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試料中の金属イオン含有量の測定方法
説明

試料中の金属イオン含有量の測定方法

【課題】本発明は、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を簡便に精度よく測定することが可能な試料中の金属イオン含有量の測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】試料中の金属イオン含有量の測定方法は、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を測定する方法であり、試料と融剤を混合する工程と、混合することにより得られた混合物を加熱溶融する工程と、加熱溶融することにより得られた加熱溶融物に非酸化性酸を添加する工程と、非酸化性酸が添加された加熱溶融物中の金属イオンの含有量を測定する工程を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を測定する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、種々の金属イオンでイオン交換されたゼオライトが知られており、抗菌性金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含有する粉末化粧料(特許文献1参照)、防臭化粧料(特許文献2参照)等が知られている。
【0003】
一方、金属イオンでイオン交換されたゼオライト中の金属イオンの含有量の測定方法としては、原子吸光分析法、ICP発光分光分析法等が知られているが、ゼオライトをフッ化水素酸で溶解させる必要がある。しかしながら、フッ化水素酸は、毒物に該当することに加え、腐食性が高いことから、取り扱いが困難であるという問題がある。
【特許文献1】特開2004−231583号公報
【特許文献2】特開2007−70273号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を簡便に精度よく測定することが可能な試料中の金属イオン含有量の測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を測定する方法であって、該試料と融剤を混合する工程と、該混合することにより得られた混合物を加熱溶融する工程と、該加熱溶融することにより得られた加熱溶融物に非酸化性酸を添加する工程と、該非酸化性酸が添加された加熱溶融物中の前記金属イオンの含有量を測定する工程を有することを特徴とする試料中の金属イオン含有量の測定方法。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の試料中の金属イオン含有量の測定方法において、前記金属イオンは、銀イオンであり、前記酸は、希硝酸であり、前記金属イオンの含有量を測定する方法は、沈殿滴定であることを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の試料中の金属イオン含有量の測定方法において、前記金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む組成物を強熱して前記試料を作製する工程をさらに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を簡便に精度よく測定することが可能な試料中の金属イオン含有量の測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
次に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【0010】
本発明の試料中の金属イオン含有量の測定方法は、金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオンの含有量を測定する方法であり、試料と融剤を混合する工程と、混合することにより得られた混合物を加熱溶融する工程と、加熱溶融することにより得られた加熱溶融物に非酸化性酸を添加する工程と、非酸化性酸が添加された加熱溶融物中の金属イオンの含有量を測定する工程を有する。これにより、試料中の金属イオン含有量を精度よく測定することができる。
【0011】
ゼオライトは、天然ゼオライト及び合成ゼオライトのいずれであってもよく、A型ゼオライト(7meq/g)、X型ゼオライト(6.4meq/g)、Y型ゼオライト(5meq/g)、T型ゼオライト(3.4meq/g)、ソーダライト(11.5meq/g)、モルデナイト(2.6meq/g)、アナルサイム(5meq/g)、クリノプチロライト(2.6meq/g)、チャバサイト(5meq/g)、エリオナイト(3.8meq/g)等が挙げられる。なお、括弧内には、イオン交換容量が記載されている。
【0012】
また、金属イオンMm+でイオン交換されたゼオライトは、一般式
xM2/mO・yAl・zSiO・nH
(式中、x、y、z及びnは、組成比である。)
で表され、mは、通常、1又は2である。
【0013】
金属イオンとしては、特に限定されないが、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。また、ゼオライトを抗菌性ゼオライトとすることが可能な金属イオンとしては、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、水銀イオン、スズイオン、鉛イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン、クロムイオン、タリウムイオン等が挙げられるが、銀イオン、銅イオン又は亜鉛イオンが好ましく、銀イオンがさらに好ましい。
【0014】
また、融剤としては、特に限定されないが、四ホウ酸リチウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムと炭酸カリウムの混合物、水酸化ナトリウム、硫酸水素カリウム、過酸化ナトリウム、ヨウ化アンモニウム、硫酸水素アンモニウム等が挙げられるが、炭酸ナトリウムとホウ酸の混合物であることが好ましい。このとき、炭酸ナトリウムに対するホウ酸の重量比は、0.1〜1であることが好ましい。
【0015】
なお、混合物を加熱溶融する条件は、混合物が溶融することが可能であれば、特に限定されない。また、加熱溶融物は、非酸化性酸を添加する前に、必要に応じて、冷却することが好ましい。
【0016】
非酸化性酸としては、特に限定されないが、塩酸、希硝酸等が挙げられる。
【0017】
非酸化性酸が添加された加熱溶融物中の金属イオンの含有量を測定する方法としては、金属イオンを定量することが可能であれば、特に限定されない。
【0018】
例えば、抗菌性ゼオライト中の銀イオンの含有量を測定する場合、非酸化性酸が添加された加熱溶融物を滴定する方法は、ハロゲン化物イオン又はチオシアン酸イオンを用いた沈殿滴定であることが好ましい。このとき、当量点は、モール法、フォルハルト法、フィヤンス法等の比色法により求めることができるが、誤差を考慮すると、電位差滴定により求めることが好ましい。
【0019】
また、抗菌性ゼオライト中の銅イオン、亜鉛イオン、水銀イオン、スズイオン、鉛イオン、ビスマスイオン、カドミウムイオン、クロムイオン、タリウムイオン等の含有量を測定する場合、非酸化性酸が添加された加熱溶融物を滴定する方法としては、エチレンジアミン四酢酸塩、トリエチレンテトラミン塩、グリコールエーテルジアミン四酢酸塩等を用いた錯生成滴定;過マンガン酸塩、二クロム酸塩、セリウム塩、ヨウ素等を用いた酸化還元滴定が挙げられる。このとき、当量点は、呈色指示薬、沈殿指示薬、吸着指示薬による比色法により求めることができるが、誤差を考慮すると、電位差滴定により求めることが好ましい。また、滴定する代わりに、非酸化性酸が添加された加熱溶融物に、アンモニア水、又は、8−ヒドロキシキノリン、キナルジン酸、α−ベンゾインオキシム等の有機沈殿剤を添加して、生成した沈殿物の重量を測定してもよい。
【0020】
なお、粉末化粧料(特開2004−231583号公報参照)、防臭化粧料(特開2007−70273号公報参照)等の金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む組成物中の金属イオン含有量を測定する場合、融剤と混合する前に、組成物に含まれる有機物を強熱により揮発及び/又は燃焼することが好ましい。これにより、組成物に含まれる無機物のみを加熱溶融することができ、抗菌性ゼオライトと同様の方法で金属イオンの含有量を測定することができる。
【実施例】
【0021】
[実施例1]
アルミナるつぼ中で、銀イオンで2.50質量%イオン交換された抗菌性ゼオライト0.5gと、融剤としての、炭酸ナトリウム5g及びホウ酸1.5gを混合し、得られた混合物を800℃の電気炉中で1時間加熱融解させた。次に、得られた加熱融解物を室温まで冷却した後、希硝酸20mlを添加して溶解させた。さらに、希硝酸20mlを添加し、水40mlを添加した後、0.02M塩化ナトリウム水溶液を用いて沈殿滴定することにより、抗菌性ゼオライト中の銀イオンの含有量を測定した。なお、当量点は、電位差滴定により求めた。以上の操作を5回繰り返した結果を表1に示す。
【0022】
【表1】

[比較例1]
銀イオンで2.50質量%イオン交換された抗菌性ゼオライト0.1gに硫酸1mlを添加し、バーナーで加熱した後、550℃で強熱した。次に、得られた強熱物をフッ化水素酸5ml及び濃硝酸5mlを添加した後、バーナーで加熱し、乾固した。さらに、得られた乾固物を室温まで冷却した後、濃硝酸5mlを添加し、バーナーで白煙が生じるまで加熱した。次に、得られた加熱物を室温まで冷却した後、水10mlを添加し、バーナーで加熱し、溶解させた。さらに、得られた溶液を室温まで冷却した後、水で希釈し、原子吸光分析法により、抗菌性ゼオライト中の銀イオンの含有量を測定した。なお、検量線は、予め調製した銀イオンの標準溶液を用いて作成した。以上の操作を3回繰り返した結果を表2に示す。
【0023】
【表2】

[比較例2]
銀イオンで2.50質量%イオン交換された抗菌性ゼオライト0.1gに硫酸1mlを添加し、バーナーで加熱した後、550℃で強熱した。次に、得られた強熱物をフッ化水素酸5ml及び濃硝酸5mlを添加した後、バーナーで加熱し、乾固した。さらに、得られた乾固物を室温まで冷却した後、濃硝酸5mlを添加し、バーナーで白煙が生じるまで加熱した。次に、得られた加熱物を室温まで冷却した後、水10mlを添加し、バーナーで加熱し、溶解させた。さらに、得られた溶液を室温まで冷却した後、水で希釈し、ICP発光分光分析法により、抗菌性ゼオライト中の銀イオンの含有量を測定した。なお、検量線は、予め調製した銀イオンの標準溶液を用いて作成した。以上の操作を3回繰り返した結果を表3に示す。
【0024】
【表3】

表1〜表3より、実施例1の測定方法は、比較例1、2の測定方法と比較して、相対標準偏差が小さく、回収率が良好であることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む試料中の金属イオン含有量を測定する方法であって、
該試料と融剤を混合する工程と、
該混合することにより得られた混合物を加熱溶融する工程と、
該加熱溶融することにより得られた加熱溶融物に非酸化性酸を添加する工程と、
該非酸化性酸が添加された加熱溶融物中の前記金属イオンの含有量を測定する工程を有することを特徴とする試料中の金属イオン含有量の測定方法。
【請求項2】
前記金属イオンは、銀イオンであり、
前記酸は、希硝酸であり、
前記金属イオンの含有量を測定する方法は、沈殿滴定であることを特徴とする請求項1に記載の試料中の金属イオン含有量の測定方法。
【請求項3】
前記金属イオンでイオン交換されたゼオライトを含む組成物を強熱して前記試料を作製する工程をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載の試料中の金属イオン含有量の測定方法。