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ISO 10523:2008 水質 — pHの決定 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って作成されます。

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 10523 は、技術委員会 ISO/TC 147, 水質、小委員会 SC 2, 物理的、化学的および生化学的方法によって作成されました。

この第 2 版は、技術的に改訂された第 1 版 (ISO 10523:1994) を取り消して置き換えるものです。

序章

水の pH 値の測定は、多くの種類のサンプルにとって非常に重要です。高および低pH値は、水生生物にとって直接的または間接的に有毒です。 pH 値は、水生環境の腐食特性を評価する上で最も有用なパラメータです。また、水処理プロセスの効果的な運用とその制御（凝集や塩素消毒など）、飲料水の鉛溶解性の制御、下水および下水排出の生物処理にも重要です。

この国際規格で扱われている電気測定法は、2 つの半電池の一方が測定電極where 、もう一方が参照電極である電気化学セルの電位差の測定に基づいています。測定電極の電位は、測定溶液の水素イオン活量の関数です (参考文献[5])

実用上の重要性、普遍性、正確性を考慮して、この国際規格では pH ガラス電極を使用した測定のみが説明されています。

参照電極では、適用される電解質は、液体、ポリマー、またはゲルの形態にすることができます。

警告 — この国際規格を使用する人は、通常の実験室の慣行に精通している必要があります。この国際規格は、その使用に関連する安全上の問題に対処することを意図していません。適切な安全衛生慣行を確立し、国内の規制条件を確実に遵守することは、ユーザーの責任です。

重要 — この国際規格に従って実施される試験は、適切に訓練されたスタッフによって実施されることが絶対に不可欠です。

1 スコープ

この国際規格は、雨水、飲料水およびミネラルウォーター、入浴水、地表水および地下水、ならびに都市および産業廃水、および液体スラッジの pH 値を、pH 2 から pH 12 の範囲内で測定する方法を規定しています。 I 未満のイオン強度 = 0.3 mol/kg (導電率: γ25 °C < 2,000 mS/m) 溶媒および温度範囲 0 °C ～ 50 °

2 参考文献

本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 3696, 分析ラボ用水 — 仕様および試験方法
  • ISO 4796-2, 実験用ガラス器具 — ボトル — Part 2: コニカル ネック ボトル
  • ISO 5667-3, 水質 — サンプリング — Part 3: 水サンプルの保存と取り扱いに関するガイダンス

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

3.1

pH

溶液中の水素イオンの活動度の尺度

注記1: ISO 80000-9 [1] から適応。

注記2反応が酸性であるかアルカリ性であるかは，存在する水素イオンの活性によって決定される。

3.2

pH値

−1 を乗じたモル水素イオン活量 ( a H ) の比率の 10 を底とする対数 pH = −lg a H = −lg( m H γH / m °)

(1)

どこ

a H水素イオンの相対的な (モル濃度ベース) 活動です。
γHHは、 m H における水素イオンのモル活量係数です。
m Hは、水素イオンのモル濃度 (1 キログラムあたりのモル数) です。
m °標準モル濃度です

注記1: ISO 80000-9 [1] から適応。

注記 2: pH 値は絶対測定特性である。

注記 3単一イオン活性の尺度としての pH(PS) (PS = 一次標準) は測定できない。したがって、一次標準物質の溶液の pH(PS) は、可能な限り厳密に計算し、遡って追跡できるようにするために確立されています。これは、水素イオンの活動のプラチナ/水素電極の電位の厳密な熱力学的依存性に依存し、転送なしのセルを使用して拡散電流を排除する電気化学測定手順を使用することによって達成されます。

参考文献

1ISO 80000-9, 量と単位 — Part 9: 物理化学および分子物理学
2ISO/IEC NP Guide 98-3, 測定の不確かさ — Part 3: 測定における不確かさの表現へのガイド(GUM:1995)
3DIN 19266, pH 測定 - pH 測定機器の校正用基準緩衝液 [pH 測定 - pH 測定機器の校正用基準緩衝液]
4Ellison 、SLR, R osslein 、M.、 Williams 、A.、編集者。分析測定における不確かさの定量化、第 2 版。 EURACHEM, ロンドン、2000 年。120 ページ。 ( CITAC ガイド、No. ) http://www.eurachem.org/guides/QUAM2000-1.pdf で入手可能 (2008-05-19)
5バック、RO, ロンディニーニ、S.、コヴィントン、AK, バウケ、FGK, ブレット、 CMA, カモース、MF, ミルトン、MJT, ムッシーニ、T.、ナウマン、R.、プラット、KW 、 Spitzer 、P.、 Wilson 、GS pH の測定: 定義、標準および手順 (IUPAC 勧告 2002)純粋なアプリケーション。化学。 2002, 74 , pp. 2169-2200
6Alster H. pH 測定: 基礎、方法、アプリケーション、機器。 VCH, ヴァインハイム、1992 年。356 ページ。
7スピッツァー、P. pHの追跡可能な測定。認定。 Qual.Assur . 2001, 6 , pp.55-60
8Naumann 、R.、 Alexander-Weber 、C.、E berhardt 、R.、G iera 、J.、 Spitzer 、P.ガラス電極セルによるpH測定のトレーサビリティ：多点校正によるpH電極の性能特性。アナル。バイオアナル。 Chem. 2002, 374 , pp. 778-786
9Meinrath 、G.、 Spitzer 、P. pHの測定における不確実性。マイクロチム。 Acta 、 2000, 135 、pp.155-168
10Degner 、pH測定手順における測定の不確実性。アナル。バイオアナル。 Chem ., 2002, 374 , pp. 831-834
11LAWA：水、廃水、汚泥の調査における品質保証のための水に関する州ワーキンググループのフレームワーク勧告に関するAQS指示カード。エーリッヒ・シュミット、国家水作業部会 (LAWA)、ベルリン、2004
12Magnusson 、B.、 Näykki 、T.、 Hovind 、H.、 Krysell 、M.環境実験室における測定の不確かさの計算のためのハンドブック、第 2 版。 Nordtest, エスポー、2004 年 。

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 10523 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical, chemical and biochemical methods.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10523:1994), which has been technically revised.

Introduction

The measurement of the pH value of water is of great importance for many types of sample. High and low pH values are toxic for aquatic organisms, either directly or indirectly. The pH value is the most useful parameter in assessing the corrosive properties of an aquatic environment. Also, it is important for the effective operation of water treatment processes and their control (e.g. flocculation and chlorine disinfection), control of plumbosolvency of drinking waters and biological treatment of sewage and sewage discharges.

The electrometric methods addressed in this International Standard are based on measuring the potential difference of an electrochemical cell where one of the two half-cells is a measuring electrode and the other is a reference electrode. The potential of the measuring electrode is a function of the hydrogen ion activity of the measuring solution (Reference [5]).

In view of its great practical importance, universality and exactitude, only measuring using the pH glass electrode is described in this International Standard.

In the reference electrode, electrolytes applied can be in liquid, polymer or gel form.

WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory practice. This International Standard does not purport to address any safety problems associated with its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to ensure compliance with any national regulatory conditions.

IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted according to this International Standard be carried out by suitably trained staff.

1 Scope

This International Standard specifies a method for determining the pH value in rain, drinking and mineral waters, bathing waters, surface and ground waters, as well as municipal and industrial waste waters, and liquid sludge, within the range pH 2 to pH 12 with an ionic strength below I = 0,3 mol/kg (conductivity: γ25 °C < 2 000 mS/m) solvent and in the temperature range 0 °C to 50 °C.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
  • ISO 4796-2, Laboratory glassware — Bottles — Part 2: Conical neck bottles
  • ISO 5667-3, Water quality — Sampling — Part 3: Guidance on the preservation and handling of water samples

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

3.1

pH

measure of the activity of hydrogen ions in solution

Note 1 to entry: Adapted from ISO 80000-9 [1] .

Note 2 to entry: Whether a reaction is acid or alkaline is determined by the activity of the hydrogen ions present.

3.2

pH value

logarithm to the base 10 of the ratio of the molar hydrogen-ion activity ( aH) multiplied by −1 pH = −lg aH = −lg( mHγH/ m °)

(1)

where

aHis the relative (molality basis) activity of the hydrogen ions;
γHis the molal activity coefficient of hydrogen ions at mH;
mHis the molality, in moles per kilogram, of the hydrogen ions;
m °is the standard molality

Note 1 to entry: Adapted from ISO 80000-9 [1] .

Note 2 to entry: pH value is an absolute measure characteristic.

Note 3 to entry: The pH(PS) (PS = primary standard) as a measure of single ion activity is not measurable. Therefore, the pH(PS) of solutions of primary reference materials is established, in order to calculate it as closely as possible and enable it to be traced back. This is achieved by using an electrochemical measuring procedure that rests upon the stringent thermodynamic dependency of the potential of the platinum/hydrogen electrode of the activity of the hydrogen ions and excludes diffusion current by using cells without transfer.

Bibliography

1ISO 80000-9, Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics
2ISO/IEC NP Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)
3DIN 19266, pH-Messung — Referenzpufferlösungen zur Kalibrierung von pH-Messeinrichtungen[pH-measurement — Reference buffer solutions for the calibration of pH-measuring equipment]
4Ellison, S.L.R., Rosslein, M., Williams, A., editors. Quantifying uncertainty in analytical measurement, 2nd edition. EURACHEM, London, 2000. 120 p. (CITAC guide, No. 4.) Available (2008-05-19) at http://www.eurachem.org/guides/QUAM2000-1.pdf
5Buck, R.O., Rondinini, S., Covington, A.K., Baucke, F.G.K., Brett, C.M.A, Camoes, M.F., Milton, M.J.T., Mussini, T., Naumann, R., Pratt, K.W., Spitzer, P., Wilson, G.S. The measurement of pH: Definition, standards and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure Appl. Chem. 2002, 74 , pp. 2169-2200
6Galster, H. pH measurement: Fundamentals, methods, applications, instrumentation. VCH, Weinheim, 1992. 356 p.
7Spitzer, P. Traceable measurements of pH. Accredit. Qual. Assur. 2001, 6 , pp. 55-60
8Naumann, R., Alexander-Weber, C., Eberhardt, R., Giera, J., Spitzer, P. Traceability of pH measurements by glass electrode cells: Performance characteristic of pH electrodes by multi-point calibration. Anal. Bioanal. Chem. 2002, 374 , pp. 778-786
9Meinrath, G., Spitzer, P. Uncertainties in determination of pH. Mikrochim. Acta, 2000, 135 , pp. 155-168
10Degner, R. Measurement uncertainty in the pH measurement procedure. Anal. Bioanal. Chem., 2002, 374 , pp. 831-834
11LAWA: AQS-Merkblatt zu den Rahmenempfehlungen der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser für die Qualitätssicherung bei Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchungen [AQS instruction card on the framework recommendations of the Länder working group on water for quality assurance in water, waste water and sludge investigations]. Erich Schmidt for Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA), Berlin, 2004
12Magnusson, B., Näykki, T., Hovind, H., Krysell, M. Handbook for calculation of measurement uncertainty in environmental laboratories, 2nd edition. Nordtest, Espoo, 2004. (Report TR 537.) Available (2008-05-20) at: http://www.nordicinnovation.net/nordtestfiler/tec537.pdf

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