極を浸漬してからの浸漬時間が所定の時間になったときに酸度を測定し、これを同一測定試料により作成した異なる10個の共存電解液について測定したときの浸漬時間と測定値ばらつきとの関係を示す。尚、いずれの測定も前回測定終了後からの保存時間を60分以上とした同一の電極を使用し、測定値ばらつきは測定値最大差と測定平均値との比をパーセントで表した。
【0039】
図4、図5のグラフより、乾燥保存した電極では共存電解液4に浸漬してしばらくは測定値が安定せず、保存液7に浸漬保存した電極を用いると電極を共存電解液4に浸漬した直後から測定値が安定することがわかる。
【0040】
測定終了後、容器カバー10を測定容器5から外し、電極を共存電解液4から取り出す。その後、容器カバー10を、保存液7を収容した保存容器8に装着することにより、対極1、作用電極2、固体比較電極3が保存液7に浸漬される。ところで、測定には影響ないが、キノンによる保存液7の変色を抑えるため、容器カバー10を数回振って電極についている共存電解液4の雫を振り払う必要がある。保存液7として、可逆的酸化還元性試薬であるキノンと電解質である塩化ナトリウムと測定対象物質の酸を溶解含有させると、電極保存中に電極に付着したキノンや塩化ナトリウムや酸は、電極を共存電解液4に浸漬した際に共存電解液4に溶出するため、電極表面では保存液7中のキノン,塩化ナトリウム,酸と共存電解液4中のキノン,塩化ナトリウム,酸との濃度均一化が迅速に行われる。
【0041】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の電気化学的測定方法によれば、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引する電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つことにより、共存電解液と作用電極とのなじみが時間とともに変化することなくほぼ一定に保たれるので、作用電極の電位を固体比較電極の電位から所定の電位差の範囲内で掃引する際に流れる電流値のばらつきを、電極を共存電解液に浸漬した直後から最小値に抑えることができ、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することができるという有利な効果が得られる。
【0042】
請求項2に記載の電気化学的測定方法によれば、有機溶媒に電解質を混合してなる測定用電解液と測定試料、可逆的酸化還元性試薬を混合した共存電解液に浸漬される作用電極、対極および固体比較電極を用い、作用電極の電位を固体比較電極の電位から一定の電位差を保つ電位にするとともに、作用電極と対極との間を流れる電流を検出して測定試料の酸度を測定するバッチ式の電気化学的測定方法であって、非測定時は有機系保存液により少なくとも作用電極を浸漬状態または湿潤状態に保つことにより、共存電解液と作用電極とのなじみが時間とともに変化することなくほぼ一定に保たれるので、作用電極の電位を固体比較電極の電位から一定の電位差の電位に保つ際に流れる電流値のばらつきを、電極を共存電解液に浸漬した直後から最小値に抑えることができ、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することができるという有利な効果が得られる。
【0043】
請求項3に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項1または2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は、測定用電解液の有機溶媒成分,測定用電解液の電解質成分,可逆的酸化還元性試薬,測定対象物質のうち少なくとも一つ以上の成分を含有することにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりが円滑に行われるため、電極を共存電解液に浸漬した直後のデータのばらつきを防止することができるという有利な効果が得られる。
【0044】
請求項4に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項3に記載の電気化学的測定方法において、測定対象物質がカルボン酸であることにより、保存液に予め与えたカルボン酸により、保存液中のカルボン酸濃度から共存電解液中のカルボン酸濃度への濃度均一化が迅速に行われるという有利な効果を有する。また、カルボン酸は異なるカルボン酸であっても還元電位がほぼ一致するため、作用電極と対極との間を流れる電流は全カルボン酸の総酸度にほぼ支配されることになり、1種類のカルボン酸を含有させておけば全カルボン酸の濃度均一化の迅速化が簡単に図れる。
【0045】
請求項5に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項3または4に記載の電気化学的測定方法において、可逆的酸化還元性試薬がキノンであることにより、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりの際に、保存液に予め与えたキノンにより、保存液中のキノン濃度から共存電解液中のキノン濃度への濃度均一化が迅速に行われるという有利な効果が得られる。
【0046】
請求項6に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項3から請求項5のいずれかに記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は変性アルコールを含有することにより、保存液が安価であるという有利な効果が得られる。
【0047】
請求項7に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項1または2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は、測定用電解液と同一成分の液であるから、保存液として測定用電解液が流用され、別途用意する必要がないという有利な効果が得られる。
【0048】
請求項8に記載の電気化学的測定方法によれば、請求項1または2に記載の電気化学的測定方法において、有機系保存液は測定用電解液と同一成分の液に可逆的酸化還元性試薬を加えたものであるから、電極を共存電解液に浸漬した時の電極表面での保存液と共存電解液との入れ替わりの際に、保存液に予め与えた電解質および可逆的酸化還元性試薬により、保存液中の電解質および可逆的酸化還元性試薬の濃度から、共存電解液中の電解質および可逆的酸化還元性試薬の濃度への濃度均一化が迅速に行われるという有利な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】酸度測定時の測定セルを示す構成図
【図2】非測定時の電極保存状態を示す構成図
【図3】非測定時の試料未混入共存電解液を示す構成図
【図4】乾燥保存した電極を用いた場合の酸度測定値を示すグラフ
【図5】保存液に浸漬保存した電極を用いた場合の酸度測定値を示すグラフ
【図6】作用電極と固体比較電極の電圧をモニタリングすることにより、一定速度で電圧が変化するように作用電極と対極との間の電圧を掃引したときに作用電極と対極との間に発生する電流値を測定したグラフ
【符号の説明】
1 対極
2 作用電極
3 固体比較電極
4 共存電解液
5 測定容器
6 測定セル
7 保存液
8 保存容器
9 試料未混入共存電解液
10 容器カバー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrochemical measurement method in which a measurement sample is electrochemically measured using a working electrode, a counter electrode, and a solid reference electrode.
[0002]
[Prior art]
In recent years, by investigating the components in a substance, the characteristics of the substance have been grasped and have been used for various developments. For example, the amount of dissolved oxygen and the amount of chemical oxygen supplied in water indicate the amount of water contamination, and the amounts of nitric acid, various metals and organic substances in the soil indicate the amount of soil contamination. Among them, foods are required to have a certain level of quality from the viewpoint of health and safety, and acids contained in foods have a great influence on the quality of foods. This acid will be explained in detail. The acidity of food includes acidity of free fatty acids contained in edible oil, acidity of malic acid and tartaric acid contained in fruit drinks such as juice, and alcoholic drinks such as whiskey, liquor and wine. The acidity of the acid to be used and the acidity of the coffee acid in the coffee have been used, and neutralization titration methods have been mainly used in the past as methods for measuring the acid.
[0003]
There are various neutralization measurement methods. For example, the standard oil and fat analysis method, Japanese agricultural and forestry standard, JIS, Japanese Pharmacopoeia oil and fat test method, hygiene test method food and drink test method, water test method, etc. Although there are defined methods, the basis of the measurement of all is phenolphthalein as an indicator. A detailed description of this neutralization titration method is omitted.
[0004]
On the other hand, as a method for measuring acid, there is a method in which acidity is measured by an electrochemical measurement method without using such neutralization titration method. This is, for example, a measurement method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264503, in which a measurement electrolyte solution in which a free fatty acid and a naphthoquinone derivative coexist is measured by an electrochemical measurement method based on a potential regulation method. Such an electrochemical measurement method that sweeps by the potential regulation method is called voltammetry. The current value of the pre-reduction wave of the naphthoquinone derivative is proportional to the free fatty acid concentration for all fatty acids from lower fatty acids such as formic acid to higher fatty acids such as oleic acid and linoleic acid, and the current values of each fatty acid are superimposed. It is used that the combined value corresponds to the total concentration of fatty acids. That is, the acid concentration is measured by measuring the current value of the pre-reduction wave of the naphthoquinone derivative. The method will be briefly described below.
[0005]
FIG. 6 shows the voltage generated between the working electrode and the counter electrode when the voltage between the working electrode and the counter electrode is swept so that the voltage changes at a constant speed by monitoring the voltage of the working electrode and the solid reference electrode. It is the graph which measured the electric current value to do. Using the fact that the relationship between the reduction pre-wave current value i and the acidity in FIG. 6 is proportional, the measured value is collated with a calibration curve prepared in advance between the standard acidity and the current value. It is a method to ask for.
[0006]
In addition, it relates to the electrode storage method. In the electrochemical measurement method, measurement is performed by immersing the electrode in a coexisting electrolyte mixed with the measurement electrolyte and measurement sample, and after the measurement, the electrode is washed with a cleaning solution. In addition, there is a storage method of storing in a dry storage or immersing in water. However, in this storage method, the measured value is not stable at the beginning of the measurement, that is, for a while after the electrode is immersed in the coexisting electrolyte. This is thought to be because there is what should be “familiar” between each electrode, particularly the working electrode and the coexisting electrolyte. In this storage method, since there is no “familiarity” immediately after the start of measurement, it is conceivable that measured values vary.
[0007]
Thus, in the storage method in the conventional electrochemical measurement method, since the measurement value after immersion is not stable, the measurement was repeated many times, and the value when the measurement value was stabilized was regarded as the effective value.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional electrochemical measurement method has a problem that the stored electrode is immersed in the coexisting electrolyte and the data varies for a while. A possible reason for this is that when the electrode surface is viewed microscopically, the effective surface of the electrode is determined by the penetration of the coexisting electrolyte along the fine irregularities of the electrode surface. This means that the area of the effective surface has changed due to adhesion of microscopic bubbles or dust.
[0009]
In this electrochemical measurement method, it is required to prevent variation in data immediately after the electrode is immersed in the coexisting electrolyte.
[0010]
An object of the present invention is to provide an electrochemical measurement method capable of preventing variation in data immediately after an electrode is immersed in a coexisting electrolyte.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the electrochemical measurement method of the present invention is immersed in a coexisting electrolyte obtained by mixing a measurement electrolyte obtained by mixing an electrolyte with an organic solvent, a measurement sample, and a reversible redox reagent. Using the working electrode, counter electrode, and solid reference electrode, the potential of the working electrode is set to a potential that sweeps within the specified potential difference from the potential of the solid reference electrode, and the current flowing between the working electrode and the counter electrode is detected. To measure the acidity of the sample This is a batch-type electrochemical measurement method, and has a configuration in which at least the working electrode is kept in a dipped state or a wet state with an organic preservation solution during non-measurement.
[0012]
In addition, the electrochemical measurement method of the present invention includes a measurement electrolyte obtained by mixing an electrolyte in an organic solvent and a measurement sample, a working electrode immersed in a coexisting electrolyte mixed with a reversible redox reagent, a counter electrode, Using a solid reference electrode, the potential of the working electrode is kept at a constant potential difference from the potential of the solid reference electrode, and the current flowing between the working electrode and the counter electrode is detected. To measure the acidity of the sample This is a batch-type electrochemical measurement method, and has a configuration in which at least the working electrode is kept in a dipped state or a wet state with an organic preservation solution during non-measurement.
[0013]
Thereby, the electrochemical measurement method which can prevent the dispersion | variation in the data immediately after immersing an electrode in coexistence electrolyte solution is obtained.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electrochemical measurement method according to claim 1 of the present invention is an operation in which a measurement electrolytic solution obtained by mixing an electrolyte in an organic solvent, a measurement sample, and a coexisting electrolytic solution in which a reversible redox reagent is mixed. Using the electrode, counter electrode, and solid reference electrode, the potential of the working electrode is set to a potential that sweeps within the specified potential difference from the potential of the solid reference electrode, and the current flowing between the working electrode and the counter electrode is detected. To measure the acidity of the sample This is a batch-type electrochemical measurement method, and at the time of non-measurement, the working electrode is kept in a dipped or wet state with an organic preservation solution. The familiarity is kept almost constant without changing over time, and the variation in the current value that flows when the potential of the working electrode is swept within the predetermined potential difference from the potential of the solid reference electrode is immersed in the coexisting electrolyte. It has the effect of being suppressed to the minimum value immediately after.
[0015]
The electrochemical measurement method according to
[0016]
The electrochemical measurement method according to
[0017]
The electrochemical measurement method according to
[0018]
The electrochemical measurement method according to
[0019]
The electrochemical measurement method according to
[0020]
The electrochemical measurement method according to
[0021]
The electrochemical measurement method according to
[0022]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0023]
(Embodiment 1)
In the electrochemical measurement method according to Embodiment 1 of the present invention, the acidity is determined from the current flowing between the working electrode and the counter electrode when the potential of the working electrode is swept within a predetermined potential difference from the potential of the solid reference electrode. The acidity measurement method (voltammetry measurement method) for calculating the value will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a measurement cell at the time of acidity measurement.
[0025]
In FIG. 1, 1 is a counter electrode, 2 is a working electrode, 3 is a solid reference electrode, 4 is a coexisting electrolyte obtained by mixing a measurement electrolyte, a reversible redox reagent and a measurement sample for causing an electrochemical reaction, 5 is a measurement container, 6 is a measurement cell, and 10 is a container cover.
[0026]
In acidity measurement, an orthobenzoquinone derivative or the like, which is a reversible redox reagent, was added in advance to an electrolyte for measurement in which an electrolyte such as sodium chloride or lithium perchlorate was mixed in an alcohol such as ethanol or an organic solvent such as isooctane. Use things. A parabenzoquinone derivative may be used as the reversible redox reagent. These have excellent characteristics that they are excellent in light stability and can be measured without removing dissolved oxygen. In the present invention, these are referred to as quinones.
[0027]
A
[0028]
In FIG. 1, the counter electrode 1, the working
[0029]
By the way, the acidity measurement method for calculating the acidity from the current flowing between the working
[0030]
FIG. 2 is a configuration diagram showing an electrode storage state at the time of non-measurement, and FIG. 3 is a configuration diagram showing a sample-unmixed electrolyte solution at the time of non-measurement. 2 and 3, the counter electrode 1, the working
[0031]
As shown in FIG. 2, the counter electrode 1, the working
[0032]
Next, the
[0033]
It goes without saying that it takes time for the coexisting
[0034]
However, as shown in FIG. 2, when the electrodes 1 to 3 are stored by immersing them in a highly permeable organic-based, particularly alcohol-based
[0035]
Further, as an electrode storage method at the time of non-measurement, the electrode is applied to a method of spraying the
[0036]
After shaking the
[0037]
Here, in the case where mandarin orange juice is used as the measurement sample, the measurement value variations due to different electrode storage states are compared with FIG. 4 and FIG. 5. In general, the acidity of fruit juice is expressed by the weight ratio (wt%) of how much it is contained in the fruit juice when the sum of the multiple acids present is replaced with a representative acid. Stipulated as being represented by citric acid.
[0038]
FIG. 4 is a graph showing acidity measurement values when using an electrode that has been stored dry, and FIG. 5 is a graph showing acidity measurement values when using an electrode that has been immersed and stored in the
[0039]
From the graphs of FIGS. 4 and 5, the dry-stored electrode is immersed in the coexisting
[0040]
After completion of the measurement, the
[0041]
【The invention's effect】
According to the electrochemical measurement method described in claim 1 of the present invention, it is immersed in a coexisting electrolyte obtained by mixing a measurement electrolyte obtained by mixing an electrolyte with an organic solvent, a measurement sample, and a reversible redox reagent. The working electrode, counter electrode, and solid reference electrode are used to make the potential of the working electrode sweep within a predetermined potential difference from the potential of the solid reference electrode, and the current flowing between the working electrode and the counter electrode is detected. To measure the acidity of the sample A batch-type electrochemical measurement method, in which the familiarity between the coexisting electrolyte and the working electrode changes with time by keeping at least the working electrode immersed or wet with an organic preservation solution when not measured. Since the potential of the working electrode is swept within a predetermined potential difference from the potential of the solid reference electrode, the variation in the current value that flows when the electrode is immersed in the coexisting electrolyte is minimized. An advantageous effect is obtained that the variation in data immediately after the electrode is immersed in the coexisting electrolyte can be prevented.
[0042]
According to the electrochemical measurement method according to
[0043]
According to the electrochemical measurement method according to
[0044]
According to the electrochemical measurement method of
[0045]
According to the electrochemical measurement method of
[0046]
According to the electrochemical measurement method according to
[0047]
According to the electrochemical measurement method of
[0048]
According to the electrochemical measurement method of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a measurement cell when measuring acidity.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an electrode storage state during non-measurement.
FIG. 3 is a block diagram showing a coexisting electrolyte not mixed with a sample when not measured.
FIG. 4 is a graph showing acidity measurement values when an electrode stored in a dry state is used.
FIG. 5 is a graph showing acidity measurement values when an electrode immersed and stored in a storage solution is used.
FIG. 6 is generated between the working electrode and the counter electrode when the voltage between the working electrode and the counter electrode is swept so that the voltage changes at a constant speed by monitoring the voltage of the working electrode and the solid reference electrode. Graph of measured current value
[Explanation of symbols]
1 Counter electrode
2 Working electrode
3 Solid reference electrode
4 Coexisting electrolyte
5 measuring containers
6 Measurement cell
7 Stock solution
8 Storage container
9 Sample-free mixed electrolyte
10 Container cover
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36228399A JP4482993B2 (en) | 1999-01-13 | 1999-12-21 | Electrochemical measurement method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-6628 | 1999-01-13 | ||
| JP662899 | 1999-01-13 | ||
| JP36228399A JP4482993B2 (en) | 1999-01-13 | 1999-12-21 | Electrochemical measurement method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266725A JP2000266725A (en) | 2000-09-29 |
| JP4482993B2 true JP4482993B2 (en) | 2010-06-16 |
Family
ID=26340818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36228399A Expired - Fee Related JP4482993B2 (en) | 1999-01-13 | 1999-12-21 | Electrochemical measurement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4482993B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6288457B2 (en) * | 2014-12-25 | 2018-03-07 | 三井金属計測機工株式会社 | Acidity measuring apparatus and method |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36228399A patent/JP4482993B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000266725A (en) | 2000-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zen et al. | Voltammetric determination of dopamine in the presence of ascorbic acid at a chemically modified electrode | |
| CA2890945A1 (en) | Gated amperometry | |
| US10151724B2 (en) | Systems and methods of discriminating between a control sample and a test fluid using capacitance | |
| Alghamdi et al. | Determination of carmine food dye (E120) in foodstuffs by stripping voltammetry | |
| JP4482993B2 (en) | Electrochemical measurement method | |
| EP0859234B1 (en) | Method for measuring acidity | |
| Moros | Mercury-Film Electrode for Precision Voltammetry. | |
| David et al. | Simple voltammetric analysis of sulfamethoxazole at a disposable pencil graphite electrode | |
| JP3531436B2 (en) | Acidity measuring device | |
| Lanz et al. | Coulometric Karl Fischer titration with a diaphragm-free cell: Cell design and applications | |
| JP4356130B2 (en) | Acidity measuring device | |
| JP2857956B2 (en) | Fatty acid determination method and apparatus therefor | |
| Nguyen et al. | Development of mediated amperometric biosensors for hypoxanthine, glucose and lactate: a new format | |
| JP4207286B2 (en) | Acidity measuring device and acidity measuring method | |
| Imanpour et al. | Investigation of Voltammetric Behavior of 3-Nitro-Tyrosine and Tyrosine at Glassy Carbon and Carbon Paste Electrodes | |
| US20050236280A1 (en) | Methods for analyzing inorganic components of an electrolytic solution, and /or cleaning an electrochemical analytical cell | |
| CN108490063B (en) | A kind of biological thiol electrochemical sensor and its preparation method and application | |
| JP3633237B2 (en) | Measuring container, voltammetry measuring device and acidity measuring device | |
| JP4869849B2 (en) | Solution analysis method | |
| JPH09311116A (en) | Biochemical measuring instrument | |
| FR3079615A1 (en) | METHOD FOR MEASURING THE ANTIOXIDIZING CAPACITY OF A LIQUID AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT | |
| Varvari et al. | New method for antioxidant activity evaluation using a H2O2 amperometric sensor | |
| JP4352502B2 (en) | Acidity measuring device and acidity measuring method | |
| JPH11101768A (en) | Measuring container and acidity measuring device to which it is attached | |
| Alberti et al. | A Screen-Printed Voltammetric Sensor Modified with Electropolymerized Molecularly Imprinted Polymer (eMIP) to Determine Gallic Acid in Non-alcoholic and Alcoholic Beverages. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061005 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20061114 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091013 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091109 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100114 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100302 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100315 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |