流動電位検出/イオン会合滴定法による陰イオン界面 活性剤の...

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BUNSEKI KAGAKU Vol. 46, No. 10, pp. 763-770 (1997) 763 流 動 電 位 検 出/イオ ン会合 滴 定 法 によ る陰 イ オ ン界 面 活性剤の迅速定量, 脇阪 達 司(R) *,大藤 幸*, 石 介**, 本 昌 二*** Rapid determination of anionic surfactants in an aqueous medium by the ion- association titration method coupled with a streaming potential detector Tatsushi WAKISAKA, Kazuyuki DAITO * , Shinsuke ISHIHARA ** and Shoji MOTOMIZU*** * Materials and Process Research Laboratories, Kao Corporation, 1334, Minato, Wakayama 640 ** K yushu Laboratory, Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., 1-2, Nakabarusinmachi, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka 804 ** *"Depa rtment of Chemistry, Faculty of Science, Okayama University, 3-1-1, Tsushimanaka, Okayama 700 (Received 4 April 1997, Accepted 9 June 1997) An ion-association titration method coupled with a streaming potential detector was de- veloped for the determination of anionic surfactants in a one-phase aqueous system. The titrant, benzethonium chloride (Hyamine) ion, was added to an anionic surfactant solu- tion. The potential then changed from negative to positive along with an increase in the added titrant. The end point was read from an inflection point of a diffrential curve. The usual samples were titrated within 10 min. Anionic surfactants at concentrations from 10-5•`10-3 mol dm-3 could be determined by the proposed method. The relative standard deviations of various anionic surfactants were 0.2•`0.6% . The proposed method was applied to the determination of various anionic surfactants and anionic sur- factants in commercial detergents. The results obtained for practical samples were in good agreement with those of the JIS titration method (Epton method). Keywords : determination of anionic surfactants; ion association titration; aqueous medium; streaming potential detector. 1 緒 陰 イ オ ン界 面 活 性 剤 の 定 量 法 と して は,分 相 滴 定 法 (Epton 法) がJIS 法1), ISO2) 等 で 広 く利 用 さ れ て い る.し か し,分 相 滴 定 法 は他 の滴 定 法 に比 べ分 析 に長 時 間 を 要 し,多 大 な労 力 及 び熟 練 が 要 求 され る.長 谷 川 ら は分 相 滴 定 法 の 自動 化 シス テ ム を 構 築 した3)~6). しか し,分 相 滴 定 法 は肝 臓 障 害 を引 き起 こす と言 わ れ る ク ロ ロ ホ ル ム を用 い な け れ ば な らな い とい う根 本 的 な 問題 点 もある. Motomizu らは, 非 イオン界面活性剤存在下での陽イ オ ン界 面 活 性 剤 と酸 性 染 料 の テ トラブ ロ モ フ ェ ノ ー ル フ * 花 王 (株) 素材 ・プ ロセ ス研 究 所: 640 和歌山県和歌 山市 湊 1334 ** 京都 電 子 工業 (株) 九 州 研究 所: 804 福岡県北九州市 戸畑 区 中原新 町 1-2 * ** 岡 山大学 理学部: 700 岡 山県 岡 山市 津 島中 3-1-1

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  • BUNSEKI KAGAKU Vol. 46, No. 10, pp. 763-770 (1997) 763

    報 文

    流動電位検出/イオン会合滴定法による陰イオン界面

    活性剤の迅速定量,

    脇 阪 達 司(R) *, 大藤 和 幸*, 石 原 進 介**, 本 水 昌 二***

    Rapid determination of anionic surfactants in an aqueous medium by the ion-

    association titration method coupled with a streaming potential detector

    Tatsushi WAKISAKA, Kazuyuki DAITO * , Shinsuke ISHIHARA ** and Shoji MOTOMIZU***

    *

    Materials and Process Research Laboratories, Kao Corporation, 1334, Minato, Wakayama 640 ** K

    yushu Laboratory, Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., 1-2, Nakabarusinmachi,

    Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka 804 ***"Depa

    rtment of Chemistry, Faculty of Science, Okayama University, 3-1-1, Tsushimanaka,

    Okayama 700

    (Received 4 April 1997, Accepted 9 June 1997)

    An ion-association titration method coupled with a streaming potential detector was de-

    veloped for the determination of anionic surfactants in a one-phase aqueous system. The

    titrant, benzethonium chloride (Hyamine) ion, was added to an anionic surfactant solu-

    tion. The potential then changed from negative to positive along with an increase in the

    added titrant. The end point was read from an inflection point of a diffrential curve.

    The usual samples were titrated within 10 min. Anionic surfactants at concentrations

    from 10-5•`10-3 mol dm-3 could be determined by the proposed method. The relative

    standard deviations of various anionic surfactants were 0.2•`0.6% . The proposed

    method was applied to the determination of various anionic surfactants and anionic sur-

    factants in commercial detergents. The results obtained for practical samples were in

    good agreement with those of the JIS titration method (Epton method).

    Keywords : determination of anionic surfactants; ion association titration; aqueous

    medium; streaming potential detector.

    1 緒 言

    陰 イオ ン界面活 性剤 の定量 法 と して は,分 相滴定 法

    (Epton 法) がJIS 法1), ISO2) 等 で広 く利 用 され てい

    る.し か し,分 相滴定法 は他 の滴定法 に比べ分析 に長 時

    間を要 し,多 大 な労力及 び熟練が要求 される.長 谷川 ら

    は分相滴 定法 の 自動化 シス テムを構築 した3)~6). しか

    し,分 相滴定法 は肝臓障害 を引 き起 こす と言われるクロ

    ロホルムを用 いなければな らないとい う根本 的な問題点

    もある.

    Motomizu らは, 非 イオ ン界面活性剤存在下 での陽イ

    オ ン界面活性剤 と酸性染料の テ トラブロモフェノールフ

    *花王 (株) 素材 ・プロセス研究所: 640 和歌山県和歌

    山市湊 1334* *

    京都電子工業 (株) 九州研究所: 804 福岡県北九州市

    戸畑区中原新町 1-2* * *

    岡山大学理学部: 700 岡山県岡山市津島中 3-1-1

  • 764 BUNSEKI KAGAKU Vol. 46 (1997)

    タ レインエチルエステルとの発色反応 を指示薬 と して利

    用す る水溶液一相系 での光度滴定法 を考案 し,各 種陰 イ

    オン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤 の定量 の可能性

    につ いて報告 した7)~11). これ らの方 法 は既存 の装置 を

    用 いて測定で きる簡便 な自動化滴定法 であるが,親 水性

    の高 い陰 イオ ン界面活性剤 や,一 部 の陽 イオン界面活性

    剤 で はJlS 法 (Epton法) と定量 値 が一 致 しない もの

    もあ り,JIs法 をすべて代替 する ことは困難 であった.

    滴定剤 として高分子 多価 イオンを用 い,各 種指示薬 を

    用 いたコロイ ド滴定法 はポ リマ ー,電 解質等幅広 い分野

    で応 用 されてお り12),界 面活性 剤へ の応用 も報告 され

    て いるが13)14),JIS 法との定量 値の一致 はあま りよ くな

    い。又,コ ロイ ドや ミセルは電荷 を持つ粒子 で,溶 液 と

    の相対的な運動か ら電気浸透,電 気泳動及 び流動電位 な

    どの界面動 電現象 が起 こる15).そ の中で流 動電位 を終

    点検 出に用 いる コロイ ド滴定法 が開発 されている16 )17 ).

    しか し,従 来か ら報告 されている流動電位検 出器 は, 操

    作性が よくないため実用化 の例 は少 ない.一 方,石 原 ら

    が操作 性 の優 れ た流 動電位検 出器 を開発 し18),高 分子

    電解質の測定 に応用 し,実 用的 な手法 であることを報告

    した19).

    本研究で は,こ の新 しい流動電位検 出器 を用 い, 滴定

    剤 として高分子 多価 イオンの代 わ りに低分子一価 イオン

    を用い たイオ ン会合滴定法 による,水 溶液一相系 での陰

    イオ ン界面活性剤 の定量法 の基礎検討 を行 い,更 に陰イ

    オン界面活性剤 の実 際試料へ の応用 の検討 を行 ったので

    報告す る.

    2 実 験

    2・1 試 薬

    滴定液: 塩化 ベ ンゼ トニ ウム{ベ ンジルジ メチル-2-

    〔2-p (1,1,3,3一テ トラメ チル ブ チ ル)フ ェ ノ キ シ-エ トキ

    シ〕-エチルア ンモニ ウム クロ リ ド,ハ イア ミンと略記,

    米国Rohmand Hass 製,ハ イア ミン1622}溶 液 は, ハ

    イア ミン4.480gを 精 ひょう し,水 に溶解 し,貯 蔵原液

    と した (1× 10-2M). 使用 に際 して各 々一定量 を水で

    正確 に希釈 して用 いた.

    陰 イオ ン界面 活性剤溶 液:ラ ウ リル硫酸 ナ トリウム

    (LS と略記,和 光純薬),ド デシルベ ンゼ ンスルホ ン酸

    ナ トリウム (DBS と略記,和 光純 薬,ABS 測 定用),

    ジオ クチルスルポコハ ク酸 ナ トリウム (SSS と略記, 関

    東化学)ド デカンスルホ ン酸ナ トリウム (DS と略記,

    東京化成)を 減圧下,50℃ で恒 量値 を得 るまで乾 燥 し

    た後,必 要量 を正確 に量 り取 り,水 に溶か した.使 用 に

    際 して,水 で正確 に希釈 して用 いた.

    実 際試 料: 陰 イオ ン界面 活性剤 は市販 の各種製 品 を

    用 いた。

    2・2 装 置

    新 しい流 動 電位 検 出器(京 都電 子 工 業製 PCD-500

    型)を,同 社 製 自動 滴定装置AT-31(り 型(オ ー トサ ン

    プラー付 き)に 接続 し用いた.流 動電位検 出器及 び装置

    の構成 図をFig.1に 示 した.こ の流動電位検 出器 は10

    mmφ × 50mm の大 き さで,PTFE製 シ リン ダー及 び

    ピス トンか ら構成 されてお り,ピ ス トンが上下 に一定速

    度(速 度可変)で 動き,ピ ス トンに装着 されている金電

    極間の電位 を滴定装置本体で検 出できる ようになってい

    る.又,オ ー トサ ンプラーに も簡単 に接続 でき,か つエ

    タノールでの検 出器 の洗浄 も容易 で,連 続 自動滴定が可

    能で ある.

    2・3 標 準操作 法

    イオン会合滴定法:50m1ビ ー カー に陰 イオン界面活

    性剤 を含 む試 料水 溶液20mlを 採 り,陽 イオ ン界 面活

    性剤 と してハ イ ア ミンの 5 ×10-3M 水溶 液 で滴定 す

    る。本研究で は,終 点の決定 は装置 内蔵 の微分滴定曲線

    の変曲点 より求めた。

    Epton法: JISK 3362 1) を採用 した.

    3 結 果 及 び考 察

    3・1 イオン会合滴定 の原理及び滴定 曲線

    流動電位 を終 点検 出に用 いる コロイ ド滴定法 は自動滴

    定可 能な手法 と して既 に報告 されて いる16)17). この手

    法 は試料 を満た した シリンダー内で,一 定速度で ピス ト

    ンを上下 に運動 させて液体 の層流 を作 り,シ リンダー と

    Fig. 1 A schematic diagram of ion-association

    titration system with electrochemical cell for a

    streaming potential detector

    a: PTFE piston; b: PTFE cylinder; c: Au elec-

    trode; d: motor

  • 報 文 脇阪, 大藤, 石原, 本水: 流動電位検出/イオン会合滴定法による陰イオ ン界面活性剤の迅速定量 765

    ピス トンとの表 面 に吸着 した荷電粒 子 に よ り,シ リン

    ダー内の電極 間に電位差 が生 じることを利用 したもので

    ある.今 回 は,新 しく開発 され た流 動電位 検出器 を用

    い,コ ロ イ ド滴定剤 の代 わ りに低分子一価 イオンを用 い

    ることに より,陰 イオン界面活性剤定量 の可能性 を検討

    した.陰 イオン界面活性剤(LS)を 含 む試料水溶液 を,

    滴定剤 として一価 陽イオン界面活性剤 のハ イア ミンで滴

    定 した.滴 定 曲線 をFig.2,Aに 示 した. Fig. 2 (a) の

    モデル図の ように,滴 定前 の段階 では陰 イオン界面活性

    剤 は流動電位検出器 の シリンダー及 び ピス トンの PTFB

    表面 に親油基が吸着 し,表 面 が陰イオ ン基 とな り金電極

    間の流動電位が負 を示 す.次 に陽イオン界面活性剤 で滴

    定 してい くと,陽 イオ ン界面活性剤 と陰 イオン界面活性

    剤 は反 応 し,電 荷 が 中和 され た イ オ ン会 合 体 と な る

    (b),更 に加 え ると,陽 イオ ン界面活性剤 が吸着 し徐 々

    に電位が正側 に移行 し,最 終 的にFi呂.2(c)の モ デル図

    の ように表 面が陽イオ ン基 とな り正 の電位 を示 す.微 分

    曲線 を Fig. 2, B に示 したが,滴 定終点 は電位 の変極点

    (○印) で あ り,電 位 はほ ぼゼ ロ近傍 でPTFE表 面 は

    Fig. 2 (b) のモデル図の ように考 え られ る.又,滴 定終

    了後 は吸着 した陰イオ ン,陽 イオ ンのイオ ン会合体 を除

    去す るために,エ タ ノールで自動洗浄 を行 った.電 極の

    洗浄 により,長 期 間の連続測定 においてもなん ら問題 は

    認 められなかった.

    3・2 流動電位検 出条件 の最適化

    流 動電 位 は式(1)17) で示 した ように,各 条件 の影響

    を受 けると考 え られるため,そ の最適条件 について検討

    した.

    (1)

    E: 流動 電 位, ζ: ゼー タ電 位, ε: 液 体 の誘 電率, P:

    液体 を流動 させ る圧力, η: 液体 の粘性 係数, λ: 液体

    の比伝導度

    実際 の系 で式(1) の流動電位 検出 に影響 す ると考 え

    られ る因子 として,流 動電位検 出器 のセル とピス トンと

    の間隔等の装置 的製作精度,流 量 に影響す るピス トンの

    回転数(ピ ス トンの上下 の往復数/分)の 影響等がある.

    ピス トン速度 の影響:ピ ス トンの速 度 {式(1)の P}

    のEに 対 する影響 につ いて検討 した.そ の結果 をFig.

    3 に示 した.式(1)か ら考 え られ るように,ピ ス トン

    の速度 が高 い ほど流動電位 は大 き く,電 位 の S/N も高

    いことが分 か った.し か し,長 期的 な安 定性 も考慮 し

    て,ピ ス トンの速 度 を300回 転/分 (電位, 700 mV)

    として以下の実験 で使用 した.し か し,実 際の流動 電位

    検出器 に機 差 もあるため,ピ ス トン速度 を一定 にして も

    流動電位が必ず しも同一 とはな らないことか ら,現 実的

    には流 動電 位が700mVを 示 す ように,ピ ス ト'ン速 度

    を調節 して実用する ことと した.

    溶液 の粘度 の影響:溶 液 の粘度{式(1)の η} の E

    Fig. 2 Titration curve of anionic surfactant for the

    ion-association titration method with a streaming

    potential detector

    A: potential couve ; B: differential curve. Circle

    indicates end-point. Titrant: 5 •~ 10 3 M Hyamine;

    Sample: 20 ml of 2 •~ 10 3 M LS

    Fig. 3 Effect of rotation of piston on the potential

    for a streaming potential detector

    Titrant : 5•~ 10-3 M Hyamine; Sample: 20 ml of

    2 •~10-3 M LS

  • 766 BUNSEKI KAGAKU Vol. 46 (1997)

    に対 する影 響につ いて,グ リセ リンを添加 した グリセ リ

    ン水溶液 系で検討 し,そ の結果 を Fig. 4 に示 した. 粘

    度の影響 は式(1)か らも分か る ように,溶 液 の粘度 が

    高 くなるほど流動電位 は小 さくな ることが分か った. し

    か し,そ の場合 でも,滴 定の終点の位置 にはなん ら影響

    な く,回 収実験の結果 はいずれもほぼ100%で あった.

    実 際試料 に適用 する場合の粘度 を考える と,粘 度の流動

    電位 に及 ぼす影響 は少な くほとん ど問題 とな らない こと

    が分 かった.

    3・3 共存成分の影響

    流 動電位検 出 に影 響す る と考 え られ る因子 と して溶

    媒,塩 及 び非 イオン界面活性 剤について,こ れ らの影響

    を検討 した。

    有機溶媒 の影響:流 動電位検出 を用 いるイオ ン会合滴

    定法 で は,検 出器のPTFE表 面へ のイオ ン性 界面活性

    剤 の吸着現象 を利用 しているため,有 機溶媒 は界面活性

    剤 の吸着 を阻害す ると考え られる。典型 的な有機溶媒 と

    してエ タノールの影響について検討 した.そ の結果, エ

    タノール の添加量 とともに流動電位 は予想 どお り小 さ く

    な り (水溶 液: 電位約 706 mV, エ タノール 10% 水溶

    液: 電位 約500mV,エ タノール20%水 溶液: 電位 約

    300 mV), 影 響 は大 きい ことが分 か った.し か もエ タ

    ノー ル含有 量10%ま では回収実験 の結 果が ほぼ 100 %

    で あるの に対 して,20%で は回収実験の結果が 95% と

    低 くなることが分 か り,エ タノール含有量 は 10% まで

    は定量 を妨害 しない ことが分 かった,

    塩 の影響:塩 の種 類及 び濃度 の影 響 について検 討 し

    た。 Fig. 5に は,一 価 イオンのNa+(NaCl) 添加系Ls

    及 び二価 イオ ンの Ca2+ (CaCl2) 添 加系 LS の滴定曲線

    を示 した.流 動電位の大 きさに対す る塩の影響 はほとん

    どないが,塩 濃度が高 くな るほど,又 一価 イオンよりも

    二価 イオンの ほうが流動電位の ノイズが大き くな り, 再

    現性 に影響す ることが認め られた.し か し,一 価 イオ ン

    の場合 は0.1Mま で,二 価 イオ ンの場合 は0.01 M まで

    共存 して も再現 性よく定量 可能である ことが分か った.

    非 イオン界面活性剤 の影響:非 イオン界面活性剤の影

    響 につ いて検討 した.非 イオ ン界面活性剤 と して,ポ リ

    オキ シエチ レンオクチ ル フェニ ルエー テル (平均 EO

    付加モル数,10 モル),ポ リオキ シエチ レンス テアリル

    エ ーテル (平均EO付 加 モル数20モ ル)及 びポ リオ

    キ シエ チ レン ソル ビタ ンラウ リル エー テル (平均 EO

    付加 モル数,,20モ ル)を 用い,濃 度0.02~0.1Mの 範

    囲で それ らの影響について検討 した.そ の結果,各 非 イ

    オン界 面活性剤 とも濃 度0.1M以 下 では,回 収実験 の

    結果 が ほぼ100%で あ り,再 現性 も良好 で あった. し

    か し,濃 度1Mと な ると回 収実 験 の結 果 が 90~ 95%

    となり測定 に影響する ことが分 かった.

    3.4 検 量線 の作成及び再現性

    滴定剤 としてハイア ミンを用 い, 陰 イオン界面活性剤

    のLSの 標準溶液 を,標 準滴定操作 に従 って滴定 し, 検

    量線 を作成 した.得 られた検量線 に関す る結果 をTable

    Fig. 4 Effect of viscosity on the potential for a

    streaming potential detector

    Titrant: 5•~ 10 - 3 M Hyamine; Sample: 20 ml of

    2 •~10-3 M LS

    Fig. 5 Effect of salt concentrations on the titration

    courves of anionic surfactant for ion-association

    titration method with a streaming potential detector

    Titrant : 5•~ 10-3 M Hyamine; Sample: 20 ml of

    2.5X 10 -3 M LS

  • 報 文 脇阪, 大藤, 石原, 本水: 流動電位検出/イオン会合滴定法による陰イオ ン界面活性剤の迅速定量 767

    1 に示す.得 られ た検量線 の再現性及 び直線、性 は良好で

    あった.な お,本 滴定法 による陰 イオ ン界面活性剤の定

    量範 囲は10-5~10-3M で あった. 又, 2× 10-3 M LS

    に対す る相対標 準偏差(測 定回数 n=10) は 0, 3% とな

    り,か な り精度 よく測定で きる ことが分 かった.

    3・5 実際試料分析 への応用

    本滴定法 を種 々の陰 イオ シ界 面活性剤,市 販洗剤中の

    陰 イオ ン界面活性剤 の定量 に応用 した.標 準的な陰 イオ

    ン界面活性剤(ア ルキル基 の構造 が表示 されている陰 イ

    オ ン界 面活性剤)に つ いて本滴 定法及 びJIS 法 によ り

    定量 した結 果 をTable2に, 滴定曲線 をFig. 6 に示 し

    た.両 者 の定量値 は非常 に良 い一致 を示 し, 滴定曲線 の

    s/Nも 良好 で,微 分 曲線の変 曲点 もシャープであった.

    更 にTable2の 標準 的 な陰 イオン界面活性剤 の測定 の

    1) 2) 3) 4)

    Table 1 Linearity of calibration graph

    Table 2 Comparison of the proposed method with JIS method (Epton method) by using commercial detergents as samples

    t : mean values of five measurements.

    Fig. 6 Titration curves for various anionic surfactants for ion-association titration method with

    a streaming potential detector

  • 768 BUNSEKI KAGAKU Vol. 46 (1997)

    再 現性 は相対標 準偏差0.16~0.54%と な り,か な り精

    度 よ く測定 できることが分かった.

    Table3に は,種 々のアルキル鎖長 のものを含 む (ア

    ルキル鎖長 は既報8)のTable4参 照)陰 イオ ン界面活性

    剤 の実際試料 にういての定量結果 を示す. 又, Table 3

    には既報8)で報告 した光度滴定法 に よる定量値 も同時 に

    示 した.本 滴 定法 とJIs法 で得 られ た定 量値 は非常 に

    良 い一致 を示 した.特 に既報8)の光度滴 定法で は定量値

    の一致 しなかったTable3の 試料No.5,6に つ いても,

    更 にか な り低 い定 量値 であ った試料No.8~11 の親水

    性 の高 いポリオキ シエチ レン基 を含 む陰イオ ン界面活性

    剤 についても非常に良い一致 を示 した.す なわ ち既報8)

    で報告 した光度滴定 法において,親 水性 の高 いポ リオキ

    シエ チ レン基 を含む陰イオ ン界面活性剤 ではポ リオキシ

    エチ レン基が陽,陰 イオ ン問の疎水性相互作用 を妨 げる

    ため,イ オ ン会合体 の ミセルへの抽 出が しに くくな り,

    定量値が低 くな ったが,本 法 ではそのような系 において

    も十 分定量可 能 であ ることが分 かっ た.こ の ように既

    報8)の光 度滴定法 は,JIS法 と定量値 が一部一致 しな い

    試料が あったのに対 し,本 滴定法 においては今回検討 し

    た陰 イオ ン界面活性剤 のすべ ての試料 において良 い一致

    を示 した.

    しか し,Table3の 試料 No. 8, 9 の鎖長 の短 いポリオ

    キ シエチ レン基(平 均EO 付加 モル数,3モ ル)を 含む

    陰 イオン界面活性 剤 につ いては,定 量 値が40±0.3%,

    25.8 ± 0.2% と再 現性 が 良好 で あっ た の に対 し,試 料

    No. 10, 11の 鎖長 の長 いポ リオキ シエ チ レン基(平 均

    EO 付加 モル数,17.5 モル) を含む陰 イオ ン界面活性剤

    1) 2)

    について は,定 量値 が 26.0 ± 0.5%, 24.2 ± 0.6% と再現

    性が少 し悪 い結果 が得 られた.こ れ らのポ リオキシエチ

    レン基 の鎖長 の短 い試料No.9 及 びポ リオキ シエ チ レ

    ン基 の鎖 長 の長 い試料No.11 につ いて,滴 定 曲線 を

    Fig.7に 示 した.前 者 は流動電位 も大 きく,滴 定 曲線 の

    微分 曲線 もシャープであるのに対 し, 後者 は流動電位 も

    小 さく,滴 定 曲線 の微分曲線 もブロー ドである ことが再

    Table 3 Comparison of the proposed method with photometric titration and JIS method (Epton method) in the application to the analysis of commercial detergents

    a) mean molecular weights; b) mean values of three measurements; c) reference 8.

    Fig. 7 Titration curves for anionic surfactants for

    ion-association titration method with a streaming

    potential detector

  • 報 文 脇阪, 大藤, 石原, 本水: 流動電位検出/イオン会合滴定法による陰イオ ン界面活性剤の迅速定量 769

    現性 に影響 していることが分か った.こ の原因 は,や は

    りポ リオキ シエチ レン基 の鎖長が長 くな り, 親水性が高

    くな った ことに よるものと考 えら れる.

    更 に,そ の他の約 60 試料 につ いても同様 に本滴 定法

    とJIS法 の定 量 値 の比 較 を検 討 した結 果,相 関係 数

    R = 0.998 (既報11) の光 度滴定法 では相 関係 数 R= 0.991)

    が得 られ,今 回検討 したほとんどの陰 イオン界面活性剤

    について,JIS法 の定量値 と非常 に良 い一致 を示 した.

    各種市販 洗剤(衣 料用 洗剤,食 器用 洗剤及 び シ ャン

    プー)に つ いて,本 滴 定法及 び JIS 法 によ り定量 した

    結果 を,Tables 4, 5 に示 した. これ らの試料 において

    も両者 の定量値 は非常 に良 い一致 を示 してお り,本 法 は

    通常 の市販洗剤 中に含 まれる陰 イオン界面活性剤の定量

    に十分使用 できることが分 かった.

    以上 の ように,本 滴定法 はほとんどの陰 イオン界面活

    性剤及 び各種市販洗剤中の陰 イオン界面活性剤 の定量 に

    応用で きた.又,既 報の光度滴定法で は定量 できなか っ

    た親水性の高 いポ リオキ シエチ レン基 を含 む陰 イオン界

    面活性剤 に関 しても定量可能で あり,定 量値 は従来一般

    的 に用 い られ てい るJIS 法 (分相滴 定法) と良 い一致

    を示 した.又,本 滴 定法 はJIS 法 に比較 して,操 作 の

    簡便性,迅 速性,自 動化 の容易 さ等の利点がある.こ の

    ような利点 に加 えて,現 在様 々な分野でハロゲンを含 む

    有機溶媒 の使用 を控 える方向で時代が進んでいることを

    考慮 すると,ク ロロホル ムを使用 しない本滴定法が JIS

    法 に代 わ り得 る有力 な定量法で あると考え られる.

    本研究 を進 めるに当たってご協力いただいた石村有佳子

    女史ほか関係諸氏に感謝 します.

    文 献

    1) JIS K 3362, 合 成 洗 剤 試 験 方 法 (1990).

    2)ISO2271-1972(E),界 面 活 性 剤 ― 合 成 洗 剤― 陰

    イ オ ン界 面 活 性 剤 の定 量.

    3) 長 谷 川 章, 山 中 実, 辻 和 郎, 田村 正 平: 分

    析 化 学 (Buaseki Kagaku), 31, 509 (1982).

    4) 長 谷 川 章, 山 中 実, 辻 和 郎: 分 析 化 学

    (Bunseki Kagaku), 32, 474 (1983).

    5) 長 谷 川 章, 山 中 実, 辻 和 郎: 分 析 化 学

    (Becnseki Kagaku), 33, 656 (1984),

    6) 高 野 敏, 長 谷 川 章, 大 塚 博 司: 分 析 化 学

    (Bunseki Kagaku), 37, 136 (1988).

    7) S. Motomizu, M. Oshima, Y. Gao, S. Ishihara, K. Uemura: Analyst (London) , 117, 1175 (1992) .

    8) 本 水 昌二, 高 雲 華, 石 原 進 介, 上 村幸 治, 大 藤

    和 幸, 脇 阪達 司: 分 析 化 学 (Bunseki Kagaku), 42,

    T105 (1993).

    9) S. Motomizu, M. Oshima, Y. Gao, S. Ishihara, K. Uemura: Analyst (London) ,119, 473 (1994) .

    10) 高 雲 華, 本 水 昌 二: 分 析 化 学 (Bunseki Kagaku),

    45, 1065 (1996).

    11) 大 藤 和 幸, 脇 阪達 司, 石 原 進 介, 高 雲 華, 本 水

    昌二: 分 析 化 学 (Bunseki Kagaku), 46, 593 (1997).

    12) 服 部 敏 明: 同仁 ニ ュ ー ス, 74, 11 (1995).

    13) 山 本 幸 一, 平 岩 慶 子: 分 析 化 学 (Bunseki Kagaku),

    43, 679. (1994).

    14) T. Ono, H. Miyata, K. Toei: Bull. Chem. Soc. Jpn., 52, 425 (1979).

    15) 北 原 文 雄, 渡 辺 昌:" 界 面 電 気 現 象", p. 102

    (1972), (共立 出版).

    16) W. Schempp, H. T. Tran: Wochenbl Papierfabr, 109, 726 (1981).

    17) J. P. Ficher, E. Noelken: Progr. Colloid & Polymer Sci., 77, 180 (1988).

    18) 京 都 電 子 工 業: 日 本 特 許 公 開 公 報, 特 開 平 8-

    152421 (1996. 6. 11).

    19) 田 原 江 利 子, 田 中 浩 雄, 石 原 進 介: 第 62 回 紙 パ

    技 術 研 究 会 講 演 要 旨集, p. 78 (1995).

    Table 4 Comparison of the proposed method with

    JIS method (Epton method) in the analy-sis of heavy duty detergents as samples

    Table 5 Comparison of the proposed method with

    JIS method (Epton method) in the analy-sis of commercial detergents as samples

  • 770 BUNSEKI KAGAKU Vol. 46 (1997)

    要 旨

    新 しい流動電位検 出器 を用 いた イオン会合滴 定法 による陰 イオ ン界面活性 剤の迅速定量 法を開発 し

    た.陰 イオン界面活性剤 を陽 イオン界面活性剤で滴定する と,流 動電位 が負 か ら正 に変化 することを用

    いて終 点検 出を行 うという非常 に簡単 なもので,更 にクロロホルム溶媒 を用 いない水溶液系 という特徴

    を有す る.測 定条件 の最適化 を行 い, 10-5 ~ 10-3 M の濃度範囲の陰 イオン界面活性剤 を相対標準偏差

    0.2 ~ 0.5% と高精度 で,迅 速 自動定量(10分/件) できる ことが分 かった.陰 イオ ン界面活性剤の各種

    標準及び実 際試料 につ いて応用 した結果,定 量値 は JIS 法 (Epton 法) と非常 に良 い一致 を示 した.