土壌の酸化還元を測定するためのセンサー

質問

水田土壌（湛水期の）の酸化還元電位を測定したいと思っています。これまで多くの測定がされてきています。その結果から言われてることは測定は困難だ、とか、再現性がない、との見解が多々あります。自分なりに考えてみてどうやら問題は土壌の不均一性で、それが表面積に依存するのではないかと考えました。今は白金を用いていますが、白金黒を使ったらどうなるのかと思うようになりました。私は農学部で化学を純粋に勉強されてる方に聞いたら何かいいアドバイスがあるのではないかと思い書き込みました。もし、白金黒を使う場合、使用するときに注意する点と、マニュアル通り作ったら作れるかどうか（はじめてでも大丈夫か）注意する点などありましたらぜひご教授ください。宜しくお願いします。

回答No.1

c80s3xxx · ベストアンサー

白金黒を作ったことはありますが，電位計測用の指示電極には使ったことがないので，そのこと自体の現実的なメリット/デメリットはわかりません．
# 電気化学屋が白金黒を使うので一番多いのは，やはり対極用なので．

> どうやら問題は土壌の不均一性で、

土壌自体の不均一性はわかりますが，電位自体は水の方で決まると思うのですが．つまり水の方に溶け出している(あるいは固体成分と溶出あるいは吸着等の平衡関係ある)酸化還元性の成分の，「水相」での濃度で電位は決まってくると思いますが．

> それが表面積に依存するのではないかと考えました。

それ，とは何をさすのでしょうか．表面積は何の表面積なのでしょうか．

> 白金黒を使う場合、使用するときに注意する点

当たり前ですが電極の面積が大きい分，汚れの影響を受けやすく，また汚れた場合も研磨等ができませんから，最悪の場合作り直しになるかもしれません．

> マニュアル通り作ったら作れるかどうか（はじめてでも大丈夫か）

大丈夫でしょう．その辺の実験書に書いてあるとおりにやればふつうに作れます．作るときに鉛の塩を共存させて電解することが多いので，作った後の洗浄は重要かもしれません．

補足

ログインできずに返信できませんでした。すみません。
> どうやら問題は土壌の不均一性で、
この件ですが、そう思った理由は同じ水相内ではORPで同じ電極（僕がやったのはPt-Pt）をつないだ場合電位差０になるのに土壌では距離をミリ単位で近づけても電位差が生まれてしまうからです。
> それが表面積に依存するのではないかと考えました。
以上のことから土壌内ではかるということは白金の表面積に依存するのではないかと考えました。
> マニュアル通り作ったら作れるかどうか（はじめてでも大丈夫か）
大変参考になりました。作ってみます。土壌では作用電極に使うのは困難そうですね。

回答No.2

DexMachina

> 測定は困難だ、とか、再現性がない、との見解が

測定の再現性がない場合の原因のパターンとしては、
　1)測定方法に問題・不備がある
　2)測定対象物の生成自体に再現性がない
の2通りがあると思うのですが、今回質問されている件の場合は、後者のパターンではないでしょうか。
(日照・水温・降水量など、土壌・水質に影響を大きく及ぼす要因が容易に思い浮かぶためです)

一方、「電極を白金から白金黒に変更」というのは、前者の場合の対処法のひとつ、ということになりますので、だとすると、結果としては「やはり再現性がなかった」ということになってしまいそうな気がします。

ですので、素人の私が言うのは差し出がましいとは思いますが、上に挙げたような「土壌・水質に影響を大きく及ぼす要因」との相関関係の有無を調べた方がよいのではないかと思います。

補足

ご回答ありがとうございます。
大変参考になります。

＞「土壌・水質に影響を大きく及ぼす要因」

確かにそこが土壌の酸化還元電位の核になる部分だと思ってます。どのようにアプローチするべきか勉強と実験方法の立て直しが必要かと考えています。