Reagent - Shayaku (English)

Japanese: 試薬 - しやく（英語表記）reagent

Chemicals of a specific purity used to detect or quantify substances by chemical methods. Reagents are classified into three grades - special grade, first grade, and special - according to the standards for properties, quality, and test methods set out in the JIS (Japanese Industrial Standards), with the first two indicating the degree of purity, and special reagents being reagents used only for specific purposes such as for alkali analysis and hydrogen ion concentration (pH). Special grade reagents are of a purity high enough to be used as is for general chemical analysis and precision experiments, while first grade reagents are of a purity high enough to be used in ordinary chemical experiments. Anything lower in purity is called an industrial chemical.

[Yoshio Narusawa]

Standard Reagents

Standard reagents with a purity of at least special reagent grade and used primarily as the standard for volumetric analysis have been certified, and the handling conditions for their use are specified by the JIS. Eleven types of standard reagents are used: sodium chloride, sodium oxalate, sulfamic acid (amidosulfuric acid), sodium carbonate, sodium fluoride, potassium iodate, zinc, copper, arsenic trioxide (arsenic oxide (III)), potassium dichromate, and potassium hydrogen phthalate. In addition to these, there are also standard reagents for pH standard, elemental analysis, and calorimetry, but the term "standard reagent" generally refers to the eleven types mentioned above. In the 1966 (Showa 41) revision of the JIS, potassium hydrogen phthalate was included in the pH standard reagents and removed from the standard reagents for volumetric analysis.

[Yoshio Narusawa]

Standard solutions

A solution prepared by accurately weighing a standard reagent and diluting it to a fixed volume with water is called a primary standard solution, and a secondary standard solution is obtained by standardizing (precisely measuring the concentration of the standard solution used in titration) a reagent solution prepared from a reagent other than the standard reagent using this primary standard solution. Secondary standard solutions are often used in volumetric analysis in general. Metallic copper and zinc are examples of standard reagents that do not dissolve in water. For example, with zinc, the standard reagent zinc is accurately weighed and then dissolved in hydrochloric acid, and the excess hydrochloric acid is expelled and the solution is diluted to a fixed volume to obtain a primary standard solution.

[Yoshio Narusawa]

Correlation of Standard Solutions

A primary standard solution of sodium carbonate is used to obtain secondary standard solutions of hydrochloric acid and sulfuric acid by standardization through neutralization titration, from which alkaline standard solutions of sodium hydroxide and potassium hydroxide are obtained. Alkaline standard solutions can also be obtained by standardization using the primary standard reagents sulfamic acid or potassium hydrogen phthalate. As a method utilizing an oxidation-reduction reaction, a primary standard solution of sodium oxalate is used to obtain a secondary standard solution of potassium permanganate by oxidation-reduction titration, and this is used to obtain secondary standard solutions of oxalic acid and iron(II) by standardization. As a method utilizing a primary standard solution of potassium iodate, a secondary standard solution of sodium thiosulfate is obtained by oxidation-reduction reaction, and this is used to obtain various secondary standard solutions. As a method utilizing a precipitation reaction, a primary standard solution of sodium chloride is used to obtain a secondary standard solution of silver nitrate, which is then used to obtain a secondary standard solution of potassium thiocyanate. As a method utilizing chelate formation, a secondary standard solution of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) is obtained by chelate titration from a primary standard solution of zinc.

[Yoshio Narusawa]

Analytical Reagents

There are many different organic reagents used in the analysis of metal ions, or inorganic analysis, including those used in colorimetric analysis, precipitation reactions, solvent extraction, and spot analysis. A well-known organic reagent is dimethylglyoxime, which produces colored chelate precipitates with nickel(II), palladium(II), and platinum(II), and these chelates are extracted into non-aqueous solvents, making it a specific reagent for the separation and quantification of nickel, palladium, and platinum. Most of the reagents used for this purpose are chelating reagents, which produce dark-colored chelate compounds and are therefore often used in colorimetric analysis or spot analysis.

There are far fewer types of inorganic reagents used in inorganic analysis than there are organic reagents. The overwhelming majority of these are used in precipitation reactions, with others used to generate complex ions and others used for colorimetric quantification by generating colored complex ions. The table below shows a summary of general-purpose reagents, specific-purpose reagents, and standard reagents/standard solutions (standard solutions). In the table, GR stands for guaranteed reagent, EP stands for extra pure, and CP stands for chemically pure. However, some of these labels are based on the reagent manufacturer's own standards, so it is recommended that you use reagents that are officially quality-guaranteed according to JIS standards or similar, depending on the purpose. Industrial chemicals are not usually labeled as reagents.

[Yoshio Narusawa]

"Instrumental Analysis Practical Series: Absorption Spectrophotometry - Inorganic Edition" by Onishi Hiroshi and Tsukahara Iwao, edited by the Japan Society for Analytical Chemistry (1983, Kyoritsu Shuppan)" ▽ "Reagent Handbook" by Ueno Keihei and Imamura Toshiaki (1983, Nanzando)" ▽ "Lab Guide to Reagents that Must Be Handled with Care" edited by Tokyo Kasei Kogyo (1988, Kodansha)" ▽ "Chemistry Dictionary" edited by Oki Michinori et al. (1989, Tokyo Kagaku Dojin)" ▽ "Quantitative Analysis" edited by the Japan Society for Analytical Chemistry (1994, Asakura Shoten)" ▽ "Experimental Chemistry Guidebook" edited by the Chemical Society of Japan (1996, Maruzen)" ▽ "Analytical Chemistry Experiment Handbook" edited by the Japan Society for Analytical Chemistry (1997, Maruzen) ▽ "GMP Technical Report 7" by Masui Toshio, supervised by the Pharmaceutical Affairs Research Committee of the Ministry of Health, Labor and Welfare's Pharmaceutical and Medical Safety Bureau "Quality Control Related to Quality Assurance of Pharmaceuticals, etc." (1998, Yakugyo Jihosha)" ▽ "Qualitative Analysis Using Diagrams and Flowcharts, 2nd Edition, by Seiichi Asada, Shigeru Uchide, and Motohiro Kobayashi (1999, Gihodo Publishing)" ▽ "Reagent Guidebook, 3rd Revised Edition, edited by the Japan Reagent Association (2003, The Chemical Daily)"

Main types of reagents [Table]
©Shogakukan ">

Main types of reagents [Table]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

化学的方法による物質の検出や定量に用いられる特定の純度の薬品類をいう。試薬はJIS(ジス)（日本工業規格）の規定による性質、品位、試験方法の規格に従い、特級、一級および特殊の3等級に分類され、前二者は純度の程度を示し、特殊試薬とはアルカリ分析用、水素イオン濃度（pH）用など特定の目的にのみ用いる試薬をいう。試薬特級は一般の化学分析や精密実験などにそのまま使用できる程度の純度のもので、試薬一級は普通の化学実験に用いることのできる程度のものである。それ以下の純度のものを工業薬品という。

［成澤芳男］

標準試薬

試薬特級以上の純度を有し、主として容量分析の基準として用いられる標準試薬が認定されていて、使用にあたっての取扱い条件等がJISで定められている。標準試薬として用いられるものは塩化ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、スルファミン酸（アミド硫酸）、炭酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、ヨウ素酸カリウム、亜鉛、銅、三酸化二ヒ素（酸化ヒ素(Ⅲ)）、二クロム酸カリウム、フタル酸水素カリウムの11種である。標準試薬にはこれらのほかpH標準用、元素分析用、熱量測定用などがあるが、普通、標準試薬という場合は前述の11種をさす。なお、1966年（昭和41）のJISの改訂で、フタル酸水素カリウムはpH標準試薬に入れられ、容量分析の標準試薬から外された。

［成澤芳男］

標準溶液

標準試薬を正確に秤量(ひょうりょう)し、水で一定容積に希釈して調製した溶液を一次標準溶液といい、標準試薬以外の試薬から調整した試薬溶液を、この一次標準溶液を用いて標定（滴定で用いる標準溶液の濃度を正確に測定すること）して二次標準溶液を得る。容量分析全般には二次標準溶液が多く用いられる。なお水に溶けない標準試薬としては金属の銅と亜鉛がある。たとえば亜鉛は、標準試薬の亜鉛を正確に秤量したのち塩酸に溶解し、過剰の塩酸を追い出したあと一定容積に希釈して一次標準溶液を得る。

［成澤芳男］

標準溶液相互の関連性

炭酸ナトリウムの一次標準溶液を用い中和滴定による標定で塩酸、硫酸の二次標準溶液が得られ、これから水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのアルカリ標準溶液が得られる。アルカリ標準溶液は一次標準試薬のスルファミン酸またはフタル酸水素カリウムを用い、標定しても得られる。酸化還元反応を利用するものとしては、シュウ酸ナトリウムの一次標準溶液を用い、酸化還元滴定により過マンガン酸カリウムの二次標準溶液が得られ、これを用いてシュウ酸や鉄(Ⅱ)の二次標準溶液を標定により得る。また、ヨウ素酸カリウムの一次標準溶液を用い、酸化還元反応によりチオ硫酸ナトリウムの二次標準溶液を得、これを用いてさらに種々の二次標準溶液を得る。沈殿反応を利用するものとしては、塩化ナトリウムの一次標準溶液を用いて硝酸銀の二次標準溶液が得られ、さらにこの硝酸銀標準溶液を用いてチオシアン酸カリウムの二次標準溶液が得られる。また、キレート生成を利用するものとして、亜鉛の一次標準溶液からキレート滴定により、EDTA（エチレンジアミン四酢酸）の二次標準溶液を得る。

［成澤芳男］

分析用試薬

金属イオンの分析いわゆる無機分析に使用される有機試薬は、非常に多く種々さまざまで、比色分析に利用されるもの、沈殿反応に利用されるもの、溶媒抽出に利用されるもの、点滴分析に利用されるものなどである。よく知られている有機試薬としてジメチルグリオキシムがあり、これはニッケル(Ⅱ)、パラジウム(Ⅱ)、白金(Ⅱ)と有色キレートの沈殿を生成し、このキレートは非水溶媒に抽出されるので、ニッケル、パラジウム、白金の分離定量に対する特異試薬である。このような目的に用いられる試薬はほとんどがキレート試薬で、濃い色のキレート化合物を生成するので、比色分析とか点滴分析に利用されるものが多い。

　無機分析に用いられる無機試薬は、有機試薬に比べて種類はずっと少ない。これらのうちでは沈殿反応に利用されるものが圧倒的に多く、そのほかには錯イオン生成に利用されるもの、有色の錯イオン生成により比色定量に利用されるものなどがある。表には一般用試薬、特定用途試薬、標準試薬・標準液（標準溶液）という観点からまとめたものを示す。表中GRはguaranteed reagentの略で保証付試薬を、EPはextra pureの略で最純を、CPはchemical pureを意味している。しかしこれらの表示のうち、あるものは試薬業者独自の基準のものもあるので、正式にはJIS規格等による品質保証された試薬を目的に応じて使用するのが望ましい。工業薬品は普通、試薬とは表示されない。

［成澤芳男］

『大西寛・束原巌著、日本分析化学会編『機器分析実技シリーズ　吸光光度法――無機編』（1983・共立出版）』▽『上野景平・今村寿明著『試薬便覧』（1983・南江堂）』▽『東京化成工業編『取り扱い注意試薬ラボガイド』（1988・講談社）』▽『大木道則他編『化学大辞典』（1989・東京化学同人）』▽『日本分析化学会編『定量分析』（1994・朝倉書店）』▽『日本化学会編『実験化学ガイドブック』（1996・丸善）』▽『日本分析化学会編『分析化学実験ハンドブック』（1997・丸善）』▽『厚生省医薬安全局薬事研究会監修、増井俊夫著『GMPテクニカルレポート7　医薬品等の品質保証に係わる精度管理』（1998・薬業時報社）』▽『浅田誠一・内出茂・小林基宏著『図解とフローチャートによる定性分析』第2版（1999・技報堂出版）』▽『日本試薬協会編『試薬ガイドブック』改訂第3版（2003・化学工業日報社）』