DE3104760C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein coulometrisches Titrationsverfahren
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Anwendungsgebiet der Erfindung ist insbesondere die Messung kleiner
Mengen einer Substanz mit hoher Genauigkeit.
Aus der Firmenschrift "Sub-Micro-Elemental Analysis by Microcoulometry"
der Dohrmann Instruments Company, Mountain View, California
ist ein elektrisches Titrationsverfahren bekannt, wonach eine zu
titrierende Komponente als solche oder nach Umwandlung in eine titrierbare
Verbindung zusammen mit einem Trägergas in eine Titrationszelle
eingeleitet wird, worauf elektrischer Strom zwischen Erregerelektroden
durchgeleitet wird, die so in der Titrationszelle verteilt
sind, daß eine durch Einleitung der zu titrierenden Komponente verursachte
Potentialänderung des Elektrolyten innerhalb der Titrationszelle
kompensiert wird, wobei ferner der elektrische Strom integriert
und die Menge der zu titrierenden Zusammensetzung nach dem Faradayschen
Gesetz aus dem Integrationswert berechnet wird. Nach diesem
Verfahren muß man jedoch die Vorrichtung in einen stationären Zustand
bringen, indem das Trägergas vor Beginn der Messung durch die Vorrichtung
geleitet wird. Da sich das Potential des Elektrolyten geringfügig
verändert, muß man auch in dieser Stufe das Potential des Elektrolyten
auf einem Einstellwert halten, d. h. einem Endpotential, indem
zwischen den Elektroden ein Strom proportional der Differenz zwischen
dem Potential des Elektrolyten, das durch eine Potentialelektrode
erfaßt wird, und dem Endpotential fließt.
Wenn sich die Vorrichtung in stationärem Zustand befindet, hat
der durch die Erregerelektroden fließende Strom einen konstanten
Wert; dieser Strom wird als Nullstrom bezeichnet. Wie Fig. d für das
genannte Verfahren zeigt, wird die Probe in das Trägergas eingeleitet
oder mit demselben vermischt. Das erhaltene Gemisch wird unmittelbar
oder nach Umwandlung der Probe in eine elektrolysierbare Verbindung
in den Elektrolyten eingeleitet. Wenn sich dann das Potential der Potentialelektrode
ändert, wird ein Titrationsstrom proportional der Differenz
zwischen dem gemessenen Potential und dem Endpotential oder Einstellpotential
durch die Erregerelektroden geleitet, um das gemessene
Potential auf das Einstellpotential zurückzustellen. Ein Zustand, in
dem das gemessene Potential einen Wert vor Einleitung der Probe erreicht,
wird als Abschluß der Titration genommen. Die Differenz zwischen
dem während der Titrationsstufe über die Erregerelektroden fließenden
Titrationsstrom und dem Nullstrom wird integriert, um daraus
die Menge der zu titrierenden Komponente zu berechnen.
Wenn die Probe mit konstantem Durchfluß eingeleitet wird, wird
die zu titrierende Komponente in den Elektrolyten eingeleitet und
erhöht dadurch das Potential desselben. Da jedoch die zu titrierende
Komponente in dem Elektrolyten aufgrund der Titration unmittelbar
verbraucht wird, würde das Potential des Elektrolyten auf einem Wert
geringfügig höher als das Endpotential oder Einstellpotential gehalten,
so lange die zu titrierende Komponente eingeleitet wird. Infolgedessen
wird der Strom auch auf einen Wert etwas höher als der Nullstrom
im Verhältnis zur Änderung des Potentials gehalten. Nach Abschluß
der Einleitung der Probe nimmt die Menge der eingeleiteten
Komponente ab, so daß auch der Strom entsprechend abnimmt und auf den
Wert des Nullstromes zurückkehrt.
Obgleich dieses Verfahren in weitem Umfang zur Anwendung kommt,
wenn die eingeleitete Menge der zu titrierenden Komponente klein ist,
wird der Nullstrom vergleichsweise groß, gegenüber dem Titrationsstrom,
so daß dadurch die Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird.
Die US-PS 40 55 478 beschreibt eine coulometrische Titrationsvorrichtung
zur Bestimmung kleiner Anteile spezifischer Chloridionen
in Lösung durch Zusatz von reaktiven Ionen. Ein Sensor gibt eine erste
Spannung als Logarithmus der spezifischen Ionenkonzentration an
einen Differentialverstärker, der außerdem von einer Bezugselektrode
ein Vergleichssignal empfängt. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers
liegt als Fehlersignal an einer Vergleicherschaltung an und
wird mit einer Vergleichsspannung verglichen. Über einen antilogarithmischen
Wandler erregt das Vergleichssignal eine Ionenquelle, der
eine Gleichstromquelle zur Einleitung der reaktiven Ionen zugeordnet
ist. Der Zusatz der reaktiven Ionen nimmt logarithmisch ab, bis der
stöchiometrische Endpunkt erreicht ist. Der Strom hat dabei keine
lineare Beziehung zur Konzentration.
Die US-PS 26 24 701 beschreibt eine elektrolytische Titrationsvorrichtung,
die aufgrund einer Sensorgleichspannung einen Generatorstrom
steuert, um so eine Drift auszuschalten. Die Titration beginnt
mit der Einleitung der Probe in die Titrationszelle. Durch Ansteuerung
der Elektroden sollen Wellen in der Flüssigkeit und entsprechende
Störungen ausgeschaltet werden.
Die US-PS 33 05 468 beschreibt eine Titrationsvorrichtung zur
Bestimmung der Halogenzahl. Die Zufuhr der zu titrierenden Substanz
wird genau gemessen. Ebenso wird der Endpunkt durch eine vorgreifende
Erfassung sehr genau bestimmt. Ein konstanter Titrationsstrom fließt
bis zum Endpunkt der Titration.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines coulometrischen
Titrationsverfahrens, das eine genaue Titration einer Probe
erlaubt, die eine sehr kleine Menge einer zu titrierenden Komponente
erhält.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese Verfahrensführung mit Anreicherung der zu titrierenden
Substanz erreicht man eine wesentlich erhöhte Genauigkeit der
Titration.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer coulometrischen Titrationsvorrichtung,
die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
geeignet ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der einzelnen elektrischen Schaltkreise
der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Kurvenbild der Änderungen des Potentials des Elektrolyten
und des zwischen den Erregerelektroden fließenden
Stromes für ein herkömmliches coulometrisches Titrationsverfahren
ohne Anwendung einer Wartestufe und
Fig. 4 ein entsprechendes Schaubild zur Erläuterung des Verfahrens
nach der Erfindung.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung umfaßt ein Reaktionsrohr 1, das aus einer nichtdargestellten
Quelle über eine Gasleitung 3 mit einem Trägergas beschickt
wird. Erforderlichenfalls ist ein entsprechender Katalysator in das
Reaktionsrohr gepackt. Die Probe wird über eine Probenschleuse 2 eingeleitet.
Normalerweise wird die Probe mit einem konstanten Durchfluß
von 0,2 bis 1,2 µl/s eingeleitet. Die Gesamtmenge der eingeleiteten
Probe beträgt zwischen 20 bis 200 µl.
Das Gas im Reaktionsrohr 1 wird über eine Leitung 4 in einen
Elektrolyten 7 eingeleitet, der in einer Titrationszelle 6 enthalten
ist. In den Elektrolyten tauchen zwei Erregerelektroden 8 und eine Potentialelektrode
9 ein. Die Erregerelektroden 8 sind an eine Stromquelle
und einen Stromintegrator angeschlossen, die Potentialelektrode an
einen Spannungsmesser. In Fig. 1 sind die Stromquelle, der Stromintegrator
und der Spannungsmesser zu einer Coulometrieeinheit 10 zusammengefaßt.
Eine Anzeigevorrichtung 11 a ist zur Anzeige des integrierten
Stromes vorgesehen. Die Leitung 4 ist über einen Entfeuchter 5
geführt, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen, wenn die Probe
eine große Menge Wasser enthält oder wenn die in dem Reaktionsrohr 1
ablaufende Reaktion eine große Wassermenge erzeugt.
Beim Fehlen des Entfeuchters 5 gelangt zusammen mit dem Trägergas
Feuchtigkeit in den Elektrolyten und kondensiert darin, so daß
dadurch Kondensationswärme frei wird. Hierdurch wird die Temperatur
des Elektrolyten erhöht. Entsprechend der Nernstschen Gleichung ändert
sich dann das Potential des Elektrolyten, so daß sich Meßfehler
ergeben. Als Entfeuchter kann eine kleine Luftwaschflasche benutzt
werden, die mit einem Reaktionshilfsmittel wie Schwefelsäure, Phosphorsäure,
Natriumhydroxidlösung und dergleichen gefüllt ist, damit die
Feuchtigkeit absorbiert wird, jedoch die zu titrierende Komponente
frei durchtreten kann.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels der Coulometrieeinheit
10 nach Fig. 1. In einer Potentialmeßstufe 11 wird ein Potential
gemessen. Ein Endpotential aus einer Einstellstufe 12 liegen
zusammen mit dem Ausgang der Potentialmeßstufe 11 an einer Endpotentialsubtraktionsstufe
13 an, deren Ausgang eine Potentialdifferenz
Δ E abgibt. Diese Potentialdifferenz Δ E liegt je nach der Einstellung
der Schalter S₁ und S₂ an einem Grundpotentialspeicher 14 oder
einem Verstärker 15 an. Der Grundpotentialspeicher 14 integriert die
anliegende Potentialdifferenz, um daraus einen Mittelwert zu berechnen
und zu speichern.
Der Verstärker 15 verstärkt die Potentialdifferenz Δ E oder die
Ausgangsspannung des Grundpotentialspeichers 14; eine dieser Größen
liegt jeweils über den Umschalter S₂ an. Der Ausgang des Verstärkers
15 liegt an einem V/I-Wandler 16 an, der eine anliegende Spannung in
einen Strom proportional dieser Spannung umwandelt. Dieser Strom wird
durch das Erregerelektrodenpaar geleitet. Der Strom wird in einem I/V-
Wandler 17 in eine Spannung umgewandelt. Die Spannung beaufschlagt
über einen Schalter S₃ einen Nullstromspeicher 18 und liegt an einer
Nullstromsubtraktionsstufe 19 an. Der Nullstromspeicher 18 speichert
die anliegende Spannung und legt die gespeicherte Spannung an die
Nullstromsubtraktionsstufe 19 an. Somit erhält die Nullstromsubtraktionsstufe
19 die Ausgangsspannungen des I/V-Wandlers 17 und des Nullstromspeichers
18 und bildet daraus einen Differenzwert, der in die
Menge der zu titrierenden Komponente umgewandelt wird, indem der Wert
in einer Multiplikationsstufe 20 mit einem Maßfaktor multipliziert
wird. Diese Menge wird in der Anzeigevorrichtung 11 a gemäß Fig. 1
angezeigt, nachdem sie in einen Integrator 21 integriert worden ist.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung wird unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 und 2 erläutert. Zunächst werden die verschiedenen
Teile der Vorrichtung auf vorgegebene Temperaturen gebracht, wobei
gleichzeitig Trägergas aus der Quelle eingeleitet wird. Da sich
das Potential des Elektrolyten aufgrund der Einleitung des Trägergases
ändert, wird das Potential des Elektrolyten gemessen. Dementsprechend
wird ein Nullstrom proportional der Differenz zwischen einem
Einstellwert oder einem Endpotential und dem gemessenen Potential
durch die Erregerelektroden geleitet, damit dadurch das Potential des
Elektrolyten auf dem Einstellwert oder Endwert bleibt. Sobald die
Vorrichtung einen stationären Zustand erreicht, wird der Nullstrom
konstant.
In der Blockschaltung nach Fig. 2 wird das Potential des Elektrolyten
über die Potentialelektrode durch die Potentialmeßstufe 11 gemessen
und liegt an der Endpotentialsubtraktionsstufe 13 an. Zu diesem
Zeitpunkt ist der Schalter S₁ offen. Der Ausgang Δ E der Subtraktionsstufe
13 beaufschlagt über den Verstärker 15 den V/I-Wandler 16
und wird in einen Strom umgewandelt, der über das Paar der Erregerelektroden
fließt. Da in diesem Zeitpunkt der Schalter S₃ offen ist,
liegen die Ausgangsspannungen des I/V-Wandlers 17 und des Nullstromspeichers
18 an der Nullstromsubtraktionsstufe 19 an. Deren Ausgang
liegt an der Multiplikationsstufe 20 an. Eine nichtdargestellte Torschaltung
ist zwischen der Multiplikationsstufe 20 und dem Integrator
21 angeordnet. Diese Torschaltung ist gesperrt, bis die eigentliche
Titrationsstufe beginnt, so daß der Integrator 21 und die Anzeigevorrichtung
11 a unwirksam sind.
Im Rahmen der Erfindung ist eine Abgleichstufe vorgesehen, während
der die Vorbereitung der Messung abgeschlossen wird.
Bei der Messung wird vor Einleitung einer zu titrierenden Komponente
in den Elektrolyten der Wert des zwischen den Erregerelektroden
fließenden Nullstromes während der Abgleichstufe von einem Wert proportional
der Differenz zwischen dem Endpotential zu dieser Zeit und
dem gemessenen Potential auf einen stationären oder mittleren Nullstrom
umgeschaltet.
Anstelle der Bestimmung des zwischen den Erregerelektroden fließenden
Stromes aufgrund des gemessenen Potentials des Elektrolyten
und unabhängig von dem Wert des gemessenen Potential wird im einzelnen
ein Strom mit dem gleichen Wert wie der mittlere Nullstrom in
stationärem Zustand während der Abgleichstufe oder wie der Nullstrom,
der unmittelbar vor der Umschaltung fließt, eingespeist. Diese Umschaltung
ist zur Kompensation von Änderungen des Potentials des Elektrolyten
aufgrund der Einleitung des Trägergases wirksam.
In dieser Beschreibung wird eine Verfahrensstufe als Wartestufe
bezeichnet, in der ein Nullstrom mit einem Wert, der nicht von dem
Potential des Elektrolyten abhängt, durchgeleitet wird. Die Einleitung
der Probe in das Reaktionsrohr beginnt während der Wartestufe.
In dem Blockschaltbild nach Fig. 2 wird der Schalter S₁ nach
Abschluß der Abgleichstufe geschlossen, damit die Ausgangsspannung
der Endpotentialsubtraktionsstufe 13 an den Grundpotentialspeicher 14
für eine bestimmte Zeitdauer von z. B. 10 min anliegt, damit der Mittelwert
der Ausgangsspannung Δ E der Endpotentialsubtraktionsstufe 13
berechnet und gespeichert wird. Dann wird der Schalter S₁ geöffnet
und der Schalter S₂ umgelegt, so daß das in den Grundpotentialspeicher
14 gespeicherte Potential während der gesamten Wartestufe kontinuierlich
über den Umschalter S₂ an dem Verstärker 15 anliegt, damit
während der Wartestufe ein konstanter Nullstrom über die Erregerelektroden
fließt. Gleichzeitig mit der Umschaltung des Schalters S₂ auf
die Seite des Grundpotentialspeichers 14 wird der Schalter S₃ geschlossen,
damit die Ausgangsspannung des I/V-Wandlers 17 in dem Nullstromspeicher
18 während einer kurzen Zeitdauer von z. B. 1 s gespeichert
wird. Dann wird der Schalter S₃ geöffnet. Da während der Wartestufe
die Torschaltung zwischen der Multiplikationsstufe 20 und dem
Integrator 21 gesperrt ist, arbeiten der Integrator 21 und die Anzeigevorrichtung
11 a nicht.
Es ist vorteilhaft, die Umschaltung des Nullstromes in der Wartestufe
in einem Zeitpunkt unmittelbar vor der Einleitung der zu titrierenden
Komponente in den Elektrolyten zu bewirken. Wenn jedoch eine
Handumschaltung erfolgt, ist es vorzuziehen, die Einleitung der Probe
in das Reaktionsrohr unmittelbar nach Umschaltung des Nullstromes zu
beginnen. Wenn andererseits ein automatischer Betrieb erfolgt, ist es
vorzuziehen, automatisch den Nullstrom durch ein elektrisches Signal
umzuschalten, das die Einleitung der Probe in das Reaktionsrohr auslöst.
Während der Wartestufe wird die in den Elektrolyten eingeleitete,
zu titrierende Komponente nicht in merklichem Ausmaß titriert,
sondern lediglich in dem Elektrolyten angesammelt. Normalerweise dauert
die Wartestufe an, bis mindestens die Hälfte der Probe eingeleitet
ist. Da die Wartestufe zum Zwecke der Ansammlung der zu titrierenden
Komponente in dem Elektrolyten vorgesehen ist, verlängert sich
die Wartestufe normalerweise, wenn die Einleitungsgeschwindigkeit der
zu titrierenden Komponente in das Reaktionsrohr klein ist. Man kann
dadurch einen viel höheren Prozentsatz der Komponente in dem Elektrolyten
ansammeln. Wenn die Einleitungsgeschwindigkeit der Komponente
sehr klein ist, ist es vorzuziehen, die Dauer der Wartestufe zu verlängern,
bis die Gesamtmenge der zu titrierenden Komponente in den
Elektrolyten eingeleitet ist. Es hat jedoch wenig Sinn, die Wartestufe
über den Abschluß der Einleitung der Gesamtmenge der Komponente in
den Elektrolyten zu verlängern; dieses führt nur zu Meßfehlern.
Nach Abschluß einer vorgegebenen Wartestufe wird der Strom zwischen
dem Erregerelektroden wieder in Abhängigkeit von der Differenz
zwischen dem Potential des Elektrolyten und einem Einstellwert durchgeleitet,
während gleichzeitig auch die Differenz zwischen dem Titrationsstrom
und dem Nullstrom integriert wird. Diese Verfahrensstufe
wird als Titrationsstufe bezeichnet.
In dem Blockschaltbild der Fig. 2 wird der Schalter S₂ mit Ablauf
der Wartestufe umgelegt, so daß der Eingang des Verstärkers 15
vom Ausgang des Grundpotentialspeichers 14 zum Ausgang der Endpotentialsubtraktionsstufe
13 durchgeschaltet wird. Der Schalter S₃ bleibt
in geöffnetem Zustand. Infolgedessen liegen die Ausgänge des I/V-Wandlers
17 und des Nullstromspeichers 18 an der Nullstromsubtraktionsstufe
19 an, damit dieselbe eine Ausgangsspannung entsprechend der Differenz
zwischen den beiden genannten Spannungen abgibt. Da die Torschaltung
zwischen der Multiplikationsstufe 20 und dem Integrator 21
gleichzeitig mit der Umschaltung des Schalters S₂ auf die Endpotentialsubtraktionsstufe
13 geöffnet wird, wird der Ausgang der Nullstromsubtraktionsstufe
19 durch die Multiplikationsstufe 20 mit einem
Maßfaktor in die Menge der zu titrierenden Komponente umgewandelt. Es
erfolgt dann eine Integration durch den Integrator 21 und eine Anzeige
auf der Anzeigevorrichtung 11 a.
Das Verfahren zur Berechnung der Menge der zu titrierenden Komponente
ist nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren beschränkt. Man
kann auch eine Stufe der Integration des zwischen den Erregerelektroden
während der Titration fließenden Stromes; eine Subtraktion
eines Produktes des in der Wartestufe benutzten Konstantstromes von
dem integrierten Strom, damit man eine Differenz erhält, und eine Berechnung
der Menge der zu titrierenden Komponente benutzen.
Die Titrationsstufe dauert an, bis das gemessene Potential mit
dem Voreinstellwert des Endpotentials übereinstimmt.
Fig. 4 zeigt schematisch die Änderungen des elektrolytischen
Potentials und des zwischen den Erregerelektroden fließenden Stromes.
Bei Beendigung der Abgleichsstufe und bei Beginn der Wartestufe wird
der zwischen den Erregerelektroden fließende Strom auf einem konstanten
Wert gehalten, der von dem Potential des Elektrolyten nicht beeinflußt
wird, z. B. auf dem Mittelwert im Endpunkt der Abgleichstufe.
Während der Wartestufe wird die Probe mit konstanter Geschwindigkeit
in die Vorrichtung eingegeben. Dann wird die zu titrierende Komponente
in den Elektrolyten eingeleitet und sammelt sich darin an, so daß
das Potential des Elektrolyten allmählich ansteigt. Sobald die Einleitung
der zu titrierenden Komponente in den Elektrolyten beendet ist,
hört auch der Potentialanstieg auf. Wenn die Wartestufe abgeschlossen
ist und die Titrationsstufe beginnt, fließt ein Strom proportional
dem Potential des Elektrolyten zwischen den Erregerelektroden. Da die
zu titrierende Komponente innerhalb des Elektrolyten durch die Titration
schnell verbraucht wird, sinkt auch das Potential des Elektrolyten
schnell ab, so daß der zwischen den Erregerelektroden fließende
Strom ebenfalls absinkt. Wenn die gesamte Menge der zu titrierenden
Komponente verbraucht ist, werden das Potential und der Strom den
Werten innerhalb der Abgleichstufe gleich.
Da nach der vorigen Beschreibung gemäß der Erfindung die coulometrische
Titration nach Einleitung einer zu titrierenden Komponente in
einen Elektrolyten und nach Ansammlung derselben während einer Wartestufe
erfolgt, fließt zwischen den Erregerelektroden ein großer Titrationsstrom.
Infolgedessen ist der Meßfehler klein. Man kann mit hoher
Genauigkeit eine Probe messen, die nur eine geringe Menge einer zu titrierenden
Komponente enthält.
Ein Digitalanalysator für geringe Schwefelmengen der Bauart TS
20 der Anmelderin wird abgewandelt und als Vorrichtung entsprechend
den Fig. 1 und 2 eingesetzt. Die Abwandlungen betreffen den Einbau
eines Entfeuchters in die Gasleitung, die das Reaktionsrohr und die
Titrationszelle verbindet und die Umschaltung des dem Erregerelektrodenpaar
zugeführten Stromes zwischen einem Strom proportional der Different
zwischen dem gemessenen Potential und dem Einstellpotential
sowie einem Konstantstrom unabhängig von dem gemessenen Potential.
Als Entfeuchter wird eine kleine Gaswaschflasche benutzt, die mit
einem flüssigen Gemisch von 8 nl Phosphorsäure und 2 nl Wasser gefüllt
ist. Gas wird in einer Tiefe von etwa 3 cm in die Flüssigkeit
eingeleitet.
Mit dieser Vorrichtung erfolgt eine Analyse des Schwefelgehaltes
einer Probe, die durch Auflösen von n-Hexylsulfid ⟨CH₃(CH₂)₅⟩₂S in
n-Hexan hoher Reinheit als Reagens erhalten wird.
Für die Analyse wird die Vorrichtung in einen stationären Zustand
gebracht, indem ein Gasgemisch von Sauerstoff und Argon durchgeleitet
wird und der durch das Erregerelektrodenpaar fließenden Strom
auf einen Kosntantstrom umgeschaltet wird. 30 min nach der Umschaltung
werden 20 µl der Probe in das Reaktionsrohr eingeleitet. Die
Probe wird 2,5 min lang mit einer automatischen Einleitungsvorrichtung
(Bauart MF-01 der Anmelderin) eingeleitet. Als Konstantstrom
wird derjenigen Strom benutzt, der zwischen den Erregerelektroden unmittelbar
vor der Umschaltung fließt. Nach Ablauf von einer Minute im
Anschluß an den Abschluß der Einleitung wird der dem Erregerelektrodenpaar
zugeführte Strom von dem Konstantstrom auf einen Strom umgeschaltet,
der der Differenz zwischen dem gemessenen Potential und dem eingestellten
Endpotential proportional ist. Durch die entsprechende Reaktion
wird Schwefeldioxid mit Jod coulometrisch titriert. Die Ergebnisse
der Titration sind in der folgenden Tabelle angegeben:
Man kann aus der vorstehenden Tabelle deutlich erkennen, daß das
Verfahren nach der Erfindung außerordentlich wirksam zur Messung sehr
kleiner Schwefelmengen von weniger als 0,1 µg/ml ist.
Claims (7)
1. Coulometrisches Titrationsverfahren nach folgenden Verfahrensstufen:
- 1. während einer Abgleichstufe wird unter Durchleitung eines Trägergases durch eine Titrationszelle das Potential eines Elektrolyten gemessen und ein Strom proportional der Differenz zwischen dem gemessenen Potential und einem Einstellwert über die in den Elektrolyten eingetauchten Erregerelektroden eingeleitet, um dadurch die Spannungsdifferenz zwischen dem gemessenen Potential und dem Einstellwert zu kompensieren;
- 2. die zu titrierende Komponente wird zusammen mit einem Trägergas eingeleitet;
- 3. während einer Titrationsstufe wird das Potential des Elektrolyten gemessen und ein Strom zwischen den Erregerelektroden durchgeleitet, um dadurch die Potentialdifferenz zwischen dem gemessenen Potential und dem Einstellwert zu kompensieren;
- 4. während einer Integrationsstufe wird die Differenz zwischen dem über die Erregerelektroden fließenden Strom und einem Nullstrom integriert;
- 5. in einer Berechnungsstufe wird die Menge der in die Titrationszelle eingeleiteten, zu titrierenden Komponente entsprechend dem während der Integrationsstufe gemessenen Integrationswert berechnet
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) vor Einleitung der zu titrierenden Komponente wird während einer Wartestufe ein Konstantstrom, der nicht von dem Potential des Elektrolyten abhängt, zwischen den Erregerelektroden durchgeleitet;
- b) während der Wartestufe wird in einer Vorbereitungsstufe die zu titrierenden Komponente zusammen mit einem Trägergas eingeleitet und angesammelt;
- c) danach schließt sich die Titrationsstufe an.
2. Coulometrisches Titrationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge der zu titrierenden Komponente durch
Subtraktion des Integrationswertes des während der Titrationsstufe
fließenden Nullstromes von dem Integrationswert des zwischen den Erregerelektroden
fließenden Stromes berechnet wird und daß dann der
Subtraktionswert für die Menge der zu titrierenden Komponente umgewandelt
wird.
3. Coulometrisches Titrationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantstrom während der Wartestufe
dem Mittelwert des im stationären Zustand während der Abgleichstufe
durch die Erregerelektroden geleiteten Stromes gleich ist.
4. Coulometrisches Titrationsverfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantstrom während der
Wartestufe dem zwischen den Erregerelektroden im Endbereich der Abgleichsstufe
fließenden Strom gleich ist.
5. Coulometrisches Titrationsverfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Titrationsstufe beginnt, sobald
mehr als die Hälfte der zu titrierenden Komponente in die Titrationszelle
eingeleitet ist.
6. Coulometrisches Titrationsverfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Titrationsstufe beginnt, sobald
die Gesamtheit der zu titrierenden Komponente in die Titrationszelle
eingeleitet ist.
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