化学分析の実践ノウハウ

比較電極(参照電極)の種類・保管・洗浄・内部液交換まで|正しいメンテナンス方法まとめ

yusuke

電位差滴定では、比較電極(参照電極)の状態が測定の安定性に大きく影響します。
本記事では、比較電極の種類と特徴、正しい保管・洗浄方法、よくあるトラブルとその対策について解説します。


1. 比較電極(参照電極)の種類

液絡の数による分類

■ シングルジャンクション

  • 内部液:3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液のみ
  • 使用用途:水溶液系の滴定のみ

■ ダブルジャンクション

  • 内部液:任意の内部液を使用可能
  • 使用用途:
    • 塩化物イオンの混入が問題となる測定
    • 非水滴定

液絡の材質・構造による分類

■ 多孔質セラミック

  • 汚れや析出物が少ない測定に使用
  • 液絡の詰まりが起こらない条件で使用

■ スリーブ(すり合わせガラス)

  • 非水滴定や汚れの多い測定に適する
  • 種類
    • 固定スリーブ型
    • 可動スリーブ型(洗浄しやすい)

2. 比較電極の保管方法

■ 短期保管(1週間以内)

  • 内部液補充口:閉じる
  • 保管方法:純水に浸漬
  • 内部液:交換不要

■ 長期保管(1週間以上)

  • 内部液補充口:閉じる
  • 保管方法:3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液に浸漬
  • 内部液:3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液に入れ換え

3. 内部液の交換方法

内部液の排出と洗浄

  1. 補充口を開放し、電極を倒立
  2. スポイトで内部液を吸引・排出
  3. 純水を全量の約1/3まで注入
  4. 電極を上下反転させ内部を洗浄
  5. 吸引・排出
  6. 上記操作を3回程度繰り返す

次の測定に使用する内部液での共洗い

  1. 新しい内部液を全量の約1/3注入
  2. 上下反転して洗浄
  3. 吸引・排出
  4. 上記操作を3回程度繰り返す
  5. 最後に内部液を補充口付近まで入れる

液絡への内部液浸透

  1. 純水に浸漬し、補充口を開放
  2. 30分程度放置

4. 洗浄方法

  • 基本:純水ですすぐ
  • 電位が不安定な場合は液絡の詰まりを疑う

■ 多孔質セラミック・固定スリーブ

  • 汚れの種類に応じて洗浄液を選択
    • 有機物汚れ:エタノール、アセトンなどですすぐか、浸漬洗浄

■ 可動スリーブ

  • スリーブを慎重に持ち上げる
  • すり合わせ部分の汚れをワイパーなどで除去

5. 内部液の交換頻度

  • 明確な規定はない
  • 目安:1週間程度
  • 交換時は 継ぎ足しではなく全交換

特にダブルジャンクション型では、

  • 内部液への塩化物イオンの混入(内筒の塩化カリウム溶液から)
  • 内部液への水の混入(内筒の塩化カリウム溶液と吸湿によって)


といったリスクがあるため、定期的な全交換が望ましいです。


6. トラブル:内部液の減りが早い

特に可動スリーブ型で起こりやすいトラブルです。

原因

  • すり合わせガラスの密着性が弱い
  • 汚れ・傷の存在

対処

  1. スリーブを持ち上げ、汚れ・傷を確認
  2. 汚れがあれば洗浄(❸参照)
  3. 傷があれば更新を検討
  4. 問題がなければ、やや強めに密着させて様子を見る
    ※ 強く密着しすぎると内部液が流出しない、破損の恐れあり

7. トラブル:内部液中に結晶がある

  • 原因:塩化カリウムなどの析出
  • 電位差滴定への影響:基本的に問題なし
    • 滴定曲線は縦軸(mV)がシフトするだけ
    • 終点までの滴定量は変わらない

※ 結晶が内部液の流出を妨げる場合は、内部液を全交換


まとめ

測定内容に応じて比較電極を選択し、正しい方法で保管・洗浄・内部液の管理を行うことで、適切な条件での測定が可能となります。

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