CS253908B1

CS253908B1 - Apparatus for indication of the end point of volumerty

Info

Publication number: CS253908B1
Application number: CS390785A
Authority: CS
Inventors: Juraj Bercik; Jan Dzurov; Leos Vyskocil
Original assignee: Juraj Bercik; Jan Dzurov; Leos Vyskocil
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1987-12-17
Also published as: DK259086D0; DK259086A

Abstract

Riešenie sa týká zariadenia. na indikáciu koncového bodu titrácie. Podstatou zariadenia je, že indikačná elektróda je připojená na signálový vstup spínača, ktorého výstup je připojený na signálový vstup vzorkovacieho zariadenia, ktorého výstup je připojený na merací přístroj, pričom riadiace vstupy spínača a vzorkovacieho zariadenia sú připojené k časovaciemu zariadeniu. Zariadenie je možné využit pri všetkých typoch odmerných a coulometrických titračných analýzach, najma v oblasti nízkých a velmi nízkých koncentrácii.The solution concerns the device. for indication end point titration. The essence of the device is that the indicating electrode is connected to the signal input of the switch whose output is connected to the signal input of the sampling device whose output is connected on the meter while controlling switch and sampling device inputs are connected to a timing device. equipment can be used for all types volumetric and coulometric titration analyzes, especially in the low and very high low concentration.

Description

Vynález sa týká zariadenia na indikáciu koncového bodu titrácie impulzovou integračnou metódou.The invention relates to a device for indicating the end point of titration by the pulse integration method.

Určenie koncového bodu titrácie představuje jeden z hlavných problémov v stopovej titračnej analýze. Od indikačnej metódy do značnej miery závisí přesnost, správnost a koncentračná medza titrovatelnosti. Z elektrochemických metód ipatria medzi najcitlivejšie potenciometrická indikácia s polarizovanými elektródami a ampérometrické indikácie s jednou alebo· dvomi indikačnými elektródami. Preto sa v titračných aparatúrach najčastejšie použivajú indikačně jednotky potenciometrické a ampérometrické.Determination of the titration endpoint is one of the major problems in trace titration analysis. Accuracy, accuracy and concentration limit of titratability depend to a large extent on the indication method. Among the electrochemical methods, potentiometric indication with polarized electrodes and amperometric indication with one or two indicator electrodes are among the most sensitive. Therefore, potentiometric and amperometric units are most commonly used in titration apparatuses.

Umožňujú titrácie po koncentračnú hladinu 10⁵ až 10⁶ mól/1 a len v niektorých špeciálnych prípadoch sa podařilo realizovat titrácie na koncentračnej hladině 10⁷mól/1 (napr.: Cooke, Reily, Furman: Anal. Chem. 23 1951, Osteryong a kol.: Anal. Chem. 46 1974 a 50 1978), resp. na hladině 5 X X 10⁸ mól/1 (napr.: Champion, Marinenko a Taylor: Anal. Chem. 42 1970), a to pri použití zariadení s ampérometrickou indikáciou.They allow titrations to a concentration level of 10 ⁵ to 10 ⁶ mol / l and only in some special cases titrations to a concentration level of 10 ⁷ mol / l have been achieved (eg: Cooke, Reily, Furman: Anal. Chem. 23 1951, Osteryong and Chem., 46, 1974 and 50 (1978), respectively. at a level of 5 XX 10 ⁸ mol / l (e.g.: Champion, Marinenko and Taylor: Anal. Chem. 42 1970) using amperometric devices.

U všetkých doposial' známých zariadení pre ampérometrickú indikáciu je limitujúcim faktorom nízká úroveň prúdového signálu pri nízkých koncentračných hladinách stanovovaných látok, nepriaznivý poměr signál/šum a poměr signál/prúdy pozadia, z ktorých najma kapacitný prúd obmedzuje citlivost indikácie a koncentračnú medzu titrovatelnosti.For all known amperometric indication devices, the limiting factor is the low current signal level at low analyte concentration levels, the unfavorable signal / noise ratio and the background signal / current ratio, of which, in particular, capacitive current limits the sensitivity of the indication and the concentration titration limit.

Zvýšenie citlivosti indikácie koncového bodu titrácie a zníženie koncentračnej medze titrovatelnosti umožňuje zariadenie podl'a vynálezu, ktorého podstata je v tom, že indikačná elektroda je připojená na signálový vstup spínača, ktorého výstup je připojený na signálový vstup vzorkovacieho zariadenia, ktorého výstup je připojený na merací přístroj, pričom riadiace vstupy spínača a vzorkovacieho zariadenia sú připojené k časovaciemu zariadeniu. Medzi výstup spínača a signálový vstup vzorkovacieho zariadenia móže byť zaradený integrátor, ktorého riadiaci vstup je připojený k časovaciemu zariadeniu.Increasing the sensitivity of the titration end point indication and reducing the titration concentration limit is made possible by a device according to the invention, characterized in that the indicating electrode is connected to a signal input of a switch whose output is connected to a signal input of a sampling device whose output is connected to The control inputs of the switch and the sampling device are connected to a timing device. An integrator whose control input is connected to the timing device may be provided between the switch output and the signal input of the sampling device.

Výhody tohoto zariadenia spočívajú v tom, že na indikáciu koncového bodu titrácie sa využívá prúdová odozva, připadne časový integrál prúdovej odozvy indikačnej elektródy polarizovanej napaťovými impulzami, ktorých amplitúda je daná zvoleným vnúteným potenciálom a okamžitým rovnovážným potenciálom.The advantages of this device are that the current response or the time integral of the current response of the indicating electrode polarized by voltage pulses is used to indicate the end point of the titration, the amplitude of which is given by the selected internal potential and the instantaneous equilibrium potential.

Indikačný signál je podstatné vyšší ako pri doteraz známých ampérometrických metódach a do značnej miery je potlačený šum, čo umožňuje zvýšenie citlivosti a přesnosti indikácie. Koncový bod titrácie je možné indikovat ako změnu polarity indikačného signálu.The indication signal is substantially higher than the previously known amperometric methods, and noise is largely suppressed, allowing the sensitivity and accuracy of the indication to be increased. The end point of the titration can be indicated as a change in the polarity of the indication signal.

Uvedené výhody umožňujú extrémně zvýšit citlivost indikácie a znižiť koncentračnú medzu titrovatelnosti až na hladinu 10¹⁰mól/1. V případe coulometrických titrácií má použitie uvedeného zariadenia na indikáciu koncového bodu ďalšiu výhodu v tom, že umožňuje potlačit ovplyvňovanie priebehu titrácie indikačným systémom.These advantages make it possible to extremely increase the sensitivity of the indication and reduce the concentration titration limit up to a level of 10 ¹⁰ mol / l. In the case of coulometric titrations, the use of said endpoint indicating device has the additional advantage of being able to suppress the influence of the titration course on the indication system.

Ďalšou výhodou je skutočnosť, že výstupný signál priamo závisí od koncentračných pomerov v okolí indikačnej elektródy, čo umožňuje využit popísané zariadenia ako vysokocitlivý elektrochemický detektor, například v kvapalinovej chromatografii a pod.Another advantage is that the output signal directly depends on the concentration conditions around the indicating electrode, which makes it possible to use the described device as a high sensitivity electrochemical detector, for example in liquid chromatography and the like.

Na připojených výkresoch sú uvedené dva příklady zapojenia indikačného zariadenia podta vynálezu, kde na obr. 1 je zapojenie s priamym meraním vzoriek prúdovej odozvy indikačnej elektródy a na obr. 2 je zapojenie so zaradeným integrátorom.In the accompanying drawings, two examples of wiring of the indicating device according to the invention are shown. 1 is a wiring with direct measurement of the current response samples of the indicating electrode, and FIG. 2 is a wiring with an integrated integrator.

Na obr. 1 je v titračnej nádobě 1 umiestnený trojelektródový indikačný systém pozostávajúci z pomocnej elektródy 3, referenčnej elektródy 4 a z indikačnej elektródy 5, ktorý je připojený k potenciostatu 2. Spínač 6 zapojený v sérii s indikačnou elektrodou 5 sa periodicky rozpíná a zapína pomocou časovacieho zariadenia 9. Indikačná elektroda 5 je tým polarizovaná napaťovými impulzami, ktorých amplitúda je daná potenciálom vnúteným potenciostaticky počas zapnutia spínača 6 a okamžitým rovnovážným potenciálom indikačnej elektródy počas rozopnutia spínača 6. Okamžitá velkost prúdovej odozvy indikačnej elektródy 5 sa vo vhodnom čase meria vzorkovacím zariadením 7 a meracím prístrojom 8.In FIG. 1, a three-electrode indicating system consisting of an auxiliary electrode 3, a reference electrode 4 and an indicating electrode 5, which is connected to a potentiostat 2, is arranged in the titration vessel 1. The switch 6 connected in series with the indicating electrode 5 is periodically opened and closed by a timer 9. The indicating electrode 5 is thereby polarized by voltage pulses, the amplitude of which is given by the potential imparted potentiostatically during switch-on 6 and the instantaneous equilibrium potential of the indicating electrode during switch-off 6. The instantaneous magnitude of .

Velkost a polarita indikačného signálu závislá na velkosti vnúteného potenciálu, času vzorkovania a hodnoty okamžitého rovnovážného potenciálu indikačnej elektródy 5 pri danam titračnom stupni, resp. danej koncentrácii elektroaktívnych zložiek. Pri vhodné zvoienom vnútenom potenciáli je koncový bod titrácie indikovaný změnou polarity indikačného signálu.The magnitude and polarity of the indicating signal depends on the magnitude of the sensed potential, the sampling time, and the instantaneous equilibrium potential value of the indicating electrode 5 at a given titration stage, respectively. given concentration of electroactive components. At a suitable internal potential, the end point of the titration is indicated by a change in the polarity of the indication signal.

V zapojení na obr. 2 je medzi spínač 6 a vzorkovacie zariadenie 7 zaradený integrátor 10 riadený časovacím zariadením 9. Prúdová odozva indikačnej elektródy 5 na polarizačný impulz sa integrátorom 10 integruje napr. počas zopnutia spínača 6, alebo počas viacerých zopnutí spínača 6 a výstupný signál z integrátora 10 sa meria pomocou vzorkovacieho zariadenia 7 a meracieho prístroja 8.In the circuit of FIG. 2, an integrator 10 controlled by the timer 9 is arranged between the switch 6 and the sampling device 7. The current response of the indicating electrode 5 to the polarizing pulse is integrated by the integrator 10 e.g. during the switching of the switch 6, or during several switching of the switch 6 and the output signal from the integrator 10 is measured by means of a sampling device 7 and a measuring device 8.

V ďalšom sa integrátor 10 vynuluje a připraví sa na další indikačný cyklus. Výhoda zapojenia podlá obr. 2 spočívá v lepšom potlačení šumu a vo zvýšení indikačného signálu oproti zapojeniu uvedenému na obr. 1. Ako příklad využitia zariadenia podlá vynálezu je možné uviesť coulometrickú titráciu roztoku dichrómanu draselného coulometricky generovanými železnými iónmi. Bola použitá indikačná platinová elektróda, vnútený potenciál bol 0,75 V vs. 1 M Ag, AgCl. Pre koncentračný rozsah 1.7 X 10^_6 až 3 XNext, the integrator 10 is reset to zero and ready for the next indication cycle. The advantage of the connection according to FIG. 2 consists in better noise suppression and an increase in the indication signal over the circuit shown in FIG. As an example of the use of the device according to the invention, coulometric titration of the potassium dichromate solution by coulometrically generated iron ions can be mentioned. An indicator platinum electrode was used, the potential applied was 0.75 V vs.. 1 M Ag, AgCl. For a concentration range of 1.7 X 10 ^_6 to 3 X

X 10^-9 mól/1 bola dosiahnutá přesnost' vyjádřená relativnou smerodajnou odchylkouX 10 ^-9 mol / l was achieved with relative standard deviation

1.2 až 7 °/o. Dosiahla sa koncentračná medza títrovatelnosti 8 X 10 ¹⁰ mól/1, čo zodpovedá látkovému množstvu 6 X 10^-11 mól v objeme 80 ml titrovaného roztoku.1.2 to 7 ° / o. A concentration limit of 8 X 10 ¹⁰ mol / l was achieved, which corresponds to a substance amount of 6 X 10 ^-11 mol in a volume of 80 ml of the titrated solution.

Vynález je možné využívat pri všetkých typoch odmerných a coulometrických titračných analýz najmá nízkých a velmi nízkých koncentrácii, t. j. v oblasti stopovej analýzy všeobecne, v laboratóriach kontroly kvality a akosti, v potravinárskom, chemickom a farmaceutickom priemysle, v zdravotníctve, v analýze špeciálnych materiálov a v kontrole životného prostredia. Zariadenie je ďalej možné využívat ako vysokocitlivý elektrochemický detektor pri separačných analytických metodách.The invention can be used in all types of volumetric and coulometric titration analyzes of at least low and very low concentrations, i. j. in trace analysis in general, in quality and quality control laboratories, in the food, chemical and pharmaceutical industries, in health care, in the analysis of special materials and in environmental control. The device can also be used as a high-sensitivity electrochemical detector for separation analytical methods.

Claims

SUBJECT

An apparatus for indicating an end point of titration comprising a titration vessel and a potentiostat to which a three-electrode indicating system is connected, characterized in that the indicating electrode (5) is connected to a signal input of a switch (6) whose output is connected to a signal input a sampling device (7J), the output of which is connected to the meter (8), the control inputs of the switch (6J and the sampling device (7) being connected to the timing device (9).

Device according to claim 1, characterized in that an integrator (10) is connected between the output of the switch (6) and the signal input of the sampling device (7), the control input of which is connected to the timing device (9).