CN208721636U - 一种半自动滴定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种半自动滴定装置，包括滴定装置，滴定装置包括相互连通设置的用于的挤压管与滴定管，滴定管出料端呈竖直缩口设置，滴定管出料管的下端设有用于盛装待测溶液的滴定瓶，滴定瓶通过摇荡组件匀速摇荡；挤压管内设有活动塞，活动塞通过驱动组件变速下降，活动塞在挤压管内变速下降挤压标准滴定液体从滴定管出料端变速。滴定管内的标准滴定液体能在驱动组件的作用下变速低落至滴定瓶中与滴定瓶中的待测溶液进行混合，由于滴定瓶采用摇荡组件匀速摇荡，实验人员可以只观察滴定瓶中溶液颜色变化，控制滴定管液体的滴加速度，不用在摇晃滴定瓶，在教学实验中既能使学生观察酸碱滴定过程中的颜色变化，还能使滴定操作更加便捷，滴定精度更高。

Description

一种半自动滴定装置

技术领域

本实用新型涉及化学实验用品领域，具体涉及一种半自动滴定装置。

背景技术

酸碱中和滴定是最基本的分析化学实验，也是普通高中化学的必修课程，酸碱中和滴定，是用已知物质量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定，实验中甲基橙、甲基红、酚酞等做酸碱指示剂来判断是否完全中和。

在滴定过程中需要将标准溶液装入酸式滴定管/碱式滴定管中，将待测溶液装进锥形瓶中，然后通过操作滴定管对锥形瓶中的待测液体进行标定，由于滴定管的容量是一定的，当锥形瓶中待测液体浓度较大时，需要在滴定管中添加标准溶液进行多次滴定，这样就存在需多次对滴定管中的液体进行读数，实验人员在读数过程中存在较大误差，会影响滴定实验的准确性；同时在滴定实验过程需要一手持瓶不断摇晃瓶体，一手控制滴定管的旋塞或堵珠，调节和掌握标准液的流出速度与流出量，因此实验人员在操作时精力需要高度集中，一旦滴定超过终点则需要重新进行实验，增加实验人员的工作量；为解决上述问题，现有技术中存在的自动电位滴定仪能解决上述问题，但是自动电位滴定仪的造价极高，在高中实验室中不能普及使用，而且自动电位滴定仪是通过检测溶液中游离电子的电位变化得知滴定终点，导致采用自动电位滴定仪不能很好的观察酸碱滴定过程的颜色变化，不能很好起到教学作用。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种半自动滴定装置，解决了现有技术中手动酸碱滴定装置滴定精度不高、操作不便捷与采用自动电位滴定仪造价高、不能达到教学目的的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种半自动滴定装置，包括底板、底板上固定的支撑架及支撑架上固定的滴定装置，所述滴定装置包括相互连通设置的用于盛装标准滴定液体的挤压管与滴定管，所述滴定管出料端呈竖直缩口设置，所述滴定管出料管的下端设有用于盛装待测溶液的滴定瓶，滴定瓶通过摇荡组件匀速摇荡；所述挤压管内设有活动塞，活动塞通过驱动组件变速下降，活动塞在挤压管内变速下降挤压标准滴定液体从滴定管出料端变速低落至滴定瓶中与待测溶液混合。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型设置的半自动滴定装置能在达到教学目的的情况下提高手动滴加实验的精确性；滴定管内的标准滴定液体能在驱动组件的作用下变速低落至滴定瓶中与滴定瓶中的待测溶液进行混合，由于滴定瓶采用摇荡组件匀速摇荡，则实验人员可以只观察滴入滴定瓶中的标准溶液与待测溶液在显色剂作用下的颜色变化，控制滴定管中标准溶液的滴加速度，不用在摇晃滴定瓶的同时还要控制滴定管中标准溶液的滴加速度，在教学实验中既能使学生观察酸碱滴定过程中的颜色变化，判断滴定管中液体的滴加速度，还能使滴定操作更加便捷，滴定精度更高。

2、本实用新型设置的半自动滴定装置在保证实验结果精确性的情况下较自动电位滴定仪的造价更低，操作人员能通过手动控制滴加速度的情况下观察滴定溶液颜色的变化起到教学的目的，比使用自动电位滴定仪更能够理解整个酸碱滴定过程中指示剂颜色的变化。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型安装杆与驱动杆配合使用俯视图；

图3为图2另一状态下的结构示意图。

附图中：步进电机1、固定杆2、挤压管3、支撑杆4、放置框5、驱动齿盘6、连接柱7、滑块8、底板9、伸缩弹簧10、滑槽11、电机12、安装架13、转动齿轮14、吸盘15、滴定瓶16、滴定管17、活动塞18、驱动杆19、主动齿轮20、驱动齿条21、转动轴22、安装杆23、从动齿轮24、驱动齿轮25、安装通孔26、活动槽27、活动销28、锁紧块29、卡接槽30。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1～图3所示，本实用新型所述的一种半自动滴定装置，包括底板9、底板9上固定的支撑架及支撑架上固定的滴定装置，支撑架包括与底板9垂直固定的支撑杆4，支撑杆4上设有可上下调节的固定杆2，固定杆2上设有安装杆23；所述滴定装置包括相互连通设置的用于盛装标准滴定液体的挤压管3与滴定管17，挤压管3与滴定管17是一体式结构，挤压管3与固定杆2可拆卸连接，可以在固定杆2上设有类似夹持装置将挤压管3与固定杆2可拆卸连接，夹持装置可以是实验是中常用的铁架台附带的万能夹等，万能夹将挤压管3进行固定，万能夹可以通过双定丝十字夹与固定杆2进行固定安装，此类安装方式是实验室常见安装方式，是本领域技术人员所熟知的安装方式。为方便滴定管17的出料，滴定管17出料端呈竖直缩口设置，缩口设置的滴定管17保证从滴定管17出料端所滴出的单滴标准溶液体积不会过大，判断滴定终点时使滴落的标准溶液过多，影响滴定实验的精度。滴定管17中的标准液体主要用于滴定待测溶液，所以在滴定管17出料管的下端设有用于盛装待测溶液的滴定瓶16，滴定瓶16通过摇荡组件匀速摇荡；摇荡组件的设置是为了使滴定实验更加便捷，在滴定实验中影响滴定实验精度的主要因素是滴定终点判断和滴定标准液体积的判断，将滴定瓶16采用摇荡组件匀速摇荡，则实验人员就能集中精力观察滴定瓶16中加指示剂后溶液颜色的变化控制滴定管17中液体的滴加速度，能够有效避免因为精力不集中导致滴定终点判断不准确而影响滴定实验的准确性的问题，同时提高的滴定实验的精确性。具体的摇荡组件包括用于放置滴定瓶16的放置框5，放置框5内底面设有吸盘15，放置框5上固定有驱动齿盘6，驱动齿盘6啮合有呈凸轮结构的转动齿轮14，转动齿轮14通过电机12驱动，所述放置框5外底面转动连接有连接柱7，连接柱7底端连接有滑块8，滑块8滑动设置在与底板9固定安装的滑槽11内，滑槽11内腔任意一端与滑块8设有伸缩弹簧10。为保证放置框5在转动时不会有偏倒的情况，将滑槽11设置成楔形槽，将放置框5的底部与滑槽11的开口端滑动接触，使滑槽11给放置框5多一个支撑力的作用。驱动齿盘6可以套接在放置框5的外围也可以与放置框5外底面固定，由于转动齿轮14呈凸轮结构，加上滑块8与滑槽11之间设置的伸缩弹簧10，在转动齿轮14转动带动驱动齿盘6转动的过程中配合伸缩弹簧10的作用就会使驱动齿盘6有水平往复运动，带动放置框5在转动的同时也能往复运动，滴定瓶16通过吸盘15固定在放置框5中，则滴定瓶16也能随放置框5转动的同时也有小幅度的往复运动。由于滴定实验中需要保证滴定管17中低落的标准溶液是悬空进入滴定瓶16中，不会滴加在滴定瓶16外或滴定在其内壁上，所以设置的呈凸轮结构的转动齿轮14要配合滴定瓶16开口大小设置。同时设置的转动齿轮14也可以采用普通齿轮，只要电机12的输出轴位于转动齿轮14偏心位置即可，同时保证伸缩弹簧10在转动齿轮14位于滑块最远距离时也处于压缩状态，这样就可以通过伸缩弹簧10的回复弹性形变使转动齿轮12与驱动齿盘6始终都是啮合状态。

为方便控制滴定管17中标准溶液的滴加速度，在挤压管3内设有活动塞18，活动塞18通过驱动组件变速下降，活动塞18在挤压管3内变速下降挤压标准滴定液体从滴定管17出料端变速低落至滴定瓶16中与待测溶液混合。驱动组件包括与活动塞18固定安装的驱动杆19，如图2、3所示，驱动杆19贯穿安装杆23水平段上设置的条状的安装通孔26且可在安装通孔26内滑动，在安装杆23上还设有锁紧块29，锁紧块29一端连接有活动销28，活动销28铰接设置在活动槽27内，锁紧块29另一端卡接设置在卡接槽30内。在驱动杆19上沿其长度方向设有驱动齿条21，为方便驱动组件的安装与描述，驱动齿条21设置在驱动杆19的前方，驱动齿条21啮合有主动齿轮20，主动齿轮20同轴设有从动齿轮24；主动齿轮20与从动齿轮24通过转动轴22与安装杆23转动连接。从动齿轮24啮合有驱动齿轮25且驱动齿轮25直径小于从动齿轮24直径。驱动齿轮25通过同轴设置的步进电机1驱动，步进电机1通过控制器控制变速转动，步进电机1变速转动带动驱动齿轮25变速转动，驱动齿轮25变速转动带动从动齿轮24变速转动，从动齿轮24变速转动带动主动齿轮20变速转动，主动齿轮20变速转动带动驱动齿条21变速下降，驱动齿条21变速下降带动活动塞18在挤压管3内变速下降。将驱动齿轮25、主动齿轮20、从动齿轮24、挤压管3管径大小以及滴定管17出口大小进行模拟设计，控制步进电机121转动一圈从滴定管17出口端低落的标准溶液为半滴，在酸碱滴定过程中，从滴定管17中滴出的一滴标准溶液体积大约是1/20毫升，半滴为1/40毫升。为方便将低落的标准溶液进行计数，本实用新型设置了计数器，计数器是现有的机械式计数器，计数器包括包括计数按钮与显示屏，通过按压计数按钮使计数器计数一次，在计数器显示屏上有对应的数字显示，同样的计数器也带有归零设置。为将计数器与步进电机1的转数对应上，计数器上的技术按钮通过与步进电机1同轴设置的凸轮转动一周计数一次。

为方便操作步进电机1的转动速度，本实用新型设置了用于控制步进电机121转速的控制器，控制器包括依次连接的分压器、第一驱动单元、压控振荡器、第二驱动单元，第二驱动单元与步进电机1连接，所述分压器包括排阻，所述控制器还包括档位开关，所述档位开关的开关公共端与排阻输入端连接，档位开关的档位控制端与排阻输出端择一连接。档位开关是现有技术，档位开关设置有旋钮，旋钮的控制档位与档位控制输出端相对应，通过手动旋动旋钮，使档位控制端与排阻输出端择一连接以此控制分压器的总输出功率，分压器的输出功率通过第一驱动单元设置的功率放大器进行放大，然后通过压控振荡器将输入电压转变成不同的输出的震荡频率，振荡频率通过第二驱动单元进行放大处理控制步进电机1变速转动。本实用新型设置的分压器、第一驱动单元、压控振荡器、第二驱动单元、步进电机1均为现有技术，设置的控制器是现有技术，本领域技术人员是能熟知的。

具体的，在操作本实用新型时，先将将锁紧块29放至图3的状态，将驱动杆19移动至锁紧块29的左侧，这样将能使驱动齿条21与主动齿轮20不啮合，然后手动提取驱动杆19带动活塞18在挤压管3内滑动吸取足够多的标准溶液；然后将驱动杆19与安装通孔26的配合关系移动至图2所示使驱动齿条21与驱动齿轮20进行啮合。在滴定瓶16中放入适当的待测溶液，将滴定瓶16放置在放置框5内固定，将挤压管3与固定杆2进行固定，根据滴定管17出口端与滴定瓶16口的高度，调整固定杆2在支撑柱上的位置，然后通过滤纸将滴定管17出口端多余的标准液体擦拭干净，将主动齿轮20与驱动齿条21调试至相互啮合的状态，将计数器进行归零处理，打开电机12使滴定瓶16匀速摇荡，通过档位开关上的旋钮控制电机12速，设定档位开关第一档位时，滴定管17出口端标液的滴定速度是连接成串低落；设定档位开关第二档位时，滴定管17出口端标液的滴定速度是间隔成滴串低落；设定档位开关第三档位时，滴定管17出口端标液的滴定速度是间隔半滴低落；实验人员(学生)观察滴定瓶16中颜色变化进行档位调节，当滴定实验达到滴定终点时，关闭档位开关，使步进电机1停止转动，在关闭电机12使滴定瓶16停止摇荡，通过计数器计量的数值与每半滴标准的体积技术所滴定标液的体积，根据公式：V_H+×C_H+＝V_OH-×C_OH-可以计算出待测溶液的浓度。为确保实验结果更加准确，可以进行平行实验2～3次。

本实用新型设置的活动塞18需要采用耐酸碱的橡胶材料，一般用NR、CR、EPDM和氟橡胶等橡胶等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种半自动滴定装置，包括底板、底板上固定的支撑架及支撑架上固定的滴定装置，其特征在于：所述滴定装置包括相互连通设置的用于盛装标准滴定液体的挤压管与滴定管，所述滴定管出料端呈竖直缩口设置，所述滴定管出料管的下端设有用于盛装待测溶液的滴定瓶，滴定瓶通过摇荡组件匀速摇荡；所述挤压管内设有活动塞，活动塞通过驱动组件变速下降，活动塞在挤压管内变速下降挤压标准滴定液体从滴定管出料端变速低落至滴定瓶中与待测溶液混合；

所述驱动组件包括与活动塞固定安装的驱动杆，驱动杆上沿其长度方向设有驱动齿条，驱动齿条啮合有主动齿轮，主动齿轮同轴设有从动齿轮，从动齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮通过同轴设置的步进电机驱动，步进电机通过控制器控制变速转动；

所述控制器包括依次连接的分压器、第一驱动单元、压控振荡器、第二驱动单元，第二驱动单元与步进电机连接，所述分压器包括排阻，所述控制器还包括档位开关，所述档位开关的开关公共端与排阻输入端连接，档位开关的档位控制端与排阻输出端择一连接。

2.根据权利要求1所述的一种半自动滴定装置，其特征在于：所述驱动齿轮直径小于从动齿轮直径。

3.根据权利要求2所述的一种半自动滴定装置，其特征在于：还包括计数器，所述计数器包括计数按钮与显示屏，所述计数按钮通过与步进电机同轴设置的凸轮转动一周计数一次。

4.根据权利要求3所述的一种半自动滴定装置，其特征在于：所述摇荡组件包括用于放置滴定瓶的放置框，放置框内底面设有吸盘，放置框上固定有驱动齿盘，驱动齿盘啮合有呈凸轮结构的转动齿轮，转动齿轮通过电机驱动，所述放置框外底面转动连接有连接柱，连接柱底端连接有滑块，滑块滑动设置在与底板固定安装的滑槽内，滑槽任意一端与滑块设有伸缩弹簧。