沈殿滴定における誤差・ばらつきの原因と対策【電位差滴定】
主な沈殿滴定の種類
代表的な沈殿滴定には、次のようなものがあります。
- 硝酸銀標準溶液を用いるハロゲン化物イオン(Cl⁻、Br⁻、I⁻)の定量
- 塩化ナトリウム標準溶液を用いる銀イオンの定量
- チオシアン酸塩標準溶液を用いる銀イオンの定量
本記事では、これらの沈殿滴定において生じやすい誤差・ばらつきの原因とその対策について解説します。
電位差滴定で使用する電極
誤差要因の前に、使用する電極について確認します。
- 指示電極:銀電極
- 比較電極:ダブルジャンクション型比較電極
内部液には、塩化物イオンを含まない溶液を選ぶ必要があります。
例:1 mol/L 硝酸カリウム水溶液
指示電極と比較電極が一体化した複合電極も使用可能です。
誤差・ばらつきの原因と対策
❶ 銀電極表面の状態
銀電極の表面が汚れていると、感度低下や応答速度の低下を招きます。
主な問題点
- 表面の汚れ
- 黒ずみ・酸化被膜
- 金属光沢の消失
対策
- 純水洗浄 → ペーパーウェスで拭き取り
- 付属の専用研磨紙で研磨(メーカー推奨法に従う)
- 市販の銀磨き剤(シルバーポリッシュ)も使用可
- 研磨後はアルコールや中性洗剤で洗浄し、研磨剤を完全除去
- 接合部に強い力をかけない(破損防止)
※磨きすぎには注意。
❷ 装置の設定(滴定スピード)不適切
沈殿滴定は反応速度が遅い傾向があります。
滴定スピードが速すぎると反応が追いつかず、
- 終点検出のずれ
- 誤差・ばらつき増大
を引き起こします。
対策
滴定スピードを現在より遅く設定し、反応速度とのバランスをとる。
適切な設定についてはメーカーに確認することも大事です。
❸ 電極への沈殿付着・液絡の詰まり
特に高濃度試料で発生しやすい問題です。
- 沈殿が電極表面に付着
- 液絡が詰まる
- 電位が不安定になる
対策
沈殿の分散剤としてツィーン20溶液を1 mL添加し、滴定する。
ツィーン20は非イオン性界面活性剤の一種で、生成した沈殿の凝集を抑制し、分散させる効果があります。
ツィーン20溶液の調製
ツィーン20を1〜2 g量り取り、水100 mLを加えて溶解します。
❹ 凝集した沈殿へのイオン吸着
生成した沈殿が凝集すると、測定対象イオンが吸着し、
当量点より手前で終点が検出されることがあります。
これも特に高濃度条件で発生しやすいです。
対策
❸と同様に、ツィーン20溶液を1 mL添加
❺ pHの影響
pH 10.5以上では、
銀イオンが水酸化物イオンと反応して誤差が生じます。
対策
アルカリ性の場合は、希硝酸で酸性側へ調整
❻ 共存成分の影響
硝酸銀を滴定液とする場合、銀イオンと沈殿をつくる成分が共存すると誤差になります。
例:
- Cl⁻
- Br⁻
- I⁻
- CN⁻
- SCN⁻
試料組成の確認は必須です。
❼ 滴定液のファクターが正しくない
滴定液のファクターが正しくないと、測定値に誤差が生じます。
ファクターに疑義がある場合は、標準物質を用いて標定を行ってください。
| 滴定液 | 標準物質 |
|---|---|
| 硝酸銀 | 塩化ナトリウム |
| 塩化ナトリウム | 硝酸銀標準液 |
| チオシアン酸塩 | 硝酸銀標準液 |
注意
塩化ナトリウムは容量分析用標準物質を使用し、
認証書記載の方法で乾燥させてから使用してください。
まとめ
沈殿滴定の誤差・ばらつきは、
- 電極の状態
- 装置の設定(主に滴定スピード)
- 沈殿の影響
- pH
- 共存成分
- 滴定液の標定
といった要因によって発生します。
特に多いのは、
- 電極表面状態の悪化
です。
一つずつ切り分けて対策することが、精確性向上の近道です。