CN103901219A - 悬挂式质量滴定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滴定装置。为解决现有质量滴定装置手工操作难度大、容易引入人为误差、操作人员工作负担重等缺陷，实现质量滴定装置的完全自动化，本发明提供了一种悬挂式质量滴定装置，该装置包括电子天平、滴定剂瓶、电磁阀、光控开关、电极、样品杯、主控计算机，电子天平下方悬挂有悬挂支架，滴定管上设有电磁阀，所述电磁阀由光控开关控制以实现滴定管路开闭状态的转换，所述光控开关的控制由主控计算机通过光控发射器发出的光信号实现。本发明的悬挂式质量滴定装置实现了完全自动化的质量滴定，避免了人为因素引入的误差，极大减轻了操作人员的工作负担，且操作方便易于掌握，测量结果的精密度和准确性得到了显著提升。

Description

悬挂式质量滴定装置

技术领域

本发明涉及一种滴定装置，特别涉及一种悬挂式质量滴定装置。

背景技术

电位滴定法作为一种成熟的精密定量分析方法，被国际标准化组织和许多国家的标准化组织定为标准方法，量值传递可溯源到国际单位制SI、具备高精密度是其突出特点。目前广泛使用的商用电位滴定仪采用体积滴定方式，通过不确定度分析我们发现改变滴定方式可以使得精密度进一步提高，对于标准物质研制等需要极高精度的应用具有重要意义。

所谓体积滴定就是在确定滴定剂使用量时，部分或全部使用滴定剂的体积浓度与滴定剂消耗体积的乘积确定，常见形式：

$C_x=K_v\frac{C_v{V}_0}{m_x}$

其中：C_x、m_x为待测物的质量浓度、样品取样量，单位g/g、g；C_v、V₀为滴定剂的体积浓度、消耗滴定剂的体积，单位g/mL、mL；K_v为转换系数。由于在温度不同时，同一质量水的体积是有差别的，温度偏差约为±5℃时，水的体积膨胀系数为2.1×10^-4/℃，因此体积浓度是随温度变化的，对于精密度要求高的滴定（如标准物质研制中的定值），体积浓度会引入一个很大的不确定度分量，影响测量的精密度。

质量滴定相对于体积滴定，就是指在确定滴定剂使用量时，全部使用滴定剂质量浓度与滴定剂消耗质量的乘积确定，公式变为：

$C_x=K_m\frac{C_m{m}_0}{m_x}$

其中：C_x、m_x为待测物的质量浓度、样品取样量，单位g/g、g；C_m、m₀为滴定剂的质量浓度、消耗滴定剂的质量，单位g/g、g；K_m为转换系数。质量滴定方式与体积滴定相比具有以下改进和优点：（1）质量滴定中滴定剂用量的衡量以质量替代体积，目前使用精密天平称量引入的标准偏差一般能够控制在0.01mg，其精度远高于体积滴定系统读数精度，只产生由称量引入的较小的不确定度，因此精密度得以提高。（2）质量滴定的滴定剂用量全部由称量读数确定，不需要体积读数，直接消除了体积滴定中容量瓶体积以及滴定管体积读数引入的不确定度，只产生由称量引入的较小的不确定度；更重要的是质量滴定使用了质量浓度，由于滴定剂溶液的使用温度与标定温度不同，使用体积浓度时，滴定剂溶液体积会发生变化（温度偏差约为±5℃，对水体积膨胀系数为2.1×10^-4/℃），从而导致体积浓度变化，由此引入的不确定度影响比较大，而质量浓度不随温度变化而发生改变。因此由C_m、m₀引入的不确定度分量比C_v、V₀引入的低2-3个数量级，能够在整体上有效提高测量精密度。可见相对于体积滴定而言，质量滴定更加适用于标准物质的研制。

一直以来，采用体积滴定原理设计的滴定装置被广泛应用于定量分析；同时，采用质量滴定原理设计的滴定装置也在一定程度上得以应用。但由于现有质量滴定装置尚需手工操作的参与，因此存在手工操作难度大、容易引入人为误差、操作人员工作负担重等缺陷。若要实现质量滴定装置的完全自动化，由于高精密度测量要求的限制，则其在结构设计上存在较大难度。

发明内容

为解决现有质量滴定装置手工操作难度大、容易引入人为误差、操作人员工作负担重等缺陷，实现质量滴定装置的完全自动化，本发明提供了一种悬挂式质量滴定装置。

该悬挂式质量滴定装置包括电子天平、滴定剂瓶、电磁阀、光控开关、电极、样品杯、主控计算机，所述电子天平设置于天平支架上且带有悬挂称量功能，电子天平下方悬挂有悬挂支架，所述悬挂支架上设有滴定剂瓶，滴定剂瓶下端设有排气管和滴定管，所述滴定管上设有电磁阀，所述电磁阀由独立电源系统供电并由光控开关控制以实现滴定管路开闭状态的转换，所述独立电源系统和光控开关均设置于悬挂支架上，滴定管开口端下方设有样品杯，样品杯内设有电极，样品杯下方设有磁力搅拌器，所述电子天平和悬挂支架设置于防风罩内，防风罩外部设有主控计算机和光控发射器，所述主控计算机用于电子天平和电极的数据采集、数据分析、光控开关和磁力搅拌器的控制，所述光控开关的控制由主控计算机通过光控发射器发出的光信号实现。

所述电子天平还可以以重量传感器代替。

所述滴定管上还设有流速控制阀为优选。

所述电磁阀优选为常开型电磁阀。

所述防风罩设有推拉门为优选。

本发明的悬挂式质量滴定装置采用电位滴定法，其使用方法包括以下步骤：一、在滴定剂瓶中放入适量滴定剂，在样品杯中放入待分析样品，如采用流速控制阀则对其进行适当调节；二、以主控计算机采集电子天平和电极的数据，并控制磁力搅拌器对待分析样品进行搅拌；主控计算机通过光控开关控制电磁阀打开，开始滴定；三、主控计算机通过电极数据判断滴定终点，到达滴定终点时，主控计算机通过光控开关控制电磁阀闭合，结束滴定；四、主控计算机根据电子天平数据获得滴定剂用量数据，对滴定剂用量数据进行处理后获得分析结果。

为保证分析的精密度和准确性，本发明的悬挂式质量滴定装置采用了光控开关，通过光信号无线控制的方式避免了有线信号传输对滴定剂用量测量带来的严重干扰，使得悬挂支架及其所载结构整体上仅与电子天平接触，在结构设计上确保了滴定时不对电子天平的称量产生干扰，实现了称量与滴定的同时进行、互不干扰。另外，本发明还将电子天平和悬挂支架设置于防风罩内，避免了空气扰动对电子天平称量的影响。

本发明的悬挂式质量滴定装置实现了完全自动化的质量滴定，避免了人为因素引入的误差，极大减轻了操作人员的工作负担，且操作方便易于掌握，测量结果的精密度和准确性得到了显著提升。

附图说明

图1本发明的悬挂式质量滴定装置示意图。

附图标记：1.防风罩，2.电子天平，3.天平支架，4.悬挂支架，5.滴定剂瓶，6.排气管，7.滴定管，8.流速控制阀，9.独立电源系统，10.电磁阀，11.光控开关，12.电极，13.样品杯，14.磁力搅拌器，15.光控发射器，16.主控计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例

一种悬挂式质量滴定装置，包括电子天平2、滴定剂瓶5、电磁阀10、光控开关11、电极12、样品杯13、主控计算机16，所述电子天平2设置于天平支架3上且带有悬挂称量功能，电子天平2下方悬挂有悬挂支架4，所述悬挂支架4上设有滴定剂瓶5，滴定剂瓶5下端设有排气管6和滴定管7，所述滴定管7上设有电磁阀10，所述电磁阀10由独立电源系统9供电并由光控开关11控制以实现滴定管路开闭状态的转换，所述独立电源系统9和光控开关11均设置于悬挂支架4上，滴定管7开口端下方设有样品杯13，样品杯13内设有电极12，样品杯13下方设有磁力搅拌器14，所述电子天平2和悬挂支架4设置于防风罩1内，防风罩1外部设有主控计算机16和光控发射器15，所述主控计算机16用于电子天平2和电极12的数据采集、数据分析、光控开关11和磁力搅拌器14的控制，所述光控开关11的控制由主控计算机16通过光控发射器15发出的光信号实现。所述滴定管7上还设有流速控制阀8；所述电磁阀10为常开型电磁阀；所述防风罩1设有推拉门。

Claims (5)

1.一种悬挂式质量滴定装置，其特征在于：该装置包括电子天平、滴定剂瓶、电磁阀、光控开关、电极、样品杯、主控计算机，所述电子天平设置于天平支架上且带有悬挂称量功能，电子天平下方悬挂有悬挂支架，所述悬挂支架上设有滴定剂瓶，滴定剂瓶下端设有排气管和滴定管，所述滴定管上设有电磁阀，所述电磁阀由独立电源系统供电并由光控开关控制以实现滴定管路开闭状态的转换，所述独立电源系统和光控开关均设置于悬挂支架上，滴定管开口端下方设有样品杯，样品杯内设有电极，样品杯下方设有磁力搅拌器，所述电子天平和悬挂支架设置于防风罩内，防风罩外部设有主控计算机和光控发射器，所述主控计算机用于电子天平和电极的数据采集、数据分析、光控开关和磁力搅拌器的控制，所述光控开关的控制由主控计算机通过光控发射器发出的光信号实现。

2.如权利要求1所述的悬挂式质量滴定装置，其特征在于：所述电子天平以重量传感器代替。

3.如权利要求1所述的悬挂式质量滴定装置，其特征在于：所述滴定管上还设有流速控制阀。

4.如权利要求1所述的悬挂式质量滴定装置，其特征在于：所述电磁阀为常开型电磁阀。

5.如权利要求1所述的悬挂式质量滴定装置，其特征在于：所述防风罩设有推拉门。

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