化学分析の実践ノウハウ

ガラス電極(pH電極)のメンテナンス方法

yusuke

ガラス電極(pH電極)は、中和滴定の指示電極として使用される電極です。
安定した測定値を得るためには、適切な方法で電極を管理する必要があります。

本記事では、ガラス電極の分類、保管方法、内部液の交換方法、性能確認までを体系的に解説します。


❶ ガラス電極の主な分類

・単極タイプ(ガラス電極単体)

指示電極であり、比較電極と組み合わせて使用します。

・水溶液専用の複合タイプ

ガラス電極とシングルジャンクション型の比較電極が一体化したタイプです。
内部液は 3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液のみ使用可能です。
水溶液系の滴定で使用されます。

・非水滴定対応の複合タイプ

ダブルジャンクション型の比較電極と一体化しており、
任意の内部液を使用できるタイプです。

酢酸系などの非水滴定では、溶媒に適した内部液を選択する必要があります。


❷ 保管方法

不適切な保管は、電極寿命を大きく縮めます。

  • 有機溶剤に長時間浸漬する
  • 乾燥状態で放置する

これらは劣化を早める原因になります。

■ 短期保管(1週間以内)

  • 純水に浸漬して保管
  • 複合タイプの内部液はそのままで可

■ 長期保管(1週間以上)

  • pH4標準液と3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液を同量混合した溶液に浸漬
  • 複合電極の場合、比較電極の内部液は 3.3 mol/L 塩化カリウム水溶液に入れ替える

※ メーカーにより推奨保管液が異なるため、必ず仕様書を確認してください。

内部液を交換する手順は、以下の記事で詳しく解説しています。
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


❸ 洗浄方法

■ 汚れが視認されない場合

純水でガラス膜をすすぎ洗い。


■ 汚れがある場合

  • 中性洗剤を付けたスポンジで軽くこすり洗い
  • その後、純水で十分にすすぐ

■ 有機物汚れ

  • アルコールなどの有機溶剤による洗浄
    (溶剤を染み込ませたワイパーで拭き取る、溶剤に浸漬して洗浄など)

ただし、長時間の有機溶剤への浸漬は、電極の寿命を縮める恐れがあります。


❹ 性能(感度)のチェック

ガラス電極の感度は
**mV/pH**で評価します。

25℃における理論値は:

-59.1 mV/pH

■ 感度の確認例

標準液:

  • pH 6.86
  • pH 4.01

測定電位:

  • pH6.86 → 10 mV
  • pH4.01 → 175 mV

■ 感度の算出

(175−10)÷(6.86−4.01)=56.8 mV/pH

理論値に対する割合:(56.8÷59.1)×100=96.1%


■ 判断基準

一般的に、

理論値の90%未満であれば更新を検討

とされます。


❺ 電極の寿命と更新の考え方

ガラス電極の寿命は以下により大きく変わります:

  • 水溶液系か非水系か
  • 被検液の酸・塩基の濃度
  • 汚れやすい試料か
  • 使用頻度
  • 保管状態 など

一度劣化すると、通常は洗浄で性能が回復することはありません。

また、未使用でも経時的に劣化は進行します。
購入後長期間保管していた電極は、使用前に必ず感度確認を行うべきです。

■ 推奨運用

  • 定期的に感度を記録する
  • 感度の変化の傾向を把握する
  • 更新時期を予測する
  • 余裕を持って電極を発注する

これが安定運用につながります。


まとめ

  1. ガラス電極の種類を理解する
    • 単極タイプ、複合タイプ(水溶液用・非水滴定用)があり、用途に応じて使い分けることが重要です。
  2. 適切な方法で保管する
    • 短期保管は純水、長期保管は標準液+塩化カリウム溶液に浸漬。
    • 有機溶剤への長期間の浸漬や乾燥状態での放置は避けましょう。
  3. 汚れの程度に応じた洗浄
    • 汚れが視認されなければ純水洗浄
    • 汚れがあれば中性洗剤や有機溶剤で洗浄
    • 有機溶剤への長時間の浸漬は避ける
  4. 性能チェック(感度確認)を定期的に実施
    • 標準液を用いて感度を確認し、理論値の90%未満なら更新を検討
    • 感度の経時的な変化を記録し、変化の傾向を把握する
  5. 寿命管理
    • 使用状況や保管状況により寿命は異なる
    • 経時的な劣化も考慮し、予備の電極の準備と定期チェックが重要

適切な管理を行うことで、ガラス電極の性能が維持され、安定した測定につながります。

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