CS270672B1

CS270672B1 - Device for determination of chloride content by coulometric titration

Info

Publication number: CS270672B1
Application number: CS872312A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Horak; Marie Ing Hostlovska; Jan Ing Skavrada
Original assignee: Pavel Ing Horak; Marie Ing Hostlovska; Jan Ing Skavrada
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS231287A1

Abstract

Zařízení pro stanovení obsahu chloridů coulometrickou titrací, kde mezi sběrnou a generační elektrodou umístěnými v elektrolytu v titrační nádobě je zapojen zdroj titračního proudu. Ke vstupům komparátoru je připojena jednak první indikační elektroda přes zdroj pomocného napětí a jednak druhá indikační elektroda. Výstup komparátoru je připojen k měřiči času. Mezi výstupem komparátoru a měřičem času je umístěn startovací obvod, připojený svým výstupem ke zdroji proudu. K výstupu měřiče času je připojena jednotka interface s registračním zařízením.Device for determining chloride content by coulometric titration, where a titration current source is connected between the collection and generation electrodes placed in the electrolyte in the titration vessel. The first indication electrode is connected to the comparator inputs via an auxiliary voltage source and the second indication electrode. The comparator output is connected to a time meter. Between the comparator output and the time meter there is a starting circuit connected by its output to a current source. An interface unit with a recording device is connected to the time meter output.

Description

Vynález se týká zařízení pro stanovení obsahu chloridů coulometrickou tltrací.The invention relates to a device for determining the chloride content by coulometric filtration.

Dosud známá zařízení využívají při stanovování obsahu chloridů ve vzorcích například biologického materálu coulometrlckou titrací ke generování titračního proudu obvykle ploché stříbrné generační anody umístěné na dně titrační nádoby ,a sběrné platinové elektrody ponořené do elektrolytu v titrační nádobě. Ke stanovení bodu ekvivalence se používá obvykle dvojice indikačních elektrod H/H^SO^ spolu s elektrodou stříbrnou anebo jsou obě elektrody stříbrné. Jako zdroje generačního proudu se používá napěťového zdroje s velkým vnitřním odporem, což vede k nedostatečné stálosti generačního proudu a výskytu vysokého napětí. Zlepšení bezpečnosti zařízení, zvýšení přesnosti stanovení bodu ekvivalence a dosažení konstantního proudu v elektrolytu bez ohledu na stav elektrod a dobu titrace je dosaženo uspořádáním podle československého autorského osvědčení č. 195 032 s elektronickými a reléovými obvody. Jejich □mezená spolehlivost a nákladnost a do určité míry i produktivita měřicího procesu jsou limitujícími prvky.Previously known devices use usually flat silver generation anodes located at the bottom of a titration vessel and platinum collecting electrodes immersed in the electrolyte in the titration vessel to determine the chloride content of samples of, for example, biological material by coulometric titration to generate a titration current. To determine the equivalence point, a pair of H / H 2 SO 4 indicator electrodes is usually used together with a silver electrode, or both electrodes are silver. A voltage source with a large internal resistance is used as the generation current source, which leads to insufficient generation current stability and the occurrence of high voltage. Improving the safety of the device, increasing the accuracy of determining the equivalence point and achieving a constant current in the electrolyte regardless of the condition of the electrodes and titration time is achieved by arranging according to Czechoslovak author's certificate No. 195 032 with electronic and relay circuits. Their limited reliability and cost, and to some extent the productivity of the measuring process, are limiting elements.

Podstata vynálezu spočívá v uspořádání zařízení pro stanovení obsahu chloridů coulometrickou titra'ci, kde zdroj proudu je jedním svým pólem připojen ke sběrné elektrodě a druhým pólem ke generační elektrodě. První indikační elektroda je přes zdroj pomocného napětí připojena k prvnímu vstupu komparátoru a druhá indikační elektroda je připojena ke druhému vstupu komparátoru, jehož výstup je připojen k měřiči času. V elektrolytu v titrační nádobě je míchadlo uzpůsobené k otáčení magnetickým polem. Mezi výstupem komparátoru a měřičem času může být umístěn startovací obvod, který je výstupem připojen ke zdroji proudu. K výstupu tohoto startovacího obvodu může být připojen čítač, jehož výstup je spojen s jednotkou interface propojenou s měřičem času a registračním zařízením. Výstup komparátoru může být připojen k zapisovači. Ve zdroji proudu může být umístěn otočný digitální spínač.The essence of the invention lies in the arrangement of the device for determining the chloride content by coulometric titration, where the current source is connected by one pole to the collecting electrode and by the other pole to the generation electrode. The first indicator electrode is connected to the first input of the comparator via an auxiliary voltage source and the second indicator electrode is connected to the second input of the comparator, the output of which is connected to a timer. In the electrolyte in the titration vessel, the stirrer is adapted to rotate by a magnetic field. A starting circuit can be placed between the output of the comparator and the timer, which output is connected to a current source. A counter can be connected to the output of this starting circuit, the output of which is connected to an interface unit connected to a timer and a recording device. The output of the comparator can be connected to a recorder. A rotary digital switch can be placed in the power supply.

Výhody zařízení podle vynálezu jsou zejména v jeho jednoduchém provedení, které je nenáročné na obsluhu. Vzhledem k minimálnímu počtu nutných součástí zařízení jsou jeho výrobní náklady nízké. Výhodná je rovněž možnost nastavení titračního proudu v jemných krocích pomocí □točného digitálního spínače umístěného přímo v bloku zdroje proudu. Vzhledem k tomu, že zařízení je opatřeno digitálním výstupem, jsou údaje výsledků měření uváděny bez nutnosti jejich následného přepočítávání např. na milimoly/litr.The advantages of the device according to the invention are in particular its simple design, which is easy to operate. Due to the minimum number of necessary components of the device, its production costs are low. It is also advantageous to be able to set the titration current in fine steps by means of a □ rotary digital switch located directly in the current source block. Due to the fact that the device is equipped with a digital output, the data of the measurement results are presented without the need for their subsequent conversion, eg to millimoles / liter.

Na výkresu je znázorněn příklad provedení zařízení pro stanovení obsahu chloridů podle vynálezu.The drawing shows an example of an embodiment of a device for determining the chloride content according to the invention.

Titrační nádoba £ je naplněna elektrolytem £, do kterého zasahují sběrná elektroda £, první Indikační elektroda £ a druhá indikační elektroda £. Na dně titrační nádobky £ je umístěna plochá generační elektroda £, na jejímž povrchu se otáčí ferromagnetické elektricky izolované míchadlo £ působením otáčivého magnetického pole, v tomto případě permanentního magnetu £ umístěného pod titrační nádobou £.The titration vessel £ is filled with an electrolyte £, into which the collecting electrode £, the first indicating electrode £ and the second indicating electrode £ extend. At the bottom of the titration vessel £, a flat generation electrode £ is placed, on the surface of which a ferromagnetic electrically insulated stirrer £ is rotated by the action of a rotating magnetic field, in this case a permanent magnet £ located below the titration vessel £.

Sběrná elektroda £, tvořená stříbrným drátem, je připojena ke zdroji 12 proudu, který je druhým pólem připojen přes indikátor 14 titračního proudu k ploché generační elektrodě £. První indikační elektroda £ je přes zdroj 2 pomocného napětí připojena k prvnímu vstupu komparátoru 10 a druhá indikační elektroda £ je připojena ke druhému vstupu komparátoru 10. Výstup komparátoru 10 je připojen jednak ke startovacímu obvodu 13 a jednak k zapisovači 18. Výstup startovacího obvodu 13 je připojen jednak ke zdroji 12 proudu a jednak ke vstupu digitálního čítače 17 a vstupu měřiče 11 času. Digitální čítač 17 je svým výstupem připojen k prvnímu vstupu jednotky 15 interface, jejíž druhý vstup je spojen s měřičem 11 času a jejíž výstup je spojen s registračním zařízením £6.The collecting electrode 6, formed by a silver wire, is connected to a current source 12, which is connected by a second pole via a titration current indicator 14 to a flat generation electrode 6. The first indicator electrode 6 is connected to the first input of the comparator 10 via an auxiliary voltage source 2 and the second indicator electrode 6 is connected to the second input of the comparator 10. The output of the comparator 10 is connected to the starter circuit 13 and to the recorder 18. connected to the current source 12 and to the input of the digital counter 17 and the input of the timer 11. The digital counter 17 is connected by its output to the first input of the interface unit 15, the second input of which is connected to the time meter 11 and the output of which is connected to the recording device £ 6.

Startovací obvod £3, kterývy tváří funkci logického součinu s pamětí umožňuje volbu mezi automatickým a manuálním startem zařízení. Při trvalém vstupním signálu do startovacího obvodu 13 při automatickém režimu, např. aretovaným tlačítkem, se uplatňuje pouze stav komparátoru £0. Při manuálním startu, kdy startovací impuls do startovacího obvodu 13 je vyvolán např. stisknutím tlačítka, je zařízení startováno v případě určitého stavu na výstupu komparátoru £0. Po spuštění startovacího obvodu 13 se jednak vynuluje měřič ££ času a současně spustí zdroj 12 proudu, kterým protéká titrační proud. Velikost průtoku titračního proudu jeThe start circuit £ 3, which forms the function of a logical product with memory, allows the choice between automatic and manual start of the device. In the case of a permanent input signal to the starting circuit 13 in automatic mode, e.g. by a locked button, only the state of the comparator £ 0 applies. During a manual start, when the start pulse to the start circuit 13 is triggered, for example, by pressing a button, the device is started in the case of a certain state at the output of the comparator £ 0. After starting the starting circuit 13, on the one hand, the timer is reset and at the same time the current source 12 through which the titration current flows is started. The flow rate of the titration current is

CS 270672 Bl plynule v jemných krocích nastavitelná pomocí otočného digitálního spínače umístěného přímo v bloku zdroje 12 proudu. To vše platí v případě, že je ještě splněna podmínka správného nastavení výstupu komparátoru 10 dodáním chloridových iontů do elektrolytu χ v titrační nádobě χ, působících snížení vodivosti elektrolytu. Titrační proud protéká ze zdroje 12 proudu přes plochou generační elektrodu 2 (anodu) s vývodem na boční nebo spodní ploše, která se průchodem proudu začne rozpouštět a uvolňovat ionty Ag . Tyto ionty vstupují do elektrolytu 2, kde reagují s přítomnými ionty Clza vzniku AgCl. Elektrolyt 2 3^e míchán míchadlem 2, aby koncentrace Ag a Cl”iontů byla v objemu elektrolytu rovnoměrná. Titrační proud dále probíhá sběrnou elektrodou 6 (katodou) a směřuje zpět do zdroje 12 proudu. Průtok tohoto proudu je možno indikovat indikátorem 14.CS 270672 B1 is continuously adjustable in fine steps by means of a rotary digital switch located directly in the current source block 12. All this applies if the condition of correct setting of the output of the comparator 10 by supplying chloride ions to the electrolyte χ in the titration vessel χ is still fulfilled, causing a reduction in the conductivity of the electrolyte. The titration current flows from the current source 12 through a flat generation electrode 2 (anode) with an outlet on the side or bottom surface, which begins to dissolve and release Ag ions as the current passes through. These ions enter the electrolyte 2, where they react with the Cl 2 ions present to form AgCl. 2 electrolyte ³ and stirred with a stirrer 2, the concentration of Ag and Cl "ions in the electrolyte volume was uniform. The titration current then passes through the collecting electrode 6 (cathode) and is directed back to the current source 12. The flow of this current can be indicated by indicator 14.

V okamžiku bodu ekvivalence se projeví přebytek volných iontů Ag- v elektrolytu a ty způsobí rychlý nárůst vodivosti indikačními elektrodami 2 a £, takže v tomto okamžiku dojde v průchodu indikačního proudu ze zdroje £ pomocného napětí přes nyní vodivý elektrolyt 2 a do něho vložené indikační elektrody χ, χ. Tím se změní napětové poměry na vstupu komparátoru 10 a následně dojde k překlopení stavu jeho výstupu. Tímto signálem se zablokuje činnost zdroje 12 titračního proudu a zastaví se čítání časových impulsů na digitálním měřiči 11 času, který byl spuštěn současně po předchozím vynulování startovacím obvodem 13.At the moment of the equivalence point, an excess of free ions Ag- in the electrolyte appears and these cause a rapid increase in conductivity through the indicating electrodes 2 and £, so at this point the indicating current from the auxiliary voltage source e passes through the now conductive electrolyte 2 and the indicating electrodes inserted χ, χ. This changes the voltage ratios at the input of the comparator 10 and subsequently flips the state of its output. This signal blocks the operation of the titration current source 12 and stops the counting of time pulses on the digital time meter 11, which was started simultaneously after the previous reset by the starting circuit 13.

Kromě tohoto popisovaného případů činnosti lze pracovat s automatickým startem titrace tak, že se nepoužije startovací obvod 13, ale titrace počne automaticky probíhat vždy po přidání chloridových iontů do elektrolytu 2. Jakmile bude elektrolyt 2 obsahovat chloridové ionty, bude výstup komparátoru 10 překlopen, tím dojde k automatickému vynulování a následnému spuštění digitálního měřiče 11 času a spuštění zdroje 12 titračního proudu. Titrace se potom zastaví stejným způsobem, jak bylo již výše popsáno.In addition to this described operation, the titration can be started automatically by not using the start circuit 13, but the titration starts automatically after each addition of chloride ions to the electrolyte 2. As soon as the electrolyte 2 contains chloride ions, the output of the comparator 10 is flipped. to automatically reset and subsequently start the digital timer 11 and start the titration current source 12. The titration is then stopped in the same way as described above.

Údaj, který po dosažení bodu ekvivalence ukazuje digitální měřič i 1 času, je přímo úměrný koncentraci chloridových iontů ve vzorku a nastavením vhodné rychlosti čítačích impulsů lze dosáhnout toho, že údaj zobrazený při zastavení titrace odpovídá přímo měřené koncentraci těchto iontů.The value shown by the digital meter after 1 equivalence time is directly proportional to the concentration of chloride ions in the sample and by setting the appropriate counting pulse rate it can be achieved that the value displayed when stopping the titration corresponds directly to the measured concentration of these ions.

K digitálnímu měřiči 11 času lze na jeho výstup připojit jednotku 15 interface, k jejímuž výstupu je pak možno připojit registrační zařízení 16, např. tiskárnu, počítač apod. K výstupu startovacího obvodu 13 nebo komparátoru 10 může být rovněž připojen digitální čítač 17 sériového čísla vzorku, který může mít možnost volby pro jednotlivá měření vzorků, pro měření v dubletech nebo tripletech a který může být svým výstupem připojen na další vstup jednotky 15 interface. K výstupu komparátoru 10 může být připojen zapisovač 18 ke sledování průběhu postupu titrace.An interface unit 15 can be connected to the digital timer 11 at its output, to the output of which a recording device 16, e.g. a printer, a computer, etc. can be connected. A digital counter 17 of the sample serial number can also be connected to the output of the starting circuit 13 or comparator 10. , which may have a choice for individual sample measurements, for measurements in doublets or triplets, and which can be connected by its output to another input of the interface unit 15. A recorder 18 may be connected to the output of the comparator 10 to monitor the progress of the titration process.

Zařízení podle vynálezu je určeno ke stanovení obsahu chloridů ze vzorků např. biologického materiálu coulometrickou titrací.The device according to the invention is intended for determining the chloride content from samples of, for example, biological material by coulometric titration.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Device for determining the chloride content by coulometric titration, comprising a titration vessel with electrolyte and electrodes, an auxiliary voltage source, a current source and a comparator, characterized in that the current source (12) is connected by one pole to the collecting electrode (6) and the other pole to the generation electrode (3), the first indicator electrode (7) is connected to the first input of the comparator (10) via an auxiliary voltage source (9) and the second indicator electrode (8) is connected to the second input of the comparator (10), the output of which is connected to a timer (11), wherein in the electrolyte (2) in the titration vessel (1) there is a stirrer (4) adapted to rotate by a magnetic field.

2. Device according to claim 1, characterized in that a starting circuit (13) is arranged between the output of the comparator (10) and the timer (11), which output is connected to the current source (12) by its output.

CS 270672 02

Device according to claim 1 or 2, characterized in that an interface unit (15) is connected to the output of the timer (11), to the output of which a recording device (16) is connected.

4. Apparatus according to claims 1 to 3, characterized in that a sample serial number counter (17) is connected to the output of the comparator (10) or the starting circuit (13).

5. The device according to claim 4, characterized in that the output of the sample serial number counter (17) is connected to the interface unit (15).

6. Device according to items 1 to 5, characterized in that the output of the comparator (10) is connected to a recorder (18).

7. Device according to items 1 to 6, characterized in that a titration current indicator (14) is connected between the current source (12) and the generation electrode (3).

8. The device according to items 1 to 7, characterized in that a rotary digital switch is arranged in the current source (12).