【コラム】包括的な水分析:滴定、IC、直接測定を一つのセットアップに統合
2020/06/15
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定期的に水質分析を実施されている方であれば、飲料水のさまざまなパラメータを分析することが、いかに時間がかかり、コストもかかり、そして多くの手作業を必要とするかをご存知でしょう。本記事では、異なる分析技術を組み合わせる際の、特に飲料水にとっての、自動化サンプル分析における広範な可能性の一例をご紹介したいと思います。
水は、あらゆる生命の源であり基盤です。代謝にとって不可欠であり、私たちにとって最も重要な栄養源です。
溶媒であり輸送媒体である水は、生命に不可欠なミネラルや栄養素を運ぶだけでなく、水生生物や陸生生物に蓄積する有害な汚染物質も、ますます多く運ぶようになっています。
品質管理とリスク評価という観点から、水質実験室では、ますます複雑化する有害物質のスペクトル、増加し続けるサンプルスループット、そして低下し続ける検出限界に対応できる、費用対効果が高く迅速な装置と方法へのニーズが存在します。
包括的分析
水などの液体サンプル中のイオン性成分の分析には、4つの分析技術が関わります:
- 直接測定
- 滴定
- イオンクロマトグラフィー
- ボルタンメトリー
これらの技術にはそれぞれ独自の強みがあります。しかしながら、実験室内でこれらを個別のシステム上で順次適用することは、かなり複雑な作業であり、多くの時間を要します。
1998年に遡り、メトロームは、これらの異なる分析技術を単一の完全自動化システムに統合するという課題に取り組み、最初のTitrICシステムが導入されました。
TitrICとは何ですか?
メトロームのTitrICシステムは、直接測定、滴定、およびイオンクロマトグラフィーを、完全自動化されたシステムに統合したものです。
直接測定には、温度、電気伝導度、pHが含まれます。酸容量(m値およびp値)は滴定によって決定されます。主要な陰イオン・陽イオンはイオンクロマトグラフィーによって定量されます。総硬度の算出に使用されるカルシウムとマグネシウムは、滴定またはイオンクロマトグラフィーのいずれによっても決定することができます。
結果は共通の表に表示され、分析の最後には共有レポートが出力されます。TitrICにおけるすべての方法は、同一の液体取り扱いユニットと共通のサンプルチェンジャーを利用します。
効率的:TitrIC flexシステムでは、滴定とイオンクロマトグラフィーが同時に実施されます:
2種類の事前定義済みパッケージで提供される、最新のTitrICシステムについての詳細は、案内パンフレットをご覧ください。
TitrICはどのように機能しますか?
各水サンプルの分析は、ボタンを押すだけで完全に自動化された形で実施されます―サンプルビーカーにサンプルを満たし、サンプルラックに設置し、測定を開始するだけです。液体取り扱いユニットは、再現性のある結果を得るため、(各測定技術ごとに)必要なサンプル量を移送します。TitrICはすべての作業を担い、測定シリーズがいつ開始されたかにかかわらず、手動での介入を一切必要とせず、最大175サンプルを連続して分析します。この高い自動化の度合いはコストを削減し、生産性と分析の精度の両方を向上させます。
TitrIC flex IIによる包括的な水分析の実施方法について詳しくは、下記のアプリケーションノートをご覧ください:
なぜ手動滴定よりも自動化が優先されるべきかについてさらに詳しく知りたいですか?このテーマに関する過去のブログ記事をご覧ください:
TitrICを使えば、繰り返し行う実験室業務の時間を節約できます。私たちの言葉だけでなく、スイス・チューリッヒ州立実験室(元素分析部門)のお客様の声もぜひご覧ください。TitrICやメトロームとの協業について語っていただいています。
TitrICによる計算
TitrICシステムにより、サンプル分析が簡素化されるだけでなく、結果の計算も自動的に実施されます。これにより時間が節約され、そして最も重要な点として、測定データの誤記録や誤った計算による人為的ミスの発生源を回避することができます。
計算の一例
TitrICを使用して自動的に実施可能な計算:
- すべての陽イオンのモル濃度
- すべての陰イオンのモル濃度
- イオンバランス
- 総水硬度(Ca&Mg)
- …その他多数
イオンバランスがもたらす明確性
イオンバランスの算出は、水質分析の正確性を判断するのに役立ちます。この計算は電気的中性の原理に基づいており、これは、溶液中の陽イオン(正イオン)のeq/Lまたはmeq/Lにおける合計が、陰イオン(負イオン)の合計と一致する必要があることを要求します。
TitrICは、1つのサンプルからイオンバランスの算出に必要なすべてのデータを提供することができます。陰イオン・陽イオンの両方がICによって分析され、炭酸塩濃度(水の酸容量を示す指標)は滴定によって決定されます。
この式における差の値がほぼゼロであれば、これはサンプル中の主要な陰イオン・陽イオンを正確に決定できたことを示しています。
TitrICのような複合システムの利点
- 最高の正確性:すべての結果が同一のサンプルビーカーから得られる
- 完全に自動化されており、分析者は他の業務によりの多くの時間を割ける
- 共通のサンプルチェンジャーにより、ベンチスペースとコストを節約
- 並行滴定・IC分析により時間を節約
- 柔軟性:滴定、直接測定、またはICを単独で使用することも、他の技術と組み合わせて使用することも可能
- すべての結果とイオンバランスの算出のための単一データベース―これはこのような複合システムでのみ可能であり、サンプル結果にさらなる信頼性をもたらす
サンプル分析におけるさらなる可能性
TitrICは特に自動化された飲料水分析向けに開発されていますが、食品、電気めっき、医薬品産業における、あらゆる数の分析要件に合わせて適応させることができます。お使いの用途によって、注目すべきパラメータが決まります。
直接測定、滴定、ICの組み合わせがニーズに合わない場合、ボルタンメトリーとイオンクロマトグラフィーを単一の完全自動化システムに組み合わせる方が、より適しているかもしれません。幸い、これらの要件を満たすメトロームのVoltIC Professionalがあります。 このシステムについて詳しくはこちらをご覧ください:
まとめ
ご覧いただいた通り、異なる分析技術を組み合わせる可能性はほぼ無限にあります。化学分析装置のリーディングメーカーとして、メトロームは皆さんの分析上の課題を理解しています。この理由から、私たちは最先端の装置を提供するだけでなく、非常に特化した分析課題に対する完全なソリューションも提供しています。実験室での日常業務から、最良の成果を引き出しましょう!
