CN106290704A - 滴定系统及滴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了滴定系统及滴定方法，其中滴定方法包括：预处理、滴定和清洗，通过第一蠕动泵将样品从第一密闭容器中移取至预处理杯中，并精密称定样品取样量，将预处理溶液从第二密闭容器中移取至预处理杯中；开启第二蠕动泵用定量取样针从预处理杯中定量移取混合溶液通过第四进液口进入滴定杯中，从第五进液口加入滴定前处理所需试剂；同时开启滴定装置，开始滴定，记录最终消耗滴定液体积；滴定完毕，通过第二蠕动泵将废液从废液出口排出，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗。利用该方法可以消除样品在预处理和取样滴定过程中的损失。
Description
技术领域
本发明属于制药或化工分析领域，具体的，涉及滴定系统及滴定方法。
背景技术
目前制药或化工领域所用原料有些对空气中存在的水分和氧气等成分较敏感，若按常规电位滴定方法滴定，会导致样品在取样和预处理过程中有部分损失，造成分析结果不准确，因此，适用于在线电位滴定的方法，仍有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此本发明的一个目的提供一种滴定方法，利用该方法，可以消除样品在预处理和取样滴定过程中的损失，整个滴定系统处于全密闭环境。
因而，在本发明的一方面，提出了一种滴定系统。根据本发明的实施例，该系统包括：样品预处理单元，所述样品预处理单元包括取样装置和预处理杯，所述取样装置包括第一进液口、第二进液口、第三进液口、第一蠕动泵和第一出液口，所述预处理杯与所述取样装置的第一出液口相连，所述预处理杯带有精密称量装置，且所述预处理杯的杯体上形成有精密体积刻度和第二出液口；定量单元，所述定量单元包括定量取样装置和第二蠕动泵，所述定量取样装置与所述预处理杯的第二出液口相连；滴定单元，所述滴定单元包括滴定杯和滴定装置，所述滴定杯具有第四进液口和第五进液口，所述滴定杯通过第四进液口与所述定量单元相连，且所述滴定杯通过所述第五进液口与所述滴定装置相连；所述滴定装置包括活塞管、活塞杆、滴定管和直线步进电机，所述活塞杆与所述直线步进电机的输出轴相连，所述滴定装置通过所述滴定管与所述滴定杯的第五进液口相连，所述滴定杯通过废液出口与废液瓶相连；清洗单元，所述清洗单元包括洗液出口和阀门，所述洗液出口与所述样品预处理单元的第三进液口相连，所述阀门设置在所述清洗单元与所述样品预处理单元之间。
由此，可以保证整个体系的气密性良好，实现全程连续操作，并且无须人为滴加溶剂等操作，进而可以避免因样品接触空气导致样品损失而使滴定结果偏低。且系统自动操作，可保证测定结果精确性。所述样品预处理单元，可避免样品在取样、预处理过程中的损失； 其称量装置和预处理杯身上的精密体积刻度，可实现样品在预处理过程中的定量配制过程；所述定量单元，通过定量取样装置与所述预处理杯的第二出液口相连，保证样品从取样到定量过程的连续性和密闭性，通过定量取样装置，精密移取已知浓度的预处理样品溶液和滴定前处理试剂；所述滴定单元，通过第四进液口与所述定量单元相连，保证样品从定量单元到滴定单元的连续性和密闭性；所述清洗单元，通过洗液出口与所述第三进液口相连，保证滴定系统从样品预处理到最后的系统清洗过程的连续性和密闭性。
另外，根据本发明实施例的滴定系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述预处理杯具有第一磁力搅拌装置。由此，可以保障预处理杯中的溶液经磁力搅拌，能充分混匀。
在本发明的一些实施例中，所述第一磁力搅拌装置进一步具有第一磁力发生器和第一磁力转子。所述第一磁力转子可以放置在所述预处理杯中。
在本发明的一些实施例中，所述定量取样装置为定量取样针。所述定量取样针可以为多种规格，例如5ml、10ml、15ml、20ml。由此，使本发明的滴定系统适用于不同样品的滴定。
在本发明的一些实施例中，所述滴定杯具有第二磁力搅拌装置。由此，可以保障滴定杯中的溶液经磁力搅拌，能充分混匀。
在本发明的一些实施例中，所述第二磁力搅拌装置进一步具有第二磁力发生器和第二磁力转子。所述第二磁力转子可以放置在所述滴定杯中。
在本发明的一些实施例中，所述取样装置的第一进液口与盛放有待测样品的第一密闭容器相连。由此，待测样品首先通过第一蠕动泵进入预处理杯中。
在本发明的一些实施例中，所述取样装置的第二进液口与盛放有预处理试剂的第二密闭容器相连。由此，预处理试剂接着通过第一蠕动泵进入预处理杯中。
在本发明的一些实施例中，所述滴定装置进一步具有第六进液口，且所述第六进液口与盛放有滴定溶液的第三密闭容器相连。由此，能够通过滴定装置将滴定溶液通过滴定管滴入到滴定杯中。
在本发明的一些实施例中，所述活塞管为圆柱体空心玻璃管。任选的，所述玻璃管的内径固定不变，由此，可保证取样体积准确度高、精密度和重复性好。
在本发明的一些实施例中，所述取样装置还包括第七进液口，所述取样装置的第七进液口与第四密闭容器相连，所述第七进液口为一个或多个，所述第四密闭容器盛放有待测样品或预处理试剂。也即，取样装置的进液口可继续拓展为3个以上，而不局限于仅有第一进液口、第二进液口、第三进液口。由此，可根据样品预处理过程的需要，不同进液口连接不同的溶液储备容器，用于盛放不同样品和预处理试剂。
在本发明的另一方面，本发明还提供了一种利用前述的滴定系统进行滴定的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)预处理：将样品及预处理试剂分别放置于第一密闭容器及第二密闭容器中，通过第一蠕动泵将样品从第一密闭容器中移取至预处理杯中，并通过精密称量装置精密称定样品取样量，再通过所述第一蠕动泵将预处理试剂从第二密闭容器中移取至预处理杯中，达到体积刻度后停止移取；
(2)滴定：开启第二蠕动泵，用定量取样针从预处理杯中定量移取混合溶液，并通过第四进液口进入滴定杯中，同时开启第二磁力搅拌装置，然后从第五进液口加入滴定前处理所需试剂，同时开启滴定装置，通过进样口转换装置对进液通道进行转换，将滴定管充满滴定液，然后再次通过进样口转换装置对进液通道进行转换，开始滴定，记录最终消耗滴定液体积；以及
(3)清洗：滴定完毕，通过第二蠕动泵将废液从废液出口排至废液瓶中，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗，清洗后的废液从废液出口排出。
根据本发明的实施例，本发明的方法基于前述的滴定系统，可以保证整个体系的气密性良好，实现全程连续操作，并且无须人为滴加溶剂等操作，进而可以避免因样品接触空气导致样品损失而使滴定结果偏低，且系统自动操作，可保证测定结果精确性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的滴定系统的结构示意图；以及
图2是根据本发明一个实施例的滴定系统的滴定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一方面，本发明提出了一种滴定系统。
下面参考图1和图2，对本发明实施例的滴定系统进行详细描述：
根据发明的实施例，全密闭式在线电位滴定系统包括：样品预处理单元1000、定量单元2000、滴定单元3000和清洗单元4000。
根据本发明的一个实施例，样品预处理单元1000包括取样装置100、预处理杯200。其中，取样装置100包括第一进液口110、第二进液口120、第三进液口130、第一蠕动泵140和第一出液口150，预处理杯200与取样装置100的第一出液口150相连，预处理杯200带有精密称量装置210，且所述预处理杯200的杯体上形成有精密体积刻度和第二出液口220，预处理杯200放置于第一磁力搅拌装置220上；定量单元2000包括定量取样装置300、第二蠕动泵400，所述定量取样装置300与预处理杯200的第二出液口220相连；滴定单元3000包括滴定杯500、滴定装置600，所述滴定杯500具有第四进液口510和第五进液口520，并且滴定杯500通过第四进液口510与定量单元2000相连，所述滴定杯500通过第五进液口520与滴定装置600相连。清洗单元4000包括洗液出口700和阀门800，洗液出口700与样品预处理单元1000的第三进液口130相连，所述阀门800设置在清洗单元4000与样品预处理单元1000之间。
根据本发明的具体实施例，参照图2，滴定装置600包括：滴定管610、直线步进电机620和进样口转换装置630。其中，滴定管610包括活塞管(图中未示出)和活塞杆 (图中未示出)，活塞杆与直线步进电机620的传动轴相连，滴定装置600通过进样口转换装置630与滴定杯500的第五进液口520相连，滴定管610通过进样口转换装置630与滴定液存储器651相连，滴定杯500通过滴定杯底部的废液出口(图中未示出)与废液瓶相连。
根据本发明的实施例，预处理杯200具有第一磁力搅拌装置230。由此，可以保障预处理杯200中的溶液经磁力搅拌，能充分混匀。
根据本发明的实施例，第一磁力搅拌装置230进一步具有第一磁力发生器231和第一磁力转子232。第一磁力转子232可以放置在预处理杯200中。
根据本发明的实施例，定量取样装置300为定量取样针。所述定量取样针可以为多种规格，例如：5ml、10ml、15ml、20ml，由此，使本发明的在线滴定系统适用于不同样品的滴定。
根据本发明的实施例，所述滴定杯500具有第二磁力搅拌装置530。由此，可以保障滴定杯500中的溶液经磁力搅拌，能充分混匀。
根据本发明的实施例，第二磁力搅拌装置530进一步具有第二磁力发生器531和第二磁力转子532。第二磁力转子532可以放置在滴定杯500中。
根据本发明的实施例，取样装置100的第一进液口110与盛放有待测样品的第一密闭容器111相连。由此，待测样品首先通过第一蠕动泵140进入预处理杯200中。
根据本发明的实施例，取样装置100的第二进液口120与盛放有预处理试剂的第二密闭容器121相连。由此，预处理试剂接着通过第一蠕动泵140进入预处理杯200中。
根据本发明的实施例，所述滴定装置600进一步具有第六进液口650，且所述第六进液口650与盛放有滴定溶液的第三密闭容器651相连。由此，能够基于滴定装置600将滴定溶液通过滴定管630滴入到滴定杯500中。
根据本发明的实施例，所述取样装置还包括第七进液口(图中未示出)，所述取样装置的第七进液口与第四密闭容器相连(图中未示出)，所述第七进液口为一个或多个，所述第四密闭容器盛放有待测样品或预处理试剂。也即，取样装置的进液口可继续拓展为3个以上，而不局限于仅有第一进液口、第二进液口、第三进液口。由此，可根据样品预处理过程的需要，不同进液口连接不同的溶液储备容器，用于盛放不同样品和预处理试剂。
根据本发明的实施例，活塞管611为圆柱体空心玻璃管。据本发明的具体实施例，所述玻璃管的内径固定不变，由此，可保证取样体积准确度高、精密度和重复性好。
本发明的工作原理为：将样品及预处理试剂分别放置于第一密闭容器111及第二密闭容器112中，通过第一蠕动泵140将样品从第一密闭容器111中移取至预处理杯200中，并通过精密称量装置210精密称定样品取样量W，再通过第一蠕动泵140将预处理溶液从 第二密闭容器112中移取至预处理杯200中，达到体积刻度V1后停止移取。同时开启第一次离搅拌装置220将混合溶液搅拌均匀。然后开启第二蠕动泵400用定量取样针300从预处理杯200中定量移取混合溶液V2通过第四进液口510进入滴定杯500中，同时开启第二磁力搅拌装置530，然后从第五进液口520加入滴定前处理所需试剂，同时开启滴定装置600，通过进样口转换装置630将进液通道转至ab通道，将滴定管610充满滴定液。然后再通过进样口转换装置630将进液通道转至bc通道，开始滴定，记录最终消耗滴定液体积V3。滴定完毕，通过第二蠕动泵400将废液从废液出口排至废液瓶中，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗，清洗后的废液从废液出口(位于滴定杯底部)排出。样品的含量可按下式计算：
式中：C1为滴定液的实际浓度；
C0为滴定液的理论浓度；
D为样品的滴定度。
进而，本发明又提供了本发明的滴定系统的实施方法。也即，在本发明的另一方面，本发明还提供了一种利用前述的滴定系统进行滴定的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)预处理：将样品及预处理试剂分别放置于第一密闭容器111及第二密闭容器112中，通过第一蠕动泵140将样品从第一密闭容器111中移取至预处理杯200中，并通过精密称量装置210精密称定样品取样量W，再通过所述第一蠕动泵140将预处理溶液从第二密闭容器112中移取至预处理杯200中，达到体积刻度V1后停止移取，同时开启第一次离搅拌装置220将混合溶液搅拌均匀；
(2)滴定：开启第二蠕动泵400，用定量取样针300从预处理杯200中定量移取混合溶液V2，并通过第四进液口510进入滴定杯500中，同时开启第二磁力搅拌装置530，然后从第五进液口520加入滴定前处理所需试剂，同时开启滴定装置600，通过进样口转换装置630将进液通道转至ab通道，将滴定管610充满滴定液，然后再通过进样口转换装置630将进液通道转至bc通道，开始滴定，记录最终消耗滴定液体积V3；以及
(3)清洗：滴定完毕，通过第二蠕动泵400将废液从废液出口排至废液瓶中，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗，清洗后的废液从废液出口(位于滴定杯底部)排出。
其中，样品的含量可按下式计算：
式中：C1为滴定液的实际浓度；
C0为滴定液的理论浓度；
D为样品的滴定度。
根据本发明的实施例，本发明的方法基于前述的滴定系统，可以保证整个体系的气密性良好，实现全程连续操作，并且无须人为滴加溶剂等操作，进而可以避免因样品接触空气导致样品损失而使滴定结果偏低，且系统自动操作，可保证测定结果精确性。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
利用图1所示的滴定系统，根据本发明的滴定方法，对待测样品吡啶-3-磺酰氯进行滴定检测，具体如下：
(1)预处理：将样品(吡啶-3-磺酰氯)及丙酮(预处理试剂)分别放置于第一密闭容器111及第二密闭容器112中，通过第一蠕动泵140将吡啶-3-磺酰氯从第一密闭容器111中移取至预处理杯200中，并通过精密称量装置210精密称定样品(吡啶-3-磺酰氯)取样量W(0.6012g)，再通过第一蠕动泵140将丙酮从第二密闭容器112中移取至预处理杯200中，达到体积刻度V1(50ml)后停止移取，同时开启第一次离搅拌装置220将混合溶液搅拌均匀；
(2)滴定：开启第二蠕动泵400用定量取样针300从预处理杯200中定量移取混合溶液V2(10ml)通过第四进液口510进入滴定杯500中，同时开启第二磁力搅拌装置530，然后从第五进液口520加入滴定前处理所需试剂1.5mol/L氢氧化钠溶液2ml和10％硝酸溶液5ml，同时开启滴定装置600，通过进样口转换装置630将进液通道转至ab通道，将滴定管610充满0.1mol/L硝酸银滴定液(其理论浓度C0为0.1mol/L，实际浓度C1＝0.1005mol/L)，然后再通过进样口转换装置630将进液通道转至bc通道，开始滴定，记录最终消耗硝酸银滴定液体积V3(6.834ml)；以及
(3)清洗：滴定完毕，通过第二蠕动泵400将废液从废液出口排至废液瓶中，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗，清洗后的废液从废液出口(位于滴定杯底部)排出。
然后，按下式计算样品吡啶-3-磺酰氯的含量：
式中：C1为滴定液的实际浓度；
C0为滴定液的理论浓度；
D为样品的滴定度(本实施例为17.76)，
则，本实施例中吡啶-3-磺酰氯的含量为：
由结果可知，利用本发明的滴定方法进行滴定检测发现，丙酮能完全溶解样品，使样品均匀分散于其中，从而使滴定结果精确可靠；同时在不影响滴定准确度的情况下降低了氢氧化钠和硝酸的用量，更加经济环保；并且样品的预处理过程简单、耗时短，从而大大缩短了检验时间，使检验工作更高效快捷。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种滴定系统，其特征在于，包括：
样品预处理单元，所述样品预处理单元包括取样装置和预处理杯，所述取样装置包括第一进液口、第二进液口、第三进液口、第一蠕动泵和第一出液口，所述预处理杯与所述取样装置的第一出液口相连，所述预处理杯带有精密称量装置，且所述预处理杯的杯体上形成有精密体积刻度和第二出液口；
定量单元，所述定量单元包括定量取样装置和第二蠕动泵，所述定量取样装置与所述预处理杯的第二出液口相连；
滴定单元，所述滴定单元包括滴定杯和滴定装置，所述滴定杯具有第四进液口和第五进液口，所述滴定杯通过第四进液口与所述定量单元相连，且所述滴定杯通过所述第五进液口与所述滴定装置相连，所述滴定装置包括进样口转换装置、活塞管、活塞杆、滴定管和直线步进电机，所述进样口转换装置与活塞管相连，所述活塞杆与所述直线步进电机的传动轴相连，所述滴定装置通过所述滴定管与所述滴定杯的第五进液口相连；以及
清洗单元，所述清洗单元包括洗液出口和阀门，所述洗液出口与所述样品预处理单元的第三进液口相连，所述阀门设置在所述清洗单元与所述样品预处理单元之间。
2.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述预处理杯具有第一磁力搅拌装置。
3.根据权利要求2所述的滴定系统，其特征在于，所述第一磁力搅拌装置进一步具有第一磁力发生器和第一磁力转子。
4.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述定量取样装置为定量取样针。
5.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述滴定杯具有第二磁力搅拌装置。
6.根据权利要求5所述的滴定系统，其特征在于，所述第二磁力搅拌装置进一步具有第二磁力发生器和第二磁力转子。
7.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述取样装置的第一进液口与盛放有待测样品的第一密闭容器相连，所述取样装置的第二进液口与盛放有预处理试剂的第二密闭容器相连。
8.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述滴定装置进一步具有第六进液口，且所述第六进液口与盛放有滴定溶液的第三密闭容器相连。
9.根据权利要求1所述的滴定系统，其特征在于，所述取样装置还包括第七进液口，所述取样装置的第七进液口与第四密闭容器相连，所述第七进液口为一个或多个，所述第四密闭容器盛放有待测样品或预处理试剂。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的滴定系统进行滴定的方法，其特征在于，包括：
（1）预处理：将样品及预处理试剂分别放置于第一密闭容器及第二密闭容器中，通过第一蠕动泵将样品从第一密闭容器中移取至预处理杯中，并通过精密称量装置精密称定样品取样量，再通过所述第一蠕动泵将预处理试剂从第二密闭容器中移取至预处理杯中，达到体积刻度后停止移取；
（2）滴定：开启第二蠕动泵，用定量取样针从预处理杯中定量移取混合溶液，并通过第四进液口进入滴定杯中，同时开启第二磁力搅拌装置，然后从第五进液口加入滴定前处理所需试剂，同时开启滴定装置，通过进样口转换装置对进液通道进行转换，将滴定管充满滴定液，然后再次通过进样口转换装置对进液通道进行转换，开始滴定，记录最终消耗滴定液体积；以及
（3）清洗：滴定完毕，通过第二蠕动泵将废液从废液出口排至废液瓶中，然后开启清洗单元，从预处理单元开始依次将预处理单元、定量单元、滴定单元进行清洗，清洗后的废液从废液出口排出。
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