鉄分判定用試薬、鉄分の存否判定方法および鉄分濃度の測定方法
【目的】被試験水中における鉄分の存否を簡単に判定できるようにする。
【構成】鉄分判定用試薬は、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含んでいる。被試験水へこの試薬を添加すると、被試験水中の三価鉄イオンは第一剤により二価鉄イオンへ還元される。生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から存在する二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。この発色の有無により、鉄分の存否を判定することができる。
【構成】鉄分判定用試薬は、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含んでいる。被試験水へこの試薬を添加すると、被試験水中の三価鉄イオンは第一剤により二価鉄イオンへ還元される。生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から存在する二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。この発色の有無により、鉄分の存否を判定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄分判定用試薬、鉄分の存否判定方法および鉄分濃度の測定方法、特に、被試験水中における鉄分の存否を判定するための試薬、並びにこの試薬を用いた鉄分の存否判定方法および鉄分濃度の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラへの給水として用いられる水道水などの原水は、通常、ボイラ内での腐食やスケールの発生を防止するために、溶存酸素を除去する脱酸素処理および硬度成分、すなわちカルシウムやマグネシウムを除去する軟水化処理が施されている。ここで、脱酸素処理は、通常、原水を分離膜で処理することにより実施されている。また、軟水化処理は、通常、原水をイオン交換樹脂で処理することにより実施されている。
【０００３】
ところで、水道水などの原水は、鉄分を含む場合がある。この鉄分は、脱酸素処理で用いる分離膜を目詰まりさせ、原水の脱酸素処理効率を損なう可能性があり、また、軟水化処理で用いるイオン交換樹脂に吸着し、原水の軟水化を妨げる可能性がある。そこで、ボイラ給水として用いられる原水は、通常、脱酸素処理および軟水化処理する前に、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトをろ材に使用した塔式ろ過装置や砂ろ過装置等の除鉄装置により鉄分が除去されている。したがって、原水は、脱酸素処理および軟水化処理される前に、鉄分が除去されていることを確認するのが好ましい。
【０００４】
水中における鉄分の存否の判定方法として、非特許文献１は、１，１０−フェナントロリンによる吸光光度法を提示している。この方法では、先ず、被試験水中の鉄分を酸で溶解し、三価鉄イオンを塩酸ヒドロキシルアミンで二価鉄イオンへ還元する（第一工程）。そして、被試験水に対し、二価鉄イオンと反応して橙赤色の錯化合物を生成する１，１０−フェナントロリンを添加する（第二工程）。ここで、被試験水が錯化合物による橙赤色へ変色した場合、被試験水に鉄分が存在するものと判定することができ、また、被試験水の変色量を吸光光度法により測定すると、被試験水の鉄分濃度を求めることもできる。一方、被試験水が変色しない場合、被試験水は鉄分を含まないものと判定することができる。
【０００５】
しかし、上述の判定方法は、塩酸ヒドロキシルアミンを用いる第一工程と、１，１０−フェナントロリンを用いる第二工程との二つの工程を必要とするため、判定工程が複雑である。
【０００６】
本発明の目的は、被試験水中における鉄分の存否を簡単に判定できるようにすることにある。
【０００７】
【非特許文献１】日本水道協会発行、「上水試験方法 ２００１年版」、３４０〜３４２頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水中における鉄分の存否を判定するためのものであり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含んでいる。
【０００９】
三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、鉄分判定用試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、鉄分判定用試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。さらに、鉄分を含まない被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しないため、鉄分を含まないものと判定することができる。
【００１０】
この鉄分判定用試薬において用いられる第二剤は、通常、常温において第一剤との反応性を実質的に有していないものである。また、この鉄分判定用試薬において、第一剤は、例えば、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であり、また、第二剤は、例えば、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸およびそのアルカリ金属塩並びに２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンからなる群から選ばれた一つの化合物である。
【００１１】
ここで、第二剤として４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸の二ナトリウム塩を用いる場合、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウムおよびピロ亜硫酸ナトリウムからなる群から選ばれた一つを用いるのが好ましい。また、第二剤として２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンを用いる場合、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いるのが好ましい。第一剤と第二剤とをこれらのように組合せた場合は、長期間の保存安定性が良好な鉄分判定用試薬が得られる。
【００１２】
本発明に係る鉄分の存否判定方法は、被試験水中における鉄分の存否を判定するための方法であり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む試薬を被試験水に対して添加する工程と、当該試薬が添加された被試験水について、第二剤による発色の有無を判定する工程とを含んでいる。
【００１３】
この判定方法において、三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、上記試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、上記試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。さらに、鉄分を含まない被試験水中へ上記試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しないため、鉄分を含まないものと判定することができる。
【００１４】
本発明に係る鉄分濃度の測定方法は、被試験水の鉄分濃度を測定するための方法であり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む所定量の試薬を所定量の被試験水に対して添加する工程と、当該試薬が添加された被試験水について、第二剤による発色量を測定する工程とを含んでいる。
【００１５】
三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色し、被試験水を発色させる。ここで、被試験水の発色量は、被試験水中に含まれる二価鉄イオン濃度により異なる。すなわち、二価鉄イオン濃度が低いほど発色量が小さく、また、二価鉄イオン濃度が高いほど発色量が大きい。したがって、第二剤による被試験水の発色量を測定すると、その大小に基づき、被試験水の鉄分濃度を測定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鉄分判定用試薬は、上述の第一剤と第二剤とを混合したものであるため、被試験水へ添加するだけで、被試験水中における鉄分の存否を簡単に、かつ正確に判定することができる。
【００１７】
本発明に係る鉄分の存否判定方法は、本発明の鉄分判定用試薬を用いているので、当該試薬を被試験水へ添加するだけで、被試験水中における鉄分の存否を簡単に、かつ正確に判定することができる。
【００１８】
本発明に係る鉄分濃度の測定方法は、本発明の鉄分判定用試薬を用いているので、被試験水の鉄分濃度を簡単に、かつ正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の鉄分判定用試薬は、鉄分の還元剤として機能する第一剤と、鉄分の発色剤として機能する第二剤とを混合したものである。
ここで用いられる第一剤は、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するためのものであり、そのような還元作用を有する各種の化合物である。このような化合物としては、例えば、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸を挙げることができる。これらの化合物は、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜、二種以上を混合して用いることもできる。
【００２０】
一方、第二剤は、二価鉄イオンと反応して発色するものであり、そのような発色作用を有する各種の化合物である。このような化合物としては、例えば、ｏ−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸（ＤＰＰ）およびそのアルカリ金属塩、２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジン（ＴＰＴＺ）、２−（５−ニトロ−２−ピリジルアゾ）−５−［Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−（３−スルホプロピル）アミノ］フェノール（Ｎｉｔｒｏ−ＰＡＰ）およびそのアルカリ金属塩並びに３−（２−ピリジル）−５，６−ビス（４−スルホフェニル）−１，２，４−トリアジン（ＰＤＴ）およびそのアルカリ金属塩を挙げることができる。但し、第二剤は、本発明の鉄分判定用試薬の保存安定性の観点から、常温において第一剤との反応性を実質的に有していないものが好ましい。ここで、「常温」とは、５〜５０℃の温度範囲を意味する。このような条件を備えた第二剤として好ましいものは、第一剤として上記の例示のもののいずれかを用いる場合、ＤＰＰ若しくはそのアルカリ金属塩またはＴＰＴＺである。
【００２１】
本発明の鉄分判定用試薬は、通常、第一剤および第二剤を適量の水に溶解して混合すると調製することができる。ここでは、第一剤と第二剤とを予め混合してから水に溶解してもよいし、第一剤および第二剤のうちの一方を最初に水に溶解した後、他方をさらに添加して溶解するようにしてもよい。この際、水に対する第一剤若しくは第二剤の溶解性を高めるために、塩酸などの酸を添加してもよい。また、利用する第二剤が特定のｐＨ範囲においてのみ発色するような場合、当該ｐＨ範囲に調整するためのｐＨ調整剤や緩衝剤を併せて混合することもできる。
【００２２】
第一剤と第二剤との混合割合は、鉄分判定用試薬の用途に応じて適宜設定することができる。例えば、後述する被試験水中における鉄分の存否を定性的に判定する場合は、被試験水量に応じて、被試験水に含まれるものと予想される三価鉄イオンの一部を二価鉄イオンへ還元可能な量の第一剤と、三価鉄イオンから還元された二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれると予想される二価鉄イオンの一部を発色可能な量の第二剤とを混合すれば十分である。これに対し、被試験水中に含まれる鉄分を定量的に判定する場合（すなわち、鉄分濃度を判定する場合）は、被試験水に含まれるものと予想される三価鉄イオンの全部を二価鉄イオンへ還元可能な量の第一剤と、三価鉄イオンから還元された二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれると予想される二価鉄イオンの全部を発色可能な量の第二剤とを混合する必要がある。
【００２３】
因みに、第一剤と第二剤との好ましい混合割合は、通常、第二剤１重量部に対し、第一剤が１０〜１００重量部である。
【００２４】
本発明の鉄分判定用試薬における第一剤と第二剤との組合せとして好ましいものは、次の形態のものである。
形態１
第二剤としてＤＰＰの二ナトリウム塩を用い、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウム若しくはピロ亜硫酸ナトリウムを用いたもの。この場合、第二剤１重量部に対し、第一剤を５５〜６５重量部用いるのが好ましい。
形態２
第二剤としてＴＰＴＺを用い、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いたもの。この場合、第二剤１重量部に対し、第一剤を１５〜２５重量部用いるのが好ましい。
これらの形態の鉄分判定用試薬は、保存安定性が良好であり、数ヶ月単位の長期間保存も可能である。
【００２５】
次に、本発明の鉄分判定用試薬の利用方法を説明する。
本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水における鉄分の存否、特に、微量鉄分の存否を単純に判定するために用いることができる。ここで、被試験水は、例えば、水道水、工業用水および地下水などの各種の水であり、特に限定されるものではない。
【００２６】
本発明の鉄分判定用試薬により被試験水における鉄分の存否を判定する場合は、被試験水へ鉄分判定用試薬の適量を添加する。例えば、１ミリリットルの被試験水に対し、１０〜２０マイクロリットルの割合で鉄分判定用試薬を添加する。ここで、三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。一方、鉄分を含まない被試験水中へ上記試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しない。
【００２７】
このため、上記試薬を添加した被試験水が変色した場合（すなわち、第二剤により発色した場合）、被試験水は鉄分を含むものと判定することができる。一方、被試験水が変色しない場合（すなわち、第二剤により発色しない場合）、被試験水は鉄分を含まないものと判定することができる。因みに、被試験水の発色の有無は、目視により判定することもできるが、各種の光学的手法、例えば、被試験水に対して照射した光線の透過率変化の測定や被試験水の分光スペクトルの測定により判定することもできる。
【００２８】
また、本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水における鉄分濃度を判定するために用いることもできる。この場合は、先ず、水中における二価鉄イオン濃度と、二価鉄イオンと第二剤との反応による発色量との関係を予め調べ、検量線などの濃度判定データを作成しておく。そして、このように調製された鉄分判定用試薬の所定量を所定量の被試験水へ添加する。具体的には、１ミリリットルの被試験水に対し、１０〜２０マイクロリットルの割合で鉄分判定用試薬を添加する。この場合、鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、三価鉄イオンの全量が二価鉄イオンへ還元され、また、二価鉄イオンと第二剤とが反応して発色し、被試験水を発色する。被試験水の発色量は、被試験水における二価鉄イオン濃度により異なる。具体的には、二価鉄イオン濃度が低い場合は発色量が小さく、また、二価鉄イオン濃度が高い場合は発色量が大きい。そこで、第二剤による被試験水の発色量を測定すると、その測定結果、すなわち、発色量の大小から、濃度測定データに基づいて鉄分濃度を判定することができる。
【００２９】
ここで、被試験水の発色量は、通常、各種の光学的手法、例えば、被試験水に対して照射した光線の透過率を測定する方法や被試験水の分光スペクトルから極大吸収の吸光度を測定する方法により測定することができる。
【実施例】
【００３０】
実施例１〜６
第二剤としてＤＰＰの二ナトリウム塩（以下、「ＤＰＰＳ」と云う）を用い、これと表１に示す各種の第一剤とを混合して鉄分判定用試薬を調製した。ここでは、第一剤と第二剤とを蒸留水に溶解し、鉄分判定用試薬を調製した。第一剤、第二剤および蒸留水の各使用量は、表１に記載の通りである。また、第二剤として用いたＤＰＰＳの特性は、次の通りである。
【００３１】
◎二価鉄イオンと反応可能なｐＨ範囲：２〜９
◎二価鉄イオンと反応して発色した場合の分光スペクトルにおける極大吸収：５３５ｎｍ
◎モル吸光係数：２２，４００Ｍ−１ｃｍ−１
【００３２】
実施例７〜１２
第二剤としてＴＰＴＺを用い、これと表１に示す各種の第一剤を混合して鉄分判定用試薬を調製した。ここでは、第一剤と第二剤とを０．１規定塩酸水溶液に溶解し、鉄分判定用試薬を調製した。第一剤、第二剤および０．１規定塩酸水溶液の各使用量は、表１に記載の通りである。また、第二剤として用いたＴＰＴＺの特性は、次の通りである。
【００３３】
◎二価鉄イオンと反応可能なｐＨ範囲：３．４〜５．８
◎二価鉄イオンと反応して発色した場合の分光スペクトルにおける極大吸収：５９５ｎｍ
◎モル吸光係数：２３，０００Ｍ−１ｃｍ−１
【００３４】
【表１】
【００３５】
評価１（鉄分の存否判定）
三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．１ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対し、各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加した。その結果、実施例１〜６の鉄分判定用試薬がそれぞれ添加された被試験水は、赤色へ変色し、また、実施例７〜１２の鉄分判定用試薬がそれぞれ添加された被試験水は、青色へ変色した。また、蒸留水４ミリリットルに各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加したところ、いずれの蒸留水についても変色は観察されなかった。これらの結果によると、実施例１〜１２の鉄分判定用試薬を用いれば、水中における鉄分の存否を簡単に判定することができる。
【００３６】
評価２（鉄分濃度の測定）
三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．０５ｍｇ／リットル、０．２ｍｇ／リットルおよび０．５ｍｇ／リットルにそれぞれ設定された三種類の被試験水を４ミリリットルずつ調製した。そして、これらの各被試験水に対して各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、そのときの変色を吸光光度法により調べた。この際の分光スペクトルおよび当該分光スペクトルにおける極大吸収波長の吸光度と三価鉄イオン濃度との関係に基づいて作成した検量線を図１〜図２４に示す。各実施例と各図との対応関係は、表２の通りである。
【００３７】
【表２】
【００３８】
図１、図３、図５、図７、図９および図１１によると、実施例１〜６の鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、５３５ｎｍ付近に極大吸収を有し、また、その吸光度は、三価鉄イオン濃度の高低により異なる（三価鉄イオン濃度が高いほど吸光度が大きく、三価鉄イオン濃度が低いほど吸光度が小さい）ことがわかる。そして、図２、図４、図６、図８、図１０および図１２によると、図１、図３、図５、図７、図９および図１１の分光スペクトルに基づいてそれぞれ作成された検量線は、相関係数（Ｒ２）がほぼ１であり、信頼性が極めて高い。
【００３９】
また、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１および図２３によると、実施例７〜１２の鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、５９５ｎｍ付近に極大吸収を有し、また、その吸光度は、三価鉄イオン濃度の高低により異なる（三価鉄イオン濃度が高いほど吸光度が大きく、三価鉄イオン濃度が低いほど吸光度が小さい）ことがわかる。そして、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２および図２４によると、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１および図２３の分光スペクトルに基づいてそれぞれ作成された検量線は、相関係数（Ｒ２）がほぼ１であり、信頼性が極めて高い。
【００４０】
以上の結果によると、被試験水の鉄分濃度測定のために実施例１〜１２の鉄分判定用試薬が有用なことがわかる。
【００４１】
評価３（保存安定性）
（実施例１〜６について）
実施例１〜６の鉄分判定用試薬について、保存安定性を調べた。ここでは、三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．５ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対して実施例１〜６の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、５３５ｎｍの吸光度を測定した。ここで用いた鉄分判定用試薬は、調製直後のもの、５５℃で５時間保存したもの、同温度で２５時間保存したものおよび同温度で１００時間保存したもの（実施例６を除く）である。結果を図２５〜図３０に示す。実施例１〜６と図との対応関係は表３の通りである。図２５〜図３０によると、実施例１〜５の鉄分判定用試薬は、調製直後のものと１００時間保存したものとで吸光度がほぼ同じであり、保存安定性が良好である。
【００４２】
【表３】
【００４３】
また、実施例１〜５の鉄分判定用試薬については、上記の方法と同様にして、より長期間の保存安定性を調べた。結果を図３１に示す。図３１において、縦軸のモル吸光係数比は、被試験水において発色した第二剤のモル吸光係数（測定値）と第二剤のモル吸光係数の理論値との比（測定値／理論値）を意味し、数値が高いほど鉄分判定用試薬の保存安定性が良好なことを示している。
【００４４】
図３１によると、実施例１、実施例２および実施例３の鉄分判定用試薬は、５５℃で３０日間保存しても保存安定性が良好であり、保存安定性の点において特に優れていることがわかる。
【００４５】
（実施例７〜１２について）
実施例７〜１２の鉄分判定用試薬について、保存安定性を調べた。ここでは、三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．５ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対して実施例７〜１２の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、５９５ｎｍの吸光度を測定した。ここで用いた鉄分判定用試薬は、調製直後のもの、５５℃で５時間保存したもの、同温度で２５時間保存したものおよび同温度で１００時間保存したもの（実施例１０、１２を除く）である。結果を図３２〜図３７に示す。実施例７〜１２と図との対応関係は表４の通りである。図３２〜図３７によると、実施例７、９および１１の鉄分判定用試薬は、概ね１００時間程度保存した後でも吸光度が実質的に変化せず、保存安定性が良好である。
【００４６】
【表４】
【００４７】
また、実施例７、９および１１の鉄分判定用試薬については、上記の方法と同様にして、より長期間の保存安定性を調べた。結果を図３８に示す。図３８において、縦軸のモル吸光係数比は、図３１と同じ意味である。図３８によると、実施例７の鉄分判定用試薬は、５５℃で３０日間保存しても保存安定性が良好であり、保存安定性の点において特に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例の評価２において、実施例１の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２】実施例の評価２において、実施例１の試薬について作成した検量線を示す図。
【図３】実施例の評価２において、実施例２の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図４】実施例の評価２において、実施例２の試薬について作成した検量線を示す図。
【図５】実施例の評価２において、実施例３の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図６】実施例の評価２において、実施例３の試薬について作成した検量線を示す図。
【図７】実施例の評価２において、実施例４の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図８】実施例の評価２において、実施例４の試薬について作成した検量線を示す図。
【図９】実施例の評価２において、実施例５の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１０】実施例の評価２において、実施例５の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１１】実施例の評価２において、実施例６の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１２】実施例の評価２において、実施例６の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１３】実施例の評価２において、実施例７の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１４】実施例の評価２において、実施例７の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１５】実施例の評価２において、実施例８の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１６】実施例の評価２において、実施例８の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１７】実施例の評価２において、実施例９の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１８】実施例の評価２において、実施例９の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１９】実施例の評価２において、実施例１０の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２０】実施例の評価２において、実施例１０の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２１】実施例の評価２において、実施例１１の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２２】実施例の評価２において、実施例１１の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２３】実施例の評価２において、実施例１２の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２４】実施例の評価２において、実施例１２の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２５】実施例の評価３において、実施例１の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２６】実施例の評価３において、実施例２の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２７】実施例の評価３において、実施例３の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２８】実施例の評価３において、実施例４の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２９】実施例の評価３において、実施例５の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３０】実施例の評価３において、実施例６の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３１】実施例の評価３において、実施例１〜５の試薬についての長期保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３２】実施例の評価３において、実施例７の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３３】実施例の評価３において、実施例８の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３４】実施例の評価３において、実施例９の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３５】実施例の評価３において、実施例１０の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３６】実施例の評価３において、実施例１１の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３７】実施例の評価３において、実施例１２の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３８】実施例の評価３において、実施例７、９および１０の試薬についての長期保存安定性を調べた結果を示す図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄分判定用試薬、鉄分の存否判定方法および鉄分濃度の測定方法、特に、被試験水中における鉄分の存否を判定するための試薬、並びにこの試薬を用いた鉄分の存否判定方法および鉄分濃度の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラへの給水として用いられる水道水などの原水は、通常、ボイラ内での腐食やスケールの発生を防止するために、溶存酸素を除去する脱酸素処理および硬度成分、すなわちカルシウムやマグネシウムを除去する軟水化処理が施されている。ここで、脱酸素処理は、通常、原水を分離膜で処理することにより実施されている。また、軟水化処理は、通常、原水をイオン交換樹脂で処理することにより実施されている。
【０００３】
ところで、水道水などの原水は、鉄分を含む場合がある。この鉄分は、脱酸素処理で用いる分離膜を目詰まりさせ、原水の脱酸素処理効率を損なう可能性があり、また、軟水化処理で用いるイオン交換樹脂に吸着し、原水の軟水化を妨げる可能性がある。そこで、ボイラ給水として用いられる原水は、通常、脱酸素処理および軟水化処理する前に、粒子状のマンガンシャモットやマンガンゼオライトをろ材に使用した塔式ろ過装置や砂ろ過装置等の除鉄装置により鉄分が除去されている。したがって、原水は、脱酸素処理および軟水化処理される前に、鉄分が除去されていることを確認するのが好ましい。
【０００４】
水中における鉄分の存否の判定方法として、非特許文献１は、１，１０−フェナントロリンによる吸光光度法を提示している。この方法では、先ず、被試験水中の鉄分を酸で溶解し、三価鉄イオンを塩酸ヒドロキシルアミンで二価鉄イオンへ還元する（第一工程）。そして、被試験水に対し、二価鉄イオンと反応して橙赤色の錯化合物を生成する１，１０−フェナントロリンを添加する（第二工程）。ここで、被試験水が錯化合物による橙赤色へ変色した場合、被試験水に鉄分が存在するものと判定することができ、また、被試験水の変色量を吸光光度法により測定すると、被試験水の鉄分濃度を求めることもできる。一方、被試験水が変色しない場合、被試験水は鉄分を含まないものと判定することができる。
【０００５】
しかし、上述の判定方法は、塩酸ヒドロキシルアミンを用いる第一工程と、１，１０−フェナントロリンを用いる第二工程との二つの工程を必要とするため、判定工程が複雑である。
【０００６】
本発明の目的は、被試験水中における鉄分の存否を簡単に判定できるようにすることにある。
【０００７】
【非特許文献１】日本水道協会発行、「上水試験方法 ２００１年版」、３４０〜３４２頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水中における鉄分の存否を判定するためのものであり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含んでいる。
【０００９】
三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、鉄分判定用試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、鉄分判定用試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。さらに、鉄分を含まない被試験水中へ本発明の鉄分判定用試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しないため、鉄分を含まないものと判定することができる。
【００１０】
この鉄分判定用試薬において用いられる第二剤は、通常、常温において第一剤との反応性を実質的に有していないものである。また、この鉄分判定用試薬において、第一剤は、例えば、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であり、また、第二剤は、例えば、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸およびそのアルカリ金属塩並びに２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンからなる群から選ばれた一つの化合物である。
【００１１】
ここで、第二剤として４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸の二ナトリウム塩を用いる場合、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウムおよびピロ亜硫酸ナトリウムからなる群から選ばれた一つを用いるのが好ましい。また、第二剤として２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンを用いる場合、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いるのが好ましい。第一剤と第二剤とをこれらのように組合せた場合は、長期間の保存安定性が良好な鉄分判定用試薬が得られる。
【００１２】
本発明に係る鉄分の存否判定方法は、被試験水中における鉄分の存否を判定するための方法であり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む試薬を被試験水に対して添加する工程と、当該試薬が添加された被試験水について、第二剤による発色の有無を判定する工程とを含んでいる。
【００１３】
この判定方法において、三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、上記試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。これにより、上記試薬を添加した被試験水は、鉄分を含むものと判定することができる。さらに、鉄分を含まない被試験水中へ上記試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しないため、鉄分を含まないものと判定することができる。
【００１４】
本発明に係る鉄分濃度の測定方法は、被試験水の鉄分濃度を測定するための方法であり、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む所定量の試薬を所定量の被試験水に対して添加する工程と、当該試薬が添加された被試験水について、第二剤による発色量を測定する工程とを含んでいる。
【００１５】
三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色し、被試験水を発色させる。ここで、被試験水の発色量は、被試験水中に含まれる二価鉄イオン濃度により異なる。すなわち、二価鉄イオン濃度が低いほど発色量が小さく、また、二価鉄イオン濃度が高いほど発色量が大きい。したがって、第二剤による被試験水の発色量を測定すると、その大小に基づき、被試験水の鉄分濃度を測定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鉄分判定用試薬は、上述の第一剤と第二剤とを混合したものであるため、被試験水へ添加するだけで、被試験水中における鉄分の存否を簡単に、かつ正確に判定することができる。
【００１７】
本発明に係る鉄分の存否判定方法は、本発明の鉄分判定用試薬を用いているので、当該試薬を被試験水へ添加するだけで、被試験水中における鉄分の存否を簡単に、かつ正確に判定することができる。
【００１８】
本発明に係る鉄分濃度の測定方法は、本発明の鉄分判定用試薬を用いているので、被試験水の鉄分濃度を簡単に、かつ正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の鉄分判定用試薬は、鉄分の還元剤として機能する第一剤と、鉄分の発色剤として機能する第二剤とを混合したものである。
ここで用いられる第一剤は、三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するためのものであり、そのような還元作用を有する各種の化合物である。このような化合物としては、例えば、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸を挙げることができる。これらの化合物は、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜、二種以上を混合して用いることもできる。
【００２０】
一方、第二剤は、二価鉄イオンと反応して発色するものであり、そのような発色作用を有する各種の化合物である。このような化合物としては、例えば、ｏ−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸（ＤＰＰ）およびそのアルカリ金属塩、２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジン（ＴＰＴＺ）、２−（５−ニトロ−２−ピリジルアゾ）−５−［Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−（３−スルホプロピル）アミノ］フェノール（Ｎｉｔｒｏ−ＰＡＰ）およびそのアルカリ金属塩並びに３−（２−ピリジル）−５，６−ビス（４−スルホフェニル）−１，２，４−トリアジン（ＰＤＴ）およびそのアルカリ金属塩を挙げることができる。但し、第二剤は、本発明の鉄分判定用試薬の保存安定性の観点から、常温において第一剤との反応性を実質的に有していないものが好ましい。ここで、「常温」とは、５〜５０℃の温度範囲を意味する。このような条件を備えた第二剤として好ましいものは、第一剤として上記の例示のもののいずれかを用いる場合、ＤＰＰ若しくはそのアルカリ金属塩またはＴＰＴＺである。
【００２１】
本発明の鉄分判定用試薬は、通常、第一剤および第二剤を適量の水に溶解して混合すると調製することができる。ここでは、第一剤と第二剤とを予め混合してから水に溶解してもよいし、第一剤および第二剤のうちの一方を最初に水に溶解した後、他方をさらに添加して溶解するようにしてもよい。この際、水に対する第一剤若しくは第二剤の溶解性を高めるために、塩酸などの酸を添加してもよい。また、利用する第二剤が特定のｐＨ範囲においてのみ発色するような場合、当該ｐＨ範囲に調整するためのｐＨ調整剤や緩衝剤を併せて混合することもできる。
【００２２】
第一剤と第二剤との混合割合は、鉄分判定用試薬の用途に応じて適宜設定することができる。例えば、後述する被試験水中における鉄分の存否を定性的に判定する場合は、被試験水量に応じて、被試験水に含まれるものと予想される三価鉄イオンの一部を二価鉄イオンへ還元可能な量の第一剤と、三価鉄イオンから還元された二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれると予想される二価鉄イオンの一部を発色可能な量の第二剤とを混合すれば十分である。これに対し、被試験水中に含まれる鉄分を定量的に判定する場合（すなわち、鉄分濃度を判定する場合）は、被試験水に含まれるものと予想される三価鉄イオンの全部を二価鉄イオンへ還元可能な量の第一剤と、三価鉄イオンから還元された二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれると予想される二価鉄イオンの全部を発色可能な量の第二剤とを混合する必要がある。
【００２３】
因みに、第一剤と第二剤との好ましい混合割合は、通常、第二剤１重量部に対し、第一剤が１０〜１００重量部である。
【００２４】
本発明の鉄分判定用試薬における第一剤と第二剤との組合せとして好ましいものは、次の形態のものである。
形態１
第二剤としてＤＰＰの二ナトリウム塩を用い、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウム若しくはピロ亜硫酸ナトリウムを用いたもの。この場合、第二剤１重量部に対し、第一剤を５５〜６５重量部用いるのが好ましい。
形態２
第二剤としてＴＰＴＺを用い、第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いたもの。この場合、第二剤１重量部に対し、第一剤を１５〜２５重量部用いるのが好ましい。
これらの形態の鉄分判定用試薬は、保存安定性が良好であり、数ヶ月単位の長期間保存も可能である。
【００２５】
次に、本発明の鉄分判定用試薬の利用方法を説明する。
本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水における鉄分の存否、特に、微量鉄分の存否を単純に判定するために用いることができる。ここで、被試験水は、例えば、水道水、工業用水および地下水などの各種の水であり、特に限定されるものではない。
【００２６】
本発明の鉄分判定用試薬により被試験水における鉄分の存否を判定する場合は、被試験水へ鉄分判定用試薬の適量を添加する。例えば、１ミリリットルの被試験水に対し、１０〜２０マイクロリットルの割合で鉄分判定用試薬を添加する。ここで、三価鉄イオン（Ｆｅ３＋)の鉄分のみ若しくは三価鉄イオンおよび二価鉄イオン（Ｆｅ２＋）の両方の鉄分を含む被試験水中へ上記試薬を添加した場合、三価鉄イオンは、第一剤により二価鉄イオンへ還元される。そして、このようにして生成した二価鉄イオンおよび被試験水中に最初から含まれていた二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。また、二価鉄イオンの鉄分のみを含む被試験水中へ試薬を添加した場合、当該二価鉄イオンは、第二剤と反応して発色する。一方、鉄分を含まない被試験水中へ上記試薬を添加した場合、被試験水は、第二剤により発色しない。
【００２７】
このため、上記試薬を添加した被試験水が変色した場合（すなわち、第二剤により発色した場合）、被試験水は鉄分を含むものと判定することができる。一方、被試験水が変色しない場合（すなわち、第二剤により発色しない場合）、被試験水は鉄分を含まないものと判定することができる。因みに、被試験水の発色の有無は、目視により判定することもできるが、各種の光学的手法、例えば、被試験水に対して照射した光線の透過率変化の測定や被試験水の分光スペクトルの測定により判定することもできる。
【００２８】
また、本発明の鉄分判定用試薬は、被試験水における鉄分濃度を判定するために用いることもできる。この場合は、先ず、水中における二価鉄イオン濃度と、二価鉄イオンと第二剤との反応による発色量との関係を予め調べ、検量線などの濃度判定データを作成しておく。そして、このように調製された鉄分判定用試薬の所定量を所定量の被試験水へ添加する。具体的には、１ミリリットルの被試験水に対し、１０〜２０マイクロリットルの割合で鉄分判定用試薬を添加する。この場合、鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、三価鉄イオンの全量が二価鉄イオンへ還元され、また、二価鉄イオンと第二剤とが反応して発色し、被試験水を発色する。被試験水の発色量は、被試験水における二価鉄イオン濃度により異なる。具体的には、二価鉄イオン濃度が低い場合は発色量が小さく、また、二価鉄イオン濃度が高い場合は発色量が大きい。そこで、第二剤による被試験水の発色量を測定すると、その測定結果、すなわち、発色量の大小から、濃度測定データに基づいて鉄分濃度を判定することができる。
【００２９】
ここで、被試験水の発色量は、通常、各種の光学的手法、例えば、被試験水に対して照射した光線の透過率を測定する方法や被試験水の分光スペクトルから極大吸収の吸光度を測定する方法により測定することができる。
【実施例】
【００３０】
実施例１〜６
第二剤としてＤＰＰの二ナトリウム塩（以下、「ＤＰＰＳ」と云う）を用い、これと表１に示す各種の第一剤とを混合して鉄分判定用試薬を調製した。ここでは、第一剤と第二剤とを蒸留水に溶解し、鉄分判定用試薬を調製した。第一剤、第二剤および蒸留水の各使用量は、表１に記載の通りである。また、第二剤として用いたＤＰＰＳの特性は、次の通りである。
【００３１】
◎二価鉄イオンと反応可能なｐＨ範囲：２〜９
◎二価鉄イオンと反応して発色した場合の分光スペクトルにおける極大吸収：５３５ｎｍ
◎モル吸光係数：２２，４００Ｍ−１ｃｍ−１
【００３２】
実施例７〜１２
第二剤としてＴＰＴＺを用い、これと表１に示す各種の第一剤を混合して鉄分判定用試薬を調製した。ここでは、第一剤と第二剤とを０．１規定塩酸水溶液に溶解し、鉄分判定用試薬を調製した。第一剤、第二剤および０．１規定塩酸水溶液の各使用量は、表１に記載の通りである。また、第二剤として用いたＴＰＴＺの特性は、次の通りである。
【００３３】
◎二価鉄イオンと反応可能なｐＨ範囲：３．４〜５．８
◎二価鉄イオンと反応して発色した場合の分光スペクトルにおける極大吸収：５９５ｎｍ
◎モル吸光係数：２３，０００Ｍ−１ｃｍ−１
【００３４】
【表１】
【００３５】
評価１（鉄分の存否判定）
三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．１ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対し、各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加した。その結果、実施例１〜６の鉄分判定用試薬がそれぞれ添加された被試験水は、赤色へ変色し、また、実施例７〜１２の鉄分判定用試薬がそれぞれ添加された被試験水は、青色へ変色した。また、蒸留水４ミリリットルに各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加したところ、いずれの蒸留水についても変色は観察されなかった。これらの結果によると、実施例１〜１２の鉄分判定用試薬を用いれば、水中における鉄分の存否を簡単に判定することができる。
【００３６】
評価２（鉄分濃度の測定）
三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．０５ｍｇ／リットル、０．２ｍｇ／リットルおよび０．５ｍｇ／リットルにそれぞれ設定された三種類の被試験水を４ミリリットルずつ調製した。そして、これらの各被試験水に対して各実施例の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、そのときの変色を吸光光度法により調べた。この際の分光スペクトルおよび当該分光スペクトルにおける極大吸収波長の吸光度と三価鉄イオン濃度との関係に基づいて作成した検量線を図１〜図２４に示す。各実施例と各図との対応関係は、表２の通りである。
【００３７】
【表２】
【００３８】
図１、図３、図５、図７、図９および図１１によると、実施例１〜６の鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、５３５ｎｍ付近に極大吸収を有し、また、その吸光度は、三価鉄イオン濃度の高低により異なる（三価鉄イオン濃度が高いほど吸光度が大きく、三価鉄イオン濃度が低いほど吸光度が小さい）ことがわかる。そして、図２、図４、図６、図８、図１０および図１２によると、図１、図３、図５、図７、図９および図１１の分光スペクトルに基づいてそれぞれ作成された検量線は、相関係数（Ｒ２）がほぼ１であり、信頼性が極めて高い。
【００３９】
また、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１および図２３によると、実施例７〜１２の鉄分判定用試薬が添加された被試験水は、５９５ｎｍ付近に極大吸収を有し、また、その吸光度は、三価鉄イオン濃度の高低により異なる（三価鉄イオン濃度が高いほど吸光度が大きく、三価鉄イオン濃度が低いほど吸光度が小さい）ことがわかる。そして、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２および図２４によると、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１および図２３の分光スペクトルに基づいてそれぞれ作成された検量線は、相関係数（Ｒ２）がほぼ１であり、信頼性が極めて高い。
【００４０】
以上の結果によると、被試験水の鉄分濃度測定のために実施例１〜１２の鉄分判定用試薬が有用なことがわかる。
【００４１】
評価３（保存安定性）
（実施例１〜６について）
実施例１〜６の鉄分判定用試薬について、保存安定性を調べた。ここでは、三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．５ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対して実施例１〜６の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、５３５ｎｍの吸光度を測定した。ここで用いた鉄分判定用試薬は、調製直後のもの、５５℃で５時間保存したもの、同温度で２５時間保存したものおよび同温度で１００時間保存したもの（実施例６を除く）である。結果を図２５〜図３０に示す。実施例１〜６と図との対応関係は表３の通りである。図２５〜図３０によると、実施例１〜５の鉄分判定用試薬は、調製直後のものと１００時間保存したものとで吸光度がほぼ同じであり、保存安定性が良好である。
【００４２】
【表３】
【００４３】
また、実施例１〜５の鉄分判定用試薬については、上記の方法と同様にして、より長期間の保存安定性を調べた。結果を図３１に示す。図３１において、縦軸のモル吸光係数比は、被試験水において発色した第二剤のモル吸光係数（測定値）と第二剤のモル吸光係数の理論値との比（測定値／理論値）を意味し、数値が高いほど鉄分判定用試薬の保存安定性が良好なことを示している。
【００４４】
図３１によると、実施例１、実施例２および実施例３の鉄分判定用試薬は、５５℃で３０日間保存しても保存安定性が良好であり、保存安定性の点において特に優れていることがわかる。
【００４５】
（実施例７〜１２について）
実施例７〜１２の鉄分判定用試薬について、保存安定性を調べた。ここでは、三価鉄イオン濃度が１００ｍｇ／リットルである和光純薬工業株式会社製の鉄標準液を蒸留水で希釈し、三価鉄イオン濃度が０．５ｍｇ／リットルの被試験水を調製した。そして、この被試験水４ミリリットルに対して実施例７〜１２の鉄分判定用試薬４０マイクロリットルを添加し、５９５ｎｍの吸光度を測定した。ここで用いた鉄分判定用試薬は、調製直後のもの、５５℃で５時間保存したもの、同温度で２５時間保存したものおよび同温度で１００時間保存したもの（実施例１０、１２を除く）である。結果を図３２〜図３７に示す。実施例７〜１２と図との対応関係は表４の通りである。図３２〜図３７によると、実施例７、９および１１の鉄分判定用試薬は、概ね１００時間程度保存した後でも吸光度が実質的に変化せず、保存安定性が良好である。
【００４６】
【表４】
【００４７】
また、実施例７、９および１１の鉄分判定用試薬については、上記の方法と同様にして、より長期間の保存安定性を調べた。結果を図３８に示す。図３８において、縦軸のモル吸光係数比は、図３１と同じ意味である。図３８によると、実施例７の鉄分判定用試薬は、５５℃で３０日間保存しても保存安定性が良好であり、保存安定性の点において特に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例の評価２において、実施例１の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２】実施例の評価２において、実施例１の試薬について作成した検量線を示す図。
【図３】実施例の評価２において、実施例２の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図４】実施例の評価２において、実施例２の試薬について作成した検量線を示す図。
【図５】実施例の評価２において、実施例３の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図６】実施例の評価２において、実施例３の試薬について作成した検量線を示す図。
【図７】実施例の評価２において、実施例４の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図８】実施例の評価２において、実施例４の試薬について作成した検量線を示す図。
【図９】実施例の評価２において、実施例５の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１０】実施例の評価２において、実施例５の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１１】実施例の評価２において、実施例６の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１２】実施例の評価２において、実施例６の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１３】実施例の評価２において、実施例７の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１４】実施例の評価２において、実施例７の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１５】実施例の評価２において、実施例８の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１６】実施例の評価２において、実施例８の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１７】実施例の評価２において、実施例９の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図１８】実施例の評価２において、実施例９の試薬について作成した検量線を示す図。
【図１９】実施例の評価２において、実施例１０の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２０】実施例の評価２において、実施例１０の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２１】実施例の評価２において、実施例１１の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２２】実施例の評価２において、実施例１１の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２３】実施例の評価２において、実施例１２の試薬について測定した分光スペクトルを示す図。
【図２４】実施例の評価２において、実施例１２の試薬について作成した検量線を示す図。
【図２５】実施例の評価３において、実施例１の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２６】実施例の評価３において、実施例２の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２７】実施例の評価３において、実施例３の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２８】実施例の評価３において、実施例４の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図２９】実施例の評価３において、実施例５の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３０】実施例の評価３において、実施例６の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３１】実施例の評価３において、実施例１〜５の試薬についての長期保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３２】実施例の評価３において、実施例７の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３３】実施例の評価３において、実施例８の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３４】実施例の評価３において、実施例９の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３５】実施例の評価３において、実施例１０の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３６】実施例の評価３において、実施例１１の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３７】実施例の評価３において、実施例１２の試薬についての保存安定性を調べた結果を示す図。
【図３８】実施例の評価３において、実施例７、９および１０の試薬についての長期保存安定性を調べた結果を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験水中における鉄分の存否を判定するための試薬であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、
前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤と、
を含む鉄分判定用試薬。
【請求項２】
前記第二剤は、常温において前記第一剤との反応性を実質的に有していないものである、請求項１に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項３】
前記第一剤が塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であり、かつ、前記第二剤が４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸およびそのアルカリ金属塩並びに２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンからなる群から選ばれた一つの化合物である、請求項１または２に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項４】
前記第二剤として４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸の二ナトリウム塩を用い、前記第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウムおよびピロ亜硫酸ナトリウムからなる群から選ばれた一つを用いる、請求項３に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項５】
前記第二剤として２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンを用い、前記第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いる、請求項３に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項６】
被試験水中における鉄分の存否を判定するための方法であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む試薬を前記被試験水に対して添加する工程と、
前記試薬が添加された前記被試験水について、前記第二剤による発色の有無を判定する工程と、
を含む鉄分の存否判定方法。
【請求項７】
被試験水の鉄分濃度を測定するための方法であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む所定量の試薬を所定量の前記被試験水に対して添加する工程と、
前記試薬が添加された前記被試験水について、前記第二剤による発色量を測定する工程と、
を含む鉄分濃度の測定方法。
【請求項１】
被試験水中における鉄分の存否を判定するための試薬であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、
前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤と、
を含む鉄分判定用試薬。
【請求項２】
前記第二剤は、常温において前記第一剤との反応性を実質的に有していないものである、請求項１に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項３】
前記第一剤が塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキノン、チオ硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトおよびアスコルビン酸からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であり、かつ、前記第二剤が４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸およびそのアルカリ金属塩並びに２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンからなる群から選ばれた一つの化合物である、請求項１または２に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項４】
前記第二剤として４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン二スルホン酸の二ナトリウム塩を用い、前記第一剤として塩酸ヒドロキシルアミン、チオ硫酸ナトリウムおよびピロ亜硫酸ナトリウムからなる群から選ばれた一つを用いる、請求項３に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項５】
前記第二剤として２，４，６−トリス（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジンを用い、前記第一剤として塩酸ヒドロキシルアミンを用いる、請求項３に記載の鉄分判定用試薬。
【請求項６】
被試験水中における鉄分の存否を判定するための方法であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む試薬を前記被試験水に対して添加する工程と、
前記試薬が添加された前記被試験水について、前記第二剤による発色の有無を判定する工程と、
を含む鉄分の存否判定方法。
【請求項７】
被試験水の鉄分濃度を測定するための方法であって、
三価鉄イオンを二価鉄イオンへ還元するための第一剤と、前記第一剤と混合された、二価鉄イオンと反応して発色する第二剤とを含む所定量の試薬を所定量の前記被試験水に対して添加する工程と、
前記試薬が添加された前記被試験水について、前記第二剤による発色量を測定する工程と、
を含む鉄分濃度の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２００６−２８４２０６（Ｐ２００６−２８４２０６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１００９２３（Ｐ２００５−１００９２３）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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