光度滴定法による水試料中の全硬度・カルシウム硬度・マグネシウム硬度の全自動測定

水の硬度は主にカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンの濃度に依存します。水の硬度が過度に高い状態が長期間続くと、水処理システムや配管に悪影響を及ぼす可能性があります。企業設備の保全には、水硬度を正確かつ信頼性高くモニタリングすることが重要です。水の硬度を適切に管理することで、スケーリングや閉塞のリスクを低減し、熱伝達効率を向上させることができます。

ASTM D8192 では、光学センサーを用いて終点を客観的に検出する光度滴定法による、水の全硬度、カルシウム硬度、マグネシウム硬度の測定方法が規定されており、これにより測定の精度および信頼性が向上します。この手法は、地下水、表流水、廃水、飲料水などの有色および無色の試料のいずれにも適用可能です。Optrodeセンサー を搭載した全自動 OMNIS システムを使用することで、試料前処理および分析の再現性が確保され、精度と信頼性がさらに向上し、これらのパラメータを高精度に定量することが可能となります。

この測定は、OMNIS サンプルロボット S、OMNISドージングモジュール、および オプトロード（Optrode）センサー を搭載した OMNIS アドバンスドタイトレーター から構成される自動化システム（図1）を使用しています。

最初の滴定では全硬度を測定します。カルシウム硬度は、別途行う滴定によって測定します。マグネシウム硬度は、これら2つの滴定結果の差から算出します。

適量の水試料を滴定ビーカーに分取します。全硬度の測定では、エリオクロムブラックT指示薬溶液および、四ホウ酸ナトリウムと水酸化ナトリウムからなる緩衝溶液（pH 10）を試料に添加します。カルシウム硬度の測定では、水酸化ナトリウムおよびヒドロキシナフトールブルー指示薬溶液を試料に添加します。調製した試料は、その後、標準化した EDTA を用いて当量点を越えるまで滴定します。

結果は表1にまとめて示します。代表的な滴定曲線を図2および図3に示します。