イオンクロマト | 株式会社アイテス

イオンクロマトグラフによるイオン分析

fujiko3_staff — Tue, 28 Apr 2026 05:46:31 +0000

イオンクロマトグラフィー(以下、ICと表記) は、水溶液中のイオン成分を分析するために用いられる手法です。特に、アルカリ、アルカリ土類金属イオンやNH4⁺、ハロゲン化物イオンの分析に有効です。今回は、市販のスポーツドリンクを分析した例を紹介します。

カチオン分析

図1　イオンクロマトグラム（カチオン）

スポーツドリンク中イオン濃度（製品中）

図1に市販品 (100倍希釈液) を IC で分析した結果を示します。カチオン成分は、Na⁺、K⁺の他、微量のMg2⁺、Ca2⁺が含まれており、カチオン量は製品によって異なることが伺えます。

アニオン分析

図2　A社製品イオンクロマトグラム（アニオン）

図2にA社製品のアニオン成分をICで分析したチャートを示します。5.8minに出現するピークは、塩化物イオン Cl－のピークであり、定量したところ、Cl－イオン量は366 mg/Lであることが示されました（B社製では、557 mg/L）。15min付近に出現しているピークは同定に至っていませんが、製品に添加されている有機酸であると推測されます。

その他のイオンクロマトグラフィーの活用事例

図3　アニオン標準液イオンクロマトグラム

図3に示すように、ハロゲン化物イオンの他、硫酸イオン SO₄^2－やリン酸イオンPO₄^3－の定量分析を行うことができ、電子基板の清浄度試験（IPC-TM 650 2.3.28B）のアニオン分析にも、ICを使用することが可能です。また、カルボン酸などの一部の有機酸の分析も可能です。その他、ICP-OES、ICP-MSによる重金属元素の分析も行っております。

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全固体電池用原料の組成分析

fujiko3_staff — Tue, 17 Oct 2023 07:09:09 +0000

五硫化二リンは、硫化物系全固体電池の電解質製造に使用される原料の一つです。イオンクロマトグラフィーを用いて、五硫化二リンの純度を分析した例を紹介します。

硫化物系全固体電池の電解質

硫化物系全固体電池の電解質として、一般に、Li₃PS₄、Li₆PS₅Cl、Li₆PS₅Br、Li₇P₃S₁₁などの化合物が使用されます。これらの化合物を製造する際に、リン、硫黄源として、五硫化二リン（P₄S₁₀）が原料として使用されます。

電解質の純度が電池の性能に大きく影響するため、その原料であるP₄S₁₀の純度の管理も、電解質の製造工程において重要となります。イオンクロマトグラフィー（以下、ICと略）によって、五硫化二リンの純度分析を試みました。

五硫化二リンの分析手順

P₄S₁₀は水との反応により、リン酸と硫化水素を生成します。硫化水素は一部、蒸気として揮発する上、スルフィドイオン（S^2－）の形態をICで検出することは困難です。そのため、硫黄成分の揮発性を抑え、且つICで検知できる形態に変換する必要があります。

IC測定の前処理として、P₄S₁₀の粉末をアルカリ水に溶解させ、リン酸塩（PO₄^3－）とスルフィド塩（S^2－）に変換しました。その後、S^2－イオンを硫酸イオン（SO₄^2－）に酸化して、IC測定溶液を調製しました。

IC測定結果

P₄S₁₀は市販の試薬を分析に供しました。

P₄S₁₀にNaOH水、過酸化水素水を順次添加し、得られた溶液を希釈、フィルター処理し、IC装置に注入しました。硫黄、リンの含量を定量した結果を表1に示します。

硫黄、リンの合計が100%に満たず、吸湿による劣化や、合成反応、精製時の工程で硫黄、リン以外の元素が混入した可能性が考えられます。

五硫化二リン以外にも、図1に示した電解質の組成も、ICで分析することが可能です。

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イオンクロマト分析事例（固体表面）

fujiko3_staff — Tue, 02 Nov 2021 03:00:39 +0000

固体表面も溶液抽出することでイオンクロマトグラフにて測定が可能です。数cm角以上の試料表面について平均的なデータが得られるので、プリント基板などの平板試料の相対比較に適しています。ここでは液体試料と固体表面の分析の流れを示します。

液体試料の分析

液体試料は、希釈やろ過などの溶液調整後、装置に導入し測定を行います。測定結果は溶液濃度 [mg/L] にてご報告いたします。

※液体試料は10～50mL 程度提供願います。
※陽イオン測定の場合、ガラス容器はご遠慮願います。

成分

SO₄

・・・

溶液濃度 [mg/L]

0.5

・・・

固体表面の分析

固体試料は別途前処理を検討いたします。例えば、プリント基板の場合、試料を抽出液に浸漬し、加熱処理等により試料表面のイオン性成分を抽出液に抽出します。抽出液を回収し、希釈やろ過などの溶液調整後、装置に導入し測定を行います。

測定結果は、単位面積あたりの検出量 [μg/cm2] または試料抽出液濃度 [mg/L] にてご報告いたします。

成分

SO₄

・・・

単位面積あたりの
検出量 [μg/cm2]

0.2

0.1

0.4

・・・

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イオンクロマト分析

fujiko3_staff — Tue, 02 Nov 2021 03:00:14 +0000

水溶液中の微量なイオン性成分の定性分析・定量分析が可能です。

原理

水溶液試料について、イオン交換樹脂を用いて分離を行い、電気伝導度を測定することで、微量なイオン性成分を高感度に検出できます。

固体試料はイオン性成分を純水に溶出させ、測定いたします。

検出成分と装置外観

検出可能なイオン性成分

陰イオン：Cl^-Br^-NO₂^-NO₃^-SO₄^2-PO₄^3- など
陽イオン：Li⁺　Na⁺　K ⁺　Mg²⁺　Ca²⁺ など

定量下限：約100ppb （イオン種による）
検出限界：約10ppb （イオン種による）

装置外観

Thermo Fisher Scientific社（旧Dionex社） DX-500　他

分析事例

以下に分析事例を示します。陰イオン専用装置と陽イオン専用装置を別々に設置しているため、安定したデータ取得を実現しています。

陰イオン分析

陽イオン分析

イオンクロマトでは Cl^–, Br^–, SO₄^2- 以外にも、一部の有機物を検出できます。
分析事例として低分子有機酸を陰イオン交換モードで測定した例を示します。

乳酸、酢酸、プロピオン酸、ギ酸

アクリル酸、メタクリル酸

安息香酸

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不具合の原因を化学の視点で解決します。

fujiko3_staff — Mon, 04 Oct 2021 04:30:07 +0000

クラック、変色、剥離、変形、物性強度低下など、製品、部材などに発生する不具合は様々です。
その多くは、製品を構成する材料に原因がある場合が多く、その材料を分析調査することで解決することがあります。何が起きているのかを化学、および反応機構でアプローチする方法をご紹介します。

クラック（割れ）、剥離

打痕、応力、溶剤の接触、汚染などで材料に割れ、剥離が生じることがあります。プラスチックは特にこういった負荷には弱いものが多く、同じ製造プロセスであっても、少しの条件の違いで特性が低下します。また経年劣化でも特性低下を招きます。

分子量の低下
伸び特性の限界（降伏点）
膨潤
汚染
極性基皆無（水酸基など）

変色、変形

応力、紫外線、熱、薬品との接触などで変色、変形することがあります。

樹脂ネッキング
結合開裂
熱/光劣化
錆
変質
構成元素の欠損

化学反応機構（エポキシ樹脂硬化例）

化学反応機構とは、化学反応を電子の動きで把握することで、より深くその変化を理解することが可能となります。以下にエポキシ樹脂の硬化機構を示します。

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化学分析の流れ

fujiko3_staff — Fri, 16 Jul 2021 00:50:09 +0000

アイテスでは様々な化学分析サービスを承っております。化学分析の手法や進め方をご紹介します。

アイテスの化学分析サービス

パネル製品、半導体製品、樹脂成型品等の様々な工業製品・材料を分子、原子レベルのミクロな構造、働きに着目し、様々な分析装置を用いて分析することでそれらの機能、特性、状態を明らかにして、お客様の問題解決に役立てます。

製品・材料の以下のような問題の解決に化学分析は有効です

製品内の異物
使用材料の材質・状態
材料の変質
材料に含まれる微量成分・元素
材料・製品の熱による物理特性

化学分析装置の種類

各分析装置はそれぞれ測定できる対象が異なり、目的に合った装置を選ぶ必要があります。

分析手法の選び方

分析の対象、知りたい内容によって装置を使い分け、必要に応じて装置を組合わせて分析を行います。

分析したい物の材質、分析の目的を詳細にお聞きし、最適な分析手法をご提案いたします。

化学分析サービスで、お客様の問題解決に貢献いたします。

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