体積計算コーン

である。
1 ) の うち、 い くつ かを用 い て
波数 日盛 りは、通例 、 ポ リスチ レン膜 の 下記 の特性吸収波数 ( c m ‐
補 正 す る。 なお、 ( ) 内 の数値 はこれ らの値 が定 め られた ときの許容 範囲を示す。
3060.0(± 1.5)
2849.5(±
1.5)
1942,9(±
1.5)
1583.0(±1,0)
1154.5(±
1,0)
1028.3(±
1,0)
1601,2(±
1.0)
1 にお ける吸収波数が 1 6 0 1 . 2 ±2 . O c m ‐
1、
ただ し、
分散形装置 を用 い る場合 の許容範囲は、1 6 0 1 . 2 c m ‐
1 の範囲内にある ことす る。
1 0 2 8 . 3 c m 1‐における吸収波数が 1 0 2 8 , 3 ±2 . O c m ‐
1 における数点 の吸収 を 2 回 繰 り
透過率及び波数 の再現性 は、ポ リステ レン膜 の 3 0 0 0 ∼1 0 0 0 c m ‐
1 以 内、1 0 0 0 c m ‐
1
返 し測定す る とき、透過率 の差は 0 . 5 % 以内 とし、波数 の差 は 3 0 0 0 c m l l 付近で 5 c m ‐
付近で l c m l 以内 とす る。
試料 の調製及び測定
試料 は別 に規定す るもののほか 、材料成分各条 に 「
乾燥 し」 とある ときは、 乾燥減 量 の項 の 条件
で乾燥 した もの を用 い る。試料 は主 な吸収帯 の透過率 が 5 ∼8 0 0 / 0 の
範囲 にな るよ うに次 のいずれ か
の方法 によって調製す る。 窓板 は塩 化 ナ トリウム 、臭化 カ リウム な どを使 用す る. 対 照 は、通例 、
複 光束型 の装置 では補償光路側 に置 かれて試 料 と同時 に測定 され 、単光束型 の装置 では試 料 と同 一
光路 に置かれ て別 に測定 され る。対照 の と り方 は試料 調製法 に よ り異 な り、測定雰囲気 のバ ックグ
ラウン ド吸収 が用い られ る こともある。
1 の範 囲 で
各条 で特 に規定 され るもののほか 、通例 、試料 の吸収 スペ ク トル は波数 4 0 0 0 ∼4 0 0 c m ‐
測定す る。 なお、吸収 スペ ク トル の測定は装置 の分解能 、波数 目盛 り及び波数精度 の確認 を行 つた
とき と同一 の操作条件 の下で行 う。
1 以 上では 1 0 c m ‐
1 単位 で波数 をま るめ、かつ 、そ の末尾
吸収波数 の規定 にあたって波数 2 0 0 0 c m ‐
こ「
ヤ
付近」 の語句 を付 け加 える。
( 1 ) 臭 化カ リウム錠剤法
固体試料 1 ∼2 m g を めの う製乳鉢 で粉末 とし、 これ に赤外吸収 スペ ク トル 用臭化 カ リウム 0 , 1 0
∼0 . 2 0 g を加 え、湿気 を吸わな い よ うに注意 し、速や かに よ くす り混ぜ た後 、錠剤成形器 に入れ て加
圧製錠す る。通例、同様 に して対照臭化 カ リウム錠剤 を製す る。 ただ し、必要な らば、0 , 6 7 k P a 以
下 の減圧 下に錠剤 の 単位面積 ( c m 2 ) 当 た り5 0 ∼1 0 0 k N ( 5 0 0 0 ∼ 1 0 0 0 0 k g ) の 圧力 を 5 ∼8 分 間加 え
て透 明な錠剤 を製す る。
( 2 ) 溶 液法
材料成分各条 に規定す る方法で調製 した試 料溶液 を液体用固定セル に注入 し、通例 、試料 の調製
に用 いた溶媒 を対照 として測定す る。 なお 、本法 に用い る溶媒 としては、試 料 との相互 作用又 は化
学反応 がな く、窓板 を侵 さない もの を用 い る。 固定 セルの厚 さは、通例、0 _ l m m 又 は 0 _ 5 m m と す
る。
( 3 ) 薄 膜法
試料が薄膜状 である場合 はそ の まま測定す る。粉末 ・粒状 ・繊維状等 であ る場合 は、別 に規定す
るもののほか 、以下 の方法で薄膜 を調製 し測定す る。
① 試料 を加熱溶融 し圧 縮 し、薄膜状 とす る。
② 試料 を適切 な溶媒 に溶 か し、窓板 に塗布後、溶媒 を蒸発 させ て薄膜状 とす る。
確認方法
16‐
確認 しよ うとす る物 質 の 特性 吸収 波数 が材料 成分各条 で定 め られ て い る場合 、試 料 に よる吸収 が 、
規 定 され たす べ て の 吸収 波 数 で明 確 に認 め られ る とき、試 料 と確 認 しよ うとす る物 質 の 同 一 性 が 確
認 され る。
15.定
性反応試 験法
定性反応 は、材料成 分 の確認試験 に用 い 、通例、材料成分各条 に規 定す る液 2∼5mLを
とり、試
験 を行 う。
アル ミユ ウム塩
アル ミニ ウム塩 の溶液 に水酸 化 ナ トリウム試液 を加 える とき、 白色 の ゲル 状 の沈殿 を生 じ、過景
の水酸化ナ トリウム試液 を追加す る とき、沈殿 は溶 ける。
カ リウム塩
カ リウム塩 につ き、炎色反応試験 を行 うとき、淡紫色 を呈す る。 炎 が黄色 の ときは、 コバ ル トガ
ラス を通 して観察す ると赤紫色に見える。
ナ トリウム塩
ナ トリウム塩 につ き、炎色反応試験 を行 うとき、黄色 を里す る。
硫酸塩
(1)硫酸塩 の溶液 に塩化 バ リウム試液 を加 える とき、白色 の沈殿 を生 じ、希硝酸 を追加 して も沈殿 は
溶 けない。
(2)硫酸塩 の溶液 に等容量 の希塩酸 を加 えて も白濁 しない (チオ硫 酸塩 との区別)。また、 二酸化 イ
オ ウの にお い を発 しない (亜硫酸塩 との 区別)。
16.粘
度測定法
粘度渡1 定法 とは 、試料の粘度 を粘度計 によって測定 す る方法 である。
夜体 が 一 定方 向に運動す るとき、その流れ に垂 直な方 向に速度 の差が ある とき、その流れ に平行
な平面 の 両側 に内部摩擦力 が生 じる。 そ の性質 を粘性 とい う。流れ に平行 な平面 の単位 面積 当た り
の 内部摩擦力ず り応力又はせん断応力 といい 、流れ に垂 直 な方向 の速度 勾配 をず り速度 又はせ ん 断
速度 とい う。ず り応力がず り速度 に比例す る液体 をニ ュー トン液体 といい 、そ の比例定数 字は 定 温
s ) を 用 い るが、
度 においてその液体に固有 の定数 で 、粘度 とい う。そ の 単位 は、 パ ス カル 秒 ( P a ・
通例 、 ミリパ スカル 秒 ( m P a ・s ) で 示す 。
また、ず り応力 がず り速度 に比例 しな い液体 を非 ニ ュー トン液体 といい 、 これ らの液体 の粘度 は
ず り速度 に応 じて さま ざまに変化す る ことか ら、みかけの粘度 とい う。 この場合 、ず り応 力 を これ
に対応す るず り速度で除 した値 が み か けの粘度 で あ り、ず り速度 とみか けの粘度 の 関係 が得 られれ
ば、 これ ら非 ニュー トン液体 の流動特性 を知 ることがで きる。
ー
粘度 字を同温度 の そ の液体 の密度 で除 した値 を助粘度 ンといい 、そ の 単位 として平方 メ トル 毎秒
( m 2 / s ) を 用 い るが、通例 、平方 ミリメー トル 毎秒 ( n l m 2 / s ) で示す。
-17‐
液体 の粘度 は、次 に記載す る方法 のいずれかに よ り測定す る。
第 1 法 毛 細管粘度計法
この沢J 定法 は、 ニ ュー トン液体 の粘度 を測定す る方法で、 一 定体積 の液 体 が 、毛細管 を通 って 流
下す るのに要す る時間 渉( s ) を 測定 し、次式 に よつて動粘度 ンを算出す る。
ン= F す
粘 度 7 を 求 め るには、更 にそ の 温度 にお け る試 料 の密 度 ρ ( g / m L ) を 測 定 し、次 式 に よって 算 出す
る。
= F t t
7 ニ ンβ
ρ
【 ( m m 2 / s 2 ) は 粘度 計 の定数で、粘度計校 正用標 準液 を用 いて あ らか じめ定めてお く。水 の粘度
に近 い粘度 を測定す る粘度計では、標準液 として水 を用 い る。水 の動粘度 は 2 0 ℃で 1 . 0 0 3 8 m m 2 / s
である。 比較的高 い粘度 を誤1 定す る粘度計では、標準液 として粘度計校正用標準液 を用 い る。
高分子物質 を含 む液体の粘度の濃度依存性 を測定 し、得 られ た直線 の濃度 を 0 に 外挿す ることに
より、高分子物質 の極限粘度 [ 字
] ( d L / g ) を 求 めるこ とがで きる。極 限粘度 は液体 ( 試料溶液) 中 に
おける高分子 の拡 が りの度合 い を示す もので あ り、
濃度 θ( g / d L )
分子量 の 目安 ともなる。極 限粘度 は、
の試料溶液 の流下時間 サ及び溶媒 の流下時間 力の測定値 か ら次式に よ り算 出す る。
[7]=lim(r/rO)-1
c)O
c
又
は
/rO)
[/71=lim in(す
ご
→O
c
/ う - 1 ) / θ の濃度依存性 があま り大 き くな い場合 、材料成分各条 で規定 され た試 料濃
ただ し、{ ( 渉
/ r a l - 1 ) / c の 値 を極限粘度 とす るこ とがで きる。
度にうい て得 られ た ( ( 方
次 の装置及び操作法 を用 いて流下時間を測定す る。
装置
1 ∼1 0 0 0 0 0 m m 2 / s の 液体 の動粘度 の測定には、図 1 に 示す ウベ ロー デ型粘度計 を用 い る。 毛細管
の内径 と測定に適す る動粘度 の範囲 との大体の関係 を表 1 に 示す。 なお、 この表 に示 した 以外 の粘
度計を用 い ることができるが、そ の場合、毛細 管 の 内径 として、試料溶液 の流下時間 が 2 0 0 ∼ 1 0 0 0
秒 になるよ うな粘度計 を選ぶ。
操作法
試料溶液 を管 1 か ら静かに入れ、粘度計 を垂直 に静置 した とき、試料溶液 の液面 が球 A の 二つの
tl.1℃
) の 恒温槽 中に、
標線 の 間に くるよ うにす る。 この粘度計 を、材料成分各条に規定す る温度 ( ■
球 C が 水 の 中 に没す るまで入れ、垂直に保持 し、試料溶液 が規定 の温度 になるまで約 2 0 分 間放置す
る。管 3 を 指 で閉 じて空気 の泡が管 2 中 に入 らない よ うに し、管 2 の に端 か ら弱 く吸引 して液 面 を
球 C の 中心部 まで引 き上げた後 、吸引をや め、管 3 の 管 口を開 き、直 ちに管 2 の 管 口を閉 じる。 毛
細管 の最下端 で液柱 が切れ てい る ことを確認 した後 、管 2 の 管 口を開き、液面が求 B の 上の標線 か
ら下 の標線 まで流下す るの に要す る時間 渉( s ) を 測定す る。
/ f の 値 は 、 あ らか じめ、粘度計校 正 用標準液 で 同様 な実験 を行 って定 めてお く。 ただ し、 この と
きの温 度 は、各条で規定 され た温度 に合わせ る必要がある。
18‐
177-132
■
T
!
I
書
示 す)
欧 字はllllrlを
毛細管粘度計 の概略図
図 1
表 1
粘度計 の概略 の定数
ウベ ロー デ型粘度計 の規格
毛細 管 の 内径 ( m m )
球 Bの 容 尼 (mL)
動粘 度 の 測 定範 囲
(幻 (mm2/s2)
[ 許容差 ±1 0 % ]
0005
0,46
3.0
001
0.58
4.0
2-10
0_03
0_73
4.0
6∼ 30
0.05
0,88
4.0
10ハV50
0.1
1,03
4,0
∼ 100
20′
03
136
4_0
60^ツ300
0,5
155
4_0
100-500
1_0
1_83
4,0
200͡ツ1000
3_0
2,43
4_0
600-3000
50
2_75
4_0
1000∼ 5000
10,0
3_27
4,0
2000-10000
30.0
432
40
6000-30000
500
520
5.0
10000/-50000
100.0
6.25
5.0
[許容差 ±10%]
(mm2/s)
1∼ 5
20000-100000
第 2 法 回 転粘度計法
この涙」
定法は、 ニュー トン液体 あるい は非 ニ ュー トン液体 に対 して適用す る方法 で あ り、液体 中
を 一 定 の角速度 で回転す る ロー ター に作用す る力 ( トル ク) を バ ネ のね じれ 度 で検 出 し、粘度 に換
算す る原理等 を応用 した測定法である。
19
次 の装置及 び操作法 を用 いて粘度 を測定す る。
装置
粘度測定は次 のいずれ かの装置 による。
図 2共 軸 二 重 円筒 形 回転 粘 度 計
図 3単 一 円筒 形 回転 粘度 計
図 4円
す い 一 平板 形 回転粘 度 計
( 1 ) 共 軸 二 重 円筒形 回転粘度計 ( クェ ン ト型粘 度計)
共軸 二 重 円筒 形 回転粘 度計 は 、 同 一 中 心 軸 を持 つ 外 筒及 び 内筒 の す きま に液 体 を満 た し、 内筒 又
は外 筒 を回転 させ る とき、液 体 を介 して 円筒 間 に伝 わ る トル ク及 び それ に対応 す る角速度 を測 定す
る粘度 計 で あ る。
図 2 に 示す よ うに、内筒 をね じ り定数 光の 針金 で 吊 る。内筒及 び外筒 の 半径 をそれ ぞれ 品 、幻θと
し、内筒 が 液 体 に 浸 る部 分 の 長 さを アとす る。外筒 中に液 体 を入れ 、一 定 の 角速 度 o で 回転 させ る と
き、液 体 の 粘性 の た めに内筒 も回転 を始 め るが、針 金 に トル ク P が 生 じるた め 、内筒 は 夕だ け回転
して釣 り合 う。 この とき P = 士 夕で あ り、 のと 夕との 関係 を測 定す る こ とに よ り、液 体 の 粘度 7 を 次
式 に よ つ て 算 出す る。 内筒 を回転 させ た 場合 に も、 同様 の 式 が 成 り立 つ 。
一)
7三
1 戦( 十
挙
η:液 体 の粘度 (mPa・s)
π !円 周率
ノ:円 筒 (内筒)の 長 さ (cm)
ρ :角 速度 (rad/s)
T:円 筒面に作用す る トル ク (107N,m)
几 :内 筒 の外径 の 1/2(cm)
島 :外 筒 の 内径 の 1/2(cm)
一
(2)単 円筒形回転粘度計 (ブル ック フ ィー ル ド型粘度計)
一
一
単 円筒形回転粘度計は、液 体中 の 円筒 を 定角速度 で回転 させ た ときの トル クを測定す る粘度
計である。装置 の概略 を図 3及 び図 5に 示す 。 あ らか じめ粘度計校 正用標 準液 を用 いて 実験 的 に装
置定数 る を定める ことによ り、液体の粘度 字を次式 によつて算出す る。
20
ｒ 一の
る
７
〓
7 : 液 体 の粘度 ( m P a ・s )
め : 装 置 定数 ( r a d / c m 3 )
っ : 角 速度 ( r a d / s ) ‐
N・
r i 円 筒面 に作用す る トル ク ( 1 07‐
m)
( 3 ) 円す い 一平板形回転粘度計 ( コー ンプ レー ト型粘度計)
円す い 一平板形 回転粘度計 は、同一 回転軸 を持 つ 平円板及び頂角 の大 きい 円す いの隙間に液体 を
挟 んで 、一 方 を回転 させ 、他方 の受 ける トル ク及びそれ に対応す る角速度 を測定す る粘度計で ある。
装置 の概略は図 4 に 示す。
円す い と平円板 の角度 クの隙間に液体を入れ 、円す い 又は平円板 を一 定 の角速度若 しくは一 定 の ト
ル クで回転 させ 、定常状態 に達 した ときの平 円板又 は円す い が 受 ける トル ク及びそれ に対応 す る角
速度 を測定す るこ とに よ り、液体の粘度 7 を次式に よって算 出す る。
3α 100r
守 = 2 療3 ・
の
77:
″
液体 の 粘度 ( m P a ・s )
:
円周 率
Я : 円す い の 半径 ( c m )
平 円板 と円す い とが なす 角度 ( r a d )
2 :
の
r i
:
角速 度 ( r a d / s )
m)
平 円板 又 は 円す い 面 に作 用す る トル ク ( 1 0 ' 7 N ・
操作法 :
( 1 ) 回 転粘度計 一 般
粘度計 は、そ の 回転軸が水平面に対 し垂 直 にな るよ うに設置す る。材料成分各条 に規定す る試 料
溶液 を調製 し、 必 要量 を装 置 に充てん した後 、各条 に規定す る温度 にな るまで放 置す る。粘度 の測
/。
定精度 を 1 °
以内 とす る必要がある場合 、測定系 の温度制御 は ±0 _ 1 ℃以内に保 つ 必要が ある。次 に 、
試料溶液 が 、規定 の温度 にあることを確認 した後 、装置 を作動 させ る。 回転が定常状態 に達 し、回
転数 又は トル クに対応 す る粘度計 の指示 目盛 が安定 した後 、指示値 を読み取 り、各 々 の装置 に対応
した 計算式 を用 い て粘度 7 を算出す る。 また、あ らか じめ粘度計校 正用標 準液 を用 い て測 定 を行 い 、
装置定数 の決定又は確認及び操作法 の妥 当性 の確認 を行 う。
なお、非 ニ ュー トン液体 の場合 、一 定 の回転速度又は一 定 の トル クを負荷 して み か け の粘度 を得
る操 作 を、回転速度又 は トル クを変 えなが ら繰 り返 し、 これ ら一 連 の測定 か ら試料溶 液 のず り速度
とず り応力 の 関係 ( 流動 曲線) を 得 る。
粘度計 の校 正 は 、水及 び 粘度計校 正用 標準液 を用 い て行 う。 これ らは、回転 粘度計 の装置定数 を
決定又は確認す るために用 い る。 また、粘度計の定期的な校 正 に用 い 、規定 され た測定 精度 が 確保
されて い ることを確認す る。
( 2 ) ブ ル ック フ ィー ル ド型粘度計
‐21
ロー ター の種類及び回転数 は可変 になってお り、試料液 体 に適 した もの を選ぶ。材料成分各条で
規定す る ロー ターEと ガー ドFを とり付 ける。回転数 の切 り換 えつ まみ Aを 各条 で規 定す る回転数
に設 定す る。試料溶液 を入れた容器 中に Eを 静 かに入れ 、試料溶液 の液面を液浸 マ ー ク Dに 一 致 さ
せ る。スイ ッチを入れ 、Eを 回転 させ る と指針 Bは 0よ り動 き始 める。Bが 安定す るか、あるい は、
一 定時間経過 した後
、回転 を止 め、Bの 示す 目盛 り Cを 読む。 この指示値 に、使用 した Eの 種類及
び回転 数 によって定まる換算定数 (例えば表 2)を 乗 じて 、試料 の粘度 を算出す る。
例 えば、各条で、1500∼2500(2号 、 12回 転、30秒 )ミ リパ スカル 秒 (mPaos)と 規定 した も
のは 、2号 ロー ター を用 い、 1分 間 12回 転 で 30秒 後 の粘度 が 1500∼2500ミ リパ ス カル 秒 (mPa,
s)で あることを示 す。ま た 、各条 で 30000∼40000(4号 、12回 転 、安定)ミ リパ ス カル 秒 (mPa・
s)と 規定 した ものは、4号 ロー ター を用 い 、1分 問 12回 転 で指針 の 目盛 り示度 が安定 した ときの粘
度 が 30000∼40000ミ リパ スカル秒 (mPa・s)で あることを示す。
図 5 回 転粘度計
A:回 転数切 り換 えつ まみ、B:指 針 、C:目 盛、D:液 浸 マ ー ク、E:ロ ー ター 、F:ガ ー ド
表 2 換 算 定数 表
回転数
60
30
0 . 1
0 , 2
0 . 5
1号
1
2
5
10
2号
5
10
25
50
3号
20
40
100
200
4号
100
200
500
1000
12
6
ロー ター の 種類
ア ダプ ター
‐22‐
1_0
17.pH測
定法
pHは 、水溶液 中 の 水素 イ オ ン濃 度 の値 に活 動 度係 数 を乗 じた 値 、す なわ ち水 素 イ オ ン活量 の 逆数
の 常用対数 で定 義 され 、実用 的 には 、試 料溶液 中 の 水 素 イ オ ン濃 度 の 尺度 と して用 い られ る。
試 料溶液 の pHは 、標 準溶液 の pH(pHs)と
関連 づ けて次 の 式 で表 され 、ガ ラ ス 電極 を用 い て pH
計 に よ り測定 され る。
ど 一Es
pH=pHs十
pHsipH標
2.3026沢 r/F
準液 の pH
ゴ :試 料溶液 中 で ガ ラ ス 電極 と参 照電極 を組 み合 わせ た電池 の 起 電 力 (V)で 、電池 の 構 成
は次 に示 され る。
ガ ラ ス電極 1試 料 溶液 1参 照電極
ユデ:pH標 準液 中 で ガ ラ ス 電極 と参 照電極 を組 み合 わせ た電池 の 起電 力 (V)で 、電 池 の構
成 は次 に示 され る。
ガ ラ ス電極 lpH溶 液 1参 照電極
Л :気 体 定数
T:熱 力学 的温度
ゴ :フ ァラデ ー 定数
式 中 の 23026況 7ダ は 、単位 pHあ た りの起電 力 (V)の 大 き さを表 し、表 1に 示す よ うな温度依
存性 があ る。
表 1 起 電力 の 温度 依 存性
液温 (℃) 23026妃
0.05519
0,05717
20
0.05817
25
005916
30
0.06015
006313
0.06412
５ ０
５ ６
15
0,06213
０
５
0.05618
５
４
10
7ダ (R‐
l
006114
０
４
5
7ダ (b/1
５
３
液温 (℃) 2,3026況
0.06511
0,06610
p H 標 準液
p H 標 準液 は p H の 基準 として用 い る。 p H 標 準液 の調製 に用 い る水 は、精 製水 を蒸留 し、留液 を
1 5 分 間以上煮沸 した後 、二酸化炭素吸収管 ( ソー ダ石灰) を 付 けて冷却す る。表 2 に 示す 6 種 類 の
p H 標 準液 を定めるが、それぞれ の p H 標 準液 は、規定 された方法 に よ り調製す る。
これ らの p H 標 準液 は、硬 質 ガラス瓶又 はポ リエ チ レン瓶 中 に密 閉 して保存す る。なお、塩基性の
p H 標 準液 の保存には、二酸化炭素吸収管 を付 けて の保存が有効で ある。 また、長期間 の保存 に よっ
て p H 値 が変化す ることがあるので 、調製後長期 にわた るものは新 た に調製 した もの と比較 して 、
一
p H 値 が 同 であるこ とを確認 してか ら使用す る必要がある。
( 1 ) シュ ウ酸塩 p H 標 準液 p H 測 定用 ニ シュ ウ駿 三 水素 カ リウムニ 水和物 を粉末 とし、デ シケー タ
ー ( シリカゲル) で乾燥 した 後、そ の 1 2 , 7 1 g ( 0 _ 0 5 m o l )正
を確 に埜 り、水 に溶 か して正確 に 1 0 0 0 m L
-23‐
とす る。
( 2 ) フタル 酸塩 p H 標 準液 p H 測
定用 フタル 酸水素カ リウム を粉末 とし、1 1 0 ℃で恒量 になるまで乾
2 1 g ( 0 . 0 5 m 0 1 ) を 正確 に量 り、水 に溶 か して正確 に 1 0 0 0 m L と す る。
燥 し、そ の 1 0 。
( 3 ) リン酸塩 p H 標 準液 p H 演 1 定用 リン酸 二水素カ リウム及び p H 測 定用 リン酸水素 ニナ トリウム
を粉末 とし、1 1 0 ℃で恒量になるまで乾燥 し、 リン酸 二水素カ リウム 3 . 4 0 g ( 0 . 0 2 5 m o l ) 及び リン
酸水素 ニ ナ トリウム 3 _ 5 5 g ( 0 . 0 2 5 m o l ) を 正確 に量 り、水 に溶 か して正確 に 1 0 0 0 m L と す る。
( 4 ) ホウ酸塩 p H 標 準液 p H 測 定用 四ホ ウ駿ナ トリウム十水和物 をデ シ ケー ター ( 臭化ナ トリウム
飽和溶液) 中 に放置 し、恒量 とした後、そ の 3 8 1 g ( 0 . 0 1 m 0 1 ) を 正 確 に量 り、水 に溶 か して正確
に 1 0 0 0 m L と す る。
( 5 ) 炭酸塩 p H 標 準液 p H 測
定用炭酸水素ナ トリウム をデ シ ケー ター ( シリカゲル ) で 恒量 になる
まで乾燥 した もの 2 . 1 0 g ( 0 , 0 2 5 m o l ) 及 び p H 測 定用炭酸ナ トリウム を 3 0 0 ∼5 0 0 ℃で恒量 になる
まで乾燥 した もの 2 . 6 5 g ( 0 0 2 5 m o l ) を正確 に量 り、水 に溶 か して正確 に 1 0 0 0 m L と す る。
( 6 ) 水酸化 カル シ ウム p H 標 準液 p H 沢 J 定用水酸化 カル シ ウム を粉末 とし、そ の 5 g を フ ラス コに と
り, 水 1 0 0 0 m L を 加 え、よく振 り混ぜ 、2 3 ∼2 7 ℃ とし、十分 に飽和 した後、そ の温度 で上 澄液 を
ろ過 し、澄明なろ液 ( 約 0 , 0 2 m o 1 / L ) を用 い る。
これ らの p H 標 準液 の容温度 にお ける p H 値 を表 2 に 示す。この表 にな い温度 の p H 値 は表 の値 か
ら内挿法によ り求める。
表 2 6種
の p H 標 準液 の p H の 温度 依 存性
温度
シュ ウ酸塩
フタル 酸塩
リン酸塩
ホ ウ酸塩
炭 酸塩
水 酸化 カル シ ウム
( ℃)
p H 標 準液
p H 標 準液
pH標 準液
p H 標 準液
p H 標 準液
p H 標 準液
0
1.67
4.01
6.98
9,46
10.32
13.43
5
1,67
4.01
6.95
939
10_25
1321
10
1.67
4,00
6.92
9,33
10_18
13_00
15
1,67
4.00
6_90
9.27
1012
12.81
20
1.68
400
6.88
922
10.07
12.63
25
1_68
4.01
6.86
9_18
10.02
12.45
30
1,69
4.01
6.85
9 1 4
9_97
12_30
35
169
4,02
6.84
9,10
9,93
12.14
40
1.70
4.03
684
9.07
11,99
50
1_71
4.06
683
901
11.70
60
1,73
4.10
6.84
896
1145
装 置
p H 計 は、通例 、ガラス電極及び、参照電極か らな る検 出部、検 出 され た起電力 を増幅す る増幅部
及び測定結果 を表示す る指示部か らなる。指示部 には、ゼ ロ校 正用つ まみ及び スパ ン ( 感度) 校 正
用つ まみがある。そ の他 、装置 に よつては温度補償用 つ まみな どを備 えた ものが ある。
一
次 の操作法 に従 い 、
任意 の 種類 の p H 標 準液 の P H を 毎回検 出部 を水で よく洗 った後、
p H 計 は、
5 回 繰 り返 し測定す るとき、指示値 の再現性 が ±0 . 0 5 p H 単 位 以内 の もの を用 い る。
24‐
操 作 法
ガ ラ ス電極 は、あ らか じめ水 に数 時 間以 上 浸 してお く。p H 計 に電源 を入 れ 、装 置 が 安 定 した こ と
を確認 した 後 、使 用す る。 検 出部 を よ く水 で 洗 い 、付 着 した水 は ろ紙 な どで軽 くふ き とる。
p H 計 の校 正 は、二種 類 の p H 標 準液 を用 い て 、通例 、次 の よ うに行 う。 電極 を リン酸塩 p H 標 準
液 に 浸 し、 ゼ ロ校 正用 つ まみ を用 い て表 に掲 げた p H に 一 致 させ る。 次 に 、予想 され る試 料溶液 の
p H 値 を挟む よ うな p H れ とを もつ p H 標 準液 を第 二の標準液 として、同様 の条件 でその p H を 測定す
る。得 られた p H が 表 に掲 げた p H に 一致 しない とき、スパ ン校 正用つ まみ を用 い て 、規定 の p H に
一致 させ る。 二つの
p H 標 準液 の p H が 、調整操作な しに規定 された p H に 、 ±0 . 0 5 p H 単位以内 で
一致す るまで同様 の操作 を繰 り返す なお、温度補償用 つ まみが ある装 を用 い る場合
。
、 目盛値 を
置
p H 標 準液 の温度 に合 わせた後、校 正 を行 う。
なお、自動化 された装置 にお いて 、以 上の操作 を自動的 に行 う機能 を有 してい る場合 、二つの p H
標 準液 の p H が 、規定 された p H に ±0 , 0 5 p H 単位 以内 で一 致す ることを定期的 に確認す る必要 があ
る。
装置 の校 正 が終了 した後 、検 出部 をよく水で洗 い 、付着 した水 はろ紙 な どで軽 くふ き とる。検 出
部 を試料溶液 に浸 し、安定 な指示値 を与 えて い ることを確認 した後 、そ の値 を読み とる。淑J 定にあ
た り、必要 な らば、試料溶液 を緩やかにかき混ぜ ることがで きる。
なお、
試料溶液 の温度 は、
校 正 に用 い た p H 標 準液 の温度 と等 しくさせ る必要が ある ( ±2 ℃以内) 。
また、試料溶液 がアルカ リ性である とき、必要 な らば、測定用 の容器 はふた付 きの もの を用 い 、窒
素な どの不活性 ガ ス気流 中 で測定 を行 う。 また、p H l l 以 上で 、アル カ リ金属イオ ン を含む液 は誤差
が大 きいので 、アルカ リ誤差 の少 ない電極 を用 い 、更に必要な補 正 をす る。
注意 : p H 計 の構造及び操作法 の細部 はそれぞれの p H 計 によって異 な る。
18,比
重及び密度測定法
密度 ρ ( g / m L 又 は g / c m 3 ) と は物質 の単位体積 あた りの質量 であ り、比重 ど とは、ある体 積 を
有す る物質 の質量 とそれ と等体積 の標準物質 の質量 との比であ り、相対密度 ともい う。
比重 冴1 1 とは、試料 と水 ( H 2 0 ) と のそれぞれ温度 / ℃ 及び 歩℃ にお け る等体積 の質量 の比 をい
う。 別に規定す るもののほか 、比重は 冴r O の値 とす る。
第 1 法 比 重瓶 による測定法
( 1 ) 液 体試料 の場合
比重瓶 は 、通例、内容 1 0 ∼1 0 0 m L の ガラス製容器 で 、温度計付 き のす り合 わせ の栓 と標繰及びす
り合わせ のふ た の あ る側管 とがある。 あ らか じめ清浄 に し、乾燥 した比重瓶 の質量 ″ を量 る。次 に
栓及び ふた を除 き、試料 を満た して規定温度 / ℃ よ り 1 ∼3 ℃低 くし、泡 が残 らな い よ うに注意 し
て栓 をす る。徐 々 に温度 を上げ、温度計が規定温度 を示 した とき、標線 の上 部 の試料 を側 管 か ら除
き、側管にふたを し、外部 をよくふ いた後、質 量 隆 を量 る. 同 じ比 重瓶 で水 を用 い て同様 に操作 し、
そ の規定温度 渉℃ にお ける質量 ″物を量 り、次 の式 よ り比重 ブ1 1 を求 める。
イ= 梧
‐2 5 ‐
また 、試料及び水 に対す る測定 を同一温度で行 うとき ( / = 渉 ) 、温度 / ℃ にお ける試料 の密度 ρす
を表 1 に 示 した温度 渉℃ における水 の密度 ρみ及び測定 された比重 ブ￨ 「
を用 い て 、次 の式 に よ り計 算
する こ とがで きる。
ρ, = ρ
″冴
￨!
表1 水の密度 (ρ
わ)
温度℃ 密 度 g/mL
品度 ℃ 密 度 g/mL
温度℃ 密 度 g/mL
0
0.99984
10
1
0.99990
11
2
0,99994
12
0,99950
22
3
0_99996
13
0_99938
23
4
0_99997
14
0,99924
24
5
0.99996
15
6
0_99994
16
7
0,99990
8
9
10
0,99970
20
0_99961
0,99820
21
0.99910
度℃
密 度 g/mI」
30
0.99565
31
0,99534
0.99777
32
0,99503
0.99754
33
0_99470
34
099487
0_99799
0_99730
25
099704
35
0,99403
0,99894
26
0.99678
36
0_99368
17
0.99877
27
0,99651
37
099333
0,99985
18
0.99860
28
0。 99623
88
0_99297
0.99978
19
0,99841
29
0.99594
39
0,99259
20
0.99820
30
0.99565
40
099222
0,99970
( 2 ) 団 体試料 の場合
固体試料 の測定ができる比重瓶 を用 い る。試料 は測定で きる大 きさに砕 い た もの を用 い る。粉末、
顆粒 、ペ レッ ト又は フ レー ク状の もので測定で きる大 き さの場合 は、そのままの形 で試料 とす る。
あ らか じめ清浄 に し、乾燥 した比重瓶 の質量 〃 を 1 , O m g の 桁 まで量 る。適 量 の試料 を比重瓶 に採
り、質量 脇 を量 る。次に、規定温度 / よ り 1 ∼3 ℃低 い温度 に調節 した浸せ き液 を入れ て 、試料 を
浸 し、デ ンケー ター に入れ て真空 に して、試 料 か ら完全 に空気 を抜 き出す。 常圧 に戻 した比重 瓶 を
浸せ き液 で満 た した後 、恒温水槽 に入れ て 、規定温度 / に す る。次に、比重瓶 の容量限界まで正確
に浸せ き液で満 た し、付着液 をよくふ き取 つた後 、質量 彫珍を量 る。比重瓶 を空 に して清拭 した後 、
一度沸騰 させ た蒸留水 で満 た し、前記 と同様 に脱気 し、規定温度 / に お ける質量 予
, チを測定す る。
浸せ き液 に水 を用 いた場合、試料 の比 重 冴, ( / 二
冴
r=
渉) は 次 の式 によ り計算す るこ とがで きる。
ア
ン
ン
モー ン
ン
(巧ルー″リー(4-4)
ろを測定 し、
水以外 の浸 せ き液 を用 い る場合 には、そ の浸せ き液 で 同様 の操作を繰 り返 し、質量 ″ケ
下記 の計算式 で浸せ き液 の密度 ρ比を計算す る。
ρ
々 =霧
×/オ
,
ρみ : 規 定温度 渉にお ける水 の密度 ( g / c m 3 ) ( 表 1 参 照)
試料 の密度 ρすは、次 の式 によ り計算す る ことがで きる。
‐26-
/フ
タ
(巧―″)Xρ比
(レ
0-(比 ―巧)
ると一″
/≠ どの とき試料 の比重 冴￨は 、表 1 の 渉にお ける水 の密度 ρ″を用 い て次 の式 に よ り計 算す る こと
がで きる。
=芽
イ
浸せ き液 試 料 よ り比重が小 さく、試 料に対 し、溶解、膨潤、反応な どの相 互作用 の ない密度 が既
知の液体。通常は、新 しい蒸留水 、精製鉱油な どを用 い る。気泡を除 くため 0 , 1 % 以下の湿潤剤を添
加す ることもある。
第 2 法 シ ュプ レンゲル ' オ ス トワル ドピクノメー ター による測定法
シュプ レンゲル ・オ ス トワル ドピクノメー ター は、通例 , 内 容 1 ∼1 0 m L の ガラ ス製容器 で 、図
1 の よ うに両端 は肉厚細管 ( 内径 1 ∼1 . 5 m l n 、外径 3 ∼4 m m ) と な ってお り、一 方 の細管 A に は標
線 C が ある。あ らか じめ清浄 に し、乾燥 した ピクノメー ター を白金又はアル ミニ ウムな どの線 D で
化学 はか りの腕 のか ぎにか けて質量 1 7 を量 る。次 に規定温 度 よ り 3 ∼5 ℃低 い試料 中に細管 B を 浸
す。 A に は ゴム管又はす り合わせ の細管 を付 け、泡が入 らな い よ うに注意 し、試料 を C の 上まで吸
い上 げる。 次に規定温度 / ℃ の水浴 中に約 1 5 分 間浸 した後、B の 端 にろ紙片 を当て、試料 の先端
を C に 一致 させ る。水浴 か ら取 り出 し、外部 を よくふ い た後、質量 r T / 7 を
量 る。 同 じピク ノメー タ
ー で水 を用 い て同様 に操作 し、その規定温度 け℃ にお ける質量 ″レ
7 を 量 る。次 の式 によ り比重 冴1 1 を
計算す る。
イ= 幣
酸 字 はm m を 示 す)
図 1 シ ュプ レン グ ル ・オ ス トワル ドピ ク ノ メー タ ー
また 、試 料 及 び水 に対す る涙」
定 を同 一 温 度 で行 うとき ( プ = 渉 ) 、温度 / ℃
にお け る試 料 の密 度
ρすを、表 1 に 示 した温 度 渉℃ にお け る水 の密 度 ρみ及 び 測 定 され た比 重 冴1 1 を用 い て 、次 の 式 に よ り
を計 算す る こ とがで きる。
ρ, こρ
″冴
li
‐2 7 -
第 3 法 振 動式密 度計 による測定法
振動式密度計に よる密度 の測定は、液体又は気体試料 を含 むセルの 固有振動周期 T ( s ) を 測定す
ることによ り、試 料 の密度 を求 める方法である。密度 を測定 しよ うとす る液体又は気体 を導入 され
た試 料 セル に振動 を与 えるとき、試料 セル は試料 の質量 に依存 した 固有振動周期 をもつて振動す る。
試料 セルの振動す る部分 の体積 を一 定 とすれ ば 、そ の ときの 固有振動周期 の 2 乗 と試料 の密度 との
間 には直線関係 が成 立す る。
本法に よつて試 料 の密度 を測定す るためには、あ らか じめ、規定温度 / ℃ にお いて 2 種 類 の標 準
︼
輌
毎
一
物質 ( 密度 鳥 1 、 / る2 ) に つ き、それぞれ の 固有振動周期 殆r 及 び ? し を測 定 し、試 料 セル 定数
る (g.cm 3s2)を
次式 よ り定めてお く必要がある。
〓
Ｋ
通例、標 準物質 として水及び 乾燥空気 が用い られ る。温度 / ℃ にお ける水 の密度 ρ品 は表 1 よ り
求め、乾燥空気 の密度 βさ
2 は 次式 よ り計算す る。 ただ し、乾燥空気 の気圧 を ルk P a と す る。
・
0°
1 2 9 3 2 x { 2 7 3 . 1 5 / ( 2) 7)l3×
P./1150+1ど
,325)
ρ
r2=°
次 に セル 定数 が 定 め られ た試 料 セル に試 料 を導入 し、同様 に して試 料 の 固有振動周期 み を測 定す
れ ば、先 に求 めた標 準物 質 の 固有振 動周期 殆 F 及び規 定温度 プ ℃ にお け る水 の 密 度 ρご1 を 用 い 、次
武 よ り試料 の密度 ρl を 求 め る こ とがで き る。
一靖)
ρダ= ρ
& 十る( 干
温度 渉℃ の 水 に対す る試料 の比 重 冴1 1 は、表 1 に 示 した温度 渉℃ の 水 の 密 度 ρみを用 い て 次 式 よ り
冴1 1 =
ガあ
求 め られ る。
装 置
一
振動式密度計は、通例、内容積約 l m L の 管状 でその 端 を固定 したガラス製 の試料 セル 、試料 セ
ル に初期振動 を与 える発振器 、固有振動周期 の検 出部お よび温度 調節部 か ら構成 され る。
振動式密度計 の試料 セル室周 辺 の構造 を図 2 に 示す 。
試料 セ!け
恒温水
図 2 振 動式密度計
28
操 作 法
試料セル と水及 び試 料 を測定 しよ うとす る温度 /℃ にあ らか じめ調整 してお く。試料 セル を水又
は適 当な溶 媒 を用 い て洗 浄 した後,乾 燥空気 を通気 して十分 に乾燥す る。乾燥空気 の 流れ を止 め
、
一 定温度 が
い
保持 されて ることを確認 した後 、乾燥空気 の与 える固有振動周期 殆クを測定す る。別 に
測定場所 の 大気圧 PkPaを 測定 してお く。次 に試 料 セル に水 を導入 し、水 の与 える固有振動周期 殆′
を測定す る.水 及び乾燥空気について これ らの値 を用 い て試 料 セル 定数 る ,を 定める。
次 に試 料 セル 中に試料 を導入 し、一 定温度 が保持 されて い ることを確認 した後 、試料 の 与 え る国
有振動周期 み を測定す る。水及び試 料 の 固有振動周期 、水 の密度 ρ品 及び試料 セル 定数 ん ′よ り、
試料 の密度 ρダを求める。また、必要があれ ば、温度 がCの 水 に対す る試 料 の比重 冴
￨'は、表 1に 示 し
の
た水 密度 ρみを用 い て計算 され る。
なお、試 料 セル 中に試料又は水 を導入 す る とき、気泡 が入 らな い よ う注意す る必要がある。
第 4法 浮 沈法 化 学繊維 及びプラスチ ック (粒状 、ペ レ ッ ト状 、 フ レー ク状等)試 料 の比 重測 定
に適用 す る。
(1)化 学繊維試料 の場合
繊維試料約 0.lgを と り、適切 な脱油液 (表2)約
20mLに 約 1時 間浸せ き して脱 油後 、風 乾 し、
かみそ りな どを用 いて 05∼ 1.Ommに 切断 した後、真空デ シケー ター (真空度 0_5kPa以 下)中 で絶
乾状態 にな るまで 乾燥 してか ら用 い る。調製 した比 重測定液約 8mLを 沈殿管 に入れ 、試料 を少埜投
入す る。沈殿 管 に栓 を して 、試料 をよく分散 させ 、遠心分離器 にかけて気泡 を除 い た後 、規 定温 度 /
±0.1℃の恒温水槽 中に浸せ き し、約 30分 間放 置す る。試料 の浮沈状態 を観察 し、そ の状態 に よって
比重測定 液 の重液 又は軽液 (表 3)を 適量添加 し、試料 が容器 内液 中で浮沈平衡 状態 にな るよ うに
液 の比重 を調整 す る。調整後更に 30分 問恒温水槽 中に放 置 し、試料 の浮沈平衡状態 を確認す る。確
認後、測定液 の 比重 を第 1∼ 3法 によって測定 し、試料 の比重 冴11とす る。
比重測定液 測 定繊維試料 に対す る重液 と軽 液 (表 3)の 適量 を添加 し、メ スシ リン ダー 中で混合
し、混合液 の比重 が測定試料 の比重の±0.02の 範囲内 に入 るよ うに調製す る。
表 2 化 学繊維 試 料 の 脱 油 に用 い る脱 油液
対象繊 維
脱 油液
ポ リエ ス テ ル
メ タ ノー ル
アセ テ ー ト
ジエ チル エ ー テル
ポ リプ ロ ピ レン
エ タ ノー ル
その他
エ タ ノー ル ・ベ ンゼ ン混 合液 ( 容量比 1 : 2 )
表 3 重 液 ・軽液
対象繊維
重液
軽液
ポ リプ ロピレン
水
エ タ ノー ル
ポ リエ ステル
パ ー ク ロロエ チ レン
n一 ヘ プ タ ン
そ の他
パ ー ク ロロエ テ レン
‐29‐
トル エ ン
(2)プ ラスチ ック (粒、ペ レ ッ ト、 フ レー ク等 の形状)試 料 の場合
250mLの メス シ リンダー に調製 した比重測定液 を正確 に 100mL入 れ 、規定温度 /± 01℃ の恒温
水槽 中 に浸 せ きす る。試料 の幾 つか をシ リン ダー に投入 し、気泡 がつか な い よ うに底 まで沈 める。
約 5分 間放 置 し、数回か くはん しなが ら、規 定温度 /ヤ こ安定 させ る。試料 の浮沈状態 を観祭 し、そ
の状態 によって比 重測定液の重液又 は軽液 を適量添加 し、試料 が容器 内液 中で浮沈平衡状態 になる
よ うに液 の比 重 を調整す る。調整後更に しば らく恒温 水槽 中 に放置 し、試料 の浮沈平衡 状態 を確認
す る。確認 後、測定液 の比 重 を第 1∼ 3法 に よって測定 し、試 料 の比 重 冴
￨'とす る。
比 重測 定液 試 料 に対 し、溶解 、膨潤 、反応 な どの相 互作用 のな い 、密度 の異 な った 2種 類 の相溶
性 の ある液体で 、新 し く蒸留 された もの をそれぞれ重液、軽液 とす る。重液 、軽液 の適 量 を混合 し、
混合液 の比重が試 料 の比 重 の±0.02の 範囲内 になるよ うに調製 した もの を測定開始時 の比重測定液
とす る。
第 5法 密 度 こ うばい管 を用いた測定法
固体試料 を液体 中に入れ た とき、団体 の密度 が液体 の密度 よ り、大 きけれ ば沈 降 し、小 さけれ ば
浮上 し、等 しけれ ば浮遊 静 止 す る。密度 こ うば い管法は、 この原理 を利用す る もので 、用 い る密度
こ うばい液 が 、試料 に対 tン
て、反応 、溶解 、8彰
潤 な どの作用 を及ぼ さな い場合 で 、試料 の体積 が 0.5cm3
以下程度 の試料 に適用で きる。
密度 こ うばい 管は、 Ir・
直に設置 した 目盛付 きガラス 円筒で、密度 の異 なる 2種 類 の液体 を、その
混合比 を連続的に変えなが ら注入す るこ とに よって調製す る。密度 こ うば い管 の 目盛 と密度 の 関係
は 、標 準 フ ロー トを用 い て校正 してお く。
装置
図 3に 示す。
a)ガ ラス 円筒 長 さ lm、 内径 4.5cmで 、少 な くとも 85cmの 長 さにわたって mm目
盛 、 10mm
お きの全周回線及び lcm、 2cm、 又は 5cmご との数値表示 をもち、その上部 にす り合わせ キャ ッ
プのついてい るものっ ただ し、十分 に 目的 を達す るこ とので きる場合 には 、異 な る寸法 のガ ラス
円筒 を使用 して もよい。
b)ガ ラ ス容器 同 一 直径 の もの 2個 、それぞれ約 2000mL又 は 1000mLの もの。
c)サ イホ ン 図 3に 示す もの。
30-