CS253908B1 - Zariadenie na indikáciu koncového bodu titrácie - Google Patents

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.

Description

Vynález sa týká zariadenia na indikáciu koncového bodu titrácie impulzovou integračnou metódou.

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.

Umožňujú titrácie po koncentračnú hladinu 10⁵ až 10⁶ mól/1 a len v niektorých špeciálnych prípadoch sa podařilo realizovat titrácie na koncentračnej hladině 10⁷ mól/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.

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.

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.

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.

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.

Uvedené výhody umožňujú extrémně zvýšit citlivost indikácie a znižiť koncentračnú medzu titrovatelnosti až na hladinu 10¹⁰ mól/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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 X

X 10^-9 mól/1 bola dosiahnutá přesnost' vyjádřená relativnou smerodajnou odchylkou

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.

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.

Claims (2)

1. PŘEDMET

   1. Zariadenie na indikáciu koncového bodu titrácie pozostávajúce z titračnej nádoby a z potenciostatu, ku ktorému je připojený trojelektródový indikačný systém, vyznačujúce sa tým, že indikačná elektroda (5) je připojená na signálový vstup spínača (6), ktorého výstup je připojený na signálový vstup vzorkovacieho zariadenia (7J, ktorého výstup je připojený na merací přístroj (8), pričom riadiace vstupy spínača (6J a vzorkovacieho zariadenia (7) sú připojené k časovaciemu zariadeniu (9).
2. 2. Zariadenie podl'a bodu 1 vyznačujúce sa tým, že medzi výstup spínača (6) a signálový vstup vzorkovacieho zariadenia (7) je zaradený integrátor (10), ktorého riadiaci vstup je připojený k časovaciemu zariadeniu (9).