情報共有
力価の測定を行わないと、正確な結果を得ることはできません。これは、容量分析によるカールフィッシャー（KF）水分測定についても同様です。このコラムでは、以下のトピックについて説明します（クリックすると各項目に直接ジャンプできます）：
電位差滴定のファクターの測定についてお探しの場合は、以下の記事をご覧ください。
なぜ力価測定を行う必要があるのか？
力価測定が必要な理由は簡単です。KF（カールフィッシャー）水分測定の力価がわからなければ、試料中の水分含有量を正確に算出できません。カールフィッシャー水分測定において、力価とは、1 mLの滴定試薬で滴定できる水の質量（mg）を示し、その単位は「mg/mL」です。
「それなら、力価を測定しましょう。大した手間ではないし、一度測定すれば力価は分かるので、繰り返す必要はないのでは？」と思うかもしれません。
確かにそうであれば理想的ですが、実際は少し違います。力価の測定は定期的に行う必要があります。密閉されたボトル内ではKF滴定試薬は非常に安定しており、力価もほとんど変化しません。しかし、一度ボトルを開封すると、KF滴定試薬は著しく変化し始めます。空気がボトルに入ると、1 Lの空気中には数mgの水分が含まれているため、この水分が力価に影響を与えることになります。湿気のある空気が滴定試薬に入り込まないように、使用後はボトルを元のキャップでしっかりと密閉するか、分子ふるい（0.3 nm）を充填した吸着管で保護する必要があります。
また、温度変化も力価に影響を与えます。滴定試薬の温度が1°C上昇すると、体積膨張の影響で力価が約0.1%減少します。実験室内の温度が作業中に変動する場合は、この点に注意が必要です。
さらに、夜間などに滴定システムを停止した場合、チューブやシリンダー内の試薬も影響を受け、ボトル内の滴定試薬と力価が異なる可能性があります。したがって、最初の滴定の前に、すべてのチューブを洗浄する準備段階を実行することをお勧めします。
力価の測定はどのくらいの頻度で行うべきか？
の質問はよく尋ねられますが、残念ながら簡単な答えはありません。つまり、力価測定のための固定された間隔を一律に推奨することはできません。頻度は以下の要因に依存します：
- t試薬の種類（二成分系の滴定試薬は単一成分系よりも安定しています）
- 滴定容器と滴定試薬ボトル間の密封性
- 試料中の水分含有量の精度がどれほど必要か
まずは、日々力価測定を行うことをお勧めします。数日後には、力価が安定しているのか、または低下しているのかが明確になるでしょう。その後、連続する力価測定の間隔を調整する判断ができます。
容量分析によるKF水分測定には、完全に装備されたKF水分計と、KF試薬（滴定試薬と溶媒）が必要です。
また、正確な力価測定を行うための前提条件として、最小分解能が0.1 mgの分析用天びんが求められます。
最後に、既知の水分量を含む標準物質と、その標準物質を滴定容器に添加するための器具も必要です。
これらの機材については次のセクションで説明します。
力価の測定方法
力価測定には3種類の水標準物質が利用可能です。様々な試薬サプライヤーから液体および固体の標準物質が提供されており、3つ目の選択肢はすべての実験室にある蒸留水です。以下では、これら3種類の標準物質の取り扱いについて詳しく見ていきます。適切なサンプル量の決定には、以下のリンクから無料でダウンロードできるアプリケーション・ブルテインテンを参考にしてください。
1. 水標準物質
水標準物質を添加する際には、注射器と針が必要です。
水標準物質の添加方法には2つの選択肢があります。1つは、針の先端を試薬の液面より上に置き、注入する方法です。この場合、最後の1滴を注射器に吸い戻してください。そうしないと、その1滴がセプタムに落ちてしまい、サンプルの重さには含まれているものの、その1滴の水分含有量は測定されず、誤った結果を引き起こす可能性があります。
もし針が十分に長い場合、標準物質の添加中に先端を試薬内に浸すことができます。この場合、最後の1滴を考慮する必要がなく、追加の吸引操作をせずに針を滴定容器から抜くことができます。
力価の測定手順：
- メーカーの指示に従い、標準物質が入ったアンプルを開封します。
- 標準物質を約1 mL注射器に吸引します。
- 針の先端を液体から外し、プランジャーを最大容量まで引きます。注射器を振って標準物質で内部をすすぎ、1 mLの標準物質を廃液に捨てます。
- アンプル内の残りの標準物質をすべて針に吸引します。
- 針の外側に付着した余分な液体を紙ティッシュで拭き取ります。
- 針を天びんに置き、天びんの表示をゼロにします（風袋引き）。
- 滴定を開始し、適量の標準物質をセプタムを通して滴定容器内に注入します。このとき、標準物質が試薬内に入るようにし、電極や容器の壁に付着しないように注意します。そうしないと、再現性のない結果につながります。
- 標準物質を注入した後、再び注射器を天びんに置きます。
- ソフトウェアにサンプルの重量を入力します。
2. 固体の水力価測定用標準試薬
固体水標準物質は注射器で添加することができないため、異なる器具が必要です。例として、秤量皿や、メトロームのOMNISスプーン（ペースト用）などが挙げられます。
秤量皿を天びんに置き、風袋引きを行います。適量の固体標準物質を秤量皿に載せ、再度天びんを風袋引きします。滴定を開始し、セプタム付きのストッパーを素早く取り外し、固体標準物質を添加してすぐにストッパーを元に戻します。
標準物質物質を添加する際には、標準が電極や滴定容器の壁に付着しないように注意してください。万が一付着してしまった場合は、滴定容器を優しく揺すって標準物質物質を洗い流してください。
標準物質物質を添加後、再び秤量皿を天びんに置き、サンプルの重量をソフトウェアに入力します。
3. 純粋
純水は、滴定容器に重量または体積で添加することができます。
純水を使用した力価測定では、数滴だけで十分です。このような小さな体積を正確に添加することは難しく、結果はユーザーによって大きく影響されます。また、重量で添加する場合は、数mgの測定が可能な天びんが必要です。個人的な意見としては水標準物質を使用することを好んでおり、皆さんにもそれをお勧めします。
重量法での測定：
小型の注射器（約1 mL）に水を満たします。力価測定に加える純水の量が非常に少ないため、非常に細い針を使用して小さな体積をより正確に添加することをお勧めします。注射器に水を満たしたら、それを天びんに置き、風袋引きを行います。次に、滴定を開始し、適量の水をセプタムを通して滴定容器に注入します。最後の1滴を注射器に吸い戻します。針を外し、再び注射器を天びんに置いて、サンプルの重量をソフトウェアに入力します。
容量法での測定：
マイクロリットルサイズの注射器に適切な体積の水を充填します。注射器内に気泡がないことを確認してください。気泡があると結果に影響を与えます。滴定を開始し、注射器の内容物をセプタムを通して滴定容器に注入します。追加したサンプル容量をソフトウェアに入力します。
結果の許容範囲
KF水分測定装置のトレーニング中に、得られた結果が許容できるかどうかよく質問されます。私は、力価測定を3回行うことをお勧めしています。理想的には、これら3回の測定の相対標準偏差は0.3%未満であるべきです。
結論
力価測定が容量分析によるカールフィッシャー水分測定において正確な結果を得るために不可欠であり、実施するのはそれほど難しくないことを理解していただけたら幸いです。
まだ未解決の質問がある場合は、以下のリンクからアプリケーション・ブルテインをダウンロードして、力価測定の実施に関する追加情報やヒント、コツを入手してください。
